JPH07312392A - Semiconductor storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor storage device and its manufacture

Info

Publication number
JPH07312392A
JPH07312392A JP6103944A JP10394494A JPH07312392A JP H07312392 A JPH07312392 A JP H07312392A JP 6103944 A JP6103944 A JP 6103944A JP 10394494 A JP10394494 A JP 10394494A JP H07312392 A JPH07312392 A JP H07312392A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
transistor
conductivity type
memory device
semiconductor memory
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
JP6103944A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumito Ota
文人 太田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP6103944A priority Critical patent/JPH07312392A/en
Publication of JPH07312392A publication Critical patent/JPH07312392A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve integration by reducing the memory cell area of a semiconductor storage (DRAM). CONSTITUTION:A memory cell consists of a first memory cell consisting of an n-ch transistor 17 and a lower capacitor 19 and a second memory cell consisting of a p-ch transistor 18 and an upper capacitor 20 and the first memory cell and the second memory cell are connected to common word wire 2 and bit wire 8. When the potential of the word wire 2 is equal to or more than a power supply voltage, read/write are performed for the capacitor 19. When the potential is equal to or less than a grounding voltage, read/write are performed for the capacitor 20. The memory cell area is reduced since the word wire 2 and the bit wire 8 are common.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、DRAM等の半導記
憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device such as a DRAM.

【0002】[0002]

【従来の技術】図22に従来の半導体記憶装置(DRA
M)の構成を示す。同図(a)において、52は入力さ
れた行アドレス信号をバッファリングする行アドレスバ
ッファ、53aは行アドレス信号をデコードする行デコ
ーダ、54は入力された列アドレス信号をバッファリン
グする列アドレスバッファ、55は列アドレス信号をデ
コードする列デコーダ、56aはメモリセルに対して書
き込み・読み出しを行うセンスアンプ、57は多数のメ
モリセルからなるメモリアレイである。なお、図中
「A」は選択されている1つのメモリセルを意味し、メ
モリアレイ57中の2、8はメモリセルAを選択するた
めのワード線、ビット線である。DRAM51は、以上
の行アドレスバッファ52、行デコーダ53a、列アド
レスバッファ54、列デコーダ55、センスアンプ56
a、メモリアレイ57から構成されている。
FIG. 22 shows a conventional semiconductor memory device (DRA).
The structure of M) is shown. In FIG. 1A, 52 is a row address buffer for buffering an input row address signal, 53a is a row decoder for decoding a row address signal, 54 is a column address buffer for buffering an input column address signal, Reference numeral 55 is a column decoder for decoding a column address signal, 56a is a sense amplifier for writing / reading to / from a memory cell, and 57 is a memory array including a large number of memory cells. In the figure, “A” means one selected memory cell, and 2 and 8 in the memory array 57 are word lines and bit lines for selecting the memory cell A. The DRAM 51 includes the row address buffer 52, the row decoder 53a, the column address buffer 54, the column decoder 55, and the sense amplifier 56 described above.
a, a memory array 57.

【0003】また、図22(b)に1つのメモリセルの
構成を示す。同図(b)において、2は行デコーダ53
aにより選択されて特定行のメモリセルのトランジスタ
をオン/オフするワード線、8はメモリセルのトランジ
スタとセンスアンプ56aとを接続するビット線、17
及び19aはメモリセルを構成するn−chトランジス
タ及びキャパシタである。
FIG. 22B shows the structure of one memory cell. In FIG. 2B, 2 is a row decoder 53.
A word line selected by a to turn on / off the transistor of the memory cell on the specific row, 8 is a bit line connecting the transistor of the memory cell and the sense amplifier 56a, 17
Reference numerals 19a and 19a are n-ch transistors and capacitors which form a memory cell.

【0004】図23は、従来のDRAM51のメモリセ
ルの構造を示す図であり、同図において、1はp型の不
純物が拡散されたシリコン基板、2は導電性を持たせる
ために通常の不純物が拡散された多結晶シリコンからな
るワード線、4は同じく通常の不純物が拡散された多結
晶シリコンからなるキャパシタ19aのストレージノー
ド、5はキャパシタ19aの誘電体膜、6は同じく通常
の不純物が拡散された多結晶シリコンからなるキャパシ
タ19aのセルプレート、8はタングステン(W)ポリ
サイドからなるビット線、10は素子分離酸化膜、11
はn型の不純物が拡散されたビット線8の基板コンタク
ト用のn型拡散層、12はn型の不純物が拡散されたス
トレージノード4の基板コンタクト用のn型拡散層、2
1、22は絶縁のための酸化膜である。なお、ワード線
2うちn型拡散層11、12の間にある部分はゲート電
極を構成し、n型拡散層11、12はトランジスタ17
の出力電極を構成する。
FIG. 23 is a diagram showing the structure of a memory cell of a conventional DRAM 51. In FIG. 23, 1 is a silicon substrate in which p-type impurities are diffused, and 2 is a normal impurity for imparting conductivity. Is a word line made of polycrystal silicon in which 4 is diffused, 4 is a storage node of a capacitor 19a made of polycrystal silicon in which ordinary impurities are also diffused, 5 is a dielectric film of the capacitor 19a, and 6 is a normal impurity. A cell plate of a capacitor 19a made of polycrystalline silicon, 8 is a bit line made of tungsten (W) polycide, 10 is an element isolation oxide film, 11
Is an n-type diffusion layer for substrate contact of the bit line 8 in which n-type impurities are diffused, 12 is an n-type diffusion layer for substrate contact of the storage node 4 in which n-type impurities are diffused, 2
Reference numerals 1 and 22 are oxide films for insulation. The part of the word line 2 between the n-type diffusion layers 11 and 12 constitutes a gate electrode, and the n-type diffusion layers 11 and 12 are the transistors 17.
The output electrode of.

【0005】次に、動作について説明する。行アドレス
入力及び列アドレス入力が与えられると、行デコーダ5
3a及び列デコーダ55がこれらアドレス信号をデコー
ドし、メモリアレイ57を構成する多数のメモリセルの
中から1つのメモリセルAを選択する。すなわち、行デ
コーダ53aの出力によりワード線2が選択され、対応
するトランジスタ17がオンする。読み出し動作のとき
は、キャパシタ19aに蓄積された、記憶されたデータ
に対応した電荷が、トランジスタ17を通ってビット線
8に現れる。センスアンプ56aがこの電荷の移動に伴
うビット線8の電位の変化をセンスしてデータ「0」
「1」を区別する。そして、列デコーダ55の指定に基
づきセンスアンプ56aは一列のデータのなかから所定
のデータ選択し、図示しない入出力回路を介して外部に
出力する。
Next, the operation will be described. When the row address input and the column address input are given, the row decoder 5
3a and the column decoder 55 decode these address signals, and select one memory cell A from the many memory cells forming the memory array 57. That is, the word line 2 is selected by the output of the row decoder 53a, and the corresponding transistor 17 is turned on. During the read operation, charges corresponding to the stored data accumulated in the capacitor 19a appear on the bit line 8 through the transistor 17. The sense amplifier 56a senses the change in the potential of the bit line 8 associated with the movement of the electric charge to detect data "0"
Distinguish "1". Then, based on the designation of the column decoder 55, the sense amplifier 56a selects predetermined data from the data of one column and outputs it to the outside through an input / output circuit (not shown).

【0006】一方、書き込み動作のときは、センスアン
プ56aは、列デコーダ55の指定に基づき1つのビッ
ト線8を選択し、図示しない入出力回路から入力された
記憶すべきデータに対応して、トランジスタ17を介し
てキャパシタ19aに電荷を蓄える。
On the other hand, in the write operation, the sense amplifier 56a selects one bit line 8 based on the designation of the column decoder 55 and corresponds to the data to be stored inputted from the input / output circuit (not shown). Electric charges are stored in the capacitor 19a via the transistor 17.

