JPS59117258A

JPS59117258A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPS59117258A
Application number: JP57226273A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Mitani; 真一郎三谷; Kiyoshi Honma; 精本間; Kanji Funaki; 船木　莞治; Tadafumi Tamura; 田村　忠文
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1984-07-06
Also published as: JPH0566027B2

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】本発明は、半導体装置に関するものであり、特に、ダイ
ナミック（Ｄｙｎａｍｉｃ　）型半導体メモリ（Ｍｅｍ
Ｏｒ７　）の改良とその製造方法に関するものである。

近来の半導体メモリは、Ｄ　ＲＡ　Ｍ　（Ｄｙｎａｍｉ
ｃｕａｎａｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ　）とＢ
ＲＡＭ（８ｔａ−１ｃ　ＲＡＭ　）がその主流？なして
いる。上記２渚のなかでＤＲＡＭは、絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ〔以下、Ｍ工５ＦｉＴ（ｕ五月！１θ
１ｄＦｉｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎａｌｅｔｏｒ　）という
〕　と容量とによって構成されている。

そして、ＤＲＡＭは、前記容量全構成するゲート市椅下
部の半導体基板表面近傍にメモリの情報となるべき電荷
を蓄え、その電、荷が減衰するのに要する時間が長いこ
と全利用したものである。そのために、１つのＤＲＡＭ
のメモリセルＭ−ＯＦｉＬの容量はちる一定の電荷？蓄
えるだけの容量面積が必要である。

さて、半導体分野の現在の傾向は、小さな半導体チップ
に形成すべき半導体素子数全増加し、込わゆる高集積化
ケ図ることにある。当然のことながら、高集積化にとも
ない前記半導体素子自身も縮小さ１てくる。そのために
、前述のＤＲＡＭのメモリセルＭ−０１１！！Ｌの容量
面積も集積度の向上とともにａｈ　／Ｊ・し、ある一定
の電荷全蓄積することができなくなり、後述するような
種々の問題点を生じてしまう。

容量面積の縮小、つまり電荷蓄積量の低下による第１の
問題点は、情報の計み出しおまひ書き込み動作の高速化
が因れないことである。この理由は以１のように考えら
れる。小さな電荷蓄積量であｔば、電荷蓄積量に対する
放雷なとの電荷減衰量の比率は高くなり、このため一定
の電荷蓄積量にすべき再書き込み（リフレッシ−）の頻
度が多くなる。この再書き込み時に情報の読み出しおよ
び書き込み動作音なすことは不可能であり、この再書き
込み時恕外に前記情報の膀み出し及び＠き込み動作？な
さねばならない。従って、前記情報の読み出し及び書き
込み動作をなすためには、再書キ込みの終了までその動
作ケ竹・止させねばならず前記ＤＲＡＭの窩速化會図る
ことができない。

第２の問題点は、ＤＲＡＭが誤動作？生じゃすくなるこ
とである。この理由は均下のように考えられる。容量電
荷蓄積量の大きさによって情報のゝゝｌ＃または１０□
　音形成しているが、高集積化が進展すれは、容量電荷
蓄積量も低下せざるをえない。従って、微妙な容量電荷
蓄積量によって情報差？判断しなくてはならず、その判
断精度が低下する。この微妙な悄外差のために、何らか
の外部因子によって読み出しおよび書き込みの誤動作を
生じてしまう。

さらに、第３の問題点は、α線による影響度が太きくな
ってしまうことである。近来の半導体製放は、半導体チ
ップ？セラミック（例えはアルミナセラミック）、レジ
ン等の材料によってパッケージしている。これらの材料
には、微量ながらウラン（Ｕ　）　、　）　ＩＪウム（
Ｔｈ）等の不安定な放射性元素ケ含有している。この放
射性元素は放射線ケ放出しながら安定化してゆくもので
あり、このときに発生する放射線の中でα線が容量曹、
荷に影響ケ与える。集積度が向上すれは、当然のことガ
から容量電荷蓄積量が低下してくる。このために、α線
による影響度は太きくなり、ときには、容汚償荷の極性
ケ反転させてしまうというソフトエラーなるものヶ生じ
てしまう。

これらの種々の問題点から、容量の電荷蓄積量はある一
定の大きさテＢ■持しなくてはならず、従って、ＤＲＡ
ＭメモリセルＭ−ＯＦｉＬの高集積度ヶ向−ヒすること
によって信頼性が低下するという欠点があった。

また、従来ＤＲＡＭの形成にはＬｏｃｏｓ（ｈｏｏａｌ
　　０ｘｉｄａ’ｅｉｏｎ　ｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ　’
）　８術が用いられている。このＬＯＯＯ８による？縁
膜によって、メモリセルＭ−ＯＥＬｌ￥１１？分離して
いる。

しかしながら、ＴＪ　ＯＯＯＳ技術によるＤＲＡＭは、
集積変ｉ向上することに駅界があった。なぜならば、し
１１えば２μｍプロセヌによって半導体素子間分離のた
めの絶縁膜を形成する場合において、２μｍ幅の分離溝
會有する耐酸化マヌク例λはナイトライド膜會半導体基
板表面に形成し、この状態で該半導体基板を熱処理すれ
ば上記分離溝部分に該尚する半導体基板に絶縁膜が形成
さｊる。この絶縁膜は、メモリセルＭ−Ｃ！ＥＬ間紮電
気的に分離するために比較的厚いもので々〈てはなら力
い。従って、その厚さ？形成するためには、同時にその
厚み分の寸法が分離溝幅の両側に加算されるため、当所
の２μｍ幅の分離溝が必要以上の大きなものになってし
まう。従来のＬＯＯＯ８技術によるＤＲＡＭは、メモリ
セルＭ−Ｃ！ＥＬ間の分離に妥する面積が犬さく、ｉ１
］述のように、集積度ｒ向上することに限界があるとい
う欠点があった。

従って、本発明の目的は、前記種々の欠点會除去し、甚
集稍化に適し、かつ、信頼性の悪い半導体装置とその製
造方法ケ提供することにある。

以下、実施例とともに、本発明の詳細な説明する。

１ず、本発明會オーブン・ビ・ソトライン方式（掬ｌ交
点方式）に適用した場合について説明する。

第１図は、本発明？適用したオーブンビ・ソトライン方
式（１交点方式）のＤＲＡＭＩＣのレイアウトハターン
ケ示す平面図である。この例１では、−個のＩＣ（工ｎ
ｔｅｇｒａｔｅａ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　）チンプの中にメ
モリアレイＭ−ＡＲＹが２つに分けられたいわゆる２マ
ット方式を適用している。

第１図に示すように、複数のメモリセルＭ−ＯＫＬによ
って楕成されたメそり・アレイＭ−ＡＲＹ。

とメモリアレイＭ−ＡＲＹ２によって１つのマントｋｍ
成し、同様にメモリアレイＭ−ＡＲＹ３とメモリプレイ
Ｍ−ＡＲＹ、によって１つのマントｋｍ成している。こ
の２つのマットは工Ｃチップの中で、互いに分離して配
置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ、とメモリアレイＭ−ＡＲＹ、
との間には、それらのためのセンスアンプＥＴＡ、が配
置され、さらに、メモリアレイＭ−ＡＲＹ。

とセンスアンプ８Ａ、との間にはメモリアレイＭ　−Ａ
ＲＹ、のためのカラムデコーダＯ−Ｄ　ＯＲ，が、メモ
リアレイＭ−ＡＲＹ、とセンスアンプＳＡ、との間には
メモリアレイＭ−ＡＲＹ！のためのカラムデコーダ０−
ＤＯＲ２が配置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ３とメモリアレイＭ−ＡＲＹ４
との間には、それらのためのセンスアンプＳＡ、が配置
され、さらに、メモリアレイＭ　−ＡＲＹ３とセンスア
ンプＳＡ２との間にはメモリアレイＭ−ＡＲＹ、、のた
めのカラムデコーダ０−ＤＯＲ，が、メモリアレイＭ−
ＡＲＹ４とセンスアンプ８Ａ、　　トの間にはメモリア
レイＭ−ＡＲＹ４のためのカラムデコーダＣ−ＤＣ！Ｒ
，が配置されている。

工０チププの上部には、メインアンプＭＡ、データ入カ
バソファＤより、データ出力バッ７アＤＯＢ、ライト信
号発生回路Ｗ−８０，ＲＡＳ信号発生回路ＲＡＳ−８Ｇ
、ＯＡＳ信号発生回路０ＡＢ−８Ｇが配設されている。

そして、こｎ−らの回路に近接して、ＲＡ　Ｓ　（，４
号印加パッドＰ−ＲＡＳ。

ＷＷ化信号加パリドＰ−ＷＥ、データ信号印加パットＰ
　−Ｄｉｎ　、　Ｖ８８電圧供給バットＰ−■８８゜Ｃ
ＡＢ信号印加バッ）Ｐ−ＣＡＢ、データ信号をり出しバ
ラ）Ｐ−Ｄｏｕｔおよびアドレヌ信号印加パッ）Ｐ−Ａ
７が配置されている。前記信号発生回路あるーはメイン
アンプＭＡのような占有面積の大きな回路の上部には、
ｖＢＢ発生回路ＶＢＢ−Ｇが配置されている。

ＩＣチップの下部には、ロウテコーダＲ−Ｄ。

Ｒ，ＲＡＳ他号発生回路ＲＡＳ−８Ｇ、ロウアドレスイ
ンバータバッファ回路ＲＡより、コーマンアドレヌイン
バータバッファ回路０Ａ１Ｂおよびワードライントライ
バ回路ＷＬＤが配ｆｌれている。そして、これらの回路
に近接して、アドレス信号供給パットＰ−Ａｏ−Ｐ−Ａ
６およびｖｃｏ−圧供給パラ）”００が配置されている
。

第２図および第３図は、第１図に示すＤ　ＲＡ　ＭＩＣ
のメモリアレイＭ−ＡＲＹの要部χ等価的に示した回路
図である。第２図は全てのメモリセルＭ−ＯＥＩ、が同
一である１／２Ｖｏ。方式を用いた場合會示すものであ
り、第３図は機数のメモリセルＭ−ＣＫＬの中でその一
部がダミーセルＤ−ＣＥＬであるダミーセル方式？用い
た場合會示すものである。

第２図において、８Ａ１ｔ〜５Ａｌｎは縦方向に複数個
配置されたセンスアンプであり、各々の両側に配置され
ているビット線ＢＬ間の倣小な電圧差ケ増幅するもので
ある。センスアンプｓＡ目の両側からはピント線ＢＬｚ
　＋　ＢＬ２１が延在している。

