JPH08167698A - Semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory and manufacture thereof

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JPH08167698A
JPH08167698A JP6307787A JP30778794A JPH08167698A JP H08167698 A JPH08167698 A JP H08167698A JP 6307787 A JP6307787 A JP 6307787A JP 30778794 A JP30778794 A JP 30778794A JP H08167698 A JPH08167698 A JP H08167698A
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JP
Japan
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memory cell
insulating film
capacitor
film
semiconductor
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Application number
JP6307787A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Ogawa
浩二 小川
Akira Sano
昌 佐野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH08167698A publication Critical patent/JPH08167698A/en
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Abstract

PURPOSE: To eliminate junction-leakage and achieve information holding for a long time by forming a transistor, for functioning as a switch of a memory cell, and a capacitor, for storing electric charge, from a semiconductor film provided on a main surface of a semiconductor substrate with an insulating film being disposed therebetween. CONSTITUTION: A memory cell is constructed of a transistor, for functioning as a switch of a memory cell, and a stack-type capacitor, for storing electric charge. An insulating film 20 made of silicon oxide is formed on a silicon substrate 1, and the memory cell is provided on a polysilicon film 21 formed on the insulating film 20. Therefore, the memory cell is separated from the substrate 1 by the insulating film 20, and has no PN junction in a node part which has caused leakage in a conventional DRAM cell. The stack-type capacitor is formed also on the insulating film 20, and has no junction with the substrate 1. Thus, junction-leakage in the memory cell is eliminated so that information can be held for a long time period.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、メモリセルを有する半
導体記憶装置に関し、特にDRAM(Dynamic Random A
ccess Memory)に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device having a memory cell, and more particularly to a DRAM (Dynamic Random Memory).
ccess memory) and effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に示すのは従来のDRAMメモリセ
ルの回路図である。メモリセルは電荷を蓄積するキャパ
シタCとスイッチ用のトランスファトランジスタTとか
ら構成さており、情報「0」,「1」はキャパシタCに
おける電荷の蓄積の有無によって記憶される。キャパシ
タCはトランスファMISトランジスタTを介してビッ
ト線BLに接続され、ビット線BLはデータ読み出し回
路とデータ書き込み回路に接続される。読出し或いは書
き込みの際には、ワード線WLと接続したゲートへの電
圧印加によってトランジスタTがオン状態となり、ビッ
ト線BLとキャパシタCとが導通し読出し或いは書き込
みが行なわれる。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional DRAM memory cell. The memory cell is composed of a capacitor C for accumulating charges and a transfer transistor T for switching, and information "0" and "1" are stored depending on whether or not charges are accumulated in the capacitor C. The capacitor C is connected to the bit line BL via the transfer MIS transistor T, and the bit line BL is connected to the data read circuit and the data write circuit. At the time of reading or writing, the transistor T is turned on by applying a voltage to the gate connected to the word line WL, the bit line BL and the capacitor C are electrically connected, and reading or writing is performed.

【0003】図3は、図2に示す従来のDRAMメモリ
セルの構造を例示する縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating the structure of the conventional DRAM memory cell shown in FIG.

【0004】図中1は、P型単結晶シリコンの半導体基
板であり、この半導体基板1の非活性領域の主面には素
子間分離絶縁膜2が設けられている。この素子間分離絶
縁膜2の下部にはP+型のチャネルストッパ領域3が設
けられている。図3のメモリセルは前記素子間分離絶縁
膜2でその周囲を規定されている。
In the figure, reference numeral 1 is a semiconductor substrate of P-type single crystal silicon, and an element isolation insulating film 2 is provided on the main surface of the inactive region of the semiconductor substrate 1. Below the element isolation insulating film 2, a P + type channel stopper region 3 is provided. The memory cell of FIG. 3 has its periphery defined by the element isolation insulating film 2.