【0007】ここで、データを記憶するキャパシタ19
aは、図23に示すストレージノード4、キャパシタ誘
電体膜5及びセルプレート6からなる。
Here, a capacitor 19 for storing data
23a is composed of the storage node 4, the capacitor dielectric film 5 and the cell plate 6 shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
には、次のような問題があった。まず、第1に、半導体
記憶装置(DRAM)のキャパシタ19a、トランジス
タ17からなるメモリセルの構造は2次元的であるの
で、微細加工を行い集積度を向上させる場合、キャパシ
タ19aの面積の確保が困難になり、必要な面積を確保
しようとすると集積度向上の障害になっていた。また、
第2に、メモリセルの増加に伴いメモリセルに接続され
るワード線2、ビット線8も増加するから、これらの面
積の確保も障害になり、集積度向上が困難になってい
た。
The conventional semiconductor memory device has the following problems. First, since the structure of the memory cell including the capacitor 19a and the transistor 17 of the semiconductor memory device (DRAM) is two-dimensional, it is necessary to secure the area of the capacitor 19a when performing fine processing to improve the degree of integration. It became difficult, and trying to secure the required area was an obstacle to improving the degree of integration. Also,
Secondly, as the number of memory cells increases, the number of word lines 2 and bit lines 8 connected to the memory cells also increases. Therefore, securing these areas becomes an obstacle, making it difficult to improve the degree of integration.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、メモリセルの集積度を向上させ
ること、及びワード線、ビット線の増加を抑制できる半
導体記憶装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to improve the degree of integration of memory cells and obtain a semiconductor memory device capable of suppressing an increase in word lines and bit lines. To aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体記
憶装置は、出力電極がビット線に接続されるとともに制
御電極がワード線に接続された第1導電型のトランジス
タ、上記第1導電型のトランジスタの他の出力電極に接
続された第1のキャパシタ、出力電極が上記ビット線に
接続されるとともに制御電極が上記ワード線に接続され
た第2導電型のトランジスタ及び上記第2導電型のトラ
ンジスタの他の出力電極に接続された第2のキャパシタ
からなるメモリセルを複数備えるメモリアレイと、上記
第1のキャパシタからデータを読み出すとき、あるいは
データを書き込むときに上記ワード線に第1の電圧を印
加し、上記第2のキャパシタからデータを読み出すと
き、あるいはデータを書き込むときに上記ワード線に第
2の電圧を印加する行デコーダと、上記ビット線の電圧
変化に基づきメモリセルに記憶されたデータを読み出し
て読出信号を出力するとともに、上記ビット線に上記メ
モリセルへの書き込み信号を出力するセンスアンプと、
上記センスアンプを制御する列デコーダとを備えたもの
である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device having a first conductivity type transistor having an output electrode connected to a bit line and a control electrode connected to a word line. A first capacitor connected to another output electrode of the transistor, a second conductivity type transistor having an output electrode connected to the bit line and a control electrode connected to the word line, and the second conductivity type transistor. A memory array including a plurality of memory cells each including a second capacitor connected to another output electrode of the transistor, and a first voltage applied to the word line when reading data from or writing data to the first capacitor. And applies a second voltage to the word line when reading data from the second capacitor or writing data. A decoder, and outputs a read signal to read the data stored in the memory cell based on the voltage change of the bit line, a sense amplifier for outputting a write signal to the memory cell to the bit line,
And a column decoder for controlling the sense amplifier.

【0011】請求項2に係る半導体記憶装置は、上記第
1導電型のトランジスタ又は上記第2導電型のトランジ
スタのうちの少なくとも一方を、薄膜トランジスタによ
り構成したものである。
According to another aspect of the semiconductor memory device of the present invention, at least one of the first conductivity type transistor and the second conductivity type transistor is formed of a thin film transistor.

【0012】請求項3に係る半導体記憶装置は、上記第
1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタを、互いに重
ねられて構成された溝型キャパシタにより構成したもの
である。
According to another aspect of the semiconductor memory device of the present invention, the first capacitor and the second capacitor are formed by a groove-type capacitor formed by stacking them on top of each other.

【0013】請求項4に係る半導体記憶装置は、上記第
1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタを、積層型キ
ャパシタにより構成したものである。
According to a fourth aspect of the semiconductor memory device of the present invention, the first capacitor and the second capacitor are formed by a laminated capacitor.

【0014】請求項5に係る半導体記憶装置の製造方法
は、第1のキャパシタのセルプレートに重ねてストレー
ジノードを形成して第2のキャパシタを形成する工程
と、第1導電型のトランジスタの制御電極上に重ねて酸
化膜を堆積し、さらに半導体薄膜を堆積し、上記半導体
薄膜上に不純物を拡散させて第2導電型のトランジスタ
を形成する工程と、重ねて形成された絶縁層に上記第1
導電型のトランジスタの出力電極及び上記第2導電型の
トランジスタの出力電極が露出するようにコンタクトホ
ールを形成した後、導電材料を堆積し、ビット線を形成
する工程とを備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device, which comprises a step of forming a storage node by forming a storage node on a cell plate of a first capacitor, and controlling a transistor of a first conductivity type. A step of depositing an oxide film on the electrode in a stacked manner, further depositing a semiconductor thin film, and diffusing impurities on the semiconductor thin film to form a transistor of the second conductivity type; 1
A step of forming a contact hole so that the output electrode of the conductive type transistor and the output electrode of the second conductive type transistor are exposed, and then depositing a conductive material to form a bit line.

【0015】請求項6に係る半導体記憶装置の製造方法
は、第1導電型のトランジスタ及び第2の導電型のトラ
ンジスタを形成する工程と、上記第1導電型のトランジ
スタに重ねて第1のキャパシタのストレージノードを形
成する工程と、上記第2導電型のトランジスタに重ねて
第2のキャパシタのストレージノードを形成する工程
と、上記第1のキャパシタのストレージノード及び上記
第2のキャパシタのストレージノードに重ねて誘電体膜
を形成する工程と、その後、導電材料を堆積して上記第
1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタのセルプレー
トを形成する工程とを備えたものである。
According to a sixth aspect of the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a step of forming a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor, and a first capacitor overlaid on the first conductivity type transistor. Forming a storage node of the second capacitor, a step of forming a storage node of the second capacitor overlying the second conductivity type transistor, a storage node of the first capacitor and a storage node of the second capacitor. The method further comprises a step of forming a dielectric film by stacking, and then a step of depositing a conductive material to form a cell plate of the first capacitor and the second capacitor.

【0016】[0016]

【作用】請求項1の発明においては、出力電極がビット
線に接続されるとともに制御電極がワード線に接続され
た第1導電型のトランジスタ、上記第1導電型のトラン
ジスタの他の出力電極に接続された第1のキャパシタ、
出力電極が上記ビット線に接続されるとともに制御電極
が上記ワード線に接続された第2導電型のトランジスタ
及び上記第2導電型のトランジスタの他の出力電極に接
続された第2のキャパシタからなるメモリセルを複数備
えるメモリアレイがデータを記憶し、行デコーダが上記
第1のキャパシタからデータを読み出すとき、あるいは
データを書き込むときに上記ワード線に第1の電圧を印
加し、上記第2のキャパシタからデータを読み出すと
き、あるいはデータを書き込むときに上記ワード線に第
2の電圧を印加し、センスアンプが上記ビット線の電圧
変化に基づきメモリセルに記憶されたデータを読み出し
て読出信号を出力するとともに、上記ビット線に上記メ
モリセルへの書き込み信号を出力し、列デコーダが上記
センスアンプを制御する。
According to the first aspect of the present invention, there are provided a first conductivity type transistor having an output electrode connected to a bit line and a control electrode connected to a word line, and another output electrode of the first conductivity type transistor. A connected first capacitor,
The output electrode is connected to the bit line and the control electrode is connected to the word line. The transistor is of a second conductivity type and the second capacitor is connected to another output electrode of the transistor of the second conductivity type. A memory array having a plurality of memory cells stores data, and when a row decoder reads data from the first capacitor or writes data, a first voltage is applied to the word line, and the second capacitor is applied. A second voltage is applied to the word line when reading data from or writing data to the word line, and the sense amplifier reads the data stored in the memory cell based on the voltage change of the bit line and outputs a read signal. At the same time, the write signal to the memory cell is output to the bit line, and the column decoder controls the sense amplifier. That.

