JPS5910263A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS5910263A
JPS5910263A JP58114217A JP11421783A JPS5910263A JP S5910263 A JPS5910263 A JP S5910263A JP 58114217 A JP58114217 A JP 58114217A JP 11421783 A JP11421783 A JP 11421783A JP S5910263 A JPS5910263 A JP S5910263A
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JP
Japan
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misfet
film
polycrystalline
layers
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP58114217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Shimizu
真二 清水
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5910263A publication Critical patent/JPS5910263A/en
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To contrive to improve the integration degree by a method wherein the occupation area of one transistor type memory cell composed of an MIS capacity element as a memory means and an MISFET as a switching means for write and read-out purposes is reduced. CONSTITUTION:An SiO2 film 2 serving as a field insulation film is formed on a semiconductor substrate 1 and selectively removed, and thereafter a thin SiO2 film 2' serving as a gate insulation film is formed. Of this SiO2 film 2', the common region of the switching MISFET, e.g., semiconductor region which is to form a common source is selectively removed. Next, polycrystalline Si layers 3 are formed selectively at the parts serving as the gate electrode and bit line of the MIS capacitor. The polycrystalline Si layers 3 are changed into conductors, the source region 4 of the MISFET is diffusion-formed by heat treatment, and a polycrystalline Si thermal oxide film 3'' having insulation property is formed on the surfaces of the conductive polycrystalline Si layers 3'. Thereafter, the gate electrodes 5 of the MISFET of the conductive polycrystalline Si layers are so formed selectively as to overlap on the gate electrodes 3' and the source region 4 of the MIS capacity element via the thermal oxide film 3''.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の電極構造、特にMIS(Met
al −Insulator −8emiconduc
tor )容量素子とスイッチングMISFET(絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ)とからなる1トランジ
スタ(TR8)型メモリ・セルに適用して有効な技術に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode structure of a semiconductor device, particularly an MIS (Met
al-Insulator-8emiconduc
This invention relates to a technique that is effective when applied to a one-transistor (TR8) type memory cell consisting of a capacitive element and a switching MISFET (insulated gate field effect transistor).

lTR8型メモリ・セルは記憶手段としてのMIs容量
素子と、書き込み、読み出し用のスイッチング手段とし
てのMISFETとにより構成されるものである。この
メモリ・セルは半導体集積回路で構成されるところより
、メモリ・セルの占有面積を小さくして、集積度の同上
を図ることが望ましい。
The 1TR8 type memory cell is composed of an MIs capacitive element as a storage means and a MISFET as a switching means for writing and reading. Since this memory cell is constituted by a semiconductor integrated circuit, it is desirable to reduce the area occupied by the memory cell and achieve the same degree of integration.

本発明の目的とするところは、lTR8型メモリ・セル
等に適用して有効な電極構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electrode structure that is effective when applied to an ITR8 type memory cell or the like.

上記目的を達成するための本発明の基本的構成は、第1
導電型の半導体基板表面の第1部分に形成された上記第
1導電型と異なる導電型の半導体領域と、上記半導体領
域上にそれと接触して形成された第1導電体層と、上記
半導体基板表面の第2部分上に絶縁膜を介して形成され
た第2導電体層と、上記第1部分と第2部分とによって
はさまれた第3部分上に絶縁膜を介して形成された第3
導電体層とを備えて成ることを特徴とする。
The basic structure of the present invention for achieving the above object is as follows:
a semiconductor region of a conductivity type different from the first conductivity type formed on a first portion of a surface of a semiconductor substrate of a conductivity type; a first conductor layer formed on the semiconductor region in contact therewith; and the semiconductor substrate. a second conductive layer formed on a second portion of the surface with an insulating film interposed therebetween; and a second conductive layer formed on a third portion sandwiched between the first portion and the second portion with an insulating film interposed therebetween. 3
It is characterized by comprising a conductor layer.

以下、実施例にそって図面を参照し1本発明を具体的に
説明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one invention will be specifically explained with reference to drawings along with an Example.