【0005】メモリセルはトランジスタとキャパシタか
ら構成され、トランスファMISトランジスタは、シリ
コン半導体基板1の主面上に設けられたゲート絶縁膜
4、ゲート絶縁膜4上に設けられたゲート電極5、この
ゲート電極5の側部の半導体基板1主面に設けられた一
対のN+型半導体領域6,6を備えている。前記ゲート
電極5の上部及び側壁にはスペーサ7が設けられてい
る。
The memory cell is composed of a transistor and a capacitor, and the transfer MIS transistor is a gate insulating film 4 provided on the main surface of the silicon semiconductor substrate 1, a gate electrode 5 provided on the gate insulating film 4, and this gate. It has a pair of N + type semiconductor regions 6 and 6 provided on the main surface of the semiconductor substrate 1 on the side of the electrode 5. Spacers 7 are provided on the upper and side walls of the gate electrode 5.

【0006】N+型半導体領域6,6は、ソース、ドレ
インとなるN+拡散層であり、ゲート電極5はポリシリ
コン、ポリサイド、または高融点金属などで構成されて
いる。
The N + type semiconductor regions 6 and 6 are N + diffusion layers serving as sources and drains, and the gate electrode 5 is composed of polysilicon, polycide, refractory metal or the like.

【0007】キャパシタは、スタック型であり第1電極
9と層間膜11と第2電極10とにより構成される。層
間膜11はSiO2もしくはSiNなどで構成される絶
縁膜である。該トランスファMISトランジスタのドレ
インとなる半導体領域6はビット線となる第1配線層8
に接続され、ゲート電極5はワード線に接続され、ソー
スとなる半導体領域6はキャパシタの第1電極9に接続
され、キャパシタの上部電極10は基準電位に接続され
ている。
The capacitor is of a stack type and comprises a first electrode 9, an interlayer film 11 and a second electrode 10. The interlayer film 11 is an insulating film made of SiO 2 or SiN. The semiconductor region 6 serving as the drain of the transfer MIS transistor has a first wiring layer 8 serving as a bit line.
, The gate electrode 5 is connected to the word line, the semiconductor region 6 serving as the source is connected to the first electrode 9 of the capacitor, and the upper electrode 10 of the capacitor is connected to the reference potential.

【0008】なお、図中、12,13は各素子と配線と
の或いは各配線と配線との電気的導通を阻止するための
層間絶縁膜、14は回路を構成する第2配線層、15は
保護絶縁膜である。
In the figure, reference numerals 12 and 13 denote interlayer insulating films for preventing electrical continuity between each element and wiring or between wirings, 14 denotes a second wiring layer forming a circuit, and 15 denotes It is a protective insulating film.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は前記従来技
術を検討した結果、以下の問題点を見出した。
The present inventor has found the following problems as a result of examining the above prior art.

【0010】DRAMメモリセルはキャパシタに蓄積さ
れた電荷の有無で、情報「0」「1」を記憶している
が、キャパシタに蓄積された電荷は微少リークにより少
しずつ減少し、時間の経過につれてメモリセルの記憶情
報は消失する。このためDRAMにおいてはメモリセル
の記憶情報が消失する前に、定期的にメモリセル情報を
読み出し、再書き込みするリフレッシュ動作が必要とな
る。このリフレッシュ動作を行なっている間は、通常の
読み出し書き込み動作は禁止されるため、DRAMを使
用しているメモリシステムの読み出し書き込み能率が低
下する。
The DRAM memory cell stores information "0" and "1" depending on the presence / absence of electric charge accumulated in the capacitor. However, the electric charge accumulated in the capacitor gradually decreases due to a minute leak, and as time elapses. The stored information in the memory cell is lost. Therefore, in the DRAM, a refresh operation of periodically reading and rewriting the memory cell information is necessary before the stored information in the memory cell is lost. While this refresh operation is being performed, the normal read / write operation is prohibited, so that the read / write efficiency of the memory system using the DRAM is lowered.

