JPH06260610A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPH06260610A
JPH06260610A JP5041467A JP4146793A JPH06260610A JP H06260610 A JPH06260610 A JP H06260610A JP 5041467 A JP5041467 A JP 5041467A JP 4146793 A JP4146793 A JP 4146793A JP H06260610 A JPH06260610 A JP H06260610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
layer
bit line
electrode
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5041467A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Usu
敏彦 薄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5041467A priority Critical patent/JPH06260610A/ja
Priority to US08/203,398 priority patent/US5390144A/en
Publication of JPH06260610A publication Critical patent/JPH06260610A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • H10B12/318DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor the storage electrode having multiple segments

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】各素子を縦方向に積み重ねて加工余裕を零とす
ると共に、各素子間を連結する配線も省略し、半導体記
憶装置の集積度を飛躍的に向上させる。 【構成】シリコン基板上のn型拡散層32からなるビッ
ト線上に、エピタキシャル成長によりシリコン単結晶か
らなるp型の柱状層36が形成される。柱状層36の周
囲には、絶縁膜38を介してゲート電極42が配設さ
れ、柱状層36の側面をチャネル領域とするFETが構
成される。また、FETを囲んで、柱状層36の上部に
コンタクトするn型のシリコン層からなる下部電極4
6、その上の絶縁膜48及び上部電極52が順に配設さ
れ、これらによりキャパシタが構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置及びその
製造方法に関し、特にDRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】図5(a)及び図5(b)に夫々回路及
び断面構造が示されるように、従来の一般的なDRAM
においては、ビット線BLのコンタクト部Nを挟んで、
選択用トランジスタT及びキャパシタCからなる一対の
セルが、左右対象に配置される。夫々のトランジスタT
は、MOSFETの構造をなし、半導体基板10上に形
成された絶縁膜12及びゲート電極14を有する。ゲー
ト電極14は各セルのワード線WLの一部として形成さ
れる。
【0003】トランジスタTのソース/ドレイン領域と
して、基板10に拡散層16及び18が形成される。拡
散層16はまた、その一部がビット線BLとコンタクト
する。拡散層18はまた、その一部がキャパシタCの下
部電極として機能する。キャパシタCは、拡散層18の
一部、及びその上に形成された絶縁膜22及び上部電極
24からなる。図中26は素子分離用の絶縁膜を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記DRAMの構造で
は、キャパシタC、トランジスタT、ビット線BLのコ
ンタクト部N等の各素子は、横並びに、しかも独立に配
置され、素子毎に一定の面積を占有する。また、各素子
間はある一定の加工余裕を必要とするため、各素子に必
要な占有面積は更に増加する。従って、より高集積度を
達成しようとする場合、各素子をより微細化すると共
に、加工余裕を可能な限り制限することが必要となる。
このことは、加工技術を非常に困難なものとし、歩留り
を著しく律速させる結果となる。
【0005】本発明は、これら問題点に鑑みてなされた
ものであり、各素子を縦方向に積み重ねて加工余裕を零
とすると共に、各素子間を連結する配線も省略すること
により、半導体記憶装置の集積度を飛躍的に向上させる
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明半導体記憶装置においては、半導体基板上に形成され
た第1導電型の半導体層からなるビット線上に、エピタ
キシャル成長により第2導電型の半導体層からなる柱状
層が形成される。前記柱状層の周囲には、絶縁膜を介し
てゲート電極が配設され、前記柱状層の側面をチャネル
領域とするFETが構成される。また、前記FETを囲
んで、前記柱状層の上部にコンタクトする第1導電型の
半導体層からなる下部電極、その上の絶縁膜及び上部電
極が順に配設され、これらによりキャパシタが構成され
る。
【0007】
【作用】基板上に配設されたビット線上に縦型のトラン
ジスタを形成し、更にその上にキャパシタを形成するこ
とにより、加工余裕と素子間の配線が削除できる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係るDRAMの1
セルを示す部分断面斜視図である。 この実施例におい
て、ビット線はシリコン基板30に不純物、例えばAs
(ヒ素)を拡散することにより形成された導電型がn型
の拡散層32により構成される。各ビット線は酸化絶縁
膜34に絶縁される。
【0009】拡散層32上には、選択的にエピタキシャ
ル成長された半導体単結晶、例えばシリコン単結晶から
なる角柱状の層36が配設される。柱状層36はDRA
Mセルの選択トランジスタのチャネル領域として機能す
る。このため、層36は、成長時に不純物、例えばB
(ボロン)が添加されることにより導電型がp型とされ
る。不純物の添加量はトランジスタの閥値電圧を制御す
