JPH0824165B2 - Integrated circuit - Google Patents

Integrated circuit

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JPH0824165B2
JPH0824165B2 JP61278521A JP27852186A JPH0824165B2 JP H0824165 B2 JPH0824165 B2 JP H0824165B2 JP 61278521 A JP61278521 A JP 61278521A JP 27852186 A JP27852186 A JP 27852186A JP H0824165 B2 JPH0824165 B2 JP H0824165B2
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JP
Japan
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trench
region
substrate
conductive material
drain region
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Inventor
エス.マルヒ サツトウインダー
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テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は集積回路製造方法の分野に関する。更に具
体的に云えば、この発明は集積回路の深くエッチされた
トレンチ内に形成された回路部品に対する接続部を形成
する方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the field of integrated circuit manufacturing methods. More specifically, the present invention relates to a method of making connections to circuit components formed in deeply etched trenches in integrated circuits.

従来の技術及び問題点 金属−酸化物−半導体(MOS)キャパシタが、集積回
路では他のキャパシタ構造に較べて優れた性能を持つこ
とは、従来広く知られている。MOSキャパシタが優れて
いる1つの点は、キャパシタにα粒子が入射した時の電
荷の完全さである。これはダイナミック・ランダムアク
セス・メモリ(dRAM)で特に重要である。dRAMセルの記
憶キャパシタの電荷が変化すると、記憶データに誤りが
生ずる。これが1形式のソフトエラーであり、広く認識
されている問題である。MOSキャパシタは、α粒子が非
常に高い、酸化物の伝導帯まで電子を持上げる為の十分
なエネルギを電子に加えなければならない為に、ソフト
エラーが起り難い。
2. Description of the Related Art It is widely known that metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors have superior performance in integrated circuits as compared with other capacitor structures. One of the advantages of MOS capacitors is the completeness of the charge when alpha particles enter the capacitor. This is especially important in dynamic random access memory (dRAM). If the charge on the storage capacitor of the dRAM cell changes, the stored data will be erroneous. This is a form of soft error and is a widely recognized problem. MOS capacitors have very high α-particles and have to add enough energy to the electrons to bring them up to the conduction band of the oxide, so soft errors are unlikely to occur.

MOSキャパシタの最近開発された1例はトレンチ・キ
ャパシタである。このキャパシタは、基板の表面に空所
(トレンチ)をエッチングし、トレンチの側面に絶縁体
を形成し、トレンチを導電材料で埋めることによって形
成される。キャパシタの一方の極板がトレンチ内の導電
材料によって形成され、他方が基板によって形成され
る。上に述べた様なソフトエラー特性を持たせる為に
は、絶縁体によって基板から電気的に隔離された内側の
導電層に電荷を記憶しなければならない。導電層に対す
る電気的な接触は、普通の集積回路相互接続方法によ
り、トレンチの上部で行なうことが出来る。然し、導電
層に接触するより良い方法により、トレンチの上側部分
を他の目的に使うことが出来る。この1つの目的は、空
所の上側部分に通過トランジスタを形成して、それをキ
ャパシタに接続することであり、こうしてトレンチ内に
dRAMセルを形成する。1形式のトレンチdRAMセルがこの
出願の原出願の対象である。
One recently developed example of a MOS capacitor is a trench capacitor. This capacitor is formed by etching a cavity in the surface of the substrate, forming an insulator on the side surface of the trench, and filling the trench with a conductive material. One plate of the capacitor is formed by the conductive material in the trench and the other is formed by the substrate. In order to have the soft error characteristics as described above, the charge must be stored in an inner conductive layer that is electrically isolated from the substrate by an insulator. Electrical contact to the conductive layers can be made on top of the trenches by conventional integrated circuit interconnection methods. However, the upper portion of the trench can be used for other purposes, with a better method of contacting the conductive layer. One purpose of this is to form a pass transistor in the upper part of the cavity and connect it to the capacitor, thus in the trench.
Form a dRAM cell. One type of trench dRAM cell is the subject of the original application of this application.

トレンチ形セル構成の問題は、キャパシタとトランジ
スタに別々にアクセスすることが出来ないことである。
別々の部品にアクセスすることが出来ることは、トレン
チ・セルを用いる集積回路の開発及び製造の際に部品を
特徴づけるのに重要であり、回路の設計に役立つ。
A problem with trench cell configurations is that the capacitors and transistors cannot be accessed separately.
The ability to access separate components is important in characterizing the components during the development and manufacture of integrated circuits that use trench cells and aids in circuit design.

また、こゝで説明する他の実施例では、トランジスタ
又はキャパシタに別々の接続が出来る様にすることによ
り、トランジスタ及びキャパシタを電気的に特徴づける
ことが容易に出来る様にする電気接続部になる。
Also, another embodiment described herein provides an electrical connection that facilitates electrical characterization of the transistor and capacitor by allowing separate connection to the transistor or capacitor. .

問題点を解決する為の手段及び作用 この発明を、この発明の重要な用途であるdRAMセルを
製造する場合について説明する。こゝで説明するセルは
トランジスタ1個/キャパシタ1個のdRAMセル構造及び
アレーとなり、セル・キャパシタを含む基板のトレンチ
の側壁上にセル通過トランジスタが形成される。ワード
線及びビット線がこのトレンチの上で交差する。キャパ
シタの上にトランジスタをこの様に積重ねることによ
り、基板上とのセルの面積が極く小さくなり、セルの密
な詰込みの問題が解決される。
Means and Actions for Solving Problems The present invention will be described in the case of manufacturing a dRAM cell, which is an important application of the present invention. The cell described herein is a one transistor / one capacitor dRAM cell structure and array in which cell pass transistors are formed on the sidewalls of the trenches in the substrate containing the cell capacitors. Word lines and bit lines intersect above this trench. By stacking the transistors on the capacitors in this way, the area of the cell on the substrate becomes extremely small, and the problem of dense packing of cells is solved.

キャパシタの一方の極板及びトラジスタのチャンネル
及びソース領域がトレンチのバルクの側壁内に形成さ
れ、トランジスタのゲートとキャパシタの他方の極板が
両方ともトレンチ内のポリシリコンに形成されるが、ト
レンチ内部の酸化物層によって互いに隔てられている。
縦型通過トランジスタのソース領域をポリシリコンのキ
ャパシタ極板と電気的に接続することにより、信号電荷
がポリシリコンのキャパシタ極板に転送される。こゝで
説明する実施例は、キャパシタに対して別個のアクセス
が出来る様な電気接続部になる。
One plate of the capacitor and the channel and source regions of the transistor are formed in the bulk sidewall of the trench, and the gate of the transistor and the other plate of the capacitor are both formed in the polysilicon in the trench, but inside the trench. Separated from each other by an oxide layer.
The signal charge is transferred to the polysilicon capacitor plate by electrically connecting the source region of the vertical pass transistor to the polysilicon capacitor plate. The embodiment described herein provides an electrical connection that allows separate access to the capacitors.

実 施 例 dRAMセルは、第1A図に略図で示す様にビット線及びワ
ード線に接続されたトランジスタ1個/キャパシタ1個
のセルであり、次の様に動作する。キャパシタ12が情報
ビットを表わす電荷を記憶する(例えば、記憶電荷がな
いことは、論理0を表わし、キャパシタの極板の間の5
ボルトの電圧に対応する記憶電荷は論理1を表わす)。
ゲート16に接続されたワード線14に電圧を印加して、ト
ランジスタ18をターンオンすることにより、(ビットを
読取又は新しいビットを書込む為に)情報ビットをアク
セスする。ターンオンしたトランジスタ18が読取又は書
込み動作の為にキャパシタ12をビット線20に接続する。
漏れ電流及びキャパシタ12の電荷のその他の減衰原因に
より、電荷の周期的なリフレッシュ動作が必要であり、
この為ダイナミックRAM(dRAM)と云う名前がついてい
る。
Example dRAM cells are cells of one transistor / one capacitor connected to bit lines and word lines as shown schematically in FIG. 1A and operate as follows. Capacitor 12 stores a charge that represents an information bit (eg, the absence of a stored charge represents a logic 0, a 5 between the plates of the capacitor.
The stored charge, which corresponds to a voltage of volts, represents a logic one).
An information bit is accessed (to read a bit or write a new bit) by applying a voltage to the word line 14 connected to the gate 16 and turning on the transistor 18. The turned-on transistor 18 connects the capacitor 12 to the bit line 20 for a read or write operation.
Due to leakage current and other sources of decay of the charge on the capacitor 12, a periodic refresh operation of the charge is required,
For this reason, it is named Dynamic RAM (dRAM).

