JPH065811A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH065811A
JPH065811A JP4161223A JP16122392A JPH065811A JP H065811 A JPH065811 A JP H065811A JP 4161223 A JP4161223 A JP 4161223A JP 16122392 A JP16122392 A JP 16122392A JP H065811 A JPH065811 A JP H065811A
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JP
Japan
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capacitor
axis direction
contact
lower electrode
lines
Prior art date
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Application number
JP4161223A
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English (en)
Inventor
Tatsuyuki Yutsugi
達之 湯次
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 半導体基板1上に、複数の活性領域1aと、
活性領域1aにほぼ直行するように配設された複数のワ
ードライン5と、ワードライン5にほぼ直行する方向に
配設された複数のビットライン13と、各活性領域1a
の両端部に形成されたキャパシタとを有する半導体装置
であって、活性領域1aがX軸方向に1/4ピッチずつ
ずれてY軸方向に複数個配設され、さらに前記一方のキ
ャパシタの下部電極と半導体基板1とを接続するための
コンタクトと、活性領域1aに対してX軸方向に3/4
ピッチずれて斜め方向に近接した活性領域1aに形成さ
れた他方のキャパシタの下部電極と半導体基板1とのコ
ンタクトとが、同一のビットライン13間に配置されて
いる半導体装置。 【効果】 コンタクトを形成する領域のビットライン1
3間の距離を増大させ、リーク電流を抑制することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、より
詳細にはワードライン及びビットラインがキャパシタの
下方に形成されているCOB(Capacitor over bit lin
e)構造の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、キャパシタの蓄積容量を確保
するために、スタック型メモリキャパシタが実用化され
ている。特に、大容量メモリセルでは、セル面積いっぱ
いにまで蓄積電極をとるため、ワードライン及びビット
ラインの形成後に、蓄積電極を形成するCOB構造が実
用化されつつある。
【0003】その一例として、図6に、64MDRAM
相当のメモリセルのレイアウトを示す。このスタック型
DRAMは、シリコン基板21上に活性領域21aが複
数個配設されている。また、複数のワードライン25が
ほぼ平行に形成されており、このワードライン25とほ
ぼ直行するようにビットライン23が形成されている。
活性領域21aの両端の上方には、キャパシタが形成さ
れているとともに、キャパシタとシリコン基板1との接
続のためのコンタクト29が形成されている。それらの
コンタクト29は、同一のビットライン23間に一列に
つらなり、ハーフピッチ間隔で配置されている。
【0004】このように構成された、64MDRAM相
当のメモリセルのレイアウトにおいて、ビットライン2
3の設計寸法は最小ライン0.3μmを使用しており、
単位セルのサイズは1.0×1.8μm2 である。ま
た、キャパシタの蓄積電極がシリコン基板1と接続すべ
き領域のビットライン23間の距離Aは0.7μmであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の半導体装置にお
いては、キャパシタの下部電極とシリコン基板1とを接
続するためのコンタクト29はビットライン23間に配
置されている。従って、ビットライン23間のスペース
が小さいほど設計上のマージンが小さくなり、メモリセ
ルの縮小化が図られる。しかし、ビットライン23とコ
ンタクト29との距離が接近すると、絶縁膜を介しての
リーク電流が大きくなり、DRAMの保持特性が悪くな
るという課題があった。
【0006】また、コンタクト29にサイドウォールを
形成して、自己整合的にコンタクト29を形成する方法
では、サイドウォール幅だけコンタクト径が小さくなる
とともに、接触抵抗も増大し、書き込み及び読み出しス
ピードが遅くなるという課題があった。本発明はこのよ
うな課題に鑑みなされたものであり、信頼性の高く、歩
留りを向上させることができる半導体装置を提供するこ
とを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
基板上に、複数の活性領域と、該活性領域にほぼ直行す
るように配設された複数のワードラインと、該ワードラ
インにほぼ直行する方向に配設された複数のビットライ
ンと、前記各活性領域の両端部に形成されたキャパシタ
とを有する半導体装置であって、前記活性領域がX軸方
向に1/4ピッチずつずれてY軸方向に複数個配設さ
れ、さらに前記一方のキャパシタの下部電極と前記半導
体基板とを接続するためのコンタクトと、前記活性領域
