JPS59103372A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS59103372A
JPS59103372A JP58217717A JP21771783A JPS59103372A JP S59103372 A JPS59103372 A JP S59103372A JP 58217717 A JP58217717 A JP 58217717A JP 21771783 A JP21771783 A JP 21771783A JP S59103372 A JPS59103372 A JP S59103372A
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JP
Japan
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electrode
insulating film
etching
capacitor
source
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JP58217717A
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Hideo Sunami
英夫 角南
Shigeru Nishimatsu
西松 茂
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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
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/038Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Semiconductor Integrated Circuits (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、詳しくは、絶縁ゲート
型電界効果トランジスタと、情報蓄積部である半導体記
憶装置に関する。
〔発明の背景〕
周知のように、絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
情報蓄積部である容量をそなえた半導体記憶装置は、各
種用途に広く用いられているが、近年における集積密度
の著しい向上にともない、所要面積の減少が強く要望さ
れている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、所要面積が著しく小さく、従来よりも
はるかに集積密度の高い半導体記憶装置を提供すること
である。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板の主表
面から内部へ向けて形成された細孔を容量に利用し、上
記細孔の表面上に、上記絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタのゲート絶縁膜とは異なる絶縁膜と電極を積層して
形成するものである。
〔発明の実施例〕
第1図(a)および(b)に本発明の概念図を示した。
(a)にドレイン容量の場合、(b)に反転容量の場合
を示した。本発明の骨子は、半導体基板4中に細孔16
を掘シ、この細孔の内壁の表面を容量として用いること
にあり、基板表面開口部の面積に対し著しく細孔内壁面
積を拡大することができることを特徴とする。こうすれ
ば平面面積を増加することなく記憶容量を拡大すること
ができ従来法の欠点であった多段接続の不利を飛躍的に
減少させることができる。
従来例によると100μmLlの容量で約II)Fとな
るが第1図の細孔は開口部2μmX100μmで50μ
mの深さを容易に形成できるから容量の面積は同じで基
板表面の面積は1150に縮小できる。この例では少な
くとも50倍の集積度が従来と同じ基板面積で実現され
る。また同じ規模であれば1150に面積を縮小でき、
本発明の実施効果は測り知れないものがある。
次に細孔の形成法を述べる。従来からKOHの水溶液を