【0017】請求項2の発明においては、薄膜トランジ
スタを用いることにより、上記第1導電型のトランジス
タと上記第2導電型のトランジスタとが重ねられた構造
になる。
According to the second aspect of the present invention, by using the thin film transistor, the first conductivity type transistor and the second conductivity type transistor are stacked.

【0018】請求項3の発明においては、溝型キャパシ
タを用いることにより、上記第1のキャパシタと上記第
2のキャパシタとが重ねられた構造になる。
According to the third aspect of the present invention, by using the groove type capacitor, the first capacitor and the second capacitor are laminated.

【0019】請求項4の発明においては、積層型キャパ
シタを用いることにより、上記第1のキャパシタと上記
第2のキャパシタの構造が簡単になる。
According to the fourth aspect of the present invention, the structure of the first capacitor and the second capacitor is simplified by using the multilayer capacitor.

【0020】請求項5の発明においては、第1のキャパ
シタのセルプレートに重ねてストレージノードを形成し
て第2のキャパシタを形成し、第1導電型のトランジス
タの制御電極上に重ねて酸化膜を堆積し、さらに半導体
薄膜を堆積し、上記半導体薄膜上に不純物を拡散させて
第2導電型のトランジスタを形成し、重ねて形成された
絶縁層に上記第1導電型のトランジスタの出力電極及び
上記第2導電型のトランジスタの出力電極が露出するよ
うにコンタクトホールを形成した後、導電材料を堆積
し、ビット線を形成する。
According to another aspect of the present invention, a storage node is formed on the cell plate of the first capacitor so as to form a second capacitor, and an oxide film is formed on the control electrode of the transistor of the first conductivity type. And a semiconductor thin film are further deposited, impurities are diffused on the semiconductor thin film to form a second conductivity type transistor, and an output electrode of the first conductivity type transistor and After forming a contact hole so that the output electrode of the second conductivity type transistor is exposed, a conductive material is deposited to form a bit line.

【0021】請求項6の発明においては、第1導電型の
トランジスタ及び第2の導電型のトランジスタを形成
し、上記第1導電型のトランジスタに重ねて第1のキャ
パシタのストレージノードを形成し、上記第2導電型の
トランジスタに重ねて第2のキャパシタのストレージノ
ードを形成し、上記第1のキャパシタのストレージノー
ド及び上記第2のキャパシタのストレージノードに重ね
て誘電体膜を形成し、その後、導電材料を堆積して上記
第1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタのセルプレ
ートを形成する。
In a sixth aspect of the present invention, a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor are formed, and a storage node of the first capacitor is formed so as to overlap with the first conductivity type transistor, A storage node of the second capacitor is formed on the transistor of the second conductivity type, and a dielectric film is formed on the storage node of the first capacitor and the storage node of the second capacitor. A conductive material is deposited to form the cell plates of the first capacitor and the second capacitor.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1.図1に、この発明に係る一実施例の半導体記
憶装置(DRAM)の構成を示す。同図(a)におい
て、52は入力された行アドレス信号をバッファリング
する行アドレスバッファ、53は行アドレス信号をデコ
ードし、特定の行を選択する行デコーダ、54は入力さ
れた列アドレス信号をバッファリングする列アドレスバ
ッファ、55は列アドレス信号をデコードし、特定の列
を選択する列デコーダ、56はメモリセルに対して書き
込み・読み出しを行うセンスアンプ、57は多数のメモ
リセルからなるメモリアレイである。なお、図中「A」
は選択されている1つのメモリセルを意味する。DRA
M51は、以上の行アドレスバッファ52、行デコーダ
53、列アドレスバッファ54、列デコーダ55、セン
スアンプ56、メモリアレイ57から構成されている。
Example 1. FIG. 1 shows the configuration of a semiconductor memory device (DRAM) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3A, reference numeral 52 is a row address buffer for buffering an input row address signal, 53 is a row decoder for decoding the row address signal to select a specific row, and 54 is an input column address signal. A column address buffer for buffering, 55 is a column decoder for decoding a column address signal to select a specific column, 56 is a sense amplifier for writing / reading to / from a memory cell, and 57 is a memory array composed of many memory cells. Is. In addition, "A" in the figure
Means one selected memory cell. DRA
The M51 is composed of the above row address buffer 52, row decoder 53, column address buffer 54, column decoder 55, sense amplifier 56, and memory array 57.

【0023】また、図1(b)にメモリセル57の1つ
のメモリセルの構成を示す。同図(b)において、2は
行デコーダ53により選択されてメモリセルのトランジ
スタをオン/オフするワード線、8はメモリセルのトラ
ンジスタとセンスアンプ56aとを接続するビット線、
17及び19はワード線2により駆動されるとともに出
力がビット線8に接続されて第1のメモリセルを構成す
るn−chトランジスタ及び下側キャパシタ、18及び
20はワード線2により駆動されるとともに出力がビッ
ト線8に接続されて第2のメモリセルを構成する薄膜ト
ランジスタ(TFT)であるp−chトランジスタ及び
上側キャパシタである。
Further, FIG. 1B shows the structure of one memory cell 57. In FIG. 2B, 2 is a word line which is selected by the row decoder 53 to turn on / off the transistor of the memory cell, 8 is a bit line which connects the transistor of the memory cell and the sense amplifier 56a,
Reference numerals 17 and 19 are driven by the word line 2 and outputs are connected to the bit line 8, and n-ch transistors and lower capacitors constituting the first memory cell, and 18 and 20 are driven by the word line 2. The output is a p-ch transistor which is a thin film transistor (TFT) connected to the bit line 8 and constitutes a second memory cell, and an upper capacitor.

【0024】図1(b)のメモリセルは、2つのトラン
ジスタ17、18と2つのキャパシタ19、20との組
み合わせによりなる点で、従来のメモリセルと異なる。
そして、これらよりなる第1のメモリセル、第2のメモ
リセルが、いずれも1つのワード線2、1つのビット線
8に接続されている。すなわち、メモリセルAには従来
例の場合と異なり、2ビットのデータが蓄えられる。そ
して、1つのワード線2、ビット線8により2ビットの
データの読み出し・書き込みを行うため、行デコーダ5
3及びセンスアンプ56は、後述するように、従来のも
のと異なる動作を行う。
The memory cell shown in FIG. 1B is different from the conventional memory cell in that it is composed of a combination of two transistors 17 and 18 and two capacitors 19 and 20.
Each of the first memory cell and the second memory cell made of these is connected to one word line 2 and one bit line 8. That is, unlike the conventional case, the memory cell A stores 2-bit data. Then, since reading / writing of 2-bit data is performed by one word line 2 and one bit line 8, the row decoder 5
3 and the sense amplifier 56 operate differently from the conventional one as described later.

【0025】また、図2は、図1に示すメモリアレイ5
7の一部であるメモリセルの構造を示す図であり、同図
において、1はp型の不純物が拡散されたシリコン基
板、2はメモリセルを構成するn−chトランジスタ1
7及びp−chトランジスタ(TFT)18をオン/オ
フするワード線、3はn型の不純物が拡散されたアモル
ファスシリコン、4はn型の不純物が拡散された拡散層
からなる下側キャパシタ19のストレージノード、5a
はストレージノード4と導電性を持たせるための不純物
が拡散された多結晶シリコンからなるセルプレート6と
を絶縁し、下側キャパシタ19を形成する誘電体膜、5
bはp型の不純物が拡散された多結晶シリコンからなる
上側キャパシタ20のストレージノード7とセルプレー
ト6とを絶縁し、上側キャパシタ20を形成する誘電体
膜である。なお、ストレージノード4の一端はn−ch
トランジスタの1つの出力電極として機能し、ストレー
ジノード7の一端はp−chトランジスタの1つの出力
電極として機能する。
Further, FIG. 2 shows the memory array 5 shown in FIG.
7 is a diagram showing the structure of a memory cell that is a part of FIG.
7 and a word line for turning on / off the p-ch transistor (TFT) 18, 3 is amorphous silicon in which n-type impurities are diffused, and 4 is a lower capacitor 19 made of a diffusion layer in which n-type impurities are diffused. Storage node, 5a
Is a dielectric film 5 which insulates the storage node 4 from the cell plate 6 made of polycrystalline silicon in which impurities for conductivity are diffused and which forms the lower capacitor 19.
Reference numeral b denotes a dielectric film that insulates the storage node 7 and the cell plate 6 of the upper capacitor 20 made of polycrystalline silicon in which p-type impurities are diffused and forms the upper capacitor 20. Note that one end of the storage node 4 has an n-ch
It functions as one output electrode of the transistor, and one end of the storage node 7 functions as one output electrode of the p-ch transistor.