に対してX軸方向に3/4ピッチずれて斜め方向に近接
した活性領域に形成された他方のキャパシタの下部電極
と前記半導体基板とのコンタクトとが、同一のビットラ
イン間に配置されている半導体装置が提供される。
【0008】本発明に用いられる半導体基板としては特
に限定されるものではないが、シリコン基板が好まし
い。そして、この半導体基板は公知の方法、例えば、L
OCOS法等により素子分離領域が形成され、活性領域
が確保されている。この活性領域は、X軸方向に1/4
ピッチずつずれて、Y軸方向に複数個配設されている。
つまり、4周期でY軸方向に複数個配設されていること
になる。
【0009】また、この半導体基板上にY軸方向に平行
に複数のワードラインが形成されている。このワードラ
インは、所望のパターン状に形設されており、活性領域
にほぼ直行するように、かつ互いにほぼ平行に配置され
ている。さらに、この半導体基板上にX軸方向に平行に
複数のビットラインが形成されている。これらビットラ
インはY軸方向に凹部及び凸部を有した所望のパターン
状に形設されており、ワードラインとほぼ直行し、かつ
互いにほぼ平行に配置されている。ワードライン及びビ
ットラインの材料は特に限定されるものではないが、ワ
ードラインとしてポリシリコン、シリサイド等を用いる
ことができ、それらの膜厚は500〜2500Åが好ま
しい。また、ビットラインとしては、ポリシリコン、シ
リサイド、W、Ti、Al−Si等の金属を使用するこ
とができ、その膜厚は1000〜4000Åが好まし
い。
【0010】また、本発明における活性領域の両端部の
上方にはキャパシタが形成されている。キャパシタは、
キャパシタ下部電極、キャパシタ絶縁膜及びキャパシタ
上部電極によって構成されており、ワードライン及びビ
ットライン上に形成されていることが好ましい。キャパ
シタ下部電極及びキャパシタ上部電極の材料としては特
に限定されるものではなく、例えば、ポリシリコン、P
t、W、Ti、TiW、TiN及び各シリサイド等を使
用することができる。それらの膜厚はそれぞれ、100
0〜5000Å、500〜2000Åが好ましい。ま
た、キャパシタ絶縁膜は、特に限定されるものではな
く、通常キャパシタ絶縁膜として用いられる常誘電体
膜、PZT、PLZT等の強誘電体膜を用いることがで
きる。その膜厚は50〜3000Åが好ましい。
【0011】また、活性領域の両端部上にはキャパシタ
の下部電極と半導体基板とを接続するためのコンタクト
が形成されている。この場合、キャパシタの下部電極は
コンタクトを介して直接半導体基板に接続されていても
よいし、局所配線を介して接続されていてもよい。各活
性領域の両端部に形成された一方のコンタクトは、それ
ら各活性領域に対してX軸方向に3/4ピッチずれて斜
め方向に近接した活性領域に形成された他方のキャパシ
タの下部電極と半導体基板とのコンタクトと、同一のビ
ットライン間に配置されている。
【0012】本発明における局所配線はワードラインあ
るいはビットライン上にオーバーラップしていてもよい
が、ワードライン間、あるいはビットライン間に配設さ
れている場合には、ワードラインあるいはビットライン
を形成することによって生じる段差を緩和することがで
きる。また、局所配線の材料は特に限定されるものでは
ないが、例えば、ポリシエイコン、各シリサイド等を5
00〜1500Å程度の膜厚で形成することが好まし
い。
【0013】
【作用】上記した構成によれば、各活性領域の両端部に
形成された一方のコンタクトは、それら各活性領域に対
してX軸方向に3/4ピッチずれて斜め方向に近接した
活性領域に形成された他方のキャパシタの下部電極と半
導体基板とのコンタクトと、同一のビットライン間に配
置されているので、セルサイズが従来と同じ場合でも、
コンタクトを形成する領域のビットライン間の距離が増
大することとなる。
【0014】
【実施例】本発明に係る半導体装置の一つであるDRA
Mの実施例を図面に基づいて説明する。スタック型DR
AMは、図1に示したように、シリコン基板1上に活性
領域1aが、X軸方向に1/4ピッチずつずれてY軸方
向に複数個配設されている。そして、これら活性領域1
aにほぼ直行するように複数のワードライン5が形成さ
れている。また、これらワードライン5と直行する方向
に複数のビットライン13が形成されている。さらに、
各活性領域1aの両端部の上方であって、ワードライン
5間及びビットライン13間に、コンタクト9を介して
局所配線10が形成されており、局所配線10上方に
は、コンタクト15を介してキャパシタ下部電極(図示
せず)、絶縁膜(図示せず)及び上部電極(図示せず)
から形成されたキャパシタ(図示せず)がそれぞれ配設
されている。そして、各活性領域1aの一方に配設され
た局所配線10とシリコン基板1とのコンタクト9及び
キャパシタ下部電極と局所配線10とのコンタクト15
と、その活性領域1aに対してX軸方向に3/4ピッチ
ずれて斜め方向に近接した活性領域1aの他方に配設さ
れた局所配線10とシリコン基板1とのコンタクト9及
びキャパシタ下部電極と局所配線10とのコンタクト1
5とが、同一のビットライン13間に形成されている。
【0015】このように構成された、64MDRAM相
当のメモリセルのレイアウトにおいては、ビットライン
13の設計寸法として最小ライン0.3μmが使用され
ており、単位セルサイズは1.0×1.8μm2 であ
る。また、キャパシタの下部電極が局所配線10を介し
てシリコン基板1と接続されるための領域のビットライ
ン13間の距離Bは0.8μmである。
【0016】以下に、上記のスタック型DRAMの製造