【0011】またDRAMにはRAM自身で自動的にリ
フレッシュを行なうセルフリフレッシュ機能があるが、
このようなリフレッシュ動作のために費やされる電力に
よって、DRAMの消費電力が増大してしまう。
The DRAM has a self-refresh function for automatically refreshing the RAM itself.
The power consumed for such a refresh operation increases the power consumption of the DRAM.

【0012】メモリセルの記憶情報をより長時間保持す
ることができれば、セルフリフレッシュ時の消費電力の
大部分をしめるリフレッシュ電流を消費する時間間隔を
延ばすことにより、セルフリフレッシュに要する消費電
力を低減することが可能となる。このためメモリセルの
微少リークを低減し、メモリセルの記憶情報をより長時
間保持することが必要である。
If the stored information in the memory cell can be retained for a longer time, the power consumption required for self-refreshing can be reduced by extending the time interval for consuming the refresh current, which accounts for most of the power consumption during self-refreshing. It becomes possible. Therefore, it is necessary to reduce the minute leak of the memory cell and hold the stored information of the memory cell for a longer time.

【0013】トランスファーMISトランジスタでは、
ソース,ドレインとなる拡散層は例えばN型で、シリコ
ン基板は例えばP型のため両者の境界はPN接合とな
り、このPN接合の接合リークにより蓄積電荷が減少し
ていく。
In the transfer MIS transistor,
The diffusion layers serving as the source and drain are, for example, N-type, and the silicon substrate is, for example, P-type, so that the boundary between the two becomes a PN junction, and the accumulated charge decreases due to the junction leak of the PN junction.

【0014】本発明の目的は、DRAMのメモリセル微
少リークの最大要因となっている接合リークをなくし、
より長時間の蓄積電荷の保持即ち情報保持が可能な技術
を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the junction leak, which is the largest cause of the minute leak of DRAM memory cells,
It is an object of the present invention to provide a technique capable of holding stored charges, that is, holding information for a longer time.

【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.

【0017】半導体基板主面上に絶縁膜を介して半導体
膜を形成し、この電気的に前記半導体基板から絶縁され
ている半導体膜によって、メモリセルのスイッチとして
機能するトランジスタと電荷を蓄積するキャパシタとを
形成する。
A semiconductor film is formed on the main surface of the semiconductor substrate via an insulating film, and the semiconductor film electrically insulated from the semiconductor substrate causes a transistor functioning as a switch of a memory cell and a capacitor storing charges. To form.

【0018】なお、絶縁体上に半導体素子を形成する技
術としては、ソリッドステートテクノロジー(Solid St
ate Technology)1991年1月号第26頁乃至第32頁に
記載されているように、SOI(Silicon On Insulato
r)とよばれる技術が知られているが、この技術は接合
容量の減少或いは動作の高速性などを目的とし、絶縁体
上に形成された単結晶シリコンを用い高速トランジスタ
を形成するものであり、本発明のごとく接合リークに着
目しメモリセルを絶縁膜上に形成するものではない。
As a technique for forming a semiconductor element on an insulator, solid state technology (Solid St
ATE Technology) January 1991, pages 26 to 32, SOI (Silicon On Insulato)
A technique called r) is known, but this technique is intended to form a high-speed transistor by using single crystal silicon formed on an insulator for the purpose of reducing junction capacitance or operating at high speed. The memory cell is not formed on the insulating film by paying attention to the junction leak as in the present invention.

【0019】[0019]

【作用】上述した手段によれば、本発明の半導体記憶装
置のメモリセルは、SiO2等の絶縁膜により半導体基
板から分離されており、従来のDRAMメモリセルにお
いてリークの原因となっていたノード部分のPN接合が
存在しない。またキャパシタも、スタック型キャパシタ
とし、絶縁膜上に形成されており半導体基板との接合は
存在しない。このためPN接合による接合リークが生じ
ないので、メモリセルの情報保持時間は従来のメモリセ
ルと比較して大幅に延長される。
According to the above-mentioned means, the memory cell of the semiconductor memory device of the present invention is separated from the semiconductor substrate by the insulating film such as SiO 2 , and the node which has caused the leakage in the conventional DRAM memory cell. There is no partial PN junction. The capacitor is also a stack type capacitor, which is formed on the insulating film and has no junction with the semiconductor substrate. For this reason, junction leakage due to the PN junction does not occur, so that the information retention time of the memory cell is significantly extended as compared with the conventional memory cell.