【0026】8はタングステン(W)シリサイドからな
るビット線、10は素子分離酸化膜、11はn型の不純
物が拡散されたビット線8の基板コンタクト用のn型拡
散層、13はアモルファスシリコン3の両側に形成され
たp型拡散層、18はアモルファスシリコン3及びp型
拡散層13によりなるp−chトランジスタ(TF
T)、22は層間絶縁のための酸化膜である。なお、p
型拡散層13の間及びストレージノード4とn型拡散層
11との間のワード線2は、n−chトランジスタ17
及びp−chトランジスタ18のゲート電極として機能
する。この図2に示す下側キャパシタ19及び上側キャ
パシタ20は、いわゆる溝型キャパシタである。
Reference numeral 8 is a bit line made of tungsten (W) silicide, 10 is an element isolation oxide film, 11 is an n-type diffusion layer for substrate contact of the bit line 8 in which n-type impurities are diffused, and 13 is amorphous silicon 3. Is a p-type diffusion layer formed on both sides of the p-ch transistor (TF) composed of the amorphous silicon 3 and the p-type diffusion layer 13.
T) and 22 are oxide films for interlayer insulation. Note that p
The word line 2 between the type diffusion layers 13 and between the storage node 4 and the n-type diffusion layer 11 includes an n-ch transistor 17
And functions as a gate electrode of the p-ch transistor 18. The lower capacitor 19 and the upper capacitor 20 shown in FIG. 2 are so-called groove capacitors.

【0027】次に動作について説明する。回路中のワー
ド線2の初期電圧は、トランジスタ17、18の両方を
オフするため、電源電圧の半分の電圧とする。すなわ
ち、初期電圧はメモリセルに対してアクセスしないとき
の電圧を意味する。
Next, the operation will be described. The initial voltage of the word line 2 in the circuit is half the power supply voltage because both the transistors 17 and 18 are turned off. That is, the initial voltage means a voltage when the memory cell is not accessed.

【0028】まず、書き込み動作について説明する。下
側のキャパシタ19に「1」を書き込む場合、行デコー
ダ53は、ワード線2に電源電圧以上の電圧、例えば、
CC+VTHを印加してn−chトランジスタ17をオン
にする。このときp−chトランジスタ(TFT)18
はオフである。そして、センスアンプ56が、ビット線
8の電位を0Vにすることにより下側キャパシタ19の
電荷を放電させる。また「0」を書き込む場合、センス
アンプ56が、ビット線8の電位を電源電圧VCCにする
ことにより下側キャパシタ19に電荷を蓄える。
First, the write operation will be described. When writing “1” to the lower capacitor 19, the row decoder 53 causes the word line 2 to have a voltage higher than the power supply voltage, for example,
Applying V CC + V TH turns on the n-ch transistor 17. At this time, the p-ch transistor (TFT) 18
Is off. Then, the sense amplifier 56 discharges the electric charge of the lower capacitor 19 by setting the potential of the bit line 8 to 0V. When writing “0”, the sense amplifier 56 stores the electric charge in the lower capacitor 19 by setting the potential of the bit line 8 to the power supply voltage V CC .

【0029】一方、上側のキャパシタ20に「1」を書
き込む場合、行デコーダ53は、ワード線2にOV以下
の電圧、例えば、0V(接地電位)−VTHを印加してp
−chトランジスタ(TFT)18をオンにする。この
とき、n−chトランジスタ17はオフである。そし
て、センスアンプ56が、ビット線8の電位を0Vにす
ることにより下側キャパシタ19の電荷を放電させる。
また「0」を書き込む場合、センスアンプ56が、ビッ
ト線8の電位を電源電圧にすることにより下側キャパシ
タ19に電荷を蓄える。
On the other hand, when writing "1" to the upper capacitor 20, the row decoder 53 applies a voltage equal to or lower than OV to the word line 2, for example, 0 V (ground potential) -V TH , and p.
The -ch transistor (TFT) 18 is turned on. At this time, the n-ch transistor 17 is off. Then, the sense amplifier 56 discharges the electric charge of the lower capacitor 19 by setting the potential of the bit line 8 to 0V.
When writing “0”, the sense amplifier 56 stores the electric charge in the lower capacitor 19 by setting the potential of the bit line 8 to the power supply voltage.

【0030】次に、下側のキャパシタ19のデータの読
み出しを行う場合、行デコーダ53は、ワード線2に電
源電圧以上の電圧を印加してn−chトランジスタ17
をオンにする。このときp−chトランジスタ(TF
T)18はオフである。そして、センスアンプ56が、
このときのビット線8と下側キャパシタ19との間の電
荷移動によるビット線8の電位の変化をセンスし、デー
タを読み取る。
Next, when reading the data of the lower capacitor 19, the row decoder 53 applies a voltage higher than the power supply voltage to the word line 2 and the n-ch transistor 17 is applied.
Turn on. At this time, the p-ch transistor (TF
T) 18 is off. Then, the sense amplifier 56
At this time, the change in the potential of the bit line 8 due to the charge transfer between the bit line 8 and the lower capacitor 19 is sensed to read the data.

【0031】一方、下側のキャパシタ20のデータの読
み出しを行う場合、行デコーダ53は、ワード線2にO
V以下の電圧を印加してp−chトランジスタ(TF
T)18をオンにする。このとき、n−chトランジス
タ17はオフである。そして、センスアンプ56が、こ
のときのビット線8と下側キャパシタ19との間の電荷
移動によるビット線8の電位の変化をセンスし、データ
を読み取る。
On the other hand, when the data of the lower capacitor 20 is read out, the row decoder 53 outputs O to the word line 2.
Applying a voltage of V or less, p-ch transistor (TF
T) Turn on 18. At this time, the n-ch transistor 17 is off. Then, the sense amplifier 56 senses a change in the potential of the bit line 8 due to the charge transfer between the bit line 8 and the lower capacitor 19 at this time, and reads the data.

【0032】このように1本のワード線2に電源電圧以
上の電圧を印加するか、0V以下の電圧を印加するかに
よって、n−chトランジスタ17又はp−chトラン
ジスタ18のいずれかを選択して動作させることができ
て、2つのキャパシタ19,20それぞれについてデー
タの書き込み・読み出しを独立して行うことができる。
このため、同じ数のメモリセルをもつメモリアレイで比
較した場合、従来の半導体記憶装置の半分のワード線数
ですみ、それらのための面積が少なくてすむので集積度
が向上する。
In this way, either the n-ch transistor 17 or the p-ch transistor 18 is selected depending on whether a voltage higher than the power supply voltage or a voltage lower than 0 V is applied to one word line 2. The two capacitors 19 and 20 can be independently written and read with data.
Therefore, when compared with a memory array having the same number of memory cells, the number of word lines required is half that of a conventional semiconductor memory device, and the area for them is small, so that the degree of integration is improved.

【0033】また、この実施例1では、図2に示すよう
にp−chトランジスタ18にTFTを用いているの
で、n−chトランジスタ17とp−chトランジスタ
18とを重ねて形成できて1つのワード線2によりゲー
ト電極を形成できるので、それぞれのトランジスタにゲ
ート電極を形成する必要がなく、そのためワード線の面
積は増加せず、一層集積度が向上する。
Further, in the first embodiment, since the TFT is used for the p-ch transistor 18 as shown in FIG. 2, the n-ch transistor 17 and the p-ch transistor 18 can be formed in an overlapping manner. Since the gate electrode can be formed by the word line 2, it is not necessary to form the gate electrode in each transistor, so that the area of the word line does not increase and the degree of integration is further improved.

