JPS5895858A - 半導体メモリセル - Google Patents

半導体メモリセル

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Publication number
JPS5895858A
JPS5895858A JP56194676A JP19467681A JPS5895858A JP S5895858 A JPS5895858 A JP S5895858A JP 56194676 A JP56194676 A JP 56194676A JP 19467681 A JP19467681 A JP 19467681A JP S5895858 A JPS5895858 A JP S5895858A
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JP
Japan
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memory cell
electrode
memory
area
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP56194676A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Hida
洋一 飛田
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
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS5895858A publication Critical patent/JPS5895858A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電界効果トランジスタ(MO8T)を用いた
半導体メモリセルに関するものである。
1ビット当り1個のMO8Tと1個の容量を用いるラン
ダムアクセスメモリ(RAM)はすでに公知であり、こ
の橋のメモリとして、dx図のような回路が用いられて
いる。図において、(1)は°11°1あるいは°0°
のデータを記憶するための記憶容−1(2)は記憶容量
(1)のデータの読み出し、lFき込み、あるいは保持
をするためのスイッチングトランジスタ、(7)は記憶
容量(11とトランジスタ(2)とからなるメモリセル
、(3)はメモリセル(7)のデータを伝達するビット
線、(4)はビット線(3)の寄生容1t、(5)はス
イッチングトランジスタのON、 OFFを制御する信
号が供給されるワード線、(6)は紀憶容tを形成する
ために必要な所定の電圧が供給される電源線である。
第1図の回路が安定に動作、するためには、ワード線(
5目ζ電圧が印加されたとき、すなわちメモリセルの読
み出し時にピッ)41(3)上に現われる電圧振幅がで
きるだけ大きくなければならない。この電圧振幅は記憶
容量(1(とビット線(3)の6竃と電圧の大きさでき
まる。この関係は一般に次式で表わされる。(例えば、
K、U、8te1n and il、Fr1ecLri
chi”A 1−Mld  81ngle−’f’ra
nsietor Memory Ce1l 1n811
1con Gate Technology”  in
 工I[il!1lIi JOURNAL 0FB0L
より一8TATFX O工ROU工T8  VOL  
BC−8No、5  Oct、1973F、319参照
) ΔVB −’担二」臣 1 +O−s ここで、cgは記道容臘(1)の容jIt憾、OBはピ
ントIII L3)の#mII[で、vsoとVnoは
それぞれメモリセル(7)を読み出すdinTJの記憶
蓄瀘[11とビット線(3〕の電圧値である。またΔV
lはメモリセル(7)を読み出したときにビット練上に
現われる磁圧振幅である。
上式より、VSO,VBO、OBを一定としたときΔv
1を大赤くする九めには08を大きくすればよいことが
分かる。
C8は通常メモリセル部が形成される半導体基体上に形
成された絶縁酸化膜の面積と厚さによって大部分が決定
される。すなわち、09を大きくする丸めには絶縁膜の
面積を大きくするかあるいは厚さを薄くするかの方法が
最も効果的であるが、半導体記憶回路の歩、賀の大きな
要戒であるチップ面積の大部分を占めるメモリセルの面
積(絶縁膜。
面積に相当)を大きくすることは歩留の低下を招くこと
になる。また、絶縁膜の厚さを薄くすることはその絶縁
耐圧の低下によりチップの信頼性の低下を招くことにな
る。
本発明は上記のような従来技術のもつ欠点の改良を行う
ためになされたもので、メモリセルの面積と絶縁膜の厚
さを従来技術と同一にしたまま、08の大きざをf!t
J2倍にしてメモリセルの動作の安定性を高めることを
目的としている。
第2図は従来技術によるメモリセルの平面図で、第3図
は第2図における記憶容蓋部を図示するための図で、第
4図はその断面図である。
第2図は4ピツトのメモリセルの図が示されている。第
2図においてs It) t t+fAはN形不純物拡
散領域でスイッチングトランジスタのソース(あるいは
ドレイン゛)とドレイン(あるいはソース)領域を形成
して、いる。α4は第1層目のポリシリコン層で記憶容
tC8の一方の電極を形成している。41層ポリシリコ
ン層の下で絶lI&酸化膜の薄くなっている領域部04
にチャネルが形成され、この領域が08の他方の電極と
なる(第3図の斜線部)。
+1@はjI212層目リシリコン層でワード線を形成
し特にFil) I IaBとに挾まれている部分0・
ではスイッチングトランジスタのゲート電極を形成して
いる。
011はアルミニウム線でビット線を形成し、コンタク
ト孔(lSによってスイッチングトランジスタのドレイ
ン4E極(川と接続されている。
44図は第2図A−A′線における断面図である。
pc図において、−はワード線とビット線とを分離する
ための絶縁酸化膜である。(ホ)はaBを形成するため
の比較的薄い絶縁酸化膜である。Q])はチャネル頑域
である。四はP形基板である。
次に、この発明の実施例を図について説明する。
籐6図は4ビツトのメモリセルの図が示されている。第
5図において、61■はN形不純物拡散饋域でスイッチ
ングトランジスタのソース(あるいはドレイン)とドレ
イン(あるいはソース)領域を形成している。舜は第1
層目のポリシリコン層で記憶′4瀘C8の一方の電極を
形成している。41層ポリシリコン層の下の絶縁酸化膜
が薄くなっている領域部は第1層ポリシリコン層に−い
電圧を加えたときにチャネルが形成され、これが08の
他方の電極となる(第6図の斜線部−)。に)は第2層
目のポリシリコン層で隣接するメモリセルのamの一方
の電極を形成している。第7図の斜&1部−が一方の゛
電極の面積を示している。すなわち、相−リあう2ビツ
トのメモリセルにおいて一方のメモリセルのCBはチャ
ネル頭載とその真上にある51111層目リシリコン層
との間に形成され、他方のメモリセルのaSは42層目
のポリシリコン層とその真下にある第1層目のポリシリ
コン層との閾に形成されることになる。