メモリアレイＭ　−Ａ　ＲＹｔ　仰ｌのビットｉｌｌ　
Ｂ　Ｌ目は、ＭＩＳＦＩＴと容量Ｃによって構成芒れる
メモリセルＭＣ１−目ｌＭｏ１−２１　、・・・・・・
　の前記Ｍ　Ｉ　８ＦＥＴのドレイン（またはンーヌ）
と接続している。メモリアレイＭ−ＡＲｙ２側のビット
＠ＢＬｚｔは、メモリセルＭＯ２−１１１ＭＯ２−２１
、・・・・・・のＭＩＥＩＦＦｉＴのドレイン（または
ンーヌ）と接続している。同様に、センスアンプＳＡ、
２〜５ＡＩｎの各々の両側からピッ）ｉＢＬが延在１、
該ヒット＃ＪｌＢＬは各々のメモリー１＝ルＭ−０１ｎ
Ｌ（７’）Ｍ　Ｉ　Ｓ　ＦＥＴのドレイン（またはンー
ヌ）と接続しており、メモリアレイＭ−ＡＲＹの１７・
／ｌ−’に構成している。Ｗ　Ｌ６．　Ｗ　Ｌ　１□、
・・・・・・、ＷＬ２１ＩＷＬ２２．・・・・・・はワ
ード紳で、縦方向のメモリセルＭ−ＯＫＬト共有のもの
であり、各々のメモリセルＭ−ＯＲＬのゲート電極と接
続している。Ｃは各々のメモリセルＭ−ＯＦｉＬの容量
であり、各々のメモリセルＭ　−ＯＥ　Ｌの容Ｄａは同
じである。ＳＷ、〜ＳＷｐはセンスアンプＳＡの両側か
ら延在するビット線ＢＬ間ｒ旬絡きせるためのスイッチ
であり、これによってダミーセルＤ−ＯＫＬｉ必搬とし
ないようになっている。このスイッチＳＷは、し１１え
げＭ工５ＦＥＴによって構成すｉばよい。

同図に示すように、センスアンプＳＡの両側からピッ）
線Ｂ　Ｌが延在する方式ケオープン・ピント方式（また
はｌ交点方式）という。第１図に示すレイアウトパター
ンは、この方式に適したものである。

第３図において、第２図と同様の機能２有するものは同
−記号ケ付け、その説明は省略する。

第３図は、第２図に示すスイッチＳＷ、〜ＳＷｎを除去
して、メモリセルＭ−（！ＥｉＬの容量Ｃの２分の１の
容量Ｏｎｋ有するダミーセルＤ−ＯＥＬを配置したもの
である。同図において、ＤＣ，。

〜ｒｔｃ、　　ｎはメモリアレイＭ−ＡＲＹ、のダミー
セルＤ−ＯＥＬである。ＤＣ，、〜Ｄｏ２−ｎはメモリ
アレイＭ−ＡＲＹ２のダミーセルＤ　−ＯＥ　Ｌである
。

第４図〜第６図は、本発明の第１実施し））に従ったＤ
−ＲＡＭＩＯの構造’に６明するための概を図である。

なお、全図において、同様の機能？有するものは同一記
号ケ付け、そのくり返しの説明は省略する。

第４図は、第１図に示したオーブンビットライン方式に
したがって、ＤＲＡＭメモリアレイＭ−ＡＲＹ會構成し
たときの要部會示す平面図である。

なお、訝明會容易にするために、各配線間の絶縁膜など
は図示していない。

図中、右側１において、半導体基板１と該半導体基板１
上にＯＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｕｒ　Ｄ
ｅｐ０８−１ｔｉｏｎ）法等によって設けらねたエピタ
キシャル層２とからなる工Ｃチップにｖｊｅ個のセンス
アンプＳＡが縦方向に配置されている。このセンスアン
プＳＡの各々の両側からは、アルミニウム（Ａｔ）。

多結晶シリコン（以下、ポリシリコンという）等からな
るヒツト線ＩＯが延在している。

し１中、圧側はメモリアレイＭ−ＡＲＹの一部分ケ示し
たものである。１つのメモリセルＭ　−ＯＫＬは点線に
よって囲ま扛た部分である。上記ＩＣチップには、格子
状の溝４が設けられており、該溝４はメモリセルＭ　−
ＯＫ　Ｌ間會分離し、かつ、容量゛電極を設けるための
ものである。容量電極（図示していなＬＡ）は、溝４に
導電、材料？埋込み、あるいはその一部がＩＣチップ上
にオーバラップして設けるようになっている。

１つのメモリセルＭ−ＯＥＬｉ、センスアンプＳＡから
延在している行状に設けられたと・ノド線１０と夕１１
状に設けらｎ７’（ワード糾７が交差する交差部に配か
されている。１２はビ・ソト紹１０とその下部に位置す
る半導体領域（図示していない）との接続部（コンタク
ト）である。

第５図は、第４図に示した、メモリセルＭ−ＣＥＬケ製
造する場合において、ＩＣチップに設ける溝を示す的ネ
ｙ部分断面図である。本実旅例１においては、半導体基
板とその上部に設けたエピタキシャル層からなるＩＣチ
ップ會用込た場合において説明する。

第５図において、１はシリコン却結晶からなるｐ　型の
半導体基板であり、その上部にはＣＶＤ法などによって
形成したｐ−型のエピタキシセルＩφ２７倫えている。

４は溝であり、導電材料會叫込み、あるいはその一部が
ＩＣチップ上にオーバラップして容’ｉｉｚ電極ケ設け
る部分である。さらに、溝４はメモリセルＭ　−（３Ｅ
　Ｌ間？電気的に分離するものである。

そのために、溝４の深さは基本的には、半導体基板ｌに
達するか、捷たはそわ以上でなければならない。ただし
、容掃冨極と半導体基板、ｌと會逆バイアヌに印加すｊ
はエピタキシャル１恢内に溝４の深１−留どめてもよい
。その条件としては、逆バイアスによって容量電析６低
部から広がる空乏層か半導体基板１に達するか、あるい
は、その内部に入り込むこと。さらに、その寄生Ｍｘｓ
ｌ、きい仙がある一定の値ケ有することで彦けｎばなら
ない。

溝４の幅は、その半導体装置の製造工程における最小寸
法にすれはよい。し１１えば、最小寸法が１μｍ（以下
、１μｍプロセスと称する）であ１、ば、溝４０幅はｌ
ｐｍの寸法にす九けよい。

第６図は、第５図に示すＩＣチップ？用いて、第４図に
示すメモリアレイＭ−ＡＲＹ’ｚ梢成したとｐｏｓ’を
摺部分断面図である。

第６図において、５はエピタキシャル層２の表面丸・よ
ひ溝４の内面ｋａｔうように設けらハ′ｆｃ却・縁膜で
ある。この絶縁膜５の材料としては、二酸化シリコン（
Ｓｔｏ、’）捷たはナイトライド（５Ｌ３Ｎ４　）等、
あるいはそれらの組合せからなるものでよ（ハ。

６はポリシリコン等からなるｐ型の容量電極であり、そ
の一部がエピタキシャル層２上に延在して頭域紮形成す
るようになっている。こ−Ｊ”１．に電圧を印加するこ
とによって、容量電極６佃面近傍のエピタキシャル層２
内に反転層ＩＬ？形成し、該反転層重りに情報と寿る脂
荷ｒ蓄積するようになっている。図からも明らかなよう
に、容量電極６は隣接する他のメモリセルＭ−ＯＥＬと
の共用電極ともなっている。芒らに、ＩＣチップ、溝４
゜絶縁膜５および容量％′極６によって、隣接する他の
メモリセルＭ−ＯＦｉＬと分離している。

７はゲート電極であり、そｔに電圧ケ印加することによ
ってケート電極７下部のエピタキシャル層２表面近傍に
反転層を形成し、容量１ｉｅ６の反転層重りに情報？読
み出し、■き込む動作のスイッチになるようになってい
る。また、ある一方向のゲート電極７は、隣接する他の
メモリセルＭ−ＣＥＬのゲート電ｇ１７と接続されてい
てワード線ともなっている。このゲート電極（ワード線
）７は、その端部が容量電極６のエピタキシセル屓２上
に延在しｆｃ＠域の上部に重なるようになっている。捷
た、容量電極６のエピタキシャル層２上に延在した領域
は、マヌクズレ彦どか生じても容量電極６とゲート電極
７が機能ケ果すようにするものである。

５Ａは容量電極６とゲート電極（ワード線）７との層間
絶縁膜であυ、二酸化シリコンなどから形成されている
。８．９は絶縁膜であり、二酸化シリコン、ナイトライ
ド捷たはリンシリケートガラス（ＰＳＧ　）からなって
いる。１０はゲート電極（ワード線）７が延在して（ハ
る方向と交差して設けられたビット線であり、メモリセ
ルＭ−ＯＥＬの読み出しおよび鳴き込みの情報の伝達な
どケするように方っている。この材料としては、アルミ
ニウムなどの抵抗値の低いものがよい。ｔｉはメモリセ
ルＭ−Ｃ！ＥＬの中央部のエピタキシャル層２に設けら
ｆまたｎ＋型の半導体領域であり、ビ・ソト線ＩＯとゲ
ート電極７下部の反転層との導通性ケ向上させるもので
ある。１２はピント紹１０と半導体領域１１との接続部
である。

このような、本発明の第１実飽汐（１に基つ（ＤＲＡＭ
メモリセルＭ−ＯＫＬ會形床形成には、第７図〜第１７
図に示すような第１！８！遣方法ケ用いればよい。

第７図〜第１７図は、第４図に示すＤＲＡＭメモリセル
Ｍ−ＯＢＬｉ製造するための製造工程會示す各製造工程
における要部を示す断面図であり、第１Ｏ図に））〜第
１７図（Ａ）は、その平面図デポしたものである。

なお、本実旅ψＵは、ｔｘｔｏ’個のメモリセルＭ−Ｃ
！ＥＬ、いわゆるＩ　Ｍ　（Ｍｅｇａ　）ビ・ソトのメ
モリアレイＭ−ＡＲＹ會構成するための製造工程であり
、１μｍプロセスでマスク合せ最大許容誤差寸法ケ±０
５μｍとする。

まず、第７図に示すように、シリコン却結晶からなるｐ
＋型の半導体基板ｌ會用意する。この半導体基板１は、
ｐ型の不純物であるホロン（１イオン？有し、その濃度
はｌＸｌ０”原子個／　ｃｒｌ稈度移変い。

この半導体基板１上に、第８図に示すように、例１えは
ＯＶＤ法によってｐ−型のエビタキシャルｌＦｉ　２　
ｐ形成する。このエピタキシセル層２は、半導体基板１
と同様にｐ型の不純物であるボロンイオンケ有し、その
濃度けｌＸｌ０”原子個／　ＣＪ程度である。そして、
このエピタキシャル層２の厚さは、３μｍ程度形成すれ
はよい。