第1B図はビット線20及びワード線14を持つdRAMアレー
の一部分を示す平面図であり、好ましい実施例のセル30
が線の交点にある。ビット線20がワード線14の下を通る
ことに注意されたい。セルは線の下方の基板の中に入り
込み、最大密度のメモリとなる。特徴の最小寸法をfで
表わし、最小の整合をRで表わすと、セル面積は[2
(f+R)]である。例えば、特徴の最小寸法が1.0
ミクロンで、整合の最小の許容交差が0.25ミクロンであ
ると、セル面積は約6.25平方ミクロンである。
FIG. 1B is a plan view showing a portion of a dRAM array having bit lines 20 and word lines 14 and cell 30 of the preferred embodiment.
Is at the intersection of the lines. Note that bit line 20 runs under word line 14. The cells penetrate into the substrate below the line, resulting in the highest density memory. Denoting the minimum feature size by f and the minimum match by R, the cell area is [2
(F + R)] 2 . For example, the minimum feature size is 1.0
At micron, with a minimum allowed crossing of alignment of 0.25 micron, the cell area is about 6.25 square microns.

第2図は本願出願人の先願に係る参考例のdRAMセルの
断面図で全体を30で示す。セル30がp形エピタキシャル
層34を持つp+形シリコン基板32内に形成されていて、
n+形ポリシリコンのビット線20、ビット線絶縁窒化物
42、フィールド酸化物36、n+形ポリシリコンのワード
線14、トランジスタ18のチャンネル44、トランジスタ18
のゲート酸化物46、トランジスタ18のソースを形成する
n形拡散領域48、キャパシタ12の一方の極板を形成する
n+形ポリシリコン領域50(p+形基板32が他方の極板
及びアースを形成する)、キャパシタ12の極板の間の絶
縁体を形成する酸化物52、ワード線14をキャパシタ極板
50から分離する絶縁酸化物56、トランジスタ18のドレイ
ンを形成するn形拡散領域22、ビット線20をドレイン領
域22と接続するn形ポリシリコン領域21、及びソース48
をn+形キャパシタ極板50と接続するn形ポリシリコン
領域49を含む。トランジスタ18のゲート16は、単にワー
ド線14の内、チャンネル領域44からゲート酸化物46を横
切る部分である。第2図に示すセル30の図は、第1B図の
垂直線2−2で切った断面に対応する。キャパシタ12及
びトランジスタ18を含むトレンチの断面が四角であるこ
とは第1B図に明らかである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a dRAM cell of a reference example according to the applicant's earlier application, which is generally indicated by 30. A cell 30 is formed in a p + type silicon substrate 32 having a p type epitaxial layer 34,
n + type polysilicon bit line 20, bit line insulating nitride
42, field oxide 36, n + polysilicon word line 14, channel 18 of transistor 18, transistor 18
Gate oxide 46, n-type diffusion region 48 forming the source of transistor 18, n + type polysilicon region 50 forming one plate of capacitor 12 (p + type substrate 32 forming the other plate and ground). ), The oxide 52 forming the insulator between the plates of the capacitor 12, the word line 14 to the capacitor plate
Isolation oxide 56 isolated from 50, n-type diffusion region 22 forming the drain of transistor 18, n-type polysilicon region 21 connecting bit line 20 to drain region 22, and source 48.
Includes an n-type polysilicon region 49 connecting the n + -type capacitor plate 50. The gate 16 of transistor 18 is simply the portion of word line 14 that crosses channel region 44 and gate oxide 46. The view of cell 30 shown in FIG. 2 corresponds to the cross section taken along the vertical line 2-2 in FIG. 1B. It is clear in FIG. 1B that the trench containing the capacitor 12 and the transistor 18 has a square cross section.

セル30では、キャパシタ12の一方の極板はn+形領域
50とn形領域48であり、他方の極板は基板32とエピタキ
シャル層34である。然し、エピタキシャル層34のドーピ
ングはp+形基板32のドーピングよりずっと低く、その
為、領域48及びエピタキシャル層34のn/p形接合の静電
容量とn+形領域50/酸化物52/p形エピタキシャル層34
の静電容量は、共にn+形領域50/酸化物52/p+形基板3
2の静電容量よりずっと小さく、無視することが出来
る。更に後で説明するが、エピタキシャル層34の極板の
面積は基板32のそれに較べて小さく、その為、エピタキ
シャル層34に伴なう静電容量は更に問題にならない。こ
の為、キャパシタ12が記憶するバルクの電荷が、酸化物
52によって基板32(及びエピタキシャル34)から隔離さ
れている。断面が1ミクロン×1ミクロンで深さが6ミ
クロンのトレンチでは、キャパシタ12の極板面積は、深
さの1ミクロンがエピタキシャル層34及びビット線20と
すると、約21平方ミクロンである。p+形基板32が、ア
レー内の全てのセル30に共通のアースである。
In the cell 30, one plate of the capacitor 12 is an n + type region.
50 and the n-type region 48, and the other plate is the substrate 32 and the epitaxial layer 34. However, the doping of the epitaxial layer 34 is much lower than the doping of the p + type substrate 32, so that the capacitance of the n / p type junction of the region 48 and the epitaxial layer 34 and the n + type region 50 / oxide 52 / p type epitaxial layer. Layer 34
The capacitances of both are n + type region 50 / oxide 52 / p + type substrate 3
It is much smaller than the capacitance of 2 and can be ignored. Further, as will be described later, the area of the electrode plate of the epitaxial layer 34 is smaller than that of the substrate 32, so that the capacitance associated with the epitaxial layer 34 does not become a problem. Therefore, the bulk charge stored in the capacitor 12 is
Separated from substrate 32 (and epitaxial 34) by 52. In a trench with a cross section of 1 micron x 1 micron and a depth of 6 microns, the plate area of capacitor 12 is approximately 21 square microns, where 1 micron of depth is epitaxial layer 34 and bit line 20. The p + type substrate 32 is the common ground for all cells 30 in the array.

セル30のトラジスタ18はポリシリコン・ゲートと共に
完全にバルクのシリコン内にあり、チャンネル領域44は
p形エピタキシャル層34の一部分であり、ソース領域48
(これはキャパシタ12の極板の一部分でもある)及びド
レイン領域20がエピタキシャル層34内のn形拡散部であ
り、ゲート酸化物46がp形エピタキシャル34トレンチ側
の表面に成長させられ、ゲート16はポリシリコンのワー
ド線14の一部分である。フィールド酸化物36はかなり厚
く、ビット線20の静電容量を最小限に抑える。
The transistor 18 of the cell 30 is entirely in bulk silicon with the polysilicon gate, the channel region 44 is part of the p-type epitaxial layer 34, and the source region 48.
The drain region 20 (which is also part of the plate of the capacitor 12) is an n-type diffusion in the epitaxial layer 34, and a gate oxide 46 is grown on the surface of the p-type epitaxial 34 trench side to form the gate 16 Is a portion of the polysilicon word line 14. The field oxide 36 is fairly thick and minimizes the bit line 20 capacitance.

セル30の寸法と材料の特性は、第1の好ましい実施例
の製造方法について次に述べる所から最もよく理解され
よう。第3A図乃至第3G図がプロセスの一連の工程を示
す。
The dimensions and material properties of cell 30 will be best understood from the following description of the method of manufacture of the first preferred embodiment. Figures 3A through 3G show a series of steps in the process.