るように調整される。
【0010】柱状層36の側壁表面には、酸化により形
成された絶縁膜38が配設され、更にその周囲には、P
(燐)が添加されたn型のポリシリコン膜42が形成さ
れる。ポリシリコン膜42の部分42aは、絶縁膜38
を介して柱状層36と対向し、選択トランジスタのゲー
ト電極として機能する。
【0011】ポリシリコン膜42の周囲には、P(燐)
が添加されたn型のポリシリコン膜46が絶縁膜44を
介して形成される。ポリシリコン膜46は、柱状層36
の頂部に直接コンタクトする中央部分46aを具備す
る。従って、柱状層36を介して上下に配置された拡散
層32とポリシリコン膜46の中央部分46aとの間に
は、これらの部分をソース/ドレイン領域とすると共
に、ポリシリコン膜42の部分42aをゲート電極とす
るnチャネルFETが構成される。ポリシリコン膜42
は、絶縁膜34上に延びる部分42bを有する。部分4
2bはワード線として所定の配線パターンに形成され
る。
【0012】ポリシリコン膜46の周囲には、絶縁膜4
8が配設され、これは、例えば、窒化珪素と酸化膜の複
合膜からなる。更に、その周囲には、P(燐)が添加さ
れたn型のポリシリコン膜52が配設される。絶縁膜4
8及びこれを挟んで対向するポリシリコン膜46、52
により、DRAMセルのキャパシタが構成される。次
に、本発明の一実施例に係るDRAMの製造工程を図2
乃至図4を参照して説明する。
【0013】先ず、シリコン基板60上に多数の矩形の
孔を有するようにパターニングされたシリコン酸化膜6
2を形成する。そして、これをマスクとして基板60を
軽くエッッチングし、多数の矩形の溝64を形成する
(図2(a))。
【0014】次に、酸化膜62を除去した後、気相成長
法で酸化膜66を基板全面に堆積させる。そして、全面
をエッチバックすることにより、溝64内部にだけ酸化
膜66を残存させる(図2(b)、(c))。
【0015】次に、全面にAsイオン注入を行い、シリ
コン基板60が露出している表面部分にn型の拡散層6
8を形成する(図3(a))。拡散層68は図1図示構
造の拡散層32に対応し、即ちビット線として用いるこ
とが可能となる。ビット線とビット線との絶縁は、先に
埋め込んだ酸化膜68で達成される。
【0016】次に、選択トランジスタを形成する。先
ず、拡散層68を保護するため、全面にシリコン窒化膜
72を気相成長法で堆積させる。続けて、シリコン酸化
膜74を気相成長法で堆積させ、膜72、74の総厚が
選択トランジスタの所望のチャネル長に相当するように
する。そして、酸化膜72及び窒化膜74に、フォトリ
ソグラフィ法及び異方性イオンエッチングを用いて溝7
6を形成する(図3(b))。
【0017】次に、溝76中にだけ選択的にシリコン単
結晶をエピタキシャル成長させる。その際、トランジス
タの閥値電圧を制御するため、適量の不純物例えばB
(ボロン)を添加する。更に、ウェットエッチングによ
り酸化膜74のみを選択的に除去し、縦型トランジスタ
のチャネル領域を提供するp型の角柱状層78を完成さ
せる(図3(c))。以降の工程を示す図4は、1つの
柱状層78のみについて示す。
【0018】柱状層78完成後、先ず、酸化により柱状
層78の表面にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜82
を形成する。次に、ゲート電極及びワード線となるポリ
シリコン膜84を気相成長法により全面に堆積させる。
ポリシリコン膜84成長の際、P(燐)を添加し、膜8
4をn型の導電型とする。そして、フォトリソグラフィ
と異方性イオンエッチングにより、ポリシリコン膜84
の一部を所望の配線パターンのワード線として形成する
(図4(a))。
【0019】次に、キャパシタを形成する。先ず、軽く
酸化を行ってポリシリコン膜84の表面に薄いシリコン
酸化膜86を形成する。次に、気相成長法により全面に
シリコン酸化膜88を堆積させ、ワード線の絶縁を確保
する。そして、フォトリソグラフィ法と異方性イオンエ
ッチングにより、膜82、84、86、及び88に穴9
0を開け、柱状層78の頂部を露出させる(図4
(b))。
【0020】次に、CVDにより全面にシリコン酸化膜
を堆積させる。そして、異方性エッチングにより側壁部
にのみシリコン酸化膜92を残存させる。次に、キャパ
ソタ下部電極となるポリシリコン膜94を気相成長法に
より全面に堆積させる。ポリシリコン膜94成長の際、
P(燐)を添加し、膜94をn型の導電型とする。そし
て、フォトリソグラフィと異方性イオンエッチングによ
り、各セル毎に独立するように、ポリシリコン膜94を
所望パターンに加工する。
【0021】次に、キャパシタ絶縁膜96を、例えば、
CVDにより堆積させたシリコン窒化膜とシリコン酸化
膜との複合膜を用いて全面に形成する。そして、キャパ
シタ上部電極となるポリシリコン膜98を気相成長法に
より全面に堆積させる。ポリシリコン膜98成長の際、
P(燐)を添加し、膜98をn型の導電型とする。次
に、各セル毎に独立するように、膜98を所望パターン
に加工する。
【0022】以上の工程により本発明の一実施例に係る
DRAMが完成する。なお、図1においては、構造の各
部の機能を効率的に説明するため、幾つかの層を纏めて
模式的に示した。このため、図2乃至図4図示の工程に
より形成されるDRAMの構造は、図1図示の構造に比
べて層の数が多く、また細部は幾分異なっている。しか
し、各部の機能に照らしてみれば、図2乃至図4図示の
工程により形成される構造と、図1図示の構造とが実質
的に等価であることは明白である。
【0023】
【発明の効果】本発明の効果を、従来の構造と対比して
図6に示す。図6(a)は従来の構造D1、図6(b)
は本発明に係る構造D2を示す。夫々の平面図中、2つ
のセルにより占有される部分をハッチングにより示して
ある。図示の如く、本発明によれば、従来一つのトラン
ジスタと一つのキャパシタで構成されるメモリユニット
を、1キャパシタ分の占有面積でまかなうことが可能と
なる。更に、ビット線がトランジスタとコンタクトする
のに要する面積も不要となる。従って、メモリセルは、
従来の面積の約半分にまで縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るDRAMの1セルを示
す部分断面斜視図。
【図2】本発明の一実施例に係るDRAMの製造工程を
順に示す断面図。