第1図(a)〜(e)および第2図は本発明の詳細な説
明するための製造工程断面図である。本発明においては
、lTR8型メモリ・セルのセル面積を小さくするため
、スイッチング素子としてCCD(電荷結合素子)の原
理を利用したMISFETを用いるものである。具体的
には同図に示すような製造工程によりメモリ・セルを形
成する。
FIGS. 1(a) to 2(e) and 2 are sectional views of the manufacturing process for explaining the present invention in detail. In the present invention, in order to reduce the cell area of the 1TR8 type memory cell, a MISFET utilizing the principle of CCD (charge coupled device) is used as a switching element. Specifically, a memory cell is formed by the manufacturing process shown in the figure.

(a)  n−型半導体基板1上にフィールド絶縁膜と
なる5in2膜2を形成する。
(a) A 5in2 film 2 serving as a field insulating film is formed on an n-type semiconductor substrate 1.

(b)  スイッチングMISFETおよびMIS容量
素子を形成すべき半導体領域上のS io2膜2を選択
的に除去し、然る後ゲート絶縁膜となるべき薄いS +
 02膜2′を形成する。
(b) Selectively remove the S io2 film 2 on the semiconductor region where the switching MISFET and MIS capacitive element are to be formed, and then remove the thin S + film that will become the gate insulating film.
02 film 2' is formed.

(c)上記Sin、膜2′のうち、互いに対向させて形
成するスイッチングMISFETの共通領域、例えば共
通のソース(ビットラインに接続されるべき領域)を形
成すべき半導体領域上の5in2膜2′を選択的に除去
する。
(c) Of the above Sin and film 2', a common region of switching MISFETs formed facing each other, for example, a 5in2 film 2' on a semiconductor region where a common source (region to be connected to a bit line) is to be formed. selectively remove.

(d)多結晶シリコン層3を上記基体表面のMIS容量
のゲート電極およびビットラインとなるべき部分に選択
的に形成する。このとき、ビットラインとなるべき多結
晶シリコン層3は、スイッチングMISFETのソース
領域となるべき部分において基板1表面と直接接続され
るものとなる。
(d) A polycrystalline silicon layer 3 is selectively formed on the surface of the substrate at the portions that are to become the gate electrodes and bit lines of the MIS capacitor. At this time, the polycrystalline silicon layer 3 that is to become a bit line is directly connected to the surface of the substrate 1 in a portion that is to become a source region of the switching MISFET.

(e)  半導体不純物(例えばホウ素)をディポジシ
ョンし、多結晶シリコン層3を導体化する。次に熱処理
によって上記MISFETのソース領域4を拡散形成す
るとともに、導電性多結晶シリコン3′の表面に絶縁性
を有する多結晶シリコン熱酸化膜3”を形成する。
(e) Depositing a semiconductor impurity (for example, boron) to make the polycrystalline silicon layer 3 conductive. Next, by heat treatment, the source region 4 of the MISFET is diffused and an insulating polycrystalline silicon thermal oxide film 3'' is formed on the surface of the conductive polycrystalline silicon 3'.

然る後、第2図に示すように、上記多結晶シリコン熱酸
化膜3″を介して上記同様な導電性多結晶シリコン層に
よるMISFETのゲート電極5を上記MIS容量素子
のゲート電極3′およびソース領域4にオーバーラツプ
するように選択的に形成する。次に、ワードラインを構
成するアルミニウム配線層を上記MISFETのゲート
と接続するように形成し、表面保護のためのPSG膜を
形成する(図示せず)。なお、同図においては2ビット
分のメモリ・セルの断面図を示すものである。
Thereafter, as shown in FIG. 2, the gate electrode 5 of the MISFET made of the same conductive polycrystalline silicon layer is connected to the gate electrode 3' of the MIS capacitive element through the polycrystalline silicon thermal oxide film 3''. It is selectively formed so as to overlap the source region 4. Next, an aluminum wiring layer constituting the word line is formed so as to be connected to the gate of the MISFET, and a PSG film for surface protection is formed (Fig. Note that this figure shows a cross-sectional view of a memory cell for 2 bits.