1. 抵抗率が1E−2オームcm未満の100配向のp+形シ
リコン基板32に、2E16/cm3のキャリヤ濃度でp形エピタ
キシャル層34を成長させ、その厚さは、全ての熱処理の
後、最終的なp形エピタキシャル層の厚さが2ミクロン
になる様にする。(保護酸化物37を含む)フィールド酸
化物36が標準的な処理によって形成される。1例とし
て、SWAMIプロセスを使うことが出来る(歪み逃し酸化
物を成長させ、低圧化学反応気相成長(LPCVD)によっ
て窒化物をデポジットし、窒化物−酸化物−シリコンの
パターンを定めてプラズマ・エッチングを行ない、チャ
ンネ・ストッパの為の硼素の打込みをし、2番目の歪み
逃し酸化物を成長させ、2番目の窒化物をデポジット
し、LPCVD酸化物をデジットし、LPCVD酸化物−窒化物の
プラズマ・エッチングをし、前のエッチで残っているLP
CVD酸化物のフィラメントをウェット・エッチし、フィ
ールド酸化物を熱成長させて大体平面状構造にし、窒化
物を剥がす)。どの方法を使うにしても、フィールド酸
化物36の最終的な厚さは5,000Åであり、保護酸化物37
の厚さは約200Åである。
1. On a 100-oriented p + type silicon substrate 32 having a resistivity of less than 1E-2 ohm cm, a p type epitaxial layer 34 is grown with a carrier concentration of 2E16 / cm 3 and its thickness is after all heat treatments. The final p-type epitaxial layer thickness is 2 microns. Field oxide 36 (including protective oxide 37) is formed by standard processing. As an example, the SWAMI process can be used (strain relief oxide growth, low pressure chemical reaction vapor deposition (LPCVD) to deposit nitrides, nitride-oxide-silicon patterns and plasma deposition). Etch, implant boron for channel stopper, grow second strain relief oxide, deposit second nitride, digit LPCVD oxide, LPCVD oxide-nitride LP that has been plasma etched and remains from the previous etch
Wet etch the CVD oxide filament and thermally grow the field oxide to a roughly planar structure, stripping the nitride). Whichever method is used, the final thickness of field oxide 36 is 5,000Å and protective oxide 37
Is about 200Å.

基板32の別個の領域34にこの発明の実施例を製造す
る。一般的に、セル30を製造するのに使われるのと同じ
処理工程を用いて、この発明の実施例を作る。処理工程
が違う場合、それを第3B図に示してある。第3B図の構造
はフィールド酸化物36及び保護酸化物37を含む。周知の
方法を用いて、イオン打込みマスク63を形成してパター
ンを定める。約50キロ電子ボルトのエネルギ及び約2×
1012イオン/cm3の密度を持つ隣イオンのイオン打込みを
行ない、それを内方駆動して、n−形井戸61を形成す
る。
Embodiments of the invention are manufactured in separate regions 34 of substrate 32. Generally, the same process steps used to manufacture cell 30 are used to make embodiments of the invention. The different processing steps are shown in Figure 3B. The structure of FIG. 3B includes field oxide 36 and protective oxide 37. An ion implantation mask 63 is formed and a pattern is defined by using a known method. Energy of about 50 kiloelectron volts and about 2x
Neighboring ions having a density of 10 12 ions / cm 3 are ion-implanted and driven inward to form an n-type well 61.

第3A図に戻って説明すると、2,000Åのポリシリコン2
0をLPCVDによってデポジットし、1E20/cm3のキャリア濃
度にドープし、パターンを定めてエッチングして、ビッ
ト線20を形成する。随意選択により、ポリシリコンのビ
ット線をn+形拡散ビット線に置換えてもよい。次に、
LPCVDにより、10,000Åの窒化物42をデポジットする。
第3A図参照。層42としては、デジットした窒化物及び酸
化物で構成される層を用いてもよい。
Returning to FIG. 3A, 2,000Å polysilicon 2
0 is deposited by LPCVD, doped to a carrier concentration of 1E20 / cm 3 , patterned and etched to form the bit line 20. Optionally, the polysilicon bit lines may be replaced with n + type diffused bit lines. next,
Deposit 10,000Å nitride 42 by LPCVD.
See Figure 3A. The layer 42 may be a layer formed of digitized nitride and oxide.

2.窒化物42のパターンを定めて、1ミクロン四方のトレ
ンチを限定する。次にパターンを定めた窒化物42を反応
性イオン・エッチング(RIE)のマスクとして使い、弗
化水素酸によってトレンチを8ミクロンの深さに掘削す
る。ウェット酸エッチを用いて、トレンチの壁からRIE
による損傷と汚染を除く。第3C図参照。RIEによって酸
化物42も一部分が除去されることに注意されたい。
2. Define a pattern of nitride 42 to define a 1 micron square trench. The patterned nitride 42 is then used as a reactive ion etch (RIE) mask to excavate trenches to a depth of 8 microns with hydrofluoric acid. RIE from trench wall using wet acid etch
Excludes damage and contamination by. See Figure 3C. Note that the RIE also partially removes oxide 42.

第3D図のトレンチ62は若干異なる形にエッチする。ト
レンチ62はn−形井戸61の一部分を取囲む様に設計され
ている簡略側面図が第3D図に示されており、第3E図はn
−形井戸61及びトレンチ62を示す平面図である。
The trench 62 in Figure 3D etches slightly differently. Trench 62 is designed to surround a portion of n-type well 61. A simplified side view is shown in FIG. 3D, and FIG. 3E shows n.
FIG. 6 is a plan view showing a − well 61 and a trench 62.

トレンチの壁及び底の上に酸化物52を200Åの厚さに
成長させる。その後、LPCVDによるn+形ポリシリコン
の7,000Åのデポジッションの一部分として、トレンチ
をn+形にドープしたポリシリコンで埋める。第3F図参
照。
Oxide 52 is grown to a thickness of 200Å on the walls and bottom of the trench. The trench is then filled with n + doped polysilicon as part of a 7,000 Å deposition of n + polysilicon by LPCVD. See Figure 3F.

4. 回転付着フォトレジストを用いる等により、ポリシ
リコン50を平面化し、表面では完全に、そしてトレンチ
の中に、エピタキシャル層34/基板32の界面より約3,000
Å上方までエッチする。第3G図参照。後で判るが、トレ
ンチ内に残っているポリシリコン50の頂部の位置が、大
体トランジスタ18のチャンネルの底を決定する。窒化物
層42がプラズマ・エッチによって更に侵食されるが、ま
だ少なくとも2,000Åの厚さがあることに注意された
い。
4. Polysilicon 50 is planarized, such as by using spin-deposited photoresist, completely on the surface and in the trench, approximately 3,000 from the epitaxial layer 34 / substrate 32 interface.
Å Etch up. See Figure 3G. As will be seen later, the location of the top of the polysilicon 50 remaining in the trench generally determines the bottom of the channel of transistor 18. Note that the nitride layer 42 is further eroded by the plasma etch, but is still at least 2,000 Å thick.

5. 酸化物52の露出部分をエッチし、このエッチングは
酸化物の1,000乃至2,000Åを過剰エッチするまで続けら
れる。この過剰エッチにより、第3H図の矢印53で示す様
に、エピタキシャル層34とポリシリコン50の間にある酸
化物52の頂部が1,000乃至2,000Åの深さに除去される。
更に、第3H図の矢印39で示す様に、エピタキシャル層34
とビット線60の間にある保護酸化物37の1,000乃至2,000
Åも除去される。事実上、この過剰エッチは、何れも1,
000乃至2,000Åの深さ及び200Åの幅を持つ2つの小さ
な環状の割れ目を形成する。一方のこの小さな割れ目が
矢印53で示す様に、ポリシリコン50の頂部を取巻き、他
方の小さな割れ目が、矢印39で示す様に、ビット線20の
境界の周りを水平に伸びる。
5. Etch exposed portions of oxide 52 and continue this etch until overetching 1,000 to 2,000 liters of oxide. This overetch removes the top of the oxide 52 between the epitaxial layer 34 and the polysilicon 50 to a depth of 1,000 to 2,000 Å, as shown by the arrow 53 in FIG. 3H.
Further, as shown by an arrow 39 in FIG.
Between 1,000 and 2,000 of protective oxide 37 between the and bit line 60
Å is also removed. In fact, this overetch is 1,
Form two small annular fissures with a depth of 000 to 2,000Å and a width of 200Å. One of these small crevices surrounds the top of the polysilicon 50, as shown by arrow 53, and the other small crevice extends horizontally around the boundary of bit line 20, as shown by arrow 39.