【0020】以下、本発明の構成について、実施例とと
もに説明する。
The structure of the present invention will be described below together with embodiments.

【0021】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は本発明の一実施例である半導体記憶
装置のメモリセルを示す縦断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a vertical sectional view showing a memory cell of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【0023】本実施例のメモリセルは、トランジスタと
キャパシタから構成され、P型単結晶シリコン半導体基
板1上に、酸化シリコンの絶縁膜20を形成し、この絶
縁膜上に形成したポリシリコン膜21に設けられてい
る。
The memory cell of this embodiment comprises a transistor and a capacitor. An insulating film 20 of silicon oxide is formed on a P-type single crystal silicon semiconductor substrate 1, and a polysilicon film 21 formed on this insulating film. It is provided in.

【0024】トランスファMISトランジスタは、ポリ
シリコン膜21上に設けられたゲート絶縁膜4、ゲート
絶縁膜4上に設けられたゲート電極5、このゲート電極
5の側部のポリシリコン膜21に設けられた一対のN+
型半導体領域6,6を備えている。前記ゲート電極5の
上部及び側壁にはスペーサ7が設けられている。
The transfer MIS transistor is provided on the gate insulating film 4 provided on the polysilicon film 21, the gate electrode 5 provided on the gate insulating film 4, and the polysilicon film 21 on the side of the gate electrode 5. A pair of N +
The semiconductor regions 6 and 6 are provided. Spacers 7 are provided on the upper and side walls of the gate electrode 5.

【0025】N+型半導体領域6,6は、ソース、ドレ
インとなるN+拡散層であり、ゲート電極5は、ポリシ
リコン、ポリサイド、または高融点金属などで構成され
ている。
The N + type semiconductor regions 6 and 6 are N + diffusion layers serving as sources and drains, and the gate electrode 5 is composed of polysilicon, polycide, refractory metal or the like.

【0026】キャパシタはスタック型であり第1電極9
と層間膜11と第2電極10とにより構成される。層間
膜11はSiO2もしくはSiNなどで構成される絶縁
膜である。
The capacitor is a stack type and the first electrode 9
And the interlayer film 11 and the second electrode 10. The interlayer film 11 is an insulating film made of SiO 2 or SiN.

【0027】該トランスファMISトランジスタのドレ
インとなる半導体領域6はビット線となる第1配線層8
に接続され、ゲート電極5はワード線に接続され、ソー
スとなる半導体領域6はキャパシタの第1電極9に接続
され、キャパシタの第2電極10は基準電位に接続され
ている。
The semiconductor region 6 serving as the drain of the transfer MIS transistor has a first wiring layer 8 serving as a bit line.
, The gate electrode 5 is connected to the word line, the semiconductor region 6 serving as the source is connected to the first electrode 9 of the capacitor, and the second electrode 10 of the capacitor is connected to the reference potential.

【0028】なお、図中、12,13は各素子と配線と
の或いは各配線と配線との電気的導通を阻止するための
層間絶縁膜、14は回路を構成する第2配線層、15は
保護絶縁膜である。
In the figure, 12 and 13 are interlayer insulating films for preventing electrical conduction between each element and wiring or between each wiring and wiring, 14 is a second wiring layer constituting a circuit, and 15 is a second wiring layer. It is a protective insulating film.

【0029】本実施例の半導体記憶装置のメモリセルの
製造方法を、図4乃至図9及び図1を用いて説明する。
A method of manufacturing the memory cell of the semiconductor memory device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 9 and FIG.