【0034】次に、この実施例1による半導体記憶装置
の製造方法を図3乃至図8に基づいて説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0035】まず、p型のシリコン基板1の表面に素子
分離酸化膜10を形成した後、シリコン基板1にトレン
チを形成する。そのトレンチに、n型不純物が拡散され
た拡散層を形成してストレージノード4を形成する。次
いで図示しない誘電体膜、図示しない多結晶シリコンを
堆積し、写真製版、エッチング技術を用いてパターニン
グすることにより、下側キャパシタ19の誘電体膜5a
及びセルプレート6を形成する(図3)。
First, an element isolation oxide film 10 is formed on the surface of the p-type silicon substrate 1, and then a trench is formed in the silicon substrate 1. A storage layer 4 is formed by forming a diffusion layer in which n-type impurities are diffused in the trench. Next, a dielectric film (not shown) and polycrystalline silicon (not shown) are deposited, and patterned by photolithography and etching techniques to form the dielectric film 5a of the lower capacitor 19.
And the cell plate 6 is formed (FIG. 3).

【0036】次に、図示しない誘電体膜、図示しないp
型の不純物が拡散された多結晶シリコンを堆積し、写真
製版、エッチング技術を用いてパターニングすることに
より、上側キャパシタ20の誘電体膜5b及びストレー
ジノード7を形成する。さらに、素子分離酸化膜10上
のセルプレート6上に素子分離酸化膜10と同様の方法
により、セルプレート6とワード線2間を絶縁する層間
絶縁膜14を形成する(図4)。
Next, a dielectric film (not shown) and p (not shown)
Polycrystalline silicon in which the type impurities have been diffused is deposited and patterned by photolithography and etching techniques to form the dielectric film 5b of the upper capacitor 20 and the storage node 7. Further, an interlayer insulating film 14 for insulating between the cell plate 6 and the word lines 2 is formed on the cell plate 6 on the element isolation oxide film 10 by the same method as the element isolation oxide film 10 (FIG. 4).

【0037】次に、図示しないゲート酸化膜及び多結晶
シリコン膜を堆積し、写真製版、エッチング技術を用い
てパターニングすることにより、ワード線2を形成す
る。このワード線2は、n−chトランジスタ17、p
−chトランジスタ18いずれに対してもゲート電極と
なるから、n型拡散層11及びn型拡散層12の間であ
って、後述の工程で形成される2つのp型拡散層13の
間に形成される。そして、イオン注入技術によりn型拡
散層11,12を形成する。n型拡散層12はストレー
ジノード4と接触して形成され、これと一体となる。そ
して、図示しない酸化膜を全面に堆積し平坦化後、ワー
ド線が露出するまで全面に異方性エッチングを行う。さ
らに、p−chトランジスタ(TFT)18用のゲート
酸化膜15を全面に堆積後、写真製版、エッチング技術
を用いてパターニングすることによりp−chトランジ
スタ(TFT)18の出力端子と上側キャパシタ20の
ストレージノード8とを電気的に接触させるためのコン
タクトホールhを形成する(図5)。
Next, a gate oxide film and a polycrystalline silicon film (not shown) are deposited and patterned by photolithography and etching techniques to form the word line 2. This word line 2 includes n-ch transistors 17 and p.
Since it serves as a gate electrode for any of the -ch transistors 18, it is formed between the n-type diffusion layer 11 and the n-type diffusion layer 12 and between two p-type diffusion layers 13 formed in a process described later. To be done. Then, the n-type diffusion layers 11 and 12 are formed by the ion implantation technique. The n-type diffusion layer 12 is formed in contact with the storage node 4 and integrated with it. Then, after an oxide film (not shown) is deposited on the entire surface and planarized, anisotropic etching is performed on the entire surface until the word line is exposed. Furthermore, after depositing the gate oxide film 15 for the p-ch transistor (TFT) 18 on the entire surface, patterning is performed using photoengraving and etching techniques to form the output terminal of the p-ch transistor (TFT) 18 and the upper capacitor 20. A contact hole h for electrically contacting the storage node 8 is formed (FIG. 5).

【0038】次に、図示しない、n型の不純物が拡散さ
れたアモルファスシリコン層を堆積し、写真製版、エッ
チング技術を用いてパターニングすることによりアモル
ファスシリコン3を形成する。そして、イオン注入技術
によりアモルファスシリコン3の所定の部分にp型の不
純物を拡散し、p−chトランジスタ(TFT)18の
ソース領域及びドレイン領域となる2つのp型拡散層1
3を形成する。このとき、p型拡散層13の一方は、前
の工程(図5)で設けたコンタクトホールhを通ってス
トレージノード7と電気的に接触する(図6)。
Next, an amorphous silicon layer (not shown) in which n-type impurities are diffused is deposited and patterned by photolithography and etching techniques to form amorphous silicon 3. Then, two p-type diffusion layers 1 serving as a source region and a drain region of the p-ch transistor (TFT) 18 are formed by diffusing p-type impurities into a predetermined portion of the amorphous silicon 3 by an ion implantation technique.
3 is formed. At this time, one of the p-type diffusion layers 13 makes electrical contact with the storage node 7 through the contact hole h provided in the previous step (FIG. 5) (FIG. 6).

【0039】次に、ワード線2とビット線8とを絶縁す
るための層間絶縁膜16を形成した後、ビット線8とn
型拡散層11とを接触させるためのコンタクトホール9
を、写真製版、エッチング技術を用いて形成する。この
コンタクトホール9は、n−chトランジスタ17のn
型拡散層11を露出させるだけではなく、p−chトラ
ンジスタ(TFT)18のp型拡散層13が露出するよ
うに形成される(図7)。これは、ワード線2をn−c
hトランジスタ17の出力端子、p−chトランジスタ
18の出力端子いずれにも接続する必要があるためであ
る。
Next, after the interlayer insulating film 16 for insulating the word line 2 and the bit line 8 is formed, the bit line 8 and the n
Contact hole 9 for making contact with the mold diffusion layer 11
Are formed using photoengraving and etching techniques. The contact hole 9 is formed in the n-ch transistor 17 through the n
Not only is the type diffusion layer 11 exposed, but the p-type diffusion layer 13 of the p-ch transistor (TFT) 18 is also exposed (FIG. 7). This connects word line 2 to n-c
This is because it is necessary to connect to both the output terminal of the h-transistor 17 and the output terminal of the p-ch transistor 18.

【0040】次に、タングステンシリサイドを堆積して
パターニングすることによりビット線8を形成する。タ
ングステンシリサイドは、前工程で設けたコンタクトホ
ール9の内部にも堆積するので、ビット線8は、n−c
hトランジスタ17の出力電極であるn型拡散層11及
びp−chトランジスタ18の出力電極であるp型拡散
層13と接続される(図8)。
Next, a bit line 8 is formed by depositing tungsten silicide and patterning it. Since the tungsten silicide is also deposited inside the contact hole 9 formed in the previous step, the bit line 8 is n−c
It is connected to the n-type diffusion layer 11 which is the output electrode of the h-transistor 17 and the p-type diffusion layer 13 which is the output electrode of the p-ch transistor 18 (FIG. 8).

【0041】以上のように、この実施例1の半導体記憶
装置及びその製造方法によれば、1つのメモリセルを、
図1(b)に示すように2組のトランジスタ、キャパシ
タとから構成したので2ビットのデータを記憶すること
ができ、これに伴い1つのワード線で2ビットのデータ
の書き込み・読み出しを行うことができる。よって、同
じ記憶容量のメモリアレイで比較すると、従来の半分の
数のワード線で足りてワード線を形成する面積が半分で
すむので、集積度が向上する。
As described above, according to the semiconductor memory device and its manufacturing method of the first embodiment, one memory cell is
As shown in FIG. 1B, since it is composed of two sets of transistors and capacitors, it is possible to store 2-bit data, and accordingly, write / read 2-bit data with one word line. You can Therefore, when compared with a memory array having the same storage capacity, half the number of word lines required in the prior art is sufficient and the area for forming the word line is half, so that the degree of integration is improved.