6. LPCVDによって500Åのポリシリコン51をデポジット
する。これは、第3H図に矢印53,39で示す小さな割れ目
が埋められる様に保証するのに十分な厚さである。第3I
図参照。
6. Deposit 500Å polysilicon 51 by LPCVD. It is thick enough to ensure that the small crevices shown by arrows 53, 39 in Figure 3H are filled. Third I
See figure.

7.500Åの酸化物55を熱成長させる。これは、酸化界面
から遠く離れ過ぎている、第3H図に矢印53,39で示す小
さな割れ目の中にある部分を除いて、全部のポリシリコ
ン51を酸化するのに丁度十分な酸化である。この酸化量
が極く僅かであるがエピタキシャル層34をも消費する。
ポリシリコン51の熱酸化の高い温度により、n+形ポリ
シリコン50内のドーパントが、矢印53で示す小さな割れ
目のポリシリコンを介してエピタキシャル層34に拡散す
る。このドーパントの拡散により、エピタキシャル層34
内にn形ポリシリコン領域49及びn形領域48が形成され
る。第3J図参照。更に、ビット線20からのドーパントが
矢印39で示す小さな割れ目内のポリシリコンを通ってエ
ピタキシャル層34に同様に拡散することにより、エピタ
キシャル層34内にn形ポリシリコン領域21及びn形領域
22が形成される。第3J図参照。随意選択により、埋め戻
された割れ目領域39,53以外の領域から、調時したウエ
ット化学シリコン・エッチによって、500Åのポリシリ
コン51を除去することが出来る。この後、熱アニールを
行なって、n+形ドーパントを領域53,39に拡散するこ
とが出来る。領域53,39に形成されるn+形ポリシリコ
ン接点が埋込み横方向接点と呼ばれる。第3G図から判る
様に、埋込み横方向接点により、効率良く且つこじんま
りした形で、トレンチ・トランジスタをトレンチ・キャ
パシタ及びポリシリコンのビット線に接続することが出
来る。
7. Thermally grow 500Å oxide 55. This is just enough oxidation to oxidize the entire polysilicon 51, except for the portion in the small crevices shown by arrows 53, 39 in Figure 3H, which is too far from the oxidation interface. Although this oxidation amount is extremely small, the epitaxial layer 34 is also consumed.
The high temperature of the thermal oxidation of polysilicon 51 causes the dopants in n + type polysilicon 50 to diffuse into epitaxial layer 34 through the polysilicon in the small crevices shown by arrow 53. This diffusion of the dopant causes the epitaxial layer 34 to
An n-type polysilicon region 49 and an n-type region 48 are formed therein. See Figure 3J. In addition, the dopant from the bit line 20 diffuses through the polysilicon in the small crevice indicated by arrow 39 into the epitaxial layer 34 as well, so that the n-type polysilicon region 21 and the n-type region 21 within the epitaxial layer 34 are also diffused.
22 is formed. See Figure 3J. Optionally, 500Å polysilicon 51 can be removed by a timed wet chemical silicon etch from areas other than the backfilled crack areas 39, 53. This can be followed by a thermal anneal to diffuse the n + type dopant into regions 53,39. The n + type polysilicon contacts formed in regions 53 and 39 are referred to as buried lateral contacts. As can be seen in FIG. 3G, the buried lateral contacts allow the trench transistor to be connected efficiently and in a compact manner to the trench capacitor and the polysilicon bit line.

8. 酸化物55をエッチングによって除き、ゲート酸化物
46と絶縁酸化物56を熱成長させる。ゲート酸化物46は25
0Åの厚さに成長させ、この為、酸化物56は、同時にn
+形にドープされたポリシリコン50の上に成長させられ
るので、幾分一層厚手になる。最後に、7,000Åのn+
形ポリシリコンをLPCVDによってデポジットし、パター
ンを定めてエッチングして、ワード線14を形成する。完
成したセルは第2図を参照されたい。ゲート16(ワード
線14の内、チャンネル44と向い合った部分)が、酸化物
56の厚さがあっても、チャンネル44の全部を制御する。
これは、トランジスタ18のソースを形成するn形領域48
が、ポリシリコン50からのドーパントをポリシリコン領
域49を介して拡散し、こうして領域49から水平方向と共
に垂直方向にエピタキシャル層34に入るからである。こ
の垂直方向の拡散は、ゲート16が全部のチャンネル44を
制御する位に及ぶ。
8. Remove oxide 55 by etching and remove gate oxide
Thermally grow 46 and insulating oxide 56. 25 gate oxide 46
It is grown to a thickness of 0Å, so that the oxide 56
It is somewhat thicker as it can be grown on + -doped polysilicon 50. Finally, 7,000Å n +
Formed polysilicon is deposited by LPCVD and patterned and etched to form word lines 14. See FIG. 2 for the completed cell. Gate 16 (word line 14 facing channel 44) is oxide
It controls all of the channels 44, even with a thickness of 56.
This is the n-type region 48 that forms the source of transistor 18.
However, the dopant from the polysilicon 50 diffuses through the polysilicon region 49 and thus enters the epitaxial layer 34 both horizontally and vertically from region 49. This vertical diffusion extends to the extent that gate 16 controls all channels 44.

第3K図は別個にアクセスされるキャパシタ12の簡略側
面図である。第2図の部品と同じ参照数字を付した第3J
図の部品が、第2図の部品と同じ作用をし、対応する処
理工程の間に製造される。周知の方法を用いて接点65を
形成し、n−形井戸61に対する接点を設ける。n−形井
戸61が通過トランジスタ18のソース領域48及びドレイン
領域22の間の短絡部になる。この為、接点65が多結晶シ
リコン層2、ドレイン領域22、n−形井戸61及びソース
領域48を介してキャパシタ極板50に接続される。従っ
て、キャパシタ12の一方の極板として作用する多結晶シ
リコン領域50は、基板の表面からアクセスすることが出
来るし、基板32に対する接点を形成することが出来る。
これがキャパシタ12の他方の極板として作用する。この
為、キャパシタ12を別個に電気的に特徴づけることが出
来る。
FIG. 3K is a simplified side view of separately accessed capacitors 12. No. 3J with the same reference numerals as the parts in Fig. 2
The illustrated part operates in the same manner as the part of FIG. 2 and is manufactured during the corresponding processing steps. Contact 65 is formed using known methods to provide a contact for n-well 61. N-type well 61 provides a short circuit between source region 48 and drain region 22 of pass transistor 18. Therefore, the contact 65 is connected to the capacitor plate 50 through the polycrystalline silicon layer 2, the drain region 22, the n-type well 61 and the source region 48. Thus, the polycrystalline silicon region 50, which acts as one plate of the capacitor 12, can be accessed from the surface of the substrate and can form a contact to the substrate 32.
This acts as the other plate of the capacitor 12. This allows the capacitors 12 to be electrically characterized separately.