【0030】まずP型シリコン半導体基板1の主面上メ
モリセル形成領域に絶縁膜20を堆積させる。この状態
を図4に示す。
First, the insulating film 20 is deposited in the memory cell formation region on the main surface of the P-type silicon semiconductor substrate 1. This state is shown in FIG.

【0031】次に前記絶縁膜20上にポリシリコン膜2
1をCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって
堆積し、所定の形状に加工形成する。この状態を図5に
示す。
Next, the polysilicon film 2 is formed on the insulating film 20.
1 is deposited by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method and processed into a predetermined shape. This state is shown in FIG.

【0032】次にポリシリコン膜21の表面を熱酸化
し、酸化膜を形成し、次に、シリコン半導体基板主面に
ポリシリコン膜をCVD法によって堆積し、この積層膜
を所定の形状に加工してゲート絶縁膜及びゲート電極5
を形成する。この状態を図6に示す。
Next, the surface of the polysilicon film 21 is thermally oxidized to form an oxide film, and then a polysilicon film is deposited on the main surface of the silicon semiconductor substrate by the CVD method, and this laminated film is processed into a predetermined shape. The gate insulating film and the gate electrode 5
To form. This state is shown in FIG.

【0033】次に、ポリシリコン膜21にはゲート電極
5をマスクにして、N型不純物をイオン打ち込みし、N
型半導体領域6,6を形成する。
Next, N-type impurities are ion-implanted into the polysilicon film 21 by using the gate electrode 5 as a mask, and N
The type semiconductor regions 6 and 6 are formed.

【0034】次に、ゲート電極5上部及び側壁にCVD
法によってスペーサ7を形成し、ゲート電極5とスペー
サ7をマスクとして砒素をイオン打込みし、ソース,ド
レインとなる領域6をN+とする。次に、スタック型キ
ャパシタの第1電極となるポリシリコンを堆積させ、ホ
トリソグラフィにより必要形状とし第1電極9を形成す
る。ポリシリコンは導電性を確保するため不純物を導入
する。この状態を図7に示す。
Next, CVD is performed on the upper portion and side wall of the gate electrode 5.
A spacer 7 is formed by the method, and arsenic is ion-implanted using the gate electrode 5 and the spacer 7 as a mask, and the regions 6 serving as the source and drain are made N +. Next, polysilicon to be the first electrode of the stack type capacitor is deposited, and the first electrode 9 is formed into a required shape by photolithography. Impurities are introduced into polysilicon in order to ensure conductivity. This state is shown in FIG.

【0035】次に、第1電極9の表面を熱酸化してキャ
パシタの層間膜11を形成し、キャパシタの第2電極と
なるポリシリコンを堆積させ、ホトリソグラフィにより
必要形状とし第2電極10を形成する。ポリシリコンは
導電性を確保するため不純物を導入する。この状態を図
8に示す。
Next, the surface of the first electrode 9 is thermally oxidized to form the interlayer film 11 of the capacitor, polysilicon to be the second electrode of the capacitor is deposited, and the second electrode 10 is formed into a required shape by photolithography. Form. Impurities are introduced into polysilicon in order to ensure conductivity. This state is shown in FIG.

【0036】次に、CVD法により層間絶縁膜12とし
て二酸化珪素膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術とド
ライエッチング技術で配線8の開口を形成し、導電膜で
あるアルミニュウム合金を堆積し、フォトリソグラフィ
技術とドライエッチング技術で所定の形状に加工して第
1配線層8を形成する。この状態を図9に示す。
Next, a silicon dioxide film is deposited as an interlayer insulating film 12 by a CVD method, an opening of the wiring 8 is formed by a photolithography technique and a dry etching technique, an aluminum alloy which is a conductive film is deposited, and a photolithography technique is used. Then, the first wiring layer 8 is formed by processing into a predetermined shape by dry etching technique. This state is shown in FIG.