＾１１記工程の後に、エピタキシャル層２上にホトレジ
ヌト會形成し、第９図に示すように、隣接するメモリセ
ルＭ−ＯＷＬ間ケ分離し、かつ、容量電極が坤め込まれ
る後の工程によって形成さｎる溝上の庁！記ホトレジヌ
ト？除去し、耐エツチングのためのマスク３ケ形成する
。このマスク３の幅は、ｌｐｍ程度に形成する。

これ以後の第１０図〜第１７図は、各製造工程における
メモリセルＭ−ＯＥＬの要部断面図と前記メモリセルＭ
　−ＯＥ　Ｌの要部上面図を示す。本実施し１（におけ
る装部断面図は、壁部上面図のＸ−Ｘにおける断面ｒ示
した図である。

前記第９図に示す工程の後に、マスク３ケ用いて異方性
（′ｆ５向性のある）のドライエツチング會する。この
ドライエツチングによって１μｍ、程度の幅奮有するＵ
型の溝４（Ｕ溝といわれている）？形成し、マスク３を
除去すると、第１０図に示すようになる。本実施例１の
溝４の深さは、半導体基板ｌに達し、さらに、該半導体
基板１内に入り込Ａ、でいる（ゆえに、溝４の深さは３
μｍ以上である。）。しかしながら、前述したように、
前記条件ケ満していれは、溝４の深さは半導体基板ｌに
遼するかまたはそれ以下でもよい。なお、第１０図上部
に示した点線で囲まわた部分は、１つのメモリセルＭ−
（！ＫＬとなる部分である。

第１０図の工程の後に、第１１図に示すように、ＩＣチ
ップに１（１００℃程度の熱死１理會旋し、エピタキシ
ャル層２０表面および溝４の内面ケ覆うように二酸化シ
リコン５　ａ　ｆ　１００　Ａ程度形成し、さらに、そ
の上に４酬・化マスクともなるナイトライド５’ｂ’１
２００Ａ程度形成する。ナイトライドの膜厚は、必要以
上に即くすると浮遊容量となってしまい好まシ、＜力い
。沓って、２００Ａ程度がよい。

第ｔｉ図に示す工程の後に、全面にポリシリコン（ノン
ドープ）會１μｍ程度の厚さで形成する。

このポリシリコンに、導電性を持たせるためにｎ型の不
純物であるリン（Ｐ）イオη１２、散する（リン処理）
。この後、ホトレジスト、２全面に形成し、後の工程で
ゲーｔ％を極およびビット領域となる部分上のホトレジ
ス）ｋ除去し、耐重・ンチングのためのマスクを形成す
る。このマスク會用いて、ｎ型のポリシリコン奢エッチ
ングシ２、マスクｒ除去すると、第１２図に示すように
、ｎ型の各桁ｍ′極６が形成できる。溝４に埋込まねる
容量電極６の上面は、ポリシリコンなどの比較的カッ〈
レソチの艮いものケ用いることによって平坦化３才する
。なお、容１電極６の上部が、エピタキシセル層２上の
表面にオーパラ・ツブする度合は、マスク合せ最大許容
誤差寸法が±０５１μｍであるから、一端の容量電極６
のオーバラップ寸法が溝４の淵からｌｐｍｈ度あｔば光
分で、ある。前述のように、容量電極６は隣接する他の
メモリセルＭ−ＯＥＬとの共用電極ともなっている。

第１２図の工程の後に、ＩＣチップに１０００℃程度の
熱処理を施す。これによって、容量電極６上部の露出す
る部分にａｏｏｏＸ程度の埋さの二酸化シリコンの絶縁
ｔ−ｓＡが形成される。ゲート電極部分およびビット領
域とｉる部分は、絶縁膜５のナイトライド５ｂが耐酸化
マスクとなり、この部分での影響はない。この後に、前
記ナイトライド５ｂ’４除去する。そして、ゲート電極
部分およびビット領域となる部分下部のエピタキシャル
層２０表面が、露出するように全面の絶縁膜５ａ。

５Ａをエツチングする。再び、ＩＣチップにｔｏｏ。

℃程度の熱処理ヶ施し、第１３図に示すように、二酸化
シリコンの絶縁膜５および５Ａケ形成する。

この絶縁膜５は、ゲート部分およびと・ソト顧域となる
部分では２５０八程度と々る。そして、容量電極６の上
部および上部両側の絶縁膜５Ａは３０００Ａ程度となる
。

第１３図の工程の後に、全面にゲート電極（ワード線）
となるポリシリコン（ノンドーブポリシＩＪ　ｊン）忙
形成する。このポリシリコンの厚さは５０００Ａ程度と
し、さらに、導電性會持たせるためにリン処理ケ旅して
ｎ型にする。この後、全面にホトレジスト全形成し、ゲ
ートを極およびワード線となるべき部分旬外のホトレジ
ス）ｋ除去して、耐エツチングのためのマスフケ形成す
る。このマスク會用いて、ｎ型のポリシリコンにエツチ
ング１施し、マスフケ除去すると、第１４図に示すよう
に、ゲート電極７（ワード線７）となる。

第１４図の平面図に示すように、縦方向のメモリセルＭ
−Ｃ！ＥＬのゲート電極７は電気的に接続されてワード
１ｍｙｔ形成し、該ワード線が横方向に沙数個配置する
ようになっている。エピタキシャル層２％面近傍に反転
層會形成するゲート償極７の長さく以下、ゲート長とい
う）は、マスク合せ最大許容誤差寸法葡考慮して１μｍ
の寸法に所持し得るように形成する。

なお、前記容量電極６．ゲート電極（ワード勝）７の導
電性材料として、不純物濃度が極めて低い非導電性ポリ
シリコン（ノンドープポリシリコン）？用いたが、不純
物濃度の高い導電性ポリシリコン（ドープドポリシリコ
ン）音用いてもよく、この場合においてはリン処理奮施
す必要がなくなる。

さらに、ゲート電極およびワード線７の導電性材料とし
て、モリブデン（ＭＯ）　、チタン（Ｔｉ）。

タングステン（Ｗ）等の高融点金属またはその合金、前
記高融点金属とシリコン（Ｓｌ）との化合物であるシリ
サイド等（以下総相・して、その他の導電性材料という
）を用いてもよい。たたし、その導電性材料？ゲート電
極に用いｆｃ場合、半導体領域形成のためのマスクとな
る（自己整合）などの条件ｒ満すものでなければならな
い。このその他の導電性制料ケ用いれば、配線抵抗が１
桁以上低減し、半導体製筒の動作速度は向上する。

前記工程の後に、ヒ素イオン會打込みエピタキシャル層
２にｎ型半導体領域形成のためのヒ素（Ａθ）イオン要
人８１を形成する。このヒ素イオンｆｄ　Ａ　ｓ　Ｉの
形成は、８０〔ＫｅＶ〕のエネルギで５ｘｔｏ１５原子
個／ｄ　のヒ素イオン？イオン注入法で打込んでやねば
よい。なお、本実施例の半導体領域形成のための不純物
イオンはヒ素イオンを用いているが、リン（Ｐ）イオン
などのｒ］型の不純物イオンであればよい。捷た、イオ
ン注入法によるｎヲや半導体領域の形成でなく、ｎ型半
導体領域ヤ成部のＰ縁膜ケ除去した状態で拡散によるｎ
型半導体領域の形成でもよい。ただし、本実＃例の場合
において、イオン注入法によるｎ型半導体領域の形成は
自己整合（５ｅｌｆ　Ａｌｌｇｎｍｅｎｔ　）で形成す
るので、集積変音向上し、かつ、浮遊容量が似減できＤ
ＲＡＭの動作の甜、連化が図れるという利点がある。

第１４図に示す工程の後に、全面に二酸化シＩＪコンの
＃Ｐ−縁膜８ヶ、テポジションする。さらに、賄・縁膜
８上にリンシリケートガラス（ＰＳＧ）の絶縁膜９ケデ
ポジシヨンしこのテポジションの後に、前記ヒ素イオン
層ＡｓＩ會引き伸し拡散して、ｎ＋型の半導体領域１１
を形成すると、第１５図に示すように々る。この半導体
領域の深さは、０３ｍ、μ程度でよい。このリンシリケ
ートガラスの１１１７−は、ｉｐ？７Ｌ程度でよい。リ
ンシリケートガラスは、Ｍ工５ＦＫＴの特性に影響ケ与
えるナトリウム（Ｎａ）イオンのゲッタを兼ねている。

第１５図に示す工程の後に、全面にホトレジスト全形成
し、半導体領域１１と徒に形成されるピット線との接続
部分のホトレジヌ）ｋ除去し、耐エツチングのためのマ
スフケ形成する。このマスク會用（ハでエツチング１施
し、接続のための孔（以下、コンタクトホールという）
全形成し、マスク會除去すると、第１６図に示すように
なる。

第１６図に示す工程の拶に、第１７図に示すように、前
記コンタクトホールケ介して半導体領域１１に接続する
ようにビ・ソト線ｌＯ會形成する。

このビット線１０は、し１１えばアルミニウムケ全面ニ
蒸着し、パターンニングすれはよい。このアルミニウム
の膜厚は、１μｍ８度でよい。

これら−神の工程によって、本実施例のＤＲＡ　Ｍメモ
リセルＭ−ＯＥＬは完成する。まｔｌこの後に、Ｉ８．
護膜となる絶縁膜など全形成してもよい。

なお、これら一連の工程と同時、輿：えばセンヌアンプ
ＳＡの素子、データ人力バッフ７Ｄよりやデータ出力バ
ッファＤＯＢの素子等も同時形成できる。

ＤＲＡＭｉ動作させるために、メモリセ／ｌ／　Ｍ　−
０ＫＬの２分の１の容量蓄積量であるダミーセルＤ−Ｃ
ＥＬが心壁になる場合がある。しかしながら、１μｍプ
ロセスによってメモリセルＭ−ＯＥＬケ形成し、さらに
小さな構造のダミーセルＤ　−ＩＥＬｉ形成することは
極めて困難になってくる。

従って、ダミーセルＤ−ＯＥＬ會用いず第２図に示すよ
うなｌ／２ｖｏ。方式ケ用いるか、または、Ｍ−ＯＢＬ
と同一寸法でダミーセルＤ−ＯＥＬケ形成するか、ある
いは、ダミーセルＤ−ＣＦ、Ｌ’ｆ最小寸法で形成する
かということが考オられる。

第１８図および第１９図は、本発明の第１実飽例１２説
明するための各製造工程におけるダミーセルＤ−ＯＥＬ
の要部断面図であり、前記第１製造方法によるメモリセ
ルＭ−ＯＦｉＬと同時にかつ同一寸法で形成する場合ｒ
示したものである。