第4A乃至第4K図は、本発明の他の好ましい実施例の製
造方法を示す。第4B乃至第4E図から明らかな通り、イオ
ン注入マスク63のパターン形状を変え、前述の実施例に
比較して狭い領域にn−井戸61形成する点を除き、好ま
しい実施例のトランジスタは第1実施例と同様のプロセ
スで製造される。図中、第3A乃至第3K図と同一の参照番
号を用いる部分は、同一であることに注意されたい。
4A to 4K show a manufacturing method of another preferred embodiment of the present invention. As is apparent from FIGS. 4B to 4E, the transistor of the preferred embodiment is the first embodiment except that the pattern shape of the ion implantation mask 63 is changed to form the n-well 61 in a narrow region as compared with the above-described embodiments. It is manufactured by the same process as in the embodiment. It should be noted that in the drawings, the parts using the same reference numerals as in FIGS. 3A to 3K are the same.

ここで、第4K図は第3実施例である別々にアクセスさ
れるトランジスタ60の断面図を示す。
Here, FIG. 4K shows a sectional view of the separately accessed transistor 60 of the third embodiment.

ここで周知の方法を用いて、接点65を形成して、n−
形井戸61に対する接点とする。n−形井戸61がトレンチ
62によって形成された円筒の内側でソース領域48A及び
ドレイン領域22Aの間の短絡部になる(ソース領域48A及
びドレイン領域22Aがこの円筒の内側のリングを形成す
る)。この為、接点65が多結晶シリコン領域50、ソース
領域48A、n−形井戸61、ドレイン領域22A及び多結晶シ
リコン層20を介して、円筒の外側のドレイン領域48Bに
接続される。従って、セル60のトランジスタのソース領
域22B、ゲート14及びソース領域48Bは基板の表面からア
クセスすることが出来る。更に、セル60のキャパシタは
接点65及び基板32に対する接点(図面に示してない)を
介して別個にアクセスすることが出来る。この為、セル
60のキャパシタ及びトランジスタの特性を測定すること
が出来る。
The contact 65 is formed using a method known here to
It is a contact point for the shaped well 61. n-type well 61 is a trench
Inside the cylinder formed by 62 is a short-circuit between source region 48A and drain region 22A (source region 48A and drain region 22A form the inner ring of this cylinder). Therefore, the contact 65 is connected to the drain region 48B outside the cylinder through the polycrystalline silicon region 50, the source region 48A, the n-type well 61, the drain region 22A and the polycrystalline silicon layer 20. Thus, the source region 22B, gate 14 and source region 48B of the transistor of cell 60 are accessible from the surface of the substrate. Further, the capacitors of cell 60 can be separately accessed via contacts 65 and contacts to substrate 32 (not shown). Therefore, the cell
The characteristics of 60 capacitors and transistors can be measured.

この発明のいろいろな変更として、こういう変更が単
独でも組合せてでも、キャパシタによる信号電荷の記憶
又はトランジスタのオン/オフ作用を乱されないと云う
点で、この発明の範囲内に属する。こういう変更として
次に述べることが含まれる。
Various modifications of the present invention belong to the scope of the present invention in that the modifications, alone or in combination, do not disturb the storage of the signal charge by the capacitor or the on / off operation of the transistor. These changes include the following:

トレンチの断面は、円形、矩形、任意の凸、波形で
も、或いは多重接続形(即ち多数のトレンチを含む)の
様などんな形でも便利な形にすることが出来、垂直方向
に沿って連続的に又は段階的に又はその両方で変化して
もよい。同様に、トレンチの側壁は垂直である必要はな
く、膨らみ、テーパ付き及び傾斜付きの側壁と云う様
な、処理することが出来るどんな形状でも、程度の差は
あっても作用する筈である。実際、任意の簡単に接続し
たトレンチは、好ましい実施例の平行四辺形と機能的に
同等である。最後に、トレンチの寸法(深さ、断面積、
直径等)も変えることが出来るが、実際にはプロセスの
便宜、必要な静電容量、基板の面積等の兼合いである。
勿論、必要な静電容量は、リフレッシュ時間、トランジ
スタの漏れ電流、供給電圧、ソフトエラーに対する免疫
性、キャパシタの漏れ電流等に関係する。
The trench cross-section can be circular, rectangular, arbitrarily convex, corrugated, or any convenient shape, such as multiple-connection (ie, including multiple trenches), and can be continuous along the vertical direction. Or stepwise or both. Similarly, the sidewalls of the trench need not be vertical, but any shape that can be processed, such as bulging, tapered and sloping sidewalls, should work to varying degrees. In fact, any easily connected trench is functionally equivalent to the preferred embodiment parallelogram. Finally, the dimensions of the trench (depth, cross-sectional area,
(Diameter, etc.) can also be changed, but in actuality, it is a trade-off of process convenience, required capacitance, substrate area, etc.
Of course, the required capacitance is related to refresh time, transistor leakage current, supply voltage, immunity to soft errors, capacitor leakage current, etc.

キャパシタの絶縁体は、酸化物、窒化物、酸化物−窒
化物、酸化物−窒化物−酸化物の様な任意の便利な材料
にすることが出来、この他の積重ねの組合せを用いても
よいし、酸化物は熱成長、LPCVD、乾式又は蒸気中の成
長等であってよい。絶縁体の厚さは、プロセスの便宜、
絶縁体の信頼性、誘電率、降伏電圧等の兼合いであり、
大幅に変えることが出来る。勿論、セル及びアレーが
(砒化ガリウム、砒化アルミニウム・ガリウム、テルル
化水銀カドミウム、ゲルマニウム、隣化インジウム等の
様な)シリコン以外の半導体材料の中に作られる場合、
キャパシタの絶縁体もそれに対応する材料にする。更
に、逆バイアス接合によって形成されるキャパシタで
は、ドーピングの分布を変えることが出来る。その選び
方は、プロセスの便宜、セルの寸法、キャパシタの性能
等の兼合いである。同様に、ポリシリコンの代りに非晶
質シリコンを使うことが出来、割れ目を形成する為のエ
ッチバックはウェット形又はドライ形(プラズマ)であ
ってよい。
The insulator of the capacitor can be any convenient material such as oxides, nitrides, oxide-nitrides, oxide-nitride-oxides, and other stacked combinations can be used. Alternatively, the oxide may be thermally grown, LPCVD, dry or vapor grown, and the like. The thickness of the insulator depends on the convenience of the process,
It is a trade-off of insulator reliability, dielectric constant, breakdown voltage, etc.
It can be changed significantly. Of course, if the cell and array are made in a semiconductor material other than silicon (such as gallium arsenide, aluminum gallium arsenide gallium, cadmium mercury telluride, germanium, indium arsenide, etc.),
The insulator of the capacitor is also made of the corresponding material. Further, the distribution of doping can be changed in the capacitor formed by the reverse bias junction. The selection method depends on the convenience of the process, the size of the cell, the performance of the capacitor and the like. Similarly, amorphous silicon can be used in place of polysilicon and the etch back to form the cracks can be wet or dry (plasma).

トランジスタは、(ゲート酸化物の成長又はデポジッ
ションの直前に、チャンネルに浅い拡散を行なうこと等
により)閾値電圧を調節することによって、種々の閾値
電圧で動作する様に形成することが出来る。ドーピング
・レベル及びドーピング種目は、トランジスタの特性を
変える為に変更することが出来る。トラジスタのチャン
ネル長が大体トレンチの深さによって決定され、チャン
ネル幅が大まかにトレンチの周長に等しいこと、並びに
nチャンネル及びpチャンネル装置は反対にドープされ
た領域を必要とすることに注意されたい。トランジスタ
・ゲートはポリシリコン、金属、シリサイド等であって
よい。これらの全ての変更がトランジスタの性能に影響
するが、必要な読取及び書込み時間、静電容量、リフレ
ッシュ時間等を含めたセルの他の特性の点で、トランジ
スタがセルに対する通過トランジスタとして適切に作用
すれば、こういう変更も受入れることが出来る。更に、
以上説明した実施例はdRAMセルのアクセス部品の場合で
あるが、この発明はこの他の装置及び構造にも用いるこ
とが出来る。
Transistors can be formed to operate at various threshold voltages by adjusting the threshold voltage (such as by making a shallow diffusion in the channel just prior to gate oxide growth or deposition). The doping level and doping type can be changed to change the characteristics of the transistor. Note that the channel length of the transistor is approximately determined by the depth of the trench, the channel width is roughly equal to the perimeter of the trench, and that n-channel and p-channel devices require oppositely doped regions. . The transistor gate may be polysilicon, metal, silicide or the like. All of these changes affect the performance of the transistor, but in terms of other characteristics of the cell, including the required read and write times, capacitance, refresh time, etc., the transistor acts properly as a pass transistor for the cell. If you do, you can accept these changes. Furthermore,
Although the embodiment described above is for a dRAM cell access component, the present invention can be used in other devices and structures.