【0037】この後、層間絶縁膜13及び第2配線層1
4の上層に保護膜絶縁膜15としてプラズマCVD法に
より二酸化珪素膜と窒化珪素膜を堆積させて、本実施例
の半導体記憶装置のメモリセルとなる。この状態を図1
に示す。
After that, the interlayer insulating film 13 and the second wiring layer 1 are formed.
4, a silicon dioxide film and a silicon nitride film are deposited as a protective film insulating film 15 on the upper layer by a plasma CVD method to form a memory cell of the semiconductor memory device of this embodiment. This state is shown in Figure 1.
Shown in

【0038】尚、前記の工程では省略しているが、DR
AMの周辺回路等で使用するその他のMISFETは、
公知の方法で前記工程と並行して形成されている。
Although omitted in the above process, DR
Other MISFETs used in AM peripheral circuits, etc.
It is formed in parallel with the above steps by a known method.

【0039】(実施例2)図10は本発明の他の実施例
である半導体記憶装置のメモリセルを示す縦断面図であ
る。
(Embodiment 2) FIG. 10 is a vertical sectional view showing a memory cell of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

【0040】本実施例のメモリセルはトランジスタとキ
ャパシタから構成され、P型単結晶シリコン半導体基板
1上に、酸化シリコンの絶縁膜20を形成し、この絶縁
膜上に形成したポリシリコン膜21に設けられている。
The memory cell of this embodiment is composed of a transistor and a capacitor. An insulating film 20 of silicon oxide is formed on a P-type single crystal silicon semiconductor substrate 1, and a polysilicon film 21 formed on this insulating film is formed. It is provided.

【0041】本実施例では、前述した実施例とは異な
り、トランスファMISトランジスタのソース,ドレイ
ンを形成するポリシリコン膜21が、キャパシタの第1
電極22を兼ねている。キャパシタはこのポリシリコン
膜21による第1電極22と、絶縁膜23、第2電極2
4とで構成される。
In this embodiment, unlike the above-described embodiments, the polysilicon film 21 forming the source and drain of the transfer MIS transistor is the first capacitor.
It also serves as the electrode 22. The capacitor includes a first electrode 22 made of the polysilicon film 21, an insulating film 23, and a second electrode 2
4 and 4.

【0042】本実施例の半導体記憶装置のメモリセルの
製造方法を、以下説明する。
A method of manufacturing the memory cell of the semiconductor memory device of this embodiment will be described below.

【0043】まずP型シリコン半導体基板1の主面上メ
モリセル形成領域に絶縁膜20を堆積させる。
First, the insulating film 20 is deposited in the memory cell formation region on the main surface of the P-type silicon semiconductor substrate 1.

【0044】次に前記絶縁膜20上に、キャパシタの第
2電極24となるポリシリコン膜をCVD法によって堆
積し、所定の形状に加工形成後、第2電極24の表面を
熱酸化してキャパシタの絶縁膜23を形成する。
Next, a polysilicon film to be the second electrode 24 of the capacitor is deposited on the insulating film 20 by the CVD method, and after being formed into a predetermined shape, the surface of the second electrode 24 is thermally oxidized to form the capacitor. The insulating film 23 is formed.

【0045】次に前記絶縁膜20上にトランスファーM
ISトランジスタの半導体領域及びキャパシタの第1電
極22となるポリシリコン膜21をCVD法によって堆
積し、所定の形状に加工形成する。このポリシリコン膜
の内、キャパシタの第1電極22となる部分は第2電極
24を覆うように形成される。
Next, the transfer M is formed on the insulating film 20.
A polysilicon film 21 to be the semiconductor region of the IS transistor and the first electrode 22 of the capacitor is deposited by the CVD method and processed into a predetermined shape. A portion of the polysilicon film, which will be the first electrode 22 of the capacitor, is formed so as to cover the second electrode 24.

【0046】次にポリシリコン膜21の表面を熱酸化
し、酸化膜を形成し、次に、シリコン半導体基板主面に
ポリシリコン膜をCVD法によって堆積し、この積層膜
を所定の形状に加工してゲート絶縁膜4及びゲート電極
5を形成する。
Next, the surface of the polysilicon film 21 is thermally oxidized to form an oxide film, and then a polysilicon film is deposited on the main surface of the silicon semiconductor substrate by the CVD method, and this laminated film is processed into a predetermined shape. Then, the gate insulating film 4 and the gate electrode 5 are formed.