用いたエツチング法が知られておシ、これはシリコンの
(111)面のエツチング速度が特に遅く、適当な条件
を選べば(111)面取外の面の1/400の速度にす
ることも可能である。
すなわち方位依存エツチング(orientation
dependent etching )を用いて最も
エツチング速度の遅い(111)面を精度よく形成する
ことができる。この説明を第2図に示す。本発明の主旨
上細孔を縦方向に深く形成するので基板表面は(110
)面あるいはその近傍(以下(110)面と記す場合、
特に断わらない限りその近傍も含むことにする。その近
傍とは(110)面から2O2以内とする。(110)
面の場合20°以内に他の低指数面はない)である必要
がある。
第2図に示すとと((110)面上に形成したエツチン
グマスク孔側線17を形成する。エツチングのマスクと
してはシリコンのエツチング速度よシ゛十分遅い物質な
らなんでもよいが、通常よく5iOzが用いられる。こ
の5in2膜に幅Loのエツチングマスク孔を形成し、
しかる後にKOHの水溶液でエツチングする。(110
)面のエツチング速度とKOH濃度の測定値を第3図に
示す。
エツチング速度のKOH濃度依存性は小さいが、エツチ
ング面の平滑さを考慮すると20%以上の濃度が適当で
ある。たとえば液温80CKOH濃度40%の液を用い
ればエツチング速度は1.25μm/m1ttとなる。
この液を用いてたとえば60分エツチングすると、エツ
チング孔の深さDは75μmとなる。第2図に示すごと
くそのエツチング孔内壁面18は(111)面で構成さ
れ、エツチングマスク孔側線17が(111)面と(1
10)面の交線である(112:11方向からθ傾いた
とすると、θが大きくなればなる稚内壁面の微小な(1
11)面が多くなる。図ではステップの多い凹凸のある
面を描いたが、これは原子的に拡大して示したものであ
り、実際の内壁面は鏡面であり、図の模式的な凹凸面は
見ることができない。
またエツチングマスク孔の幅Loに比して一般に最終的
なエツチング孔の幅Lrは拡大し、その拡大量は強くθ
に依存する。金鉱大量をmとし、次式で定義する。
このmはエツチングマスク側線からエツチング孔内壁面
までの距離である。このmをエツチング孔深さDで規格
化した値θとの関係を第4図に示す。θとm / ])
はほぼ直線的な関係を示し、θ=0ではmが非常に小さ
くなると予想される。言いかえればエツチングマス孔側
線が正確に(112)方向であればほとんどエツチング
マスク孔幅と同じ幅のエツチング孔が形成できることを
示している。現実にはθ=0という条件を用いることは
できない。たとえばθ=1°の場合、上記のごとく75
μmの深さのエツチング孔を形成するとm−2,6μm
となる。すなわちエツチングマスク孔の幅Loが1μm
であっても、両端に2.6μmずつ拡大シ、最終的には
6.6μmのエツチング孔幅となる。
以上本発明を実施する際の細孔形成エツチング法の説明
を行ったが、本発明はエツチング方法を限定するもので
はなく、エツチング法の種類を問わない。
以下詳細な実施例を用いて本発明を説明する。
また本発明の説明では上述した細孔形成エツチングをO
D E (Orientation Dependen
t Etching)と略称して用い、特に詳細なエツ
チング条件をその都度断わらないとするへまだ本発明の
構成はドレイン容量(第1図(a))あるいは反転容量
(第1図(b))を用いることができるので、まずドレ
イン容量の実施例を先に説明する。
第5図に本発明の実施例を示した。まず(a)に示すよ
うに基板4上にエツチングのマスクとなる絶縁膜(Si
Ozがよく用いられる)にエツチング孔19をフォトエ
ツチング法によって形成する。しかる後にODEによっ
て細孔16を形成し、(b)に示すように、ソースとな
る領域と細孔部の絶縁膜を除き公知の熱拡散やイオン打
込み法によって第1導電型の基板と逆の第2導電型の領
域5を形成する。(C)に示すようにしかる後に熱酸化
法などによって絶縁膜6を被着し、フォトエツチング法
等によって電極接続孔20を形成し、しかる後に(d)
に示すようにゲート電極8、ソース電極7を形成する。