前記第１製造方法の第１１図１に示す工程の後に、第１
８図に示すように、１　ｏｏＸ程度の厚さ？もつ二酸化
シリコン５ａと２００Ａ３度の厚さ？もつナイトライド
５ｂから構成される絶に１１ｍ５の、ダミーセルＤ−Ｏ
ＥＬ形成部の前記ナイトライド５ｂを除去する。こねは
、メモリセルＭ−Ｃ！ＥＬ部上にホトレジストのマスク
を形成し１、該マスクを利用してナイトライドのみを除
去すれはよい。

第１８図に示す工程の後に、ＩＣチップに１０００℃程
度の熱処理’ｄｉす。この熱処理によって、第１９図に
示すように、ダミーセルＤ−ＣＥＬ部の二酸化シリコン
５ａは厚く形成さｎた二酸化シリコンの絶縁膜５となる
。この絶縁膜５が厚く形成されるにしたがい、電界効果
による容量蓄積量が低下する。従って、メモリセルＭ−
ＯＷＬの容量蓄積量に対してほぼ２分の１の（ｆｋ’に
示すように、タミーセルＤ−０１１８Ｌの絶縁膜５を形
成すれはよい。メモリーセルＭ−ＯＥＬの絶縁膜５ａ、
、５ｂは、該絶縁膜５ａ、５ｂのナイトライド５ｂが耐
熱処理のマスクとなるために、影響はない。

この後に、前記第１製造方法の第１２図以後の製造工程
を用い１．はよい。

なお、本実飽５１）のダミーセルＤ−ＧＥＬは、二酸化
シリコンからなる絶縁膜の膜厚によって容量蓄積量を制
御したが、他の絶縁膜となる材料やそハらの組み合せに
よって形成してもよい。

本実飽例のダミーセルＤ−ＯＥＬの製造方法にヨ肛ハ、
ＤＲＡＭメモリセルＭ−ＯＦｉＬの形成と同時に、かつ
、同様の製造方法によってメモリセルＭ−ＣＥＬと同一
寸法のダミーセルＤ−ＣＥＬ會形成することができる。

従って、メモリセルＭ−ＯＫ　Ｌと異る容量蓄積量のダ
ミー七ルＤ−ＯＫＬ會容易に形成することができる。

次に、第２図に示すｌ／２ｖｏｏ方式の回路図、および
、第６図に示す実施例１のメモリアレイＭ　−ＡＲＹの
槍造勿用いて動作を断切する。

第２し１および第６図において、いま、メモリアレイＭ
−ＡＲＹ、の１つのメモリセルＭＣＩ　−１１が選択さ
れ、情報１１″に書き込む場合について能明するっすべ
ての容量電極６には、■Ｃｏなる電圧が常時印加でれて
いる。これによって　容量電極６側面近傍のエピタキシ
ャル層２に反転層ＩＬが生ずる（第６しｌ参照）。そし
て、ビ・ソト線１０（ＢＬ＋＋）の電圧’ｋｏ［Ｖ）に
し、ケート電極およびワード線７（ＷＬ口）に■。Ｃな
る重圧を印加する。これによって、ゲート電極７下部の
エピタキシャル層２に反転／ｉｈ形成する。従って、ピ
ント線ｌ０（ＢＬ、、）と容量電極６の反転層重りが、
半２ｆＨ；を領域１】　、ゲート電極７下部の反転層を
ブｒして導通し、反転層重り、（第２図に示すメモリセ
ルＭｅ、　　、、　　の容量゛Ｃ）に情報ゝゝｌ“なる
電荷Ｑ１ＭＳが蓄積式ねる。捷だ、ゲート電極およびワ
ード線？　（ＷＬ口）の重圧を除去すれば、前記情報ゝ
″１′″′は保拶さｉる。

次に、情報ゝゝＪ＃ｔメモリセルＭｅ、−１１から読み
出す場合について断切する。

１ず、メモリアレイＭ−ＡＲＹ、側のビット線１０（Ｂ
Ｌｚ）にＶ。０なる電圧？印加し、メモリアレイＭ−Ａ
ＲＹ、側のビット線１０（ＢＬ２１）ケ０ＣＶＩとして
保持する。このとき、センスアンプＳＡ■は、両側のビ
ット線１０（ＢＬｚ）。

（ＢＬｚ＋　）と接続してい々い。この後、スイッチｓ
ｗ、２開き煙路さセーて、両側のヒツト線１０（ＢＬｚ
ｔ　）　、（”　Ｌ２１　）　ｋ　１／　２　ｖｃｃの
蓋圧にしヌイッチｓｗ、’２閉じる（第２図径間）。そ
して、メモリセルＭｏ１−１１のゲート電極およびワー
ド線７（”Ｌ口）にＶ。。なる電圧を印加する。これに
よって、情報ゞ１“なる電荷Ｑ−ＭＳがと・ソト＆＋１
０（ＢＬ＋ｔ）に放出され、該ビット線１０　（ＢＬ＋
＋　）の電圧が微小に高くなる（１−／２■ｏｏ＋△Ｑ
７Ｍ８）。

このビット線ｔｏ（ＢＬｚ）とビ・ノド紳１Ｏ（ＢＬ、
、ｌ）間との電圧差音センヌアンプＥＩＡ、、に入力し
、該入力されり霜圧差ケ増幅することによって、千青報
″Ｎ″１”會読み出すことができる。

本動作は、第２し１に示す回路図にもとすいて貌明し７
たが、第３図に示すようなダミーセルＤ−ＯＫＬ’（５
用いた場合（ダミーセル方式）にも適用でき、その動作
はほぼ同様であるのでその謂明は省略する。

上記してきた、本発明の第１．実施し１；に従ったＤＲ
ＡＭメモリセルＭ　−ＯＢ　ＬＦＣよれば、工Ｃチップ
にその上面部から内部に延在しかつメモリセルＭ−ＯＢ
Ｌを構成するために工Ｃチ・ツブ上部？］ｌ−区画して
他のＭ−ＯＷＬと分離するような溝ケ設け、該溝に容量
電極？設けることによってその側面部分のＩＣチップ内
に電荷蓄積領域′に伽え、その部分に電荷ケ蓄積するこ
とができる。これによって、メモリセルＭ−ＯＥＬは、
ＩＣチップ上部での占有面積會増加することなく、容量
電極がＩＣチップ内部に延在する度合によりｉ荷蓄積量
を向上することができる。従って、メモリセルＭ−０’
ＫＬはＩＣチップ上部での占有面８４’に縮小しても、
電荷蓄積量の保持または向上が容易にでき、かつ、ＩＣ
チップ上部におけるメモリセルＭ−ＣＥＬ間の分離に要
するその占有面ｆｆ’に必要としなく々す、メモリセル
Ｍ−ＯＫＬの集積度ケ向上することができる。

捷り、メモリセルＭ−ＣＥＬのゲート電極は、一方向の
隣接するメモリセルＭ　−ＯＥ　Ｌのゲート電極と接続
するように設けてワード純音構成し、該ワード線の幅會
メモリセルＭ−ＯＥＬ幅に近似するような寸法に形成す
ることができる。従って、従来のワード線に対して幅寸
法の増加したワード紳全備えることができ、これによっ
て、ワード線の抵抗値？低減し、ゲート電極の動作速度
ケ向上することができる。さらに、これによって、ゲー
ト電極の動作時間の平均化ケ向上することができる。

さらに、本実旋例のＤＲＡＭメモリセルＭ−ＯＥＬの第
１！！Ｉ造方法によれば、高集積化によるゲート電極下
部の絶縁膜（以下、ゲート絶縁膜という）を極めて薄く
することができる。これによって、ゲート長の縮小にと
もなうショートチャンネル効果ケ防止することができる
。従って、高集積１ｉ（ＤＩＭビットのメモリアレイＭ
−ＡＲＹｉ形成しても、ショートチャンネル効果による
回路の誤動作が生じることは愈い。

次に、本発明の第２実施例１に従つｆｃＤＲＡＭメモリ
セルＭ−ＯＫＬの製造方法ｙｒｎ明する。

卯、２０図〜第２５図は、本発明の第２実旅例の第２製
造方法ケ説明するためのものであり、ＤｔｔＡＭメモリ
セルＭ−ＣＥＬの各製造工程における要部断面ケ示す図
でおる。本第２実旅例は、現状広く採用さ扛ている製造
方法に適用したものであり、特に、６４にビットＤＲＡ
Ｍ、２５６にビン）ＤＲＡＭ級のＤ　ＲＡ　ＭＫ適して
いる。

第１製造方法の第１０図に示す１程の後に、ＩＣチップ
に１０００℃程度の熱処理會旋し、エピタキシャル層２
０表面および溝４の内面ケ覆うように二酸化シリコンか
らなるＰ縁膜５？形成する。

この絶縁膜５は、２ｏｏＸ程度の厚さで形成すればよい
。この後、全面にポリシリコン（ノンド−プ）？１μｍ
程度の厚さで形成する１、このボ１１シリコンに導電性
ケ持たせるために、ｎ型の不純物であるリンによるリン
処理會する。この後、ホトレジヌト？全面に形成し、後
の工程でゲート電極およびビット領域となる部分上の月
ストレジストケ除去し、耐エツチングのためのマスク奮
形成する。

このマスク會用いて、ｎ型のボリン１ノコン奮エンチン
グし、マスクを除去すると、第２０図１に示すように、
ｎ型の容量電［ｉｉ６が形成できる。

第２０図に示す工程の後に、第２１図に示すように、ゲ
ート電極およびビ・ソト領域となる部分の絶ａ膜！１１
−．エピタキシャルＮ２の表面が露出するようにエツチ
ングによって除去する。

第２１シＩＫ示す工程の後に、第２２図に示すように、
ＩＣチップに１０００℃程度の熱処理ケ施すことによっ
て、二酸化シリコンの絶縁膜５を形成する。この絶縁膜
５は、５ｏｏＸ秤度でよい。また、容＠’ＦＪ　ｔＦ　
Ｂ　上の絶縁膜５Ａは、エピタキシャル層２からｈる絶
縁膜５よりも厚く、２０００′Ａ程度の埋さで形成され
る。これは、エピタキシャル層２よりも容量電極６のポ
リシリコンの酸化速度が速Ｉ／まためである。

第２２図に示す工程の後に、全面にゲートＮ極およびワ
ード線となるポリシリコン（ノンドープ）？形成する。

このポリシリコンのＪｌさは５０００Ａ程度とし、さら
に、導電性ケ持たせるためにリン御理會旅してｎ型にす
る。この後、全面にホトレジストケ形成し、ゲート電極
およびワード線となるべき部分以外のホトレジヌト孕除
去して、耐エツチングのためのマスフケ形成する。この
マスフケ用いて、ｎ型のポリシリコンをエンチングし、
マスフケ除去すると、第２３図に示すように、ゲート電
極（ワードａ）７が形成される。