【0047】次に、ポリシリコン膜21にはゲート電極
5をマスクにして、N型不純物をイオン打ち込みし、N
+型半導体領域6,6を形成する。
Next, N-type impurities are ion-implanted into the polysilicon film 21 by using the gate electrode 5 as a mask, and N
The + type semiconductor regions 6 and 6 are formed.

【0048】次に、ゲート電極5上部及び側壁にCVD
法によってスペーサ7を形成し、ゲート電極5とスペー
サ7をマスクとして砒素をイオン打込みし、ソース,ド
レインとなる領域6をN+とする。
Next, CVD is performed on the upper part and the side wall of the gate electrode 5.
A spacer 7 is formed by the method, and arsenic is ion-implanted using the gate electrode 5 and the spacer 7 as a mask, and the regions 6 serving as the source and drain are made N +.

【0049】次に、CVD法により層間絶縁膜11とし
て二酸化珪素膜を堆積し、フォトリソグラフィ技術とド
ライエッチング技術で配線8の開口を形成し、導電膜で
あるアルミニュウム合金を堆積し、フォトリソグラフィ
技術とドライエッチング技術で所定の形状に加工して配
線層8を形成する。
Next, a silicon dioxide film is deposited as an interlayer insulating film 11 by a CVD method, an opening of the wiring 8 is formed by a photolithography technique and a dry etching technique, an aluminum alloy which is a conductive film is deposited, and a photolithography technique is performed. Then, the wiring layer 8 is formed by processing into a predetermined shape by the dry etching technique.

【0050】この後、層間絶縁膜13及び第2配線14
層の上層に保護絶縁膜15としてプラズマCVD法によ
り二酸化珪素膜と窒化珪素膜を堆積させ、本実施例の半
導体記憶装置のメモリセルとなる。この状態を図10に
示す。
After that, the interlayer insulating film 13 and the second wiring 14 are formed.
A silicon dioxide film and a silicon nitride film are deposited as a protective insulating film 15 on the layer above by a plasma CVD method to form a memory cell of the semiconductor memory device of this embodiment. This state is shown in FIG.

【0051】なお、本実施例ではキャパシタの第1電極
を第2電極の上に形成する構成としたが、キャパシタの
第2電極を第1電極の上に形成する構成とすることも可
能である。
Although the first electrode of the capacitor is formed on the second electrode in the present embodiment, the second electrode of the capacitor may be formed on the first electrode. .

【0052】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
As described above, the invention made by the present inventor is
Although the present invention has been specifically described based on the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0053】[0053]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0054】(1)本発明によれば、絶縁膜上にメモリ
セルを設けることによって、キャパシタからの接合リー
クをなくすことができるという効果がある。
(1) According to the present invention, by providing the memory cell on the insulating film, it is possible to eliminate the junction leak from the capacitor.

【0055】(2)本発明によれば、上記効果(1)に
より、メモリセルの情報保持時間をより長時間にするこ
とができるという効果がある。
(2) According to the present invention, due to the above effect (1), there is an effect that the information holding time of the memory cell can be made longer.

【0056】(3)本発明によれば、上記効果(2)に
より、リフレッシュ動作を行なう時間間隔を延ばすこと
ができるという効果がある。
(3) According to the present invention, due to the above effect (2), there is an effect that the time interval for performing the refresh operation can be extended.

【0057】(4)本発明によれば、上記効果(3)に
より、通常の読み出し、書き込み動作をリフレッシュ動
作のため中断する時間を低減できるという効果がある。
(4) According to the present invention, due to the above effect (3), there is an effect that the time for interrupting the normal read / write operation due to the refresh operation can be reduced.