こうすることによって第1図(a)に示した本発明の構
造が実現できる。
本発明の他の実施例を第6図に示す。(a)までは第5
図に示した方法と同様である。しかる後(b)に示すよ
うに所定の絶縁膜6上に自己整合電極21を形成しこれ
をマスクとして(C)に示すように公知のイオン打込み
や熱拡散法によって第2導電型の領域5を形成する。自
己整合電極21はイオン打込みあるいは熱拡散耐えるも
のであればよく、熱拡散法では多結晶シリコンやMO,
Wなどの高融点金属などがよく用いられる。さらにその
上にCV l) (Chemical Vapor D
eposi tiorり法による5in2膜やこれにり
んやほう素を添加したPSG(phospho−sil
icate Glass )やBSG(BOrO−s′
1licate Qlass)で代表される第2層絶縁
膜22を被着し、ソース領域と、自己整合電極21に接
続するソース電極7とゲート電極8を接続する。本実施
例はソース領域およびドレイン領域とゲートが自己整合
で形成されるので素子の微小化が達成される。
第7図に本発明の他の実施例を示した。(a)に示すよ
うに絶縁膜6を形成し、所定の部分に自己整合型電極2
1を形成する。この電極をODEエツチングのマスクと
するのであるから、KOH水溶液に難溶である必要があ
るが、前記の多結晶シリコン、MOlW等は溶は易い。
それ故さらに絶縁膜6を電極21上にも被着する必要が
ある。次に(b)に示すようにODEによって細孔16
を形成し次に電極21をマスクとしてソース部の絶縁膜
6を除去する。しかる後に(C)に示すように公知のイ
オン打込みや熱拡散法によって第2導電型の領域5を形
成し、第2層絶縁膜22を被着する。さらに(d)に示
すように電極接続孔2oをフォトエツチング法によって
形成し、ソース電極7とゲート電極8を形成する。本実
施例は細孔とドレインとソースとゲートの4者が自己整
合されているので第5図、第6図に示した実施よジさら
に微小化できうる。このとき自己型電極21は平面図(
e)に示すように細孔16のまわシを取シ囲むようにし
て形1成されている。
以上3つの本発明の詳細な説明したが第5図第6図の場
合ドレインとゲートは一方向に並んでいる例を用いた。
これは第8図に示すように細孔16を取り囲むようにゲ
ート電極およびソースとなる第2導電型領域5を形成す
ることができる。
また以上3つの本発明の実施例はすべて1つの素子を用
いて説明したが、これをマtlックス状に配列するとソ
ース領域の接続であるデータ線と、ゲートの接続である
ワード線13は互いに交叉する。このときに以上3つの
実施例ではゲート電極8とソース電極7と同じ面内で分
離することができない。これを解決するにはソースの第
2導電型領域5からソース電極7を接続することなく基
板4の表面上をあわせればよい。しかしこうするとゲニ
トとなる自己整合型電極21の直下には領域5が形成で
きないわけであるから第6図、第7図の場合には領域5
を形成する以上にあらかじめソース接続用の領域5を形
成しておく必要がある。
これには第9図(a)に示すごとく絶縁膜のマスク6の
一部を除去して公知のイオン打込みゃ熱拡散法によって
第2導電型の領域5を形成するが、(b)に示すように
基板全面に領域5を形成した後ソース領域となる領域5
を残して他を除去する方法を用いることができる。
第10図に本発明のマトリックス状に配列した実施例を
示す。(a)はソースとゲートが一方向に並んだもの、
(b)はゲートを囲むように形成したソースの場合であ
る。上述した方法を用いてソースとなる第2導電型の領
域5をデータ線とし、ゲートとなる自己整合型電極21
をワード線とする。このとき平行に並んだソース間は電
気的に分離する必要があり各間に分離帯23を形成する
。この分離帯は、この上の絶縁膜を5000Å以上に厚
くするか、あるいはこの部分に基板と同じ導電型となる
不純物を添加するか、あるいは第3の電極を絶縁膜6を
介して電極21の下に形成し、基板上にチャネルが形成
されて導通状態になるのを防ぐように電圧を印加するか
等のいくつかの方法が知られているが、本発明はその方
法を限定しない。
第11図に本発明の他の実施例を示した。これは第1.