以上説明したこの発明の実施例は、垂直方向に集積さ
れた部品を別個にアクセスする構造と方法である。
The embodiment of the invention described above is a structure and method for separately accessing vertically integrated components.

以上の説明に関連して更に下記の項を開示する。 The following section is further disclosed in connection with the above description.

(1) 少なくとも一部分が基板の表面より下方にある
装置と、前記基板とは反対の導電型を持っていて、少な
くとも1つの前記装置に電気的に接触するドープ領域と
を有する集積回路。
(1) An integrated circuit having a device, at least a portion of which is below a surface of a substrate, and a doped region having a conductivity type opposite to that of the substrate and in electrical contact with at least one of the devices.

(2) (1)項に記載した集積回路に於て、各々のト
ランジスタがキャパシタに接続されたトランジスタであ
る集積回路。
(2) The integrated circuit as described in the item (1), wherein each transistor is a transistor connected to a capacitor.

(3) (2)項に記載した集積回路に於て、前記ドー
プ領域は前記キャパシタを基板の表面にある相互接続部
に接続することが出来る様にする集積回路。
(3) The integrated circuit as described in the item (2), wherein the doped region enables the capacitor to be connected to an interconnection portion on a surface of a substrate.

(4) 基板内に形成された複数個の装置を有し、各々
の装置は、前記基板内に形成された空所の底部に形成さ
れたキャパシタと、前記空所の上側部分に形成されたト
ラジスタとで構成されており、該トランジスタが前記キ
ャパシタの一方の極板に接続され、前記基板とは反対の
導電型を持つ拡散領域が前記基板内の空所を取囲んでい
て、前記トランジスタ及びキャパシタの間の接続部から
基板の表面までの相互接続部となっている集積回路。
(4) A plurality of devices formed in the substrate, each device being formed in a bottom portion of the void formed in the substrate and formed in an upper portion of the void. A transistor, the transistor is connected to one plate of the capacitor, and a diffusion region having a conductivity type opposite to that of the substrate surrounds a cavity in the substrate, An integrated circuit that is the interconnection between the capacitors and the surface of the substrate.

(5) (4)項に記載した集積回路に於て、前記トラ
ジスタが電界効果トラジスタである集積回路。
(5) The integrated circuit described in the item (4), wherein the transistor is a field effect transistor.

(6) (4)項に記載した集積回路に於て、前記トラ
ジスタが基板から絶縁されたキャパシタの極板に接続さ
れている集積回路。
(6) The integrated circuit as described in the item (4), wherein the transistor is connected to an electrode plate of a capacitor insulated from the substrate.

(7) その中に空所を形成した基板と、該基板内に形
成さた複数個の装置とを有し、各々の装置は、前記基板
内に形成された空所の底部に形成されたキャパシタ、及
び空所の上側部分に形成されたトラジスタで構成されて
おり、前記トランジスタが前記キャパシタの一方の極板
に接続されており、更に、前記基板の表面と平行な水平
平面内で前記空所を取囲んでいて、前記トランジスタ及
びキャパシタの間の接続部と基板の表面の間の相互接続
部となる、前記基板とは反対の導電形の拡散領域を有す
る集積回路。
(7) A substrate having a void formed therein and a plurality of devices formed in the substrate, each device being formed at the bottom of the void formed in the substrate The transistor comprises a capacitor and a transistor formed in the upper part of the cavity, the transistor is connected to one plate of the capacitor, and the cavity is in a horizontal plane parallel to the surface of the substrate. An integrated circuit having a diffusion region of a conductivity type opposite to the substrate that surrounds a location and provides an interconnection between a connection between the transistor and the capacitor and a surface of the substrate.

(8) その中に空所を形成した基板と、トレンチの第
1の部分の壁に形成された絶縁層と、前記第1の部分の
残りを埋めていて、前記空所の壁で前記基板と接触する
導電材料の領域と、前記基板内にあって、前記導電材料
が前記基板と接触する所で前記導電材料と接触するソー
スと、前記空所に隣接しているが前記ソースから離して
前記基板内に形成され、前記ソース及び当該ドレインの
間にチャンネル領域を形成し、該チャンネルが前記第1
の部分とは実質的に別異である前記空所の第2部分に隣
接している様なドレインと、前記チャンネル領域に隣接
して形成されているが、それから絶縁されたゲートと、
前記基板とは反対の導電型であって、前記基板の表面と
平行な水平平面内で前記空所を取囲む基板の部分の上
で、前記ソースを前記ドレインに接続する領域とを有す
る集積回路。
(8) A substrate having a void formed therein, an insulating layer formed on the wall of the first portion of the trench, and the remaining portion of the first portion to fill the substrate with the wall of the void. A region of conductive material in contact with the source, a source in the substrate in contact with the conductive material where the conductive material contacts the substrate, and adjacent to the void but remote from the source. A channel region is formed in the substrate between the source and the drain, the channel being the first region.
A portion of the drain that is substantially different from the second portion of the cavity and a gate that is formed adjacent to the channel region and is insulated from the channel region;
An integrated circuit having a conductivity type opposite to the substrate and a region connecting the source to the drain on a portion of the substrate surrounding the cavity in a horizontal plane parallel to the surface of the substrate. .

(9) 基板の表面より下方に形成された部品に対する
接続部を形成する方法に於て、前記基板の表面から1つ
の部品まで伸びる、前記基板とは反対の導電型を持つ前
記基板内の拡散領域を形成する工程を含む方法。
(9) In a method of forming a connection to a component formed below a surface of a substrate, the diffusion in the substrate having a conductivity type opposite to that of the substrate extending from the surface of the substrate to one component. A method including the step of forming a region.

(10) 基板内に形成された複数個の装置を有し、各々
の装置は、前記基板内に形成された空所の底部に形成さ
れたキャパシタと、前記空所の上側部分に形成されたト
ラジスタとで構成されており、該トランジスタが前記キ
ャパシタの一方の極板に接続され、前記基板とは反対の
導電型を持つ、基板内の拡散領域が前記トランジスタ及
びキャパシタの間の接続部から基板の表面までの相互接
続部となっている集積回路。
(10) Having a plurality of devices formed in a substrate, each device being formed in a capacitor at the bottom of the void formed in the substrate and at an upper portion of the void. A transistor, the transistor is connected to one plate of the capacitor and has a conductivity type opposite to that of the substrate, and a diffusion region in the substrate is formed from a connection portion between the transistor and the capacitor to the substrate. An integrated circuit that is the interconnection to the surface of the.

(11) (10)項に記載した集積回路に於て、前記トラ
ンジスタが電界効果トランジスタである集積回路。
(11) The integrated circuit as described in the item (10), wherein the transistor is a field effect transistor.

(12) (10)項に記載した集積回路に於て、前記トラ
ンジスタが基板から絶縁されたキャパシタの極板に接続
されている集積回路。
(12) The integrated circuit as described in the item (10), wherein the transistor is connected to an electrode plate of a capacitor insulated from the substrate.