【0058】(5)本発明によれば、上記効果(3)に
より、セルフリフレッシュ時の平均消費電力を低減する
ことができるという効果がある。
(5) According to the present invention, the above effect (3) has the effect of reducing the average power consumption during self-refresh.

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

【図1】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルを示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a memory cell of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のDRAMメモリセルを示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional DRAM memory cell.

【図3】従来のDRAMメモリセルを示す縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a conventional DRAM memory cell.

【図4】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルの製造プロセスを示す縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device which is an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルの製造プロセスを示す縦断面図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルの製造プロセスを示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルの製造プロセスを示す縦断面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルの製造プロセスを示す縦断面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例である半導体記憶装置のメモ
リセルの製造プロセスを示す縦断面図である。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施例である半導体記憶装置の
メモリセルを示す縦断面図である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a memory cell of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…素子間分離絶縁膜、3…チャネル
ストッパ、4…ゲート絶縁膜、5…ゲート電極、6…半
導体領域、7…スペーサ、8…第1配線層、9,22…
第1電極、10,24…第2電極、11,23…層間
膜、12,13…層間絶縁膜、14…第2配線層、15
…保護絶縁膜、20…絶縁膜、21…ポリシリコン膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Element isolation insulating film, 3 ... Channel stopper, 4 ... Gate insulating film, 5 ... Gate electrode, 6 ... Semiconductor region, 7 ... Spacer, 8 ... 1st wiring layer, 9, 22 ...
First electrode, 10, 24 ... Second electrode, 11, 23 ... Interlayer film, 12, 13 ... Interlayer insulating film, 14 ... Second wiring layer, 15
... Protective insulating film, 20 ... Insulating film, 21 ... Polysilicon film.

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 H01L 21/266 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 21/266

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチとして機能するトランジスタと
電荷を蓄積するキャパシタとからなるメモリセルを有す
る半導体記憶装置において、 半導体基板主面上に絶縁膜を介して形成され電気的に前
記半導体基板から絶縁されている導体膜によって、前記
トランジスタ及びキャパシタが形成されていることを特
徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a memory cell composed of a transistor functioning as a switch and a capacitor for accumulating charges, wherein the semiconductor memory device is formed on a main surface of a semiconductor substrate via an insulating film and electrically insulated from the semiconductor substrate. The semiconductor memory device, wherein the transistor and the capacitor are formed by a conductive film that is formed.
【請求項2】 前記導体膜がポリシリコンであることを
特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the conductor film is polysilicon.
【請求項3】 前記キャパシタがスタック型であること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体記憶
装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the capacitor is a stack type.
【請求項4】 スイッチとして機能するトランジスタと
電荷を蓄積するキャパシタとからなるメモリセルを有す
る半導体記憶装置の製造方法において、 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に半導体膜を形成する工程と、 前記半導体膜上に絶縁膜を介してゲート電極を形成する
工程と、 前記ゲート電極をマスクとして前記半導体膜に不純物を
導入する工程と、 キャパシタの第1電極を形成する工程と、 キャパシタの層間膜を形成する工程と、 キャパシタの第2電極を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
4. A method of manufacturing a semiconductor memory device having a memory cell including a transistor functioning as a switch and a capacitor storing electric charge, the method comprising: forming an insulating film on a semiconductor substrate; and forming a semiconductor film on the insulating film. A step of forming a gate electrode on the semiconductor film via an insulating film, a step of introducing impurities into the semiconductor film using the gate electrode as a mask, and a step of forming a first electrode of a capacitor. And a step of forming an interlayer film of a capacitor, and a step of forming a second electrode of the capacitor, a method of manufacturing a semiconductor memory device.
【請求項5】 前記半導体膜がポリシリコンであること
を特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置の製造方
法。
5. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 4, wherein the semiconductor film is polysilicon.
【請求項6】 前記キャパシタがスタック型であること
を特徴とする請求項4又は請求項5に記載の半導体記憶
装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 4, wherein the capacitor is a stack type.
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Cited By (2)

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US6787430B2 (en) 2000-03-14 2004-09-07 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

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