以上説明したlTR8型メモリ・セルにおいては1Ml
5容量素子を構成するゲート電極には常時所定の電源電
圧が印加され、このゲート電極直下の半導体領域は空乏
層化されているものである。
In the lTR8 type memory cell explained above, 1Ml
A predetermined power supply voltage is always applied to the gate electrode constituting the capacitive element 5, and the semiconductor region directly under the gate electrode is made into a depletion layer.

したがって1本発明のようにスイッチングMISFET
の一方の領域、例えばドレイン(MIS容量素子に接続
されるべき領域)を省略するものとしても、MIS容量
素子のゲート電極とMISFETのゲート電極との間隔
が絶縁膜の膜厚である100OX〜200 OA程度し
か離れていないことにより、両者のゲート電極による空
乏層の拡がりが互いに重なり合うため、上記ドレイン領
域がなくともキャリアの伝達を行なうことができ、スイ
ッチング素子として作用する。このことは、CCD(電
荷結合素子)の動作原理と同様のものであることより容
易に理解されよう。すなわち、本発明によれば、上記絶
縁膜の膜厚を制御することによって容易にメモリ・セル
としての機能をもたらすことができる。
Therefore, as in the present invention, switching MISFET
Even if one region, for example, the drain (region to be connected to the MIS capacitive element) is omitted, the distance between the gate electrode of the MIS capacitive element and the gate electrode of the MISFET is 100 OX to 200 OX, which is the film thickness of the insulating film. Because the distance is only about OA, the spread of the depletion layer due to both gate electrodes overlaps with each other, so carriers can be transferred even without the drain region, and the gate electrodes function as a switching element. This can be easily understood from the fact that it is similar to the operating principle of a CCD (charge coupled device). That is, according to the present invention, by controlling the thickness of the insulating film, it is possible to easily provide a function as a memory cell.

以上のことより、本発明に係るメモリ・セルのパターン
は、MIS容量素子のゲート電極とMISFETのゲー
ト電番とが別工程で形成されるため第3図に示すように
、それらゲート電極をオーバーラツプしてスイッチング
MISFETのドレイン領域を省略できる。それゆえ、
第4図に示すようなMIS容量素子のゲート電極3′と
MISFETのゲート電極5とが一つの導電性多結晶シ
リコン層のパターニングによって形成されている従来の
メモリ・セルに比して明らかなようにその占有面積が小
さくできる。なお、第3図において。
From the above, the pattern of the memory cell according to the present invention is such that the gate electrode of the MIS capacitive element and the gate voltage of the MISFET are formed in separate steps, so that the gate electrodes overlap each other as shown in FIG. Thus, the drain region of the switching MISFET can be omitted. therefore,
This is clearly compared to the conventional memory cell in which the gate electrode 3' of the MIS capacitive element and the gate electrode 5 of the MISFET are formed by patterning a single conductive polycrystalline silicon layer as shown in FIG. The area it occupies can be reduced. In addition, in Fig. 3.

6はアルミニウム配線により構成されたワードラインで
あり、CI、C2はワードラインとMISFETのゲー
ト電極との接続点である。また、第4図において、ビッ
トラインは拡散層により構成されるものであるのに対し
、第3図に示すように本発明に係るビットラインは導電
性多結晶シリコン層で構成している。このためビットラ
インの寄生容量が小さくできるため、次式(1)から明
らかなここで、C8はMIS容量素子の容量値であり、
CDはビットラインの寄生容量の容量値であり、Qは蓄
積電荷量である。このことより、1つのビットラインに
接続できるメモリ・セルの数を多くすることができるか
ら、上記集積度の向上と合いまって大記憶容量化が図れ
る。
Reference numeral 6 denotes a word line made of aluminum wiring, and CI and C2 are connection points between the word line and the gate electrode of the MISFET. Further, in FIG. 4, the bit line is made up of a diffusion layer, whereas, as shown in FIG. 3, the bit line according to the present invention is made up of a conductive polycrystalline silicon layer. For this reason, the parasitic capacitance of the bit line can be reduced, which is clear from the following equation (1), where C8 is the capacitance value of the MIS capacitive element,
CD is the capacitance value of the parasitic capacitance of the bit line, and Q is the amount of accumulated charge. As a result, the number of memory cells that can be connected to one bit line can be increased, so that together with the above-described improvement in the degree of integration, a large storage capacity can be achieved.