(13) その中に空所を形成した基板と、該基板内に形
成された複数個の装置とを有し、前記空所は基盤の表面
を平行な平面内で基盤の一部分を取り囲んでおり、各々
の装置は、前記基板内に形成された空所の底部に形成さ
れたキャパシタ、及び空所の上側部分に形成されたトラ
ンジスタで構成されており、前記トランジスタが前記キ
ャパシタの一方の極板に接続されており、更に、前記ト
ランジスタ及びキャパシタの間の接続部と基板の表面の
間の相互接続部となる、前記基板とは反対の導電形の拡
散領域を基盤の前記取囲まれた部分内に有する集積回
路。
(13) Having a substrate having a cavity formed therein and a plurality of devices formed in the substrate, the cavity surrounding a portion of the substrate in a plane parallel to the surface of the substrate. , Each device is composed of a capacitor formed at the bottom of the void formed in the substrate and a transistor formed at the upper portion of the void, the transistor being one plate of the capacitor. And further comprising a diffusion region of a conductivity type opposite to the substrate that serves as an interconnection between the transistor and the capacitor and a surface of the substrate. Integrated circuit in.

(14) その中に空所を形成した基板を有し、該空所は
基盤の表面と平行な平面内で前記基盤の一部分を取囲ん
でおり、更に、トレンチの第1の部分の壁に形成された
絶縁層と、前記第1の部分の残りを埋めていて、前記空
所の壁で前記基板と接触する導電材料の領域と、前記基
板内にあって、前記導電材料が前記基板と接触する所で
前記導電材料と接触するソースと、前記空所に隣接して
いるが前記ソースから離して前記基板内に形成され、前
記ソース及び当該ドレインの間にチャンネル領域を形成
し、該チャンネルが前記第1の部分とは実質的に別異で
ある前記空所の第2部分に隣接している様なドレイン
と、前記チャンネル領域に隣接して形成されているが、
それから絶縁されたゲートと、前記基板とは反対の導電
型であって、前記空所によって取囲まれた基板の部分の
上で、前記ソースを前記ドレインに接続する領域とを有
する集積回路。
(14) having a substrate having a cavity formed therein, the cavity surrounding a portion of the substrate in a plane parallel to the surface of the substrate, and further comprising a wall of the first portion of the trench A formed insulating layer, a region of conductive material that fills the remainder of the first portion and contacts the substrate at the walls of the void, and within the substrate, the conductive material is the substrate. A source in contact with the conductive material, a channel region formed between the source and the drain, the channel region being adjacent to the void but remote from the source, Is formed adjacent to the drain and the drain, which is adjacent to the second portion of the void which is substantially different from the first portion, and
An integrated circuit having a gate insulated therefrom and a region connecting the source to the drain on a portion of the substrate of opposite conductivity type to the substrate and surrounded by the void.

(15) 基板の表面より下方に形成された部品に対する
接続部を形成する方法に於て、前記基板の表面から1つ
の部品まで伸びる、前記基板とは反対の導電型を持つ前
記基板内の拡散領域を形成する工程を含む方法。
(15) In a method of forming a connection portion for a component formed below a surface of a substrate, the diffusion in the substrate having a conductivity type opposite to that of the substrate extending from the surface of the substrate to one component. A method including the step of forming a region.

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

第1A図及び第1B図はdRAMセルの等価回路及びメモリ・ア
レーの局部的な形状を示す図、第2図は第1B図の線2−
2で切った参考例のdRAMセルの簡略側面断面図、第3A図
から第3K図は、この発明の1実施例のメモリ・セルを製
造する一連のプロセスの工程であり、第4A図から第4K図
は、この発明の更に別の実施例のメモリ・セルを製造す
る一連のプロセスの工程を示す図である。 主な符号の説明 61:n−形井戸 65:接点
1A and 1B are diagrams showing an equivalent circuit of a dRAM cell and a local shape of a memory array, and FIG. 2 is a line 2-- in FIG. 1B.
Simplified side cross-sectional views of the reference example dRAM cell taken in section 2, FIGS. 3A to 3K, are a series of process steps for manufacturing the memory cell of one embodiment of the present invention. 4K is a diagram showing the steps of a series of processes for manufacturing a memory cell according to still another embodiment of the present invention. Explanation of main symbols 61: n-well 65: contact