【0042】また、2つの溝型キャパシタを上下に重ね
て形成したので、1つのキャパシタの面積に2つのキャ
パシタを形成することができて、メモリ容量が倍になる
にもかかわらずキャパシタの形成に必要な面積は従来と
同じ面積ですむので、集積度が向上する。
Further, since the two groove type capacitors are formed so as to be vertically stacked, it is possible to form the two capacitors in the area of one capacitor and to form the capacitors even though the memory capacity is doubled. Since the required area is the same as the conventional area, the degree of integration is improved.

【0043】実施例2.上記実施例1は、溝型キャパシ
タを用いたこの発明の半導体装置(DRAM)に関する
ものであったが、溝型キャパシタに代えて積層型キャパ
シタを用いるようにしてもよい。
Example 2. Although the first embodiment relates to the semiconductor device (DRAM) of the present invention using the groove type capacitor, a laminated type capacitor may be used instead of the groove type capacitor.

【0044】以下、この実施例2について説明する。図
9はこの実施例2によるDRAMのメモリセルの平面図
であり、図10〜13は同じく断面図である。図10
は、図9の平面図におけるA−A’の矢視断面図であ
り、n−chトランジスタ17及び下側キャパシタ19
からなる第1のメモリセルを示す。図11は、同じくB
−B’矢視断面図であり、p−chトランジスタ18及
び上側キャパシタ20からなる第2のメモリセルを示
す。図12は、同じくC−C’矢視断面図であり、n−
chトランジスタ17及びp−chトランジスタ18と
ビット線8との接続部分を示している。図13は、同じ
くD−D’矢視断面図であり、n−chトランジスタ1
7と下側キャパシタ19のストレージノード4との接
続、及びp−chトランジスタ18と上側キャパシタ2
0のストレージノード7との接続を示している。
The second embodiment will be described below. FIG. 9 is a plan view of a memory cell of a DRAM according to the second embodiment, and FIGS. 10 to 13 are sectional views of the same. Figure 10
9 is a sectional view taken along the line AA ′ in the plan view of FIG. 9, showing an n-ch transistor 17 and a lower capacitor 19;
1 shows a first memory cell consisting of FIG. 11 also shows B
FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line −B ′, showing a second memory cell including the p-ch transistor 18 and the upper capacitor 20. FIG. 12 is a sectional view taken along line CC ′ of FIG.
A connection portion between the ch transistor 17 and the p-ch transistor 18 and the bit line 8 is shown. FIG. 13 is a sectional view taken along the line DD ′ of FIG.
7 and the storage node 4 of the lower capacitor 19, and the p-ch transistor 18 and the upper capacitor 2
0 shows the connection with the storage node 7.

【0045】図9〜図13において、41〜43は酸化
膜である。図1と同一符号は、同一または相当する部分
を示している。図9〜図13の半導体記憶装置は、いわ
ゆる積層型キャパシタを用い、かつ、埋め込みビット線
構造を用いたものである。かかる構成をもつ実施例2の
DRAMの動作は、実施例1の場合と同様であるのでそ
の説明を省略する。
In FIGS. 9 to 13, 41 to 43 are oxide films. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. The semiconductor memory device of FIGS. 9 to 13 uses a so-called laminated capacitor and also uses a buried bit line structure. Since the operation of the DRAM of the second embodiment having such a configuration is the same as that of the first embodiment, its explanation is omitted.

【0046】次に、この実施例2の半導体記憶装置の製
造方法を、図14〜図21に基づいて説明する。図14
〜図18は、この実施例2に係る製造方法の各工程ごと
に、半導体記憶装置の平面図と断面図を表した図であ
る。また、図19〜図21は、図18に示す工程の後の
工程についての断面図である。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14
18 to 18 are views showing a plan view and a sectional view of the semiconductor memory device for each step of the manufacturing method according to the second embodiment. 19 to 21 are sectional views showing steps after the step shown in FIG.

【0047】先ず、シリコン基板1の表面に素子分離酸
化膜10を形成する。そして、図示しないゲート酸化膜
を堆積した後、ワード線2を形成するためのポリシリコ
ン膜を堆積し、通常の写真製版、エッチング技術を用い
て所定のパターンにパターニングすることによりワード
線2を形成する。その後、イオン注入技術を用いてn型
の不純物拡散層11及び12を形成する。次いで、酸化
膜41を全面に堆積した後、平坦化し、さらに、全面に
ついてワード線2が露出するまで異方性エッチングを行
う(図14)。なお、説明の便宜上、平面図において示
す構成は、それらの上下関係にかかわらず実線で表して
いる(以下同じ)。また、平面図においてn−chトラ
ンジスタ17が形成される部分を凸型図形で示してい
る。
First, the element isolation oxide film 10 is formed on the surface of the silicon substrate 1. Then, after depositing a gate oxide film (not shown), a polysilicon film for forming the word line 2 is deposited, and the word line 2 is formed by patterning into a predetermined pattern by using ordinary photoengraving and etching techniques. To do. After that, the n-type impurity diffusion layers 11 and 12 are formed by using the ion implantation technique. Next, after depositing an oxide film 41 on the entire surface, it is planarized, and anisotropic etching is further performed on the entire surface until the word line 2 is exposed (FIG. 14). Note that, for convenience of description, the configuration shown in the plan view is represented by a solid line regardless of their vertical relationship (the same applies hereinafter). Further, in the plan view, the portion where the n-ch transistor 17 is formed is shown by a convex figure.

【0048】次に、TFT用のゲート酸化膜15を全面
に堆積後、TFT用の基板となるn型の不純物が拡散さ
れたアモルファスシリコンを堆積する。そして、通常の
写真製版、エッチング技術を用いて所定の形状にパター
ニングすることにより、p−chトランジスタ18用の
アモルファスシリコン3を形成する。次いで、イオン注
入技術によりp−chトランジスタ18のソース領域及
びドレイン領域となるp型の不純物が拡散されたp型拡
散層13を形成する(図15)。
Next, after depositing the gate oxide film 15 for the TFT on the entire surface, amorphous silicon in which n-type impurities serving as a substrate for the TFT are diffused is deposited. Then, the amorphous silicon 3 for the p-ch transistor 18 is formed by patterning into a predetermined shape by using ordinary photoengraving and etching techniques. Next, the p-type diffusion layer 13 in which the p-type impurities to be the source region and the drain region of the p-ch transistor 18 are diffused is formed by the ion implantation technique (FIG. 15).

【0049】次に、p−chトランジスタ18とビット
線8との間を絶縁するための層間絶縁膜としての酸化膜
42を形成する。そして、n−chトランジスタ17の
ドレイン11及びp−chトランジスタ18のドレイン
13をビット線8に接続するために、通常の写真製版、
エッチング技術を用いて、TFTが形成されたアモルフ
ァスシリコン3のp型拡散層13とシリコン基板1のn
型拡散層11とに接するようにコンタクト孔9aを形成
する。次に、コンタクト孔9aの内部を含む全面に図示
しないタングステンシリサイド層を堆積した後、所定の
パターニングを行いビット線8を形成する(図16)。
Next, an oxide film 42 is formed as an interlayer insulating film for insulating the p-ch transistor 18 and the bit line 8 from each other. Then, in order to connect the drain 11 of the n-ch transistor 17 and the drain 13 of the p-ch transistor 18 to the bit line 8, a normal photoengraving process,
Using the etching technique, the p-type diffusion layer 13 of the amorphous silicon 3 on which the TFT is formed and the n of the silicon substrate 1 are formed.
A contact hole 9a is formed so as to be in contact with the mold diffusion layer 11. Next, after depositing a tungsten silicide layer (not shown) on the entire surface including the inside of the contact hole 9a, predetermined patterning is performed to form the bit line 8 (FIG. 16).