前記工程の後に、全面にホトレジストを形成し、ヒツト
頭載となる部分のホトレジヌトケ除去し、耐イオン打込
みのためのマスク？形成する。このマスクを用いて、エ
ピタキシャル層２に半導体領域形成のためにヒ素イオン
層ＡｓＩ　ｆ形成する。

このヒ素イオンｉＡ８工の形成は、８０〔Ｋｅ■〕のエ
ネルギで５ＸＩＯ”原子側／ｃ〃１のヒ素イオン？イオ
ン注入法で打込Ｘ、でやねばよい。そして、マスフケ除
去すると、第２３図に示すようになる。

第２３図に示す工程の後に、全面に二酸化シリコンのｅ
ａＩｉ７！ｓ　’ｉデポジションする。このデポジショ
ンと同時に、前記ヒ素イオン層Ａｎｆｆ　ｆ引き伸し拡
散して、ｎ　型の半導体領域ｔｔ２形成する。この半導
体領域１１の深さは、０３μｍ程度でよい。さらに、絶
縁膜８上にリンシリケートガラスの絶縁膜９ケデポジシ
ヨンする。全面にホトレジヌト？形成し、上記半導体領
域１１と後に形成されるビット線との接続部分のホトレ
ジヌト？除去し、耐エツチングのためのマスフケ形成す
る。

このマスク會用論でエツチングｋｍしてコンタクトホー
ルｒ形成し、マスフケ除去すると、第２４図に示すよう
になる。

第２４図に示す工程の後に、第２５図に示すように、Ｍ
ｉｔ記コンタクトホール？介して半導体領域１１に接続
するようにビ・ノド線１０會形成する。

このピノ）ｉ％３１０は、例えばアルミニウムを全面に
蒸着し、バターニングすればよい。この膜厚は、１μｍ
程度でよい。

こわら一連の工程によって、本実施例１のＤＲＡＭメモ
リセルＭ−ＯＥＬは完成する。また、この後に、保護膜
となる絶縁膜々どを形成してもよい。

なお、本実施例における例えは使用材料等の釉々の変形
例は、第１製造方法に醐する。

上記した本発明の第２実旋例に従った半導体製筒の第２
製造方法によれば、従来広く使用されている６４にヒツ
トＤＲＡＭ　、２５６にビットＤＲＡＭ級のメモリセル
Ｍ−Ｃ！ＥＬの構造ケ、本実施例１のメモリセルＭ−（
ｌｉＦｉＬの構造に容易に変更することが可能となる。

従って、本実施例ＩのメモリセルＭ−ＯＥＬザイズが従
来のメモＩＪ−ｔ＝ルＭ−ａＫＬサイズであれば、その
電荷蓄積量を増大し、安定し７’（ＤＲＡＭの動作をな
すことができ、ＤＲＡＭの信頼性ケ向上することができ
る。

第２６図〜第３３図は、本発明の第３実旅例Ｉの第３製
造方法′（Ｉｌ−説明するためのものである。ＤＲＡＭ
メモリセルＭ−０，ＥＬの各製造工程における装部断面
ケ示す図である。

本第３実旋例は、第１製造方法によって形成されるＤＲ
ＡＭメモリセルＭ−ＯＥＬの集積度？さらに向上させる
ものである。

第１製造方法の第１３図に示す工程の後に、第２６図に
示すように、全面にゲート電極およびワード線７となる
ポリシリコン（ノンドープ）を形成する。このポリシリ
コンの厚さは５０００Ａ程度とし、さらに、導協性勿持
たせるためにリン処理會旋してｎ型にする。

第２６図に示す工程の後に、第２７図に示すように、リ
ンシリケートガラスからなる絶縁膜９ヶ全面にデポジシ
ョンする。この絶縁膜９は、二酸化シリコン、ナイトラ
イド等によって形成してもよい。

第２７ン１に示す工程の後に、全面にホトレジストケ形
成し、ケート電極およびワード線７となる部分匂外のホ
トレジスト？除去して、耐エツチングのためのマスクケ
形成する。このマスク７用いて、Ｎ１．　縁膜９　ｋエ
ツチングすると、第２８図に示すようになる。

第２８図に示す工程の彼に、第２９図に示すように、Ｐ
縁膜９ケマヌクとして、ｎ型のポリシリコンにエツチン
グ’に飽す。このエツチングは、例）えは、等方性のウ
ニ・ノドエツチング音用いｔばよい。そして前記Ｍ６縁
膜９ヶエッチングするためのマスクを除去する。

第２９図に示す工程の後に、算３０図に示すように、８
００℃〜９００℃程度の淵度によって、スチーム酌化音
節し、二酪化シリコンの？縁膜１３葡形成する。この絶
縁膜１３は、前記工程によって露出したケート電極およ
びワード紛７部分Ｗ＆うように形成される。

第３０図の工程の後に、異方性のドライエツチング音節
し、エピタキシャル層２０表面が露出するように絶縁膜
１３の一部ケ除去してコンタクトホール會形成すると、
第３１図に示すようになる。

一部除去された絶縁膜１３は、ビット線が形成された場
合において、ビット線とゲート！、極７との層間Ｐ縁膜
となる。この層間Ｐ縁膜の厚さは、３０００Ａ程度あｎ
ばよい。

第３１図に示す工程の後に、第３２図に示すように、前
記マスク７用いてｎ＋型の不純物ケイオン注入法によっ
て打込み、引き伸し拡散？施して、半導体領域１１ｉ形
成する。この半導体領域１１の深さは、０．３μｍ程度
でよい。イオン注入法は、８０［ＫｅＶ］のエネルギで
５ｘｉＯ”原子側／ｄのヒ素イオン會打込んでやればよ
い。

第３２図に示す工程の後に、第３３図に示すように、コ
ンタクトホールを弁し２て半導体領域ｌｌに接続するよ
うに、ビット線ＩＯ？形成する。このビット線１０は、
アルミニウムの薄着よって、１μｍ程度の厚さで形成し
、パターニングしてやればよい。

こ力ら一連の工程によって、本実旋例のＤＲＡＭノモリ
メモリセルＷＬは完成する。甘り、この後に、保護膜と
なる絶縁膜など音形成してもよい。

なお、本第３実ｔＩ！Ｊ９ｊｌにおける例えば使用材料
等の種々の変形例は、第１製造方法に迩する。

本第３実施例のＤＲＡＭｊモリセメモリセル！ＥＬの？
Ｊ３．ａ　Ｗ進方法によれば、コンタクトホールのビ・
ト線とり゛−ト宙、極との層間絶縁膜ケ、スチーム酸化
によって形成したことによって、第１匙・遣方法による
コンタクトホール部の層間絶縁膜よりも助〈形成するこ
とができるっ従って、第１製造方法によるメモリセルＭ
−ＯＦｉＬの大きさ會縮小でき、集積度？さらに向上す
ることができる。

第３４し１〜第４０図は、本発明の第４実飽例の第４製
造方法ケ説明するためのものであり、第３４図〜第３９
図はＤＲＡＭメモリセルＭ　−ＣＥＬの各製造工程にお
ける要部断面ケ示す図、第４０図は第３９図のｆＡ視部
分断面図である、。

本実施ｖＩｊｌは、第１製造方法によって形成さするｌ
ＴｌＲＡＭメモｌ］セルＭ−（３ＥＬの年利ｆ度をさら
に向上させるとともに、ＤＲＡＭの動作速度の高速化を
りするものである。

第１製造方法の第＋３図に示す工程の後に、全面にケー
ト電極およびワード線となるポリシリコン（ノンドープ
）全形成する。このポリシリコンの厚さは５０００Ａ程
度とし、さらに、導電性を持たせるためにリン処理を施
しｎ型にする。この後、全面にホトレジストを形成し、
ケート電極およびワード線となるべき部分以外のホトレ
ジストを除去して、耐エツチングのためのマスクを形成
する。

このマスクを用いて、ｒｉｍのポリシリコンにエツチン
グを施し、マスクを除去すると、第３４図に示すように
、ケート電極およびワード線７となる。

第３４図に示す工程の後に、全面にホトレジストを形成
し、ビット領域部分のホトレジストを除去シて、耐エツ
チングのためのマスクを形成する。

このマスクを用いて、エピタキシャル層２の表面が露出
するように絶縁膜５の一部にエツチングを施し、マスク
を除去すると、第３５図に示すようになる。

第３５図に示す工程の後に、ＩＣチップに９００℃程度
の熱処理を施し、全面に二酸化シリコンの絶縁膜８を形
成する。ビン）領域部分の絶縁膜８Ａは、他の部分から
なる絶縁膜８よりも非常に薄い膜厚で形成される。これ
は、エピタキシャル層２よりもポリシリコンなどの他の
部分の酸化速度が速いためである。上記絶縁膜８の厚さ
は、３０００′Ａ程度あればよい。この峠縁膜８を耐イ
オン打込みのためのマスクとして、半導体領域形成の穴
めのｒ］＋型の不純物をイオン注入法で打込む。こ１に
よって、第３６図に示すように、ヒ素イオン要人８工が
形成される。このイオン注入法は、８０〔ＫθＶ〕のエ
ネルキで５Ｘ１０’・５原子個／−のヒ素イオンを打込
めばよい。これによって、薄い絶縁膜８へ下部のエピタ
キシャル層２表面近傍にヒ素イオン層Ａｓ工が形成され
るのである。

第３６図に示す工程の後に、前記ヒ素イオン層Ａｓ工に
引き伸し拡散を施し半導体領域１１を形成する。そして
、全面にウォッシュ（Ｗａｓｈ　）によるエツチングを
施すと、ビット領域の半導体領域１．１の表面が露出し
てコンタクトホールが形成され、第３７図に示すように
なる。

第３７図に示す工程の後に、第３８図に示すように、コ
ンタクトホールを介して半導体領域１１に接続するよう
に、ビット線１０を形成する。このビット線１０は、ア
ルミニウムの蒸着で１μｍ程度形成し、バターニングし
てやればよい。

さらに、第３８図に示す工程の後に、全面にリンシリケ
ートガラスの絶縁膜９を形成する。この絶縁膜９は、Ｏ
ＶＤ法などによって１μｍ程度の厚さで形成すればよい
。この後、延在するワード線７上であって、かつ、該ワ
ード線と直交する容量電極６上の絶縁膜８および絶縁膜
９の一部を除去し、ワード線７と後に形成される上部配
線との接続孔（以下、ヌル−ホールという）１４を形成
する（第４０図参照）。このヌル−ホールを介して、ワ
ード線７と接続するように、しく１えばアルミニウムか
らなる低抵抗材料の低抵抗配＃１５’ｉワード線７の延
在方向と同一の方向に形成すると、第３９図および第４
０図に示すようになる。この低抵抗配線１５は、アルミ
ニウムを蒸着によって１μｍ程度形成し、パターニング
してやればよい。