2.5図の(b)の反転容量を用いたものであり第11
図中(a)に示すようにソースとなる第2導電型の領域
5を形成し、しかる後に(b)に示すようにODEによ
って所定の部分に細孔16を形成する。さらに(C)に
示すように絶縁膜6を形成した後、ソース上に電極接続
孔20を形成すて、(d)に示すようにソース電極7、
ゲート電極8、容量電極9を形成し、細孔の内壁部を容
量として用いる。
本発明の他の実施例を第12図に示した。これはゲート
とソースを自己整合によって形成するもので(a)に示
すとと<ODEによって細孔16を形成した後、表面全
体を覆う絶縁膜6を形成し、(b)に示すように自己整
合電極21を所定の位置に形成した後、これをマスクと
して公知のイオン打込みや熱拡散法によって第2導電型
の領域5を形成する。しかる後に(C)に示すように第
2層絶縁膜22を形成し、(d)に示すごとくソース電
極7、ゲート電極8、容量電極9を電極接続孔會通して
接続する。こうすることによってソースとゲートと容量
電極が自己整合によって形成でき微小化に有効である。
本発明の他の実施例を第13図に示した。これはゲート
、ソース、容量電極および細孔を自己整合によって形成
するもので、(a)に示すように前述の方法によって自
己整合電極21を形成した後これをODEエツチングの
際のマスクとして用いるため1例として絶縁膜6を被着
し、これをマスクとして(b)に示すようにODEエツ
チングして細孔16を形成した後、細孔内壁を絶縁膜6
で覆う。
しかる後に(C)に示すように第2自己整合電極24を
被着し所定の部分を残す。その後公知のイオン打込みや
拡散によってソースとなる第2導電型領域5を形成する
。またこの領域5は第2自己整合電極24を形成する以
前でもよい。その後(d)に示すように第2層絶縁膜2
2を形成し電極接続孔20を形成した後ソース電極7、
ゲート電極8、容量電極9を接続する。こうすれば各電
極が互いに自己整合で形成できるのでさらに微小化には
有利である。
第14図に第13図とは異なった配列のソース、ゲート
容量電極を自己整合によって形成した本発明の他の実施
例を示す。
これら第15図、第16図、第17図及び第18図に示
したように容量電極、ソース、ゲートを一方向に配列す
る方法の他に第12図に示すように互いにと9囲むよう
にも配列できる。またマトリックス状に多数の素子を配
列する場合ソースを共通にするときは前述したように第
13図に示した共通のソースをあらかじめ形成すればよ
い。
本容量電極をもつ素子をマトリックス状に配列するには
第15図のようにすればよい。これは第10図のドレイ
ン接合容量を用いる場合に容量電極が加わった構成であ
り、図に示すようにゲート電極と容量電極を又互に配列
すればよい。こうすれば電極接続孔を形成することなく
マトリックスが構成できるので微小化しうる。
本発明の説明には便宜上絶縁膜6を基板表面にも、自己
整合電極上にも同様に形成したが各下地上で異なった絶
縁膜を用いてもよい。
又本発明では(110)面のシリコン基板を用いるが、
他の低指数の面たとえば(111)。
(100)では表面にはy垂直な細孔は形成できないの
で本発明の実施効果はほとんどなく、本発明は(110
)面とその近傍約20°以内が好ましい。
〔発明の効果〕
上記説明から明らかなように、本発明によれば、半導体
記憶装置の所要面積を著しく減少させることができ、集
積密度の向上に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念を示す断面図、第2図2゜第3図
、第4図は細孔の形成法を説明する図、第5図から第1
5図までは本発明の実施例を示す図(り 第 2  国 第 3 図 KOH濃度(重量Z) 第  4  日 θ(崖9 第 !5  日 第 6  久 !6 第  δ  国 μ 第 7  図 (b) 第  //  図 第  72  国 /6 第  13   国

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 情報蓄積部である容量と絶縁ゲート型電界効果トランジ
    スタを含んでなる半導体記憶装置において、上記容量は
    、半導体基板の主表面から上記基板内部へ向けて形成さ
    れた細孔の表面上に積層して形成された絶縁膜と容量電
    極を少なくとも有し、上記細孔の表面上に形成された絶
    縁膜は上記電界効果トランジスタのゲート絶縁膜と異な
    ることを特徴とする半導体記憶装置。
JP58217717A 1983-11-21 1983-11-21 半導体記憶装置 Expired JPS6023506B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4797719A (en) * 1985-04-03 1989-01-10 Matsushita Electronics Corporation MOS capacitor with direct polycrystalline contact to grooved substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4957779A (ja) * 1972-06-02 1974-06-05

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4957779A (ja) * 1972-06-02 1974-06-05

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4797719A (en) * 1985-04-03 1989-01-10 Matsushita Electronics Corporation MOS capacitor with direct polycrystalline contact to grooved substrate

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