【0050】次に、ビット線8と上側キャパシタ19、
下側キャパシタ20とを絶縁するための層間絶縁膜とし
ての酸化膜43を堆積後、シリコン基板基板1のn−c
hトランジスタ17のn型拡散層12と下側キャパシタ
19のストレージノード4とを接続するために、コンタ
クト孔9bを通常の写真製版、エッチング技術を用いて
形成する。そして、n型の不純物が拡散された多結晶シ
リコンを堆積した後、通常の写真製版、エッチング技術
を用いて不要な部分を除去することにより下側キャパシ
タ19のストレージノード4を形成する(図17)。
Next, the bit line 8 and the upper capacitor 19,
After depositing an oxide film 43 as an interlayer insulating film for insulating the lower capacitor 20, n-c of the silicon substrate 1 is deposited.
In order to connect the n-type diffusion layer 12 of the h-transistor 17 and the storage node 4 of the lower capacitor 19, a contact hole 9b is formed by using ordinary photoengraving and etching techniques. Then, after depositing polycrystalline silicon in which n-type impurities have been diffused, the storage node 4 of the lower capacitor 19 is formed by removing unnecessary portions by using ordinary photolithography and etching techniques (FIG. 17). ).

【0051】次に、窒化膜22、これに重ねて酸化膜2
3を堆積し、アモルファスシリコン3に形成されるp−
chトランジスタ18の出力電極であるp型拡散層13
と、このTFTトランジスタ18によってアクセスされ
る上側キャパシタ20のストレージノード7とのコンタ
クト孔9cを通常の写真製版、エッチング技術を用いて
形成する。そして、p型の不純物が拡散された多結晶シ
リコンを堆積して、通常の写真製版、エッチング技術を
用いて所定のパターンに形成することにより、p−ch
トランジスタ20によってアクセスされる上側キャパシ
タ20のストレージノード7を形成する(図18)。
Next, the nitride film 22 and the oxide film 2 overlaid thereon are formed.
3 is deposited to form p- on the amorphous silicon 3.
The p-type diffusion layer 13 which is the output electrode of the ch transistor 18
Then, a contact hole 9c with the storage node 7 of the upper capacitor 20 which is accessed by the TFT transistor 18 is formed by using a normal photolithography and etching technique. Then, p-ch is formed by depositing polycrystalline silicon in which p-type impurities are diffused and forming it into a predetermined pattern by using ordinary photoengraving and etching techniques.
Form the storage node 7 of the upper capacitor 20 which is accessed by the transistor 20 (FIG. 18).

【0052】次に、酸化膜23を、ウエットエッチング
で除去する(図19)。次に、窒化膜22を、ウエット
エッチングで除去する(図20)。ストレージノード4
及び7が露出している図20の状態で、次に、キャパシ
タの誘電体膜5を形成し、さらに重ねて多結晶シリコン
を堆積することによりセルプレート6を形成する(図2
2)。
Next, the oxide film 23 is removed by wet etching (FIG. 19). Next, the nitride film 22 is removed by wet etching (FIG. 20). Storage node 4
In the state shown in FIG. 20 in which the electrodes 7 and 7 are exposed, the dielectric film 5 of the capacitor is formed next, and the cell plate 6 is formed by further stacking polycrystalline silicon (FIG. 2).
2).

【0053】以上の工程により、積層型のキャパシタに
より構成されるDRAMを製造することができる。この
実施例2によれば、溝型キャパシタを用いた場合と同様
に集積度が向上するとともに、溝型のキャパシタを用い
る場合よりも構造が簡単になる。
Through the above steps, it is possible to manufacture a DRAM including a laminated type capacitor. According to the second embodiment, the degree of integration is improved as in the case of using the groove type capacitor, and the structure is simpler than that in the case of using the groove type capacitor.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、出力電極がビット線に接続されるとともに制御電極
がワード線に接続された第1導電型のトランジスタ、上
記第1導電型のトランジスタの他の出力電極に接続され
た第1のキャパシタ、出力電極が上記ビット線に接続さ
れるとともに制御電極が上記ワード線に接続された第2
導電型のトランジスタ及び上記第2導電型のトランジス
タの他の出力電極に接続された第2のキャパシタからな
るメモリセルを複数備えるメモリアレイと、上記第1の
キャパシタからデータを読み出すとき、あるいはデータ
を書き込むときに上記ワード線に第1の電圧を印加し、
上記第2のキャパシタからデータを読み出すとき、ある
いはデータを書き込むときに上記ワード線に第2の電圧
を印加する行デコーダと、上記ビット線の電圧変化に基
づきメモリセルに記憶されたデータを読み出して読出信
号を出力するとともに、上記ビット線に上記メモリセル
への書き込み信号を出力するセンスアンプと、上記セン
スアンプを制御する列デコーダとを備えたので、メモリ
セルにアクセスするためのワード線、ビット線の面積を
減らすことができて半導体記憶装置の集積度を向上させ
ることができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the first conductivity type transistor having the output electrode connected to the bit line and the control electrode connected to the word line, the first conductivity type is provided. A second capacitor whose output electrode is connected to the bit line and whose control electrode is connected to the word line.
A memory array including a plurality of memory cells each including a conductive type transistor and a second capacitor connected to another output electrode of the second conductive type transistor; and when reading data from the first capacitor or when data is read from the first capacitor. When writing, apply a first voltage to the word line,
A row decoder that applies a second voltage to the word line when reading data from or writing data to the second capacitor, and data stored in a memory cell based on a voltage change of the bit line Since a read signal is output and a sense amplifier that outputs a write signal to the memory cell is output to the bit line and a column decoder that controls the sense amplifier, a word line and a bit for accessing the memory cell are provided. The area of the line can be reduced and the integration degree of the semiconductor memory device can be improved.

【0055】また、請求項2の発明によれば、上記第1
導電型のトランジスタ又は上記第2導電型のトランジス
タのうちの少なくとも一方が、薄膜トランジスタにより
構成されているので、メモリセルのトランジスタの面積
を減らすことができて、半導体記憶装置の集積度を、さ
らに向上させることができる。
According to the invention of claim 2, the first
Since at least one of the conductive type transistor or the second conductive type transistor is formed of a thin film transistor, the area of the transistor of the memory cell can be reduced, and the integration degree of the semiconductor memory device is further improved. Can be made.

【0056】また、請求項3及び請求項5の発明によれ
ば、上記第1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタ
が、互いに重ねられて構成された溝型キャパシタよりな
るので、メモリセルのキャパシタの面積を減らすことが
できて、半導体記憶装置の集積度を、さらに向上させる
ことができる。
Further, according to the inventions of claims 3 and 5, since the first capacitor and the second capacitor are groove type capacitors formed by overlapping each other, the capacitor of the memory cell is The area can be reduced, and the integration degree of the semiconductor memory device can be further improved.

【0057】また、請求項4及び請求項6の発明によれ
ば、上記第1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタ
が、積層型キャパシタよりなるので、簡単な構造で半導
体記憶装置の集積度を向上させることができる。
Further, according to the inventions of claims 4 and 6, since the first capacitor and the second capacitor are laminated capacitors, the integration degree of the semiconductor memory device is improved with a simple structure. Can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
メモリセルの構造を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a memory cell of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施例1に係る半導体記憶装置の
製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置の
メモリセルの構造を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a memory cell of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。
FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。
FIG. 15 is a plan view and a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。
16A and 16B are a plan view and a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。
FIG. 17 is a plan view and a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。
FIG. 18 is a plan view and a sectional view for explaining a method for manufacturing a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図21】 この発明の実施例2に係る半導体記憶装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図22】 従来の半導体記憶装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory device.