また、低抵抗配置１１９１５の材料としては、その他の
導電性材料を用いてもよい。

これら一連の工程によって、本実施例のＤＲＡＭメモリ
セルＭ−Ｃ！ＫＬは完成する。また、この後に、保護膜
となる絶縁膜などを形成してもよい。

なお、本第４実施例における例１えは使用材料等の種々
の変形例）は、第１製造方法に迩する。

本第４実施例ＩのＤＲＡＭメモリセルＭ−ＯＦｉＬの第
４１！！’造方法によれば、コンタクトホールのビット
線とゲート電極との層間絶縁膜を１層の絶縁膜で形成し
、保護膜となるリンシリケートガラスの絶縁膜をビット
線の上部に形成したことによって、第１製造方法によれ
コンタクトホール部分の眉間絶縁膜よシも薄く形成する
ことができる。従って、第１ｆＢ造方法によるメモリセ
ルＭ−ＯＦ：Ｌの大きさ１に縮小でき、集積度をさらに
向上することができる。

また、延在するワード線と同一方向にワード線よシも低
い抵抗値を有する低抵抗配線を形成し、ワード線と低抵
抗配線を接続したことによって、ワード線の抵抗を低減
することができる。これによって、ゲート電極の動作速
度を向上し、かつ、ゲート電極の動作時間を平均化する
ことができる。

次に、第４１図に本発明の第５実施例１であるＤＲＡＭ
メモリセルＭ−ＯＥＬを構成したときの飼視部分断面図
を示す。

本第５実旅例１は、第６図に示した第１実施例１のメモ
リセルＭ−ＯＫＬの集積度をさらに向上させるものであ
る。

第４１図において、５はエピタキシャル層２の表面およ
び溝４の内面を覆うように設けら７１！絶縁膜であり、
この絶縁膜５に囲まれて溝４部分にポリシリコンの容量
電極６が埋込まれている。第６図に示した第１実施気Ｉ
の容量型、極６と異なり、本第５実＃例の容量電極６は
ほぼ完全に工○チップ内部に埋込まれている。第４１図
の左側の断面図に示すように、容量電極６の上部と一方
向に延在するゲート電極およびワード線７の端部とが、
絶縁膜５を介して重なり、容量電極６とゲート電極７と
が機能を有するようになっている。１μｍプロセスにお
いては、そのマスク合せ最大許容誤差寸法が±０５ｍμ
であシ、容量電極６に対してゲート電極およびワード線
７にズレが生じ、上記２者に重なりが生じない場合があ
シ得る。この場合には、半導体領域１１の形成と同時に
、上記２者をマスクとしてこの間のエピタキシャル層２
に半導体領域を自己整合で形成するように々っている。

従って、マスクズレによる上記２者がズしても動作不良
を生ずることはない。

本第５実施しＩＩのＤＲＡＭメモリセルＭ−ＯＩＬは、
前述した全ての製造方法に適用でき、各製造方法の各々
の工程とほぼ同様の工程によって形成さｎる。たたし、
容量電極６の形成においては、該容量電極となるポリシ
リコンを全面に形成した後、エピタキシャル層２上のポ
リシリコンを除去し、溝４内部のポリシリコンのみを残
すようにすねばよＬ／）。

なお、本第５実施例における例Ｉえは使用材料等の種々
の変形例１は、第１〜造方法に漁する。

本第５実１＄例のＤＲＡＭメモリセルＭ−ＣＥＬによれ
ば、第６図に示すメモリセルＭ−ＯＥＬの、容量電極と
ゲート電極およびワード線の端部が重なり機能を有する
ために設けた容量電極の一部がエピタキシャル層上に延
在する領域を除去し、マスクズレが生じた場合は、上記
２者をマスクとして半導体領域を形成し、動作不良を防
止することができる。これによって、第６図に示すメモ
リセルＭ−ＯＦｉＬよりも、容量電極とゲート電極およ
びワード線との重なシのために必要な容量電極の一部が
延在した領域骨だけメモリセルＭ−ＯＫＬを縮小するこ
とができる。従って、集積度をさらに向上することがで
きる。

また、容量電極の一部が延在した領域を除去することに
よって、ＩＣチップ上に形成する配線。

絶縁膜等の層数を低減することができる。これによって
、層数が増加するとともに成長する起伏を防止すること
ができ、平坦度を向上することができる。従って、急峻
な起伏によって生ずる金属配線等のカバレンチを向上し
、信頼性を向上させることができる。

次に、第４２図に本発明の第６実施例１に従ってＤＲＡ
ＭメモリセルＭ−ＯＥＬを構成したときの舶視部分断面
図、第４３図および第４４図にその製造方法を説明する
ための各製造工程における要部断面図を示す。

本第６実旅例は、容量電極を接地（アーク）電位とした
場合のものであり、算４１図に示す実施し１１に適用し
たものである。

第４２図において、１６は容量電極６の側面近傍のエピ
タキシャル層２内に設けられｆｃｎ　　ｍノ容′ｌｊｔ
屯荷蓄積頭域である。一般的には、容量電極６にＶ。０
の電圧金印加し、該印加によって容量曹Ｓ６の側面近傍
のエピタキシャル層２内に反転層重りを形成し、該反転
層重りに情報となる電、荷を蓄積してい友。しかしなが
ら、今日においては、容量電極６を接地電位とすること
が用いられている。このために、第４１図に示すメモリ
セルＭ　−０ＫＬでは反転層重りが形成さねない。従っ
て、容量電荷蓄積領域１６は、容量電極６が接地電位で
ある場合に雷、荷を蓄積し得るように々っている。

第４２図に示すような、ＤＲＡＭメモリセルＭ−ＣＥＬ
を形成するには、第４３図および第４４図に示すような
工程を、前記第１製造方法〜第４製造方法のいずれかに
付加すればよい。

本第６実旋例を第１製造方法に適用しｆＣ場合について
説明する。

第１製造方法の第９図に示す工程の後に、ホトレジスト
からなるマスク３を用いて異方性のドライエツチングを
する。このドライエツチングによって、第１１９造方法
と同様のＵＱ！Ｉの溝４を形成すると、第４３図に示す
ようになる。

さらに、マスク３を耐熱処理のためのマスクとして用い
て、ｎ＋型の不純物イオンを溝４の露出する側面からエ
ピタキシャル層２内に熱拡散によって拡散し、ｎ＋型の
容量電荷蓄積領域１６を形成する。熱拡散は８５０℃程
度の温度でよい。この容量電荷蓄積領域１６の溝４側面
からの深さは０３μｍ稈度で、ヒ素イオンを用い、その
不純物濃度はｔｘｉｏ”原子個／　ｒ、ｒ／１程度あハ
ばよい。

また、この形成と同時に溝４の露出した部分を器うよう
に、二酸化シリコンの絶縁膜５が形成されると、第４４
図に示すようになる。また、容量電荷蓄積領域１６は、
エピタキシャル層２内にしか形成されないようになって
いる。これは、半導体基板ｌの部分では、その不純物と
容量電荷蓄積領域１６の不純物が互いに打消し合うから
である。

第４４図に示す工程の後に、マスク３および絶縁膜５を
除去し、第１！！！造方法の第１１図以後に示す工程、
および、第４１図に示す実施例１の形成工程を適用すわ
ばよい。

これら一連の工程によって、本第６実施例１のｐＲＡＭ
メモリセルＭ−ＯＦｉＬは完成する。また、この後に保
Ｗ給膜となる絶縁膜などに形成してもよい。

なお、本第６実施例における例１えは使用材料等の種々
の変形例１は、第１ｆＪｉＪ造方法に章する。

また、木実施色１の容量電荷蓄積領域の不純物としてヒ
素イオンを用いたが、リンイオンを用いて形成してもよ
い。

本第６実施例１のＤＲＡＭメモリセルＭ−０１ＥＬによ
ｎば、容量電極側面近傍のエピタキシャル層内に、ＩＣ
チップと反対導電型の不純物で、かつ、その不純物濃度
が比較的高い容量電荷蓄積領域を備えることができる。

従って、容量電極を接地電位としても、該容量電極側面
部に電荷を蓄積することができ、メモリセルＭ−ＯＦ！
Ｌを動作させることができる。

次に、第４５図に本発明の第７実施例１に従って、ＤＲ
ＡＭメモリセルＭ−ＯＥＬを構成したときの側視部分断
面図、第４６図および第４７図にその製造方法を説明す
るための各製造工程における要部断面図を示す。

本第７実施例１は、第４２図と同様に容量電極を接地電
位とした場合のもので、第４１図に示す実施例ＩＫ適用
したものであり、半導体基板からなるＩＣチップに適用
したものである。

第４５図において、ｌはシリコン却結晶からなるｐ型の
半導体基板である。１６は第４２図に示すものと同様な
ｎ＋型の容量電荷蓄積領域である。

１７は容量電極６底部の半導体基板１内に絶縁膜５を介
して設けたｐ　型のチャンネルストツノ（領域である。

このチャンネルスト・ソバ領域１７は、隣接するメモリ
セルＭ−ＯＷＬ間の分離をよシ完全にするものである。

前述したＩＣチップは、不純物濃度の異なる半導体基板
１とエピタキシャル層２とによって、隣接するメモリセ
ルＭ−ＯＥＬ間の分離を施していた。しかしながら、本
実施例においては、容量電極６の底部を含めｆｃ側面近
傍の半導体基板ｌ内に反転層が形成される。これによっ
て、隣接するメモリセルＭ−ＯＫＬ間の分離は施されず
、導通してしまう。このために、チャンネルストッパ領
域１７を設け、容量電極６の底部でメモリセルＭ−ＯＦ
ｉＬ間の分離をするようにしたものである。

第４５図に示すような、ＤＲＡＭメモリセルＭ−ＣＥＬ
を形成するには、第４６図および第４７図に示すような
工程を、前記第１製造方法〜第４製造方法のいずれかに
付加すればよい。

本第７実施例Ｉを第１１１！ｌ造方法に適用した場合に
ついて説明する。

第１製造方法の前程条件は同様とする。まず、シリコン
却結晶からなるｐ型の半導体基板ｌを用意する。この半
導体基板１は、ｐ型の不純物であるボロンイオンを有し
、その濃度はｔｘｉｏ１５原子個／−程度でよい。