【図3】図2に続くDRAMの製造工程を順に示す断面
図。
【図4】図3に続くDRAMの製造工程を順に示す断面
図。
【図5】従来の一般的なDRAMを示す回路図及び断面
図。
【図6】従来の構造と本発明に係る構造とが占有する面
積を比較して示す平面図。
【符号の説明】
30…基板、32…拡散層(ビット線)、34…絶縁
層、36…柱状層、38…絶縁膜、42…ポリシリコン
層(ゲート電極及びワード線)、44…絶縁層、46…
ポリシリコン層(キャパシタ下部電極)、48…絶縁
層、52…ポリシリコン層(キャパシタ上部電極)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板と、 半導体基板上に形成された第1導電型の半導体層からな
    るビット線と、 前記ビット線上に形成され且つ上方へ突出する第2導電
    型の半導体層からなる柱状層と、 前記柱状層の周囲に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜の周囲に形成されたゲート電極と、前
    記ゲート電極はワード線に接続されることと、 前記柱状層の上部を露出させ且つ前記ゲート電極を覆う
    ように形成された分離用絶縁膜と、 前記柱状層の上部及び前記分離用絶縁膜上に形成された
    第1導電型の半導体層からなる下部電極と、 前記下部電極上に形成されたキャパシタ絶縁膜と、 前記下部電極に対向するように前記キャパシタ絶縁膜上
    に形成された上部電極と、 を具備し、 前記柱状層を介して対向する前記ビット線の部分と前記
    下部電極の部分との間に前記ゲート電極を含むFETが
    構成され、且つ前記上下部電極及びキャパシタ絶縁膜に
    よりキャパシタが構成される半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】半導体基板の表面に不純物を拡散させるこ
    とにより第1導電型の半導体層からなるビット線を形成
    する工程と、 前記基板全面を絶縁膜で覆う工程と、 前記絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、前記ビット
    線の一部を露出させる工程と、 前記ビット線の前記露出部に、半導体結晶を選択的に成
    長させ、第2導電型の半導体層からなる柱状層を形成す
    る工程と、 前記柱状層をゲート絶縁膜で覆う工程と、 得られた構造物の全面に導電体層を形成する工程と、 前記導電体層をパターニングして前記ゲート絶縁膜を覆
    うゲート電極と、前記ゲート電極と一体的に接続された
    ワード線とを形成する工程と、 前記導電体層上に上部分離用絶縁膜を形成する工程と、 前記柱状層の上部が露出するように、前記ゲート絶縁
    膜、前記ゲート電極及び上部分離用絶縁膜にエッチング
    より穴を形成する工程と、 前記穴の側壁を側部分離用絶縁膜により覆う工程と、 前記柱状層の上部及び前記上部及び側部分離用絶縁膜上
    に、第1導電型の半導体層からなる下部電極を形成する
    工程と、 前記下部電極上にキャパシタ絶縁膜を形成する工程と、 前記下部電極に対向するように前記キャパシタ絶縁膜上
    に上部電極を形成する工程と、 を具備し、 前記柱状層を介して対向する前記ビット線の部分と前記
    下部電極の部分との間に前記ゲート電極を含むFETが
    構成され、且つ前記上下部電極及びキャパシタ絶縁膜に
    よりキャパシタが構成される半導体記憶装置の製造方
    法。
JP5041467A 1993-03-02 1993-03-02 半導体記憶装置及びその製造方法 Pending JPH06260610A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5041467A JPH06260610A (ja) 1993-03-02 1993-03-02 半導体記憶装置及びその製造方法
US08/203,398 US5390144A (en) 1993-03-02 1994-03-01 Semiconductor memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5041467A JPH06260610A (ja) 1993-03-02 1993-03-02 半導体記憶装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06260610A true JPH06260610A (ja) 1994-09-16

Family

ID=12609182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5041467A Pending JPH06260610A (ja) 1993-03-02 1993-03-02 半導体記憶装置及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5390144A (ja)
JP (1) JPH06260610A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1148552A3 (en) * 2000-04-20 2005-10-12 Agere Systems Guardian Corporation Vertical transistor DRAM cell with stacked storage capacitor and associated method cell

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6337497B1 (en) * 1997-05-16 2002-01-08 International Business Machines Corporation Common source transistor capacitor stack
US5973354A (en) * 1998-03-30 1999-10-26 Worldwide Semiconductor Manufacturing Corporation Single polycylindrical flash memory cell having high coupling ratio