【図23】 従来の半導体記憶装置のメモリセルの構造
の断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of the structure of a memory cell of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板、2 ワード線、3 アモルファスシ
リコン、4 ストレージノード、5 誘電体膜、6 セ
ルプレート、7 ストレージノード、8 ビット線、9
コンタクトホール、10 素子分離酸化膜、11,1
2 n型拡散層、13 p型拡散層、14 層間絶縁
膜、15 ゲート酸化膜、16 層間絶縁膜、17 n
−chトランジスタ、18 p−chトランジスタ、1
9 下側キャパシタ、20 上側キャパシタ。
1 silicon substrate, 2 word line, 3 amorphous silicon, 4 storage node, 5 dielectric film, 6 cell plate, 7 storage node, 8 bit line, 9
Contact hole, 10 element isolation oxide film, 11, 1
2 n-type diffusion layer, 13 p-type diffusion layer, 14 interlayer insulating film, 15 gate oxide film, 16 interlayer insulating film, 17 n
-Ch transistor, 18 p-ch transistor, 1
9 lower capacitor, 20 upper capacitor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9056−4M H01L 29/78 311 C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location 9056-4M H01L 29/78 311 C

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力電極がビット線に接続されるととも
に制御電極がワード線に接続された第1導電型のトラン
ジスタ、上記第1導電型のトランジスタの他の出力電極
に接続された第1のキャパシタ、出力電極が上記ビット
線に接続されるとともに制御電極が上記ワード線に接続
された第2導電型のトランジスタ及び上記第2導電型の
トランジスタの他の出力電極に接続された第2のキャパ
シタからなるメモリセルを複数備えるメモリアレイと、
上記第1のキャパシタからデータを読み出すとき、ある
いはデータを書き込むときに上記ワード線に第1の電圧
を印加し、上記第2のキャパシタからデータを読み出す
とき、あるいはデータを書き込むときに上記ワード線に
第2の電圧を印加する行デコーダと、上記ビット線の電
圧変化に基づきメモリセルに記憶されたデータを読み出
して読出信号を出力するとともに、上記ビット線に上記
メモリセルへの書き込み信号を出力するセンスアンプ
と、上記センスアンプを制御する列デコーダとを備えた
半導体記憶装置。
1. A first conductivity type transistor having an output electrode connected to a bit line and a control electrode connected to a word line, and a first conductivity type transistor connected to another output electrode of the first conductivity type transistor. A capacitor, a second conductivity type transistor having an output electrode connected to the bit line and a control electrode connected to the word line, and a second capacitor connected to another output electrode of the second conductivity type transistor. A memory array having a plurality of memory cells each consisting of
A first voltage is applied to the word line when reading data from or writing data to the first capacitor, and a word line is applied to the word line when reading data from the second capacitor or writing data. A row decoder that applies a second voltage, and data that is stored in the memory cell is read out based on the voltage change of the bit line to output a read signal, and a write signal to the memory cell is output to the bit line. A semiconductor memory device comprising a sense amplifier and a column decoder for controlling the sense amplifier.
【請求項2】 上記第1導電型のトランジスタ又は上記
第2導電型のトランジスタのうちの少なくとも一方が、
薄膜トランジスタにより構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体記憶装置。
2. At least one of the first conductivity type transistor and the second conductivity type transistor,
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device comprises a thin film transistor.
【請求項3】 上記第1のキャパシタ及び上記第2のキ
ャパシタが、互いに重ねられて構成された溝型キャパシ
タよりなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載
の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first capacitor and the second capacitor are groove type capacitors that are formed by being stacked on each other.
【請求項4】 上記第1のキャパシタ及び上記第2のキ
ャパシタが、積層型キャパシタよりなることを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載の半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first capacitor and the second capacitor are laminated capacitors.
【請求項5】 第1のキャパシタのセルプレートに重ね
てストレージノードを形成して第2のキャパシタを形成
する工程と、第1導電型のトランジスタの制御電極上に
重ねて酸化膜を堆積し、さらに半導体薄膜を堆積し、上
記半導体薄膜上に不純物を拡散させて第2導電型のトラ
ンジスタを形成する工程と、重ねて形成された絶縁層に
上記第1導電型のトランジスタの出力電極及び上記第2
導電型のトランジスタの出力電極が露出するようにコン
タクトホールを形成した後、導電材料を堆積し、ビット
線を形成する工程とを備えた半導体記憶装置の製造方
法。
5. A step of forming a storage node by forming a storage node on the cell plate of the first capacitor to form a second capacitor, and depositing an oxide film on the control electrode of the transistor of the first conductivity type in an overlapping manner. Further, a step of depositing a semiconductor thin film and diffusing impurities on the semiconductor thin film to form a transistor of the second conductivity type; and an output electrode of the transistor of the first conductivity type and the first electrode on the insulating layer formed by overlapping. Two
A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising the steps of forming a contact hole to expose an output electrode of a conductive type transistor, depositing a conductive material, and forming a bit line.
【請求項6】 第1導電型のトランジスタ及び第2の導
電型のトランジスタを形成する工程と、上記第1導電型
のトランジスタに重ねて第1のキャパシタのストレージ
ノードを形成する工程と、上記第2導電型のトランジス
タに重ねて第2のキャパシタのストレージノードを形成
する工程と、上記第1のキャパシタのストレージノード
及び上記第2のキャパシタのストレージノードに重ねて
誘電体膜を形成する工程と、その後、導電材料を堆積し
て上記第1のキャパシタ及び上記第2のキャパシタのセ
ルプレートを形成する工程とを備えた半導体記憶装置の
製造方法。
6. A step of forming a transistor of a first conductivity type and a transistor of a second conductivity type; a step of forming a storage node of a first capacitor overlying the transistor of the first conductivity type; Forming a storage node of the second capacitor over the two conductivity type transistor; forming a dielectric film over the storage node of the first capacitor and the storage node of the second capacitor; After that, a step of depositing a conductive material to form the cell plates of the first capacitor and the second capacitor is carried out.
JP6103944A 1994-05-18 1994-05-18 Semiconductor storage device and its manufacture Pending JPH07312392A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6103944A JPH07312392A (en) 1994-05-18 1994-05-18 Semiconductor storage device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6103944A JPH07312392A (en) 1994-05-18 1994-05-18 Semiconductor storage device and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07312392A true JPH07312392A (en) 1995-11-28

Family

ID=14367558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6103944A Pending JPH07312392A (en) 1994-05-18 1994-05-18 Semiconductor storage device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07312392A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100492228B1 (en) * 2002-12-13 2005-05-30 주식회사다스 Lumbar support of seat back for vehicle
JP2010098081A (en) * 2008-09-16 2010-04-30 Hitachi Ltd Semiconductor device
US9460772B2 (en) 2010-11-12 2016-10-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100492228B1 (en) * 2002-12-13 2005-05-30 주식회사다스 Lumbar support of seat back for vehicle
JP2010098081A (en) * 2008-09-16 2010-04-30 Hitachi Ltd Semiconductor device
US9460772B2 (en) 2010-11-12 2016-10-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5940705A (en) Methods of forming floating-gate FFRAM devices
US8803228B2 (en) Memory arrays with rows of memory cells coupled to opposite sides of a control gate
JP3174209B2 (en) Nonvolatile ferroelectric memory device, nonvolatile ferroelectric memory array device, and method of forming the memory array device
US5032882A (en) Semiconductor device having trench type structure
US6700146B2 (en) Semiconductor memory device and method for producing the same
KR0123260B1 (en) Semiconductor device having stacked type capacitor
US5012309A (en) Semiconductor memory device comprising capacitor portions having stacked structures
JP3322031B2 (en) Semiconductor device
US6363004B1 (en) Nonvolatile ferroelectric memory having shunt lines
US6048767A (en) Method of forming a semiconductor memory device
US6433376B2 (en) Ferroelectric memory integrated circuit
JP2824713B2 (en) Semiconductor storage device
JP2940169B2 (en) Semiconductor memory device
JP3966983B2 (en) Method for manufacturing ferroelectric memory device
JPH04340762A (en) Memory cell circuit
JP2001043694A (en) Semiconductor memory element
JPH07312392A (en) Semiconductor storage device and its manufacture
US6774424B2 (en) Synchronous dynamic random access memory (SDRAM) structure
US4115871A (en) MOS random memory array
US6927438B2 (en) Nonvolatile ferroelectric memory device and method for fabricating the same
JPH0529571A (en) Semiconductor storage device and manufacture thereof
JP2904997B2 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing and controlling the same
JP2570153B2 (en) Semiconductor storage device
JPH056974A (en) Memory cell structure of semiconductor memory device and manufacture thereof
JPH0691216B2 (en) Semiconductor memory device