つまり、第1層目のポリシリコンは2つのメモリセルの
記憶容置に対して同じ位置で共通電極として働く役目を
している。
弼は43411目のポリシリコン層でワード線を形成し
、特に(ロ)とに)に迭まれている部分(至)ではスイ
ッチングトランジスタのゲート11IiEaiiを形成
している。(至)はアルミニウム線でビット線を形成し
、コンククト孔…によってスイッチングトランジスタの
ドレイン電極6すと接続されている。四は埋め込みコン
タクト部で第2層ポリシリコン■とソース領域6りとを
接続している。
4日図は第5図のA −A’緘lζおける断面図である
。第8図において、卿はワード線とビット線を分離する
ための絶縁酸化膜である。6υは一方のメモリセルの0
8・を形成するための比威的薄い絶縁酸化膜である・−
は他方のメモリセルの08を形成するための比較的薄い
絶縁酸化膜で、i5υと同程度の厚さで形成される。−
はチャネル領域である。−はP形基板である。
42因と第5図は同一寸法ルールを用いて描かれ次回で
あり、1ビット当りのメモリセル面積は、NJ、−であ
る。これらの図において記憶容量C8を比較すると次の
ようになる。
紀憧谷櫨C8はその電極間にある薄い絶縁酸化膜の面積
に比例する。従って、薄い絶縁酸化膜の面積比が容瀘比
となる。
いま、5g2図における〜の′#4極間にある薄い絶#
緻化膜の面積をSとすると、第5図においては相隣りあ
う一方のメモリセルのaSを形成するチャネル領域と1
1g1l−ポリシリコン層との間の絶縁酸化膜の面積は
約1.98となる。
才だ、他方のメモリセルの08を形成する一:4 lI
dポリシリコン層と42層ポリシリコン層との間の絶l
&酸化膜の面積比は約2.3日となる。
すなわち、同一のメモリセルの面積で記憶容量が1.9
〜2・3倍大きくなる。
第9図はこの発明の他の実施例を示す図である。
第9図は4ピツトのメモリセルの図が示されている。第
9図において、tiiD、祷はN形不純物拡敏餉域でス
イッチングトランジスタのソース(あるいはドレイン)
とドレイン(あるいはソース)頭載を形成している。關
は第1層目のポリシリコン層で記1憶答量(4の一方の
゛電極を形成している。第1層ポリシリコン層の下の絶
Md化膜の薄(なっている饋域部−には第1層ポリシリ
コン層に妬い電圧を加えたときにチャネルが形成され、
この頭載が08の他方の4極となる(41o図の斜線部
)、−は42111目のポリシリコン層で隣接するメモ
リセルのOSの一方の電極を形成している(Jl1図の
斜線部−が一方の電極を形成している)。すなわち、相
隣りあう2ビツトのメモリセルにおいて一方のメモリセ
ルのC8はチャネルI!ili域とその真上lこある4
11−目のポリシリコン層との間に形成され、他方のメ
モリセルのOsは第2層目のポリシリコン層とその真下
にあるdXlt−目のポリシリコン層との間に形成され
ることになる。この構造は第5図と基本的に同一である
藺は第3層目のポリシリコン層でビット線を形成し、特
lこ−の領域では埋め込みコンタクトを形成しスイッチ
ングトランジスタのドレイン領域(2)と接続される。
−も第3層目4のポリシリコンで、スイッチングトラン
ジスタのゲート電極を形成している。(至)はアルミニ
ウム線でワードラインを形成している。(2)はコンタ
クト孔でワード線とスイッチングトランジスタのゲート
電極を接続している。@は堀め込みコンタクト領域でス
イッチングトランジスタのソース領域とJ2層目のポリ
シリコン層を接続している。
第12図は第9図のムーA′線における断面図である。
第12図において、媚はワード線とビット線を分離する
ための絶縁酸化膜である。掴は一方のメモリセルのOs
を形成するための比較的薄い絶縁酸化−である、−は他
方のメモリセルの08を形成するための比較的薄い絶縁
酸化膜で、−と同程度の厚さで形成される。−はチャネ
ル領域である。−はP形基板である。
第13図、Ji14図はポリシリコンのビット線とアル
ミニウム(2)のワード線を用いた従来技術によるメモ
リセルの図である。
第13図においては、第2層目のポリシリコン−をビッ
ト線とスイッチングトランジスタのゲート電極に用いて
いる。第13図と第9図の関係は前述の第2図と第5図
の関係に相似している。
$ 13図とdX9図は同一寸法ルールを用いて描かれ
た図であり、1ビット当りのメモリセルの面積は同一で
ある。これらの図においても前述と同様にasを比較す
ると、第9図のasは413図の03(第14図の斜a
領域)に比較してチャネル頭載−$1ポリシリコン間容
−で約゛1.9倍、5層1層ポリシリコンー1g5層ポ
リシリコン間容量で約1,8倍の大きさになる。
以上のようにこの発明によれば、隣接する少なく、!−
も2つのメモリセルにおいて一方のメモリセルの記憶容
量の形成される領域上に他方のメモリセルの紀憶谷瀘鎮
域を形成することによって、従来技術と同一のメモリセ
ル面積で記憶容量が1.8〜2.3倍大きくできるので
、メモリセルの動作が安定化される。
また、記憶容量を同一にした場合、同じ安定度でより小
形のメモリセル回路が実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は1個のトランジスタと1個の容量で1ビツトの
メモリセルを形成する従来のメモリセル回路l路図、#
I2図は5層1図の回路を従来の技術で形成した4ビツ
トメモリセルからなるメモリ回路の平Wi図、J3図は
第2図のメモリセルの記憶容量ける断面図、第5図〜第
8図は本発明の一実施例を示すための図で、第5図は4
ビツトのメモリセルからなるメモ91g回路の平面図、
第6図、第1図は第5図のメモリセルの記憶容蓋部をボ
すための平面図、48図は第5図のA −A’線におけ
る断面図、第9図〜第12図は本発明の他の実施例を小
、す之めの図0%49図は4ビツトのメモリセルからな
るメモリ回路の平面図、第1O図、s11図は第9図の
メモリセルの記憶容菫部を示すための図、5112図は
第9図のA −A’線における断面図、第13図は従来
の技術で形成した4ビツトのメモリセルからなるメモリ
回路の平面図%!14図は第13図のメモリセルの記u
1#皺部を示すための平面図である。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。 eT)61)im ttl −N形不純物領域(ソース
またはドレイ/)、(至)−・−d 1層ポリシリコン
層、r34@・・・記憶容量の電極となる領域、−一・
・・42層ポリシリコン層、帽1・・記憶容量の゛電極
となる領域、に)■・・・第3層ポリシリコン層、(至
)・・・スイッチングトランジスタのゲート電極、M6
1)6La[Hll)d−・・絶縁酸化S%−一・・・
チャネル領域、−一・・・P形基板。 代理人  扁 野 信 − 第1図 ヒ゛′・7トオ字ヒ 第2図 第3図 第4図 第5図 、77 第6図 第8図 第9図 第10図 第13図 特許庁長官殿 事件の表示    特願昭J$6−194676号発明
の名称 半導体メモリセル 補正をする者 5、補正の対象 図面 6、補正の内容 図中、第4図、第8図および第18図を別紙のとおり訂
正する。 以上 第4図 第8図 第1J図 239