US20070034922A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Micron Technology, Inc. Integrated surround gate multifunctional memory device
US20070052012A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-08 Micron Technology, Inc. Vertical tunneling nano-wire transistor
US8274385B2 (en) * 2009-03-26 2012-09-25 Bosch Security Systems, Inc. Method and apparatus for controlling the timing of an alarm signal in a security system
TWI455291B (zh) * 2009-10-30 2014-10-01 Inotera Memories Inc 垂直式電晶體及其製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH045856A (ja) * 1990-04-21 1992-01-09 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JPH0451565A (ja) * 1990-06-19 1992-02-20 Toshiba Corp 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH04176168A (ja) * 1990-11-08 1992-06-23 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体メモリ装置の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294870A (ja) * 1985-06-21 1986-12-25 Nec Corp 不揮発性半導体記憶装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH045856A (ja) * 1990-04-21 1992-01-09 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JPH0451565A (ja) * 1990-06-19 1992-02-20 Toshiba Corp 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH04176168A (ja) * 1990-11-08 1992-06-23 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体メモリ装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1148552A3 (en) * 2000-04-20 2005-10-12 Agere Systems Guardian Corporation Vertical transistor DRAM cell with stacked storage capacitor and associated method cell

Also Published As

Publication number Publication date
US5390144A (en) 1995-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0042084B1 (en) Semiconductor device especially a memory cell in v-mos technology
KR0165398B1 (ko) 버티칼 트랜지스터의 제조방법
KR0124393B1 (ko) 캐패시터 제조방법
JP2791260B2 (ja) 半導体装置の製造方法
GB2288276A (en) Dram memory cell utilising surrounding gate transistor and method of manufacture
KR100673673B1 (ko) Dram 셀 장치 및 그 제조 방법
JP2007329489A (ja) 集積回路装置およびその製造方法
JPH056977A (ja) ダイナミツク型半導体記憶装置およびその製造方法
KR0119961B1 (ko) 반도체 소자의 캐패시터 제조방법
JP3450682B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
KR100426442B1 (ko) 반도체소자의 제조방법
JPH06260610A (ja) 半導体記憶装置及びその製造方法
JPH07109877B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
KR0135690B1 (ko) 반도체소자의 콘택 제조방법
KR970000227B1 (ko) 반도체 메모리 장치 및 그 제조방법
JP2760979B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPS6324657A (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JP3535542B2 (ja) 半導体メモリ装置及びその製造方法
JP2633577B2 (ja) ダイナミックメモリセル及びその製造方法
US20020025635A1 (en) Method for fabricating connection structure between segment transistor and memory cell region of flash memory device
KR0123752B1 (ko) 고집적 반도체 장치 및 그 제조방법
JP3063203B2 (ja) 半導体メモリ及びその製造方法
KR100339429B1 (ko) 반도체 메모리소자 제조방법
JPS61134058A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100325286B1 (ko) 반도체메모리장치제조방법