方法を図面に基づいて説明する。なお、図5の(a)〜
(c)は図1におけるA−A′線断面図を示しており、
図5の(d)及び(e)は図1におけるA−A′線断面
とA−A″線断面とを合成した断面図を示している。ま
ず、LOCOSにより素子分離領域2を形成することに
よって活性領域1aが確保されたシリコン基板1上に膜
厚100Å程度のSiO2 膜4を介して、膜厚2000
Å程度のポリシリコン及び膜厚2000Å程度のSiO
2 膜6を積層し、フォトリソグラフィ工程により、ワー
ドライン5をパターン形成する(図2)。そして、ワー
ドライン5をマスクとして、例えば、P及びAsをイオ
ン注入することにより不純物拡散領域3を形成する。次
いで、これらワードライン5を含むシリコン基板1上に
SiO2 膜を積層し、RIEエッチバックを行うことに
より、ワードライン5に自己整合的にサイドウォール7
を形成する(図5(a))。
【0017】その後、これらワードライン5を含むシリ
コン基板1上にSiO2 膜8を500Å程度積層し、こ
の上に後工程で形成する局所配線10とシリコン基板1
とのコンタクト9を開口する。その後、局所配線材とし
てポリシリコンを膜厚500Å程度で積層し、フォトリ
ソグラフィ工程によりパターニングして局所配線10を
形成する(図3及び図5(b))。
【0018】さらに、局所配線10を含むシリコン基板
1上全面に、SiO2 膜11を500Å程度積層した
後、後工程で形成するビットライン13とシリコン基板
1とののコンタクト12を開口する。そして、ポリシリ
コンを膜厚1500Å程度積層し、フォトリソグラフィ
工程によりパターニングしてビットライン13を形成す
る(図4及び図5(c))。
【0019】次いで、層間絶縁膜として、膜厚1000
Å程度のSiO2 膜14を積層して平坦化し、局所配線
10上に、後工程で形成するキャパシタ下部電極16と
局所配線10とのコンタクト15を開口する(図1)。
そして、ポリシリコンを膜厚3000Å程度積層し、フ
ォトリソグラフィ工程によりパターニングしてキャパシ
タ下部電極16を形成する(図5(d))。
【0020】その後、通常の方法により、キャパシタ絶
縁膜17として50Å程度の窒化膜系絶縁膜及びキャパ
シタ上部電極18として膜厚1000Å程度のポリシリ
コンを順次積層してパターニングすることによりキャパ
シタを作製し(図5(e))、各配線を行う。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置によれば、半導
体基板上に、複数の活性領域と、該活性領域にほぼ直行
するように配設された複数のワードラインと、該ワード
ラインにほぼ直行する方向に配設された複数のビットラ
インと、前記各活性領域の両端部に形成されたキャパシ
タとを有する半導体装置であって、前記活性領域がX軸
方向に1/4ピッチずつずれてY軸方向に複数個配設さ
れ、さらに前記一方のキャパシタの下部電極と前記半導
体基板とを接続するためのコンタクトと、前記活性領域
に対してX軸方向に3/4ピッチずれて斜め方向に近接
した活性領域に形成された他方のキャパシタの下部電極
と前記半導体基板とのコンタクトとが、同一のビットラ
イン間に配置されているので、セルサイズが従来と同じ
場合でも、コンタクトを形成する領域のビットライン間
の距離を増大させることができる。従って、ビットライ
ンとコンタクトとの間で、絶縁膜を介してのリーク電流
を抑制することができ、信頼性の高い半導体装置を歩留
りよく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる半導体装置の実施例を示すメモ
リセルの平面図である。
【図2】本発明に係わる半導体装置の製造工程を説明す
るためのメモリセルの平面図である。
【図3】本発明に係わる半導体装置の製造工程を説明す
るためのメモリセルの平面図である。
【図4】本発明に係わる半導体装置の製造工程を説明す
るためのメモリセルの平面図である。
【図5】本発明に係わる半導体装置の製造工程を説明す
るための要部の概略断面図である。
【図6】従来の半導体装置をを示すメモリセルの平面図
である。
【符号の説明】
1 シリコン基板(半導体基板) 1a 活性領域 5 ワードライン 9 コンタクト 10 局所配線 13 ビットライン 15 コンタクト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、複数の活性領域と、該
    活性領域にほぼ直行するように配設された複数のワード
    ラインと、該ワードラインにほぼ直行する方向に配設さ
    れた複数のビットラインと、前記各活性領域の両端部に
    形成されたキャパシタとを有する半導体装置であって、
    前記活性領域がX軸方向に1/4ピッチずつずれてY軸
    方向に複数個配設され、さらに前記一方のキャパシタの
    下部電極と前記半導体基板とを接続するためのコンタク
    トと、前記活性領域に対してX軸方向に3/4ピッチず
    れて斜め方向に近接した活性領域に形成された他方のキ
    ャパシタの下部電極と前記半導体基板とのコンタクトと
    が、同一のビットライン間に配置されていることを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 下部電極と半導体基板とが局所配線を介
    して接続されている請求項1記載の半導体装置。
JP4161223A 1992-06-19 1992-06-19 半導体装置 Pending JPH065811A (ja)

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