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】集積回路であって、 少なくとも一つのトレンチを中に含む基板を有し、該ト
レンチは基板の部分を取り囲み、該トレンチが該基板の
トレンチ側部とトレンチ底部とで取り囲まれており、さ
らに前記集積回路は、 前記トレンチ側部と前記トレンチ底部とを少なくとも部
分的に覆う第1絶縁層と、 前記トレンチの内部の第1導電材と 連携するトレンチを取り囲み、実質的に前記トレンチ側
部に沿って配置され、前記第1導電材と前記トレンチ側
部の第1の部位にて接触している外部ソース領域と、 前記トレンチに囲まれた基板の部分の前記トレンチ側部
に実質的に沿って配置され、対応する外部ソース領域と
実質的に同心円状になっており、前記第1導電材と前記
トレンチ側部に沿った第2の部位にて接触している内部
ソース領域と、 連携するトレンチを取り囲み、実質的に前記トレンチ側
部に沿って連携する外部ソース領域から離れて配置され
る外部ドレイン領域であって、前記外部ソース領域と前
記外部ドレイン領域との間で第1チャンネル領域を画定
する前記外部ドレイン領域と、 前記トレンチに囲まれた基板の部分の前記トレンチ側部
に実質的に沿って配置され、前記内部ソース領域から離
れて対応する外部ドレイン領域と実質的に同心円状にな
っている内部ドレイン領域であって、前記内部ソース領
域と前記内部ドレイン領域との間で第2チャンネル領域
を画定する前記内部ドレイン領域とを有し、 前記ドレイン領域と前記ソース領域とは所定の導電型で
あり、さらに前記集積回路は、 第2導電材であって、該第2導電材と前記基板側部とで
束縛された領域の第1導電材を包む前記トレンチ内に少
なくとも部分的にあり、前記チャンネル領域とは前記第
1絶縁層により隔離されることにより前記ドレイン領域
と前記ソース領域のゲート領域を与える前記第2導電材
と、 前記第1導電材と前記第2導電材との間の第2絶縁層
と、 前記トレンチに共通であり、前記ドレイン領域と前記ソ
ース領域と同じ導電型で、前記トレンチに囲まれた基板
の部分内にあり、かつ前記トレンチの周囲の基板の一部
の中にある井戸領域であり、前記第1導電材が前記基板
と前記第1絶縁層とでキャパシタを形成し、前記第1導
電材が前記ドレイン領域と、前記井戸領域と、前記チャ
ンネル領域と、前記ソース領域とを含む回路接続からア
クセス可能にされる井戸領域であって、試験のためにす
べてのキャパシタにアクセスが可能である前記井戸領域
とを有する集積回路。
1. An integrated circuit comprising a substrate having at least one trench therein, the trench surrounding a portion of the substrate, the trench being surrounded by a trench side of the substrate and a trench bottom. Further, the integrated circuit surrounds the first insulating layer that at least partially covers the trench side portion and the trench bottom portion, and the trench that cooperates with the first conductive material inside the trench, and substantially the trench. An external source region disposed along a side portion and in contact with the first conductive material at a first portion of the trench side portion, and substantially on the trench side portion of a portion of the substrate surrounded by the trench. Inner source region that is disposed along a trench and is substantially concentric with a corresponding outer source region and is in contact with the first conductive material at a second portion along the trench side portion. An external drain region surrounding the cooperating trench and substantially spaced apart from the cooperating external source region along the trench sides, the external drain region being located between the external source region and the external drain region. A first drain region defining a channel region and a second outer drain region disposed substantially along the trench side of the portion of the substrate surrounded by the trench and spaced apart from the inner source region. An inner drain region having a concentric circle shape, the inner drain region defining a second channel region between the inner source region and the inner drain region, and the drain region and the source region. Is a predetermined conductivity type, and the integrated circuit is a second conductive material, and is a region bound by the second conductive material and the substrate side portion. Second conductive material at least partially within the trench encapsulating the first conductive material and providing a gate region of the drain region and the source region by being isolated from the channel region by the first insulating layer. A second insulating layer between the first conductive material and the second conductive material; a substrate common to the trench, having the same conductivity type as the drain region and the source region, and surrounded by the trench; Is a well region in the portion of the substrate surrounding the trench and in the portion of the substrate around the trench, the first conductive material forming a capacitor with the substrate and the first insulating layer, The material is a well region accessible from a circuit connection including the drain region, the well region, the channel region, and the source region, and has access to all capacitors for testing. An integrated circuit having said well region scan are possible.
【請求項2】さらに、前記ドレイン領域と接触するが前
記基板と前記第1と第2導電材とは直接接触しない第3
導電材をさらに有する特許請求の範囲第1項記載の集積
回路。
2. A third contact which is in contact with the drain region but is not in direct contact with the substrate and the first and second conductive materials.
The integrated circuit according to claim 1, further comprising a conductive material.
【請求項3】実質的に前記第1導電材を取り囲む前記基
板の多数キャリア濃度が前記外部ドレイン領域と外部ソ
ース領域がある前記井戸領域の外の基板における濃度よ
りもより高いキャリア濃度である特許請求の範囲第1項
記載の集積回路。
3. A majority carrier concentration of the substrate substantially surrounding the first conductive material is higher than a concentration of a carrier outside the well region where the external drain region and the external source region are located. The integrated circuit according to claim 1.
【請求項4】多結晶シリコン接続を介して前記ソース領
域が前記第1導電材と接触し、前記ドレイン領域が前記
第3導電材と接触する特許請求の範囲第1項記載の集積
回路。
4. The integrated circuit of claim 1, wherein the source region contacts the first conductive material and the drain region contacts the third conductive material via a polycrystalline silicon connection.
【請求項5】さらに、前記第3導電材と前記基板との間
にフィールド酸化層を含む特許請求の範囲第1項記載の
集積回路。
5. The integrated circuit according to claim 1, further comprising a field oxide layer between the third conductive material and the substrate.
【請求項6】集積回路であって、 少なくとも一つのトレンチを中に含む基板を有し、該ト
レンチは基板の部分を取り囲み、該トレンチが該基板の
トレンチ側部と基板トレンチ底部とで取り囲まれてお
り、さらに前記集積回路は、 前記トレンチ側部と前記トレンチ底部とを少なくとも部
分的に覆う第1絶縁層と、 前記トレンチで囲まれた基板の部分を囲む前記トレンチ
の内部の第1導電材と、 前記トレンチと連携する多結晶シリコンの外部ソース接
続部と、 連携するトレンチを取り囲み、実質的に前記トレンチ側
部に沿って配置され、前記第1導電材と前記トレンチ側
部の第1の部位にて接触している外部ソース領域と、 前記トレンチと連携した多結晶シリコン内部ソース接続
部と、 前記トレンチに囲まれた基板の部分の前記トレンチ側部
に実質的に沿って配置され、対応する外部ソース領域と
実質的に同心円状となった内部ソース領域であって、前
記トレンチの連携する多結晶シリコン内部ソース接続部
を介して前記トレンチ側部に沿った第2部位にて前記第
1導電材と接触する前記内部ソース領域と、 連携するトレンチを取り囲み、実質的に前記トレンチ側
部に沿って連携する外部ソース領域から離れて配置され
る外部ドレイン領域であって、前記外部ソース領域と前
記外部ドレイン領域との間で第1チャンネル領域を画定
する前記外部ドレイン領域と、 前記トレンチに囲まれた基板の部分の前記トレンチ側部
に実質的に沿って配置され、前記内部ソース領域から離
れて対応する外部ドレイン領域と実質的に同心円状にな
っている内部ドレイン領域であって、前記内部ソース領
域と前記内部ドレイン領域との間で第2チャンネル領域
を画定する前記内部ドレイン領域とを有し、 前記ドレイン領域と前記ソース領域とは所定の導電型で
あり、さらに前記集積回路は、 第2導電材であって、自身と前記基板側部とで束縛され
た領域の第1導電材を含む前記トレンチ内に少なくとも
部分的にあり、前記チャンネル領域とは前記第1絶縁層
により隔離されることにより前記ドレイン領域と前記ソ
ース領域のゲート領域を与える前記第2導電材と、 前記第1導電材と前記第2導電材との間の第2絶縁層
と、 ドレインと連携する多結晶シリコンドレイン接続部と、 連携する多結晶シリコンドレイン接続部を介してドレイ
ン領域と接触する第3導電材であって、前記基板と第1
と第2導電材とは直接接触はしない前記第3導電材と、 前記第3導電材と前記基板との間のフィールド酸化層
と、 前記トレンチに共通であり、前記ドレイン領域と前記ソ
ース領域と同じ導電型で、前記トレンチに囲まれた基板
の部分内にあり、かつ前記トレンチの周囲の基板の一部
の中にある井戸領域であり、実質的に前記第1導電材を
取り囲む前記基板の多数キャリア濃度が外部ドレイン領
域と外部ソース領域がある前記井戸領域の外の基板にお
ける濃度よりもより高いキャリア濃度であり、前記第1
導電材が前記基板と前記第1絶縁層とでキャパシタを形
成し、前記第1導電材が前記ドレイン領域と、前記井戸
領域と、前記チャンネル領域と、前記ソース領域とを含
む回路接続からアクセス可能にされる井戸領域であっ
て、試験のためにすべてのキャパシタにアクセスが可能
である前記井戸領域とを有する集積回路。
6. An integrated circuit comprising a substrate having at least one trench therein, the trench surrounding a portion of the substrate, the trench being surrounded by a trench side of the substrate and a substrate trench bottom. The integrated circuit further includes a first insulating layer that at least partially covers the trench side portion and the trench bottom portion, and a first conductive material inside the trench that surrounds a portion of the substrate surrounded by the trench. A polycrystalline silicon external source connection that cooperates with the trench and a trench that surrounds the cooperation trench and is disposed substantially along the trench side and includes the first conductive material and the first trench side. An external source region in contact with the site, a polycrystalline silicon internal source connection in cooperation with the trench, and the trench side of the portion of the substrate surrounded by the trench. An internal source region that is disposed substantially along with, and is substantially concentric with a corresponding external source region, and to the trench side portion via a cooperating polycrystalline silicon internal source connection portion of the trench. An external drain surrounding the associated trench with the internal source region in contact with the first conductive material at a second portion along the trench and substantially spaced from the associated external source region along the trench side. A region substantially along the trench side of a portion of the substrate surrounded by the trench, the external drain region defining a first channel region between the external source region and the external drain region. An internal drain region that is substantially concentric with the corresponding external drain region away from the internal source region. An internal drain region defining a second channel region between the region and the internal drain region, the drain region and the source region being of a predetermined conductivity type, and the integrated circuit comprising: A conductive material at least partially within the trench containing the first conductive material in a region bounded by itself and the side of the substrate, and isolated from the channel region by the first insulating layer. A second conductive material that provides a gate region of the drain region and the source region by a second insulating layer between the first conductive material and the second conductive material; and a polycrystalline silicon drain connection that cooperates with the drain. A third conductive material in contact with the drain region via a polycrystalline silicon drain connection part that cooperates with the substrate, and the substrate and the first conductive material.
And the second conductive material do not make direct contact with each other, the third conductive material, the field oxide layer between the third conductive material and the substrate, the common to the trench, and the drain region and the source region. A well region of the same conductivity type within a portion of the substrate surrounded by the trench and within a portion of the substrate around the trench, substantially surrounding the first conductive material. The majority carrier concentration is higher than the concentration in the substrate outside the well region having the external drain region and the external source region, and
A conductive material forms a capacitor with the substrate and the first insulating layer, and the first conductive material is accessible from a circuit connection including the drain region, the well region, the channel region, and the source region. An integrated circuit having a well region that is made accessible to all capacitors for testing.
JP61278521A 1985-11-22 1986-11-21 Integrated circuit Expired - Lifetime JPH0824165B2 (en)

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US80103985A 1985-11-22 1985-11-22
US801037 1985-11-22
US06/801,037 US4791463A (en) 1984-10-31 1985-11-22 Structure for contacting devices in three dimensional circuitry
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