半導体基板１上にホトレジストを形成し、隣接するメモ
リセルＭ−ＯＦｉＬ間を分離し、かつ、容量電極が埋め
込まれる後の工程によって形成される溝上の前記ホトレ
ジストを除去し、耐エツチング、耐熱処理および耐イオ
ン打込みのためのマスク３を形成する。このマスク３の
スペースハ、１μｍ程度でよい。

このマスク３を用いて半導体基板ｌに異方性のドライエ
ツチングを施す。このドライエ・ソチングによってＩｐ
ｍ８度の幅な有するＵ型の溝４を形成する。溝４の深さ
は、第ｔＢ１ｉ造方法に示す実施ｐＢ＋と同様に３μｍ
程度でよい。

さらに、マスク３を耐熱処理のためのマスクとして用い
て、ｎ　型の不純物イオンを溝４の露出する側面および
底面から半導体基板１内に８５０℃程度の濃度の熱拡散
によって拡散し、ｎ＋型の容量市荷蓄積仰域１６を形成
する。この容量電荷蓄積領域１６の溝４側面および底部
からの深さは０．３μｍ程度で、ヒ素イオンを用い、そ
の不純物濃度はｌ　Ｘ　１０１９原子１固／ｄ程度でよ
い。

また、この形成と同時に溝４の露出した部分を覆うよう
に、二酸化シリコンの絶縁膜５が形成されると、第４６
図に示すようになる。

第４６図に示す工程の後に、マスク３を耐イオン打込み
のためのマスクとして用い、隣接するメモリセルＭ−Ｏ
ＦｉＬ間を分離するためにｐ　型の不純物イオンをイオ
ン注入法によって打込む。このイオン注入法は、３０〜
７０〔ＫθＶ〕のエネルギで、ｌＸｌ０１４原子個／ｄ
のボロンイオンを打込めばよい。この後、打込１れた不
純物イオンを引き伸し、拡散すると溝４の底部に０．！
５ｍμ程度の深さでチャンネルヌトツパ領塚１７が形成
され、第４７図に示すようになる。また、溝４の底部の
半導体基板１は、絶縁膜５を介して不純物イオンが打込
ｔｆｔ、るために、その部分での不純物イオン打込みに
よる損傷は低減される。

第４７図に示す工程の後に、マスク３および絶縁膜５を
除去し、第１製造方法の第１１図以後に示す工程、およ
び、第４１図に示す実施例Ｉの形成工程を適用すればよ
い。

これら一連の工程によって、本第７実施例ＩのＤＲＡＭ
メモリセルＭ−ＯＷＬは完成する。マタ、この後に保護
膜となる絶縁膜などを形成してもよい。

なお、本第７実施気１における例１えは使用劇料等の種
々の変形ｖ！１．１は、第１＆！Ｉ造方法に単する。

本第７実旅気１のＤＲＡＭメモリセルＭ−ＣＫＬによれ
ば、容量電極側面近傍の半導体基板内に、該半導体基板
と反対導電、型の不純物で、かつ、その不純物濃度が比
較的高い容量ｔ２荷蓄積額域を備えることができる。従
って、容量室、椿を接地電位としても、該容筒゛璽極側
面部に電荷を蓄積することができ、メモリセルＭ−ＯＩ
ｉｉＬを動作させることができる。

前述した第１〜第７実旅例１は本発明全オーブン・ビッ
トライン方式に適用した場合について説明したが、以後
本発明をホールプツト・ビットライン方式（２交点方式
）に適用した場合について説明する。

第４８図は、本発明を適用したホールプツト・ピントラ
イン方式のＤＲＡＭＩＣ！のレイアウトパターンを示す
平面図である。この例１では一個のＩＣチップの中でメ
モリアレイＭ−ＡＲＹが８つに分けら１ｙ７ｃいわゆる
８マット方式のＤＲＡＭ工０レイアウトパターンを適用
した場合を示すものである。

第４８図に示すように、複数のメモリセルＭ　−ＣＥＬ
によって構成されｆｃ８つのメモリアレイＭ−ＡＲＹＩ
〜Ｍ−ＡＲＹ８は互いに分離してＩＣチップの中に配置
さｎている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ、とメモリアレイＭ　−ＡＲＹ
２との間には、カラムデコーダ０−ＤＯＲ，が配置さｊ
ている。また、メモリアレイＭ−ＡＲＹ。

とカラムデコーダ（！−ＤＤＲ，との間にはメモリアレ
イＭ−ＡＲＹ、のためのダミーアレイＤ−ＡＲＹ。

およびカラムスイッチａ−ｓｗｌ、が配置されている（
ｌ／２■ｏ。方式においては、ダミーアレイＤ−ＡＲＹ
はない）。一方、メモリアレイＭ−ＡＲＹ２とカラムデ
コーダ０−ＤＯＲ，との間には、メモリアレイＭ−ＡＲ
Ｙ２のためのダミーアレイＤ−Ａ、ＲＹ２およびカラム
スイッチｃ−８Ｗ、、が配置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ、、とメモリアレイＭ−ＡＲＹ
４との間には、カラムデコーダ０−ＤＯＲ。

が配置されている。また、メモリアレイＭ−ＡＲＹ３と
カラムデコーダ０−ＤＯＲ，との−間にはメモリアレイ
Ｍ−ＡＲＹ、のためのダミーアレイＤ−ＡＲＹ。

およびカラムスイッチｃ−８Ｗ、、が配置されている。

一方、メモリアレイＭ−ＡＲＹ４とカラムデコーダ０−
ＤＯＲ２との間にはメモリアレイＭ−ＡＲＹ４のための
ダミーアレイＤ−ＡＲＹ４およびカラムヌイソチ〇−日
Ｗｌｌが配置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ５とメモリアレイＭ−ＡＲＹ６
との間には、カラムデコーダ０−ＤＯＲ。

が配置されている。マタ、メモリアレイＭ−ＡＲＹ、と
カラムデコーダＯ−Ｄ　ＯＲ，との間にはメモリアレイ
Ｍ−ＡＲＹ１１のためのダミーアレイＤ−ＡＲＹ５およ
びカラムスイッチｃ−８Ｗ、、が配置されている。一方
、メモリアレイＭ−ＡＲＹ６とカラムデコーダ０−ＤＣ
Ｒ３との間にはメモリアレイＭ−ＡＲＹ６のためのダミ
ーアレイＤ−ＡＲＹ６およびカラムスイッチａ−８Ｗ！
３が配置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ、とメモリアレイＭ−ＡＲＹ８
との間には、カラムデコーダ（！−ＤＯＲ４が配置され
ている。また、メモリアレイＭ　−ＡＲＹ７とカラムデ
コーダ０−ＤＣＲ４との間にはメモリアレイＭ−ＡＲｙ
、のためのダミーアレイＤ−ＡＲＹ７およびカラムスイ
ッチＣ−５Ｗ口が配置されている。一方、メモリアレイ
Ｍ−ＡＲｙ８とカラムデロダ０−ＤＯＲ，との間にはメ
モリアレイｌｆ［−ＡＲＹ。

のためのダミーアレイＤ−ＡＲＹ、およびカラムスイッ
チＣ−５Ｗ２．が配置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ、とメモリアレイＭ−ＡＲＹ３
との間にはそれらのためのロウデコーダＲ−ＤＯＲ，が
、メモリアレイＭ−ＡＲＹ、とメモリアレイ４との間に
はそれ・らのためのロウデコーダＲ−Ｄ’ＯＲ２が、メ
モリアレイＭ−ＡＲＹ６とメモリアレイＭ−ＡＲＹ７と
の間にはそれらのためのロウデコーダＲ−ＤＯＲ，が、
メモリアレイＭ−ＡＲＹ６とメモリアレイＭ−ＡＲＹＲ
との間には七ｎらの几めのロウデコーダＲ−ＤＯＲ４が
それぞれ配置されている。

カラムデコーダ０−ＤＯＲ，、０−ＤＯＲ，とロウデコ
ーダＲ−ＤＯＲ，、Ｒ−ＤＯＲ，にょって取シ囲まれた
位置にカラム・ロウ切換スイッチＣ／Ｒ−日Ｗ１が配置
されている。

一方、カラムデコーダ０−ＤＣＲ，、０−ＤＣＲ４とｏ
＋７デコーダＲ−ＤＣＲ３，Ｒ−ＤＯＲ，にょって取り
囲まれた位置にカラム・ロウ切換スイッチ０／Ｒ−日ｗ
、が配置されている。

メモリアレイＭ−ＡＲＹ、〜Ｍ−ＡＲＹ＠のためのセン
スアンプＥＩＡ、〜８Ａ８が工Ｃチップの左端および右
端に配置されている。

ＩＣチップの上部左側には、データ人力バッファＤ　Ｉ
　Ｂ　、　＋７−ドーライト信号発生回路Ｒ／−Ｗ−８
０、ＲＡ日化号発生回路ＲＡ日−８ＧおよびＲＡＳ系化
号発生回路ＳＧ、が配置されている。そして、これらの
回路に近接してＲＡＳ化号印加）くソドＰ−ＲＡＥＩ、
ＷＴ！ｉ号印加バ・ソドＰ−ＷＦｉ。

データ信号印加パッドＰ−Ｄ１ｎが配置されている。

一方、ＩＣチップの下部右側：には、データ出力バッフ
ァＤＯＢ　、ｃＡｓ＠号発生回路０ＡＥＩ−８Ｇおよび
ＣＡＳ系信号発生回路ＥＩＧ、が配置されている。そし
て、これらの回路に近接してｖ８８電圧供給バツ）Ｐ−
ＶＳｓ、ＯＡ日信号印加ノ＜、、）ｐ−τフこｉ、デー
タ信号取９出し、パ・ントＰ−Ｄｏｕｔおよびアドレス
信号Ａ６の印加ノ（・ンドＰ−Ａ６が配置されている。

ＲＡＳ系信号発生回路ＳＧ、とＯＡ、］系傷信号発生回
路Ｇ、との間にはメインアンプＭＡが配置さ扛ている。

ＲＡＳ系信号発生回路ＳＧ、、ＯＡＳ系信号発生回路８
Ｇ、６るいはメインアンプＭＡ　　のような占有面積の
大きい回路の上部にはｖＢＢ発生回路■ＢＢ−Ｇが配置
されている。

ＩＣチップの下部には、カラムデコーダＣ−ＤＯＲ，に
近接してアドレスバッファＡＤＢが配置されている。そ
して、特にそのＩＣチップの下部左側には、アドレス信
号供給パッドｐ−Ａｏ　、Ｐ−Ａ、、Ｐ−ＡｌおよびＶ
。。電圧供給パッドＰ−ｖｏｏが配置されている。