本発明は前記実施例に限定されず種々の実施形態を採る
ことができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can take various embodiments.

例えば、MISFETの電極としてはアルミニウム蒸着
層を用いてもよい。また、ビットラインは拡散層により
構成してもよいが、この場合は前記説明したように寄生
容量が大きくなることに注意しなければならない。
For example, an aluminum vapor deposition layer may be used as the electrode of the MISFET. Further, the bit line may be formed of a diffusion layer, but in this case, care must be taken that the parasitic capacitance increases as described above.

さらに、第3図において、ワードライン6を導電性多結
晶シリコン層で縦方向に構成し、ビットライン3′をア
ルミニウム配線により横方向に構成するものとしてもよ
い。
Furthermore, in FIG. 3, the word line 6 may be formed of a conductive polycrystalline silicon layer in the vertical direction, and the bit line 3' may be formed of an aluminum wiring in the horizontal direction.

また、M I S F E Tはnチャンネル型MIS
FETであってもよいことはいうまでもないであろう。
Also, MISFET is an n-channel MIS
It goes without saying that an FET may also be used.

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

第1図(a)〜(elおよび第2図は本発明に係る半導
体メモリ装置の製造工程断面図の一例を示し、第3図は
その平面図を示し、第4図は従来のlTR8型メモリ・
セルの平面図の一例を示すものである。 1・・・基板、2.i・・・5in2膜、3・・・多結
晶シリコン層、3′・・・導電性多結晶シリコン層、!
・・・多結晶シリコン熱酸化膜、4・・・ソース、4′
・・・ドレイン。 5・・・ゲート電極(導電性多結晶シリコン層)、6・
・・ワードライン(アルミニウム配線層)。 第  1  図 4rrり 第2図
1(a) to (el) and FIG. 2 show an example of a cross-sectional view of the manufacturing process of a semiconductor memory device according to the present invention, FIG. 3 shows a plan view thereof, and FIG. 4 shows a conventional lTR8 type memory device.・
An example of a plan view of a cell is shown. 1... Substrate, 2. i...5in2 film, 3...polycrystalline silicon layer, 3'...conductive polycrystalline silicon layer,!
... Polycrystalline silicon thermal oxide film, 4... Source, 4'
···drain. 5... Gate electrode (conductive polycrystalline silicon layer), 6.
...Word line (aluminum wiring layer). Figure 1 Figure 4rr Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、第1導電型の半導体基板表面の第1部分に形成され
た上記第1導電型と異なる導電型の半導体領域と、上記
半導体領域上にそれと接触して形成された第1導電体層
と、上記半導体基板表面の第2部分上に絶縁膜を介して
形成された第2導電体層と、上記第1部分と第2部分と
によってはさまれた第3部分上に絶縁膜を介して形成さ
れた第3導電体層とを備えて成ることを特徴とする半導
体装置。
1. A semiconductor region of a conductivity type different from the first conductivity type formed on a first portion of the surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type; and a first conductor layer formed on the semiconductor region in contact with the semiconductor region. , a second conductor layer formed on a second portion of the semiconductor substrate surface with an insulating film interposed therebetween; and a third portion sandwiched between the first portion and the second portion with an insulating film interposed therebetween. A semiconductor device comprising: a third conductor layer formed thereon.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62118527U (en) * 1986-01-18 1987-07-28

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS=1973 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62118527U (en) * 1986-01-18 1987-07-28

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