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 同−半導体基板表1if部に設けられた電界効
    果トランジスタと該トランジスタのドレインまたはソー
    スに直結された容量とからなる複数のメモリセルにおい
    て、これらのメモリセルの容量の電極の少なくとも一部
    が互いに慮なる多r+1lnl造で形成されたことを特
    徴とする半導体メモリセル。
  2. (2)  一方の主電橋がビット線に、ゲートがワード
    線に゛それぞれ接続された絶縁ゲート電界効果トランジ
    スタと一方の電極が前記絶縁ゲート電界効果トランジス
    タの他方の主電極に、他方の電極が一定電位源にそれぞ
    れ接続された容量とからなることを特徴とする特#P#
    求の範囲第1項記載の半導体メモリセル。
JP56194676A 1981-12-01 1981-12-01 半導体メモリセル Pending JPS5895858A (ja)

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JP56194676A JPS5895858A (ja) 1981-12-01 1981-12-01 半導体メモリセル

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JP56194676A JPS5895858A (ja) 1981-12-01 1981-12-01 半導体メモリセル

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JPS5895858A true JPS5895858A (ja) 1983-06-07

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ID=16328437

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JP56194676A Pending JPS5895858A (ja) 1981-12-01 1981-12-01 半導体メモリセル

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JP (1) JPS5895858A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62179759A (ja) * 1986-02-04 1987-08-06 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62179759A (ja) * 1986-02-04 1987-08-06 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置

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