一方、そのＩＣチップの下部右側には、アドレス信号供
給パッドＰ−Ａ３　　、ｐ−Ａ４　　、Ｐ−Ａ５および
Ｐ−Ａ７が配置されている。

第４９図および第５０図は、第４８図に示すメモリアレ
イＭ−ＡＲＹの要部を等測的に示した回路図である。第
４９図は全てのメモリセルＭ−ＯＥＬが同一である１／
２Ｖｏ、方式を示すものであり、第５０図は複数のメモ
リセルＭ−ＯＢＬＯ中でその一部がダミーセルＤ　−０
，Ｅ　Ｌであるダミーセル方式を示すものである。

第４９図において、ＳＡ、〜ｓＡｎは縦方向に複数個配
置され次センスアンプであり、その−側面から延在する
一対のビット線ＢＬ間の微小な電圧差を増幅するもので
ある。センスアンプＳＡＩの一側面からはピッ）線ＢＬ
１１．　ＢＩＪ、、が延在している。ピット線ＢＬ口は
、ＭＩＳＦＥＴと容量Ｃによって構成されるメモリセル
Ｍｃｌ　　ＩＩ　＋ＭＯ１１２゜・・・・・・の前記Ｍ
工ＳＦＩ！ｉＴのドレイン（またはソース）と接続して
いる。もう一方のビット線ＢＬ目は、メモリセルＭ　Ｏ
ｌ−４龜、ＭＯ監−２２，・・・・・・のＭＩＳＦＥＴ
のドレイン（マタはソース）と接続している。同様に、
センスアンプＳＡ２〜ｓＡｄの各々の一側面から一対の
ビット線が延在しておｐ、各々のメモリセルＭ−ＯＦｉ
ＬのＭＩＳＦＥＴのドレイン（マたはソース）と接続し
でおり、メモリアレイＭ−ＡＲＹの１マツト全構成して
いる。

ＷＬＩＩ　、　ＷＬ１２　、　ＷＬ２ｔ　ｒ　ＷＬ２２
　、”””はワード線で、縦方向のメモリセルＭ　−Ｏ
Ｂ　Ｌと共有のものであり、各々のメモリセルＭ−ＯＥ
Ｌのケート電極と接続している。Ｃは各々のメモリセル
Ｍ　−０ＥＬの容量であり、全てのメモリセルＭ−ＯＥ
Ｌは同一の電荷蓄ｙ量を有する。ｅｗ、〜ＳＷｎはセン
スアンプ８Ａの一側端から延在する一対のピッ）線ＥＬ
間を短絡させるためのスイッチであり、これによってダ
ミーセルＤ−０１１ｉＬ′ｔ−必要トシないようになっ
ている。このスイッチＳＷは、例１λばＭＩＳＦＥＴに
よって構成すればよい。

同図に示すように、センスアンプＳＡの一側面から一対
のビット線ＢＬが同一方向に延在する方式をホールプツ
ト・ビット方式（マタは２交点方式）という。第４８図
に示すレイアウトパターンは、この方式に適したもので
ある。

算５０図は、第４９図に示すｓｗ、〜８Ｗｎを除去して
、メモリセルＭ−ｃＫＬの２分の１の容量を有するダミ
ーセルＤ−０１１１ｆＬ管配置したものである。同図に
おいて、ＤＣｌ　　ｌ　、Ｄｃｌ−２ｒＤｃ２１゜ＤＣ
，、、町、、はダミーセルＤ−ＯＮｊＬである。

ＣＤは各々のダミーセルＤ　−ＯＥＬの容量であシ、メ
モリセルＭ−ＯＥＬのＩＩは２分の１の電荷蓄積量會有
するようになって因る。

第５１図〜第５４図は、本発明の第８．第９実＃　９ｉ
Ｑに従ったホールデッド・ビットライン方式ＤＲＡＭの
構造を説明するための櫃要図である。

第５１図は、本発明の第８実施例によｐ、前述したホー
ルデッド・ビットライン方式にしたがって、ＤＲＡＭメ
モリアレイＭ−ＡＲＹ’ｉ構成したときの平面図であシ
、その要部を示したものである。なお、説明を容易にす
るために、各配線間の絶縁膜などは図示していない。

図中、右側にお込て、工Ｃチヴブ１．２上に複数個のセ
ンスアンプＥＴＡが縦方向に配置さｎている。１つのセ
ンスアンプＳＡの一側面からは、一対のビット線ｌＯが
「１一方向に延在している。ビット線１０の材料は、前
述の実Ｍ　Ｐ、！　２同様に、アルミニウム、ポリシリ
コン等を用いればよい。

図中、左側はメモリアレイＭ−ＡＲＹの一部分を示した
ものである。１つのメモリセルＭ−ＯＥＬは点線によっ
て囲まれ皮部分である。

第４９図、第５０図の回路図および第５１図に示すよう
に、センスアンプｆｌｌＡの一側面から延在する行状に
設けられた一対のビットｉ！！１１０と列状に設けらね
たワードａ７とから＊ｉさｆ′Ｌ７′ｃメモリアレイＭ
−ＡＲＹにおいて、−灼のビット線１０と一対のワード
線７とが交差して形成する４つの交差位置のうち、一方
のビット線１０と一方のワード線７とが交差する位置と
、他方のビット線１０と他方のワード線７とが交差する
位置との２つの交差部にメモリセルＭ−ＯＥＬが配置さ
れている。

同図に示すように、本第８実施例においては、メモリセ
ルＭ−ＯＸＬおよびゲート電極７の形状を８角形とし、
列状に設けられた隣接するワード９７間の接触を防止し
、かつ、ワード線７の幅を太くすることができるように
なっている。このワード線７０幅を太くすることによっ
て、ワード線７の抵抗値が小さくなシ、ワードＩｗ７に
接続されているメモリセルＭ−（３ＫＬのゲート電極の
動作速度が向上される。また、ゲートＩＩＥ極７が８角
形になることによって、容ｆｔ極６と半導体領域１１間
のゲート長が平均化さｎる。従って、この部分での電流
分布および相互インダクタンスが平均化され、メモリセ
ルＭ−ＯＥｉＬの信頼性を向上することができる。

さらに、ゲート長を均一にするには、第５２図の第９実
施レリに示すように、ゲート電極７の中央部、半導体領
域（図示してぃなＬ／’１）、およびコンタクトホール
などを８角形に形成し、メモリセルＭ−ＯＢＬとの灼辺
が平行になるように設ければよい。これによって、ゲー
ト長を平均化することができ、さらに信頼性を向上する
ことができる。

才た、本第８．第９実施例においては、メモリセルＭ−
ＯＥＬ等の形状を８角形としたが、他の多角形−ｔｉは
円形としてもよい。

第５３図は、上記第８．第９実施気１に従っｆｒ、、Ｄ
ＲＡ　Ｍ　メモリー（＝ルＭ−ＯＫＬ’ｉ構成するため
に、ＩＣチップに設ける溝を説明するための舶親部分断
狗図である。

同図に示すように、溝４は、気１えば１μｍの幅でＩＣ
チップ上に設けられている。この溝４によって、メモリ
セルＭ−ＯＩＬとなる８角形の島領域と、該島領域によ
って囲まれた方形状の島領域１８が形成されるようにな
っている。この島領域１８は、溝４の幅を平均化し、容
量電ａｉを設けたときの電荷蓄積量を平均化するもので
ある。また、島領域１８上に設けられるワード線、ビッ
ト線あるいは各層間給縁膜などの陥没を防止するように
なっている。

第５４図は、第５３図に示すＩＣチップを用いて、本発
明の第８実旅気Ｉに従ってメモリアレイＭ−ＡＲＹを構
成したときのＮ？ｆｆ部分断面図である。

第５４図は、第６図に示す実施例１とほぼ同様であり、
その説明は省略する。また、本実１＄例１の動作につい
ても、１／２■ｏ。方式およびダミーセル方式が適用で
き、第６図に示す実！　１１１１．１と同様であるので
、その説明は省略する。

さらに、前記オープン・ビットライン方式において説明
した製造方法等の全ての実Ｍｉ例１は、本ホールプツト
・ビットライン方式に適用できる。例Ｉえば、第１Ｏ実
ｔＩｆｊ例として、第５５図に示すように、上記した第
４０図の第４実施例：に示すように低抵抗配線１５を設
け、該低抵抗配ａ１５をスルーホール１４を介してワー
ド線７と接続してもよい。また、本第１０実施例による
ワード線７は太い幅を備えているので、低抵抗配線との
接続が容易できるようになっている。

なお、本発明は、前記実＃例Ｉに限定されることなく、
その要旨を変更しない範囲において種々変更し得ること
は勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、次に示すよう々
効果を得ることができる。

（１）　　ＩＣチップにその上面部から内部に延在しか
つメモリセルを構成するためにＩＣチップ上部を区画し
て他のメモリセルと分離するような溝を設け、該溝に容
量電極を設けることによってその側面部分のＩＣチップ
内に電荷蓄積領域金偏え、その部分に電荷を蓄積、する
ことができる。

これによって、メモリセルは　ＩＣチップ上部での占有
面積を増加することなく、容量電極がＩＣチップ内部に
延在する度合により電荷蓄積量を向上することができる
。

従って、メモリセルはＩＣチップ上部での占有面積を縮
小しても、電荷蓄積量の保持または向上が容易にでき、
がっ、Ｘａチップ上部におけるメモリセル間の分離に要
するその占有面積を必要とし々〈なシ、メモリセルの集
積度を向上することができる。

（２）　　メモリセルのゲート電極は、一方向の隣接す
るメモリセルのゲート電極と接続するように設けてワー
ド線を構成し、該ワード線の幅をメモリセル幅に近似す
るような寸法に形成することができる。

従って、従来のワード線に対して幅寸法の増加したワー
ド線を備えることができ、これによってワード線の抵抗
値を低減し、ゲート電極の動作速度を向上することがで
きる。また、これによって、グー）！極の動作時間の平
均（ＩＺｋ向上することもできる。

（３）一方向に延在するワード線の上部に、それと同一
方向で、かつ、ワード線よシも抵抗値の低い低抵抗配線
を備え、用足の位置においてワード線と低抵抗配線全接
続することができる。これによって、ワード線の抵抗値
を便沖し、ゲート電極の動作速度を向上し、かつ、ゲー
ト置物の動作時間の平均化を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるＤＲＡＭＩＣのレイアウ
トパターンを示す平面図、第２図および第３図は、第１図に示すＤＲＡＭＩＣのメ
モリアレイ部ケ示す等価回路図、第４図〜第１９図は、
本発明の第１実施輿１に従ったＤＲＡＭ’ＩＣを説明す
るための図であり、第４図はＤＲＡＭＩＣのメモリアレ
イの装部に示す平面図、笑５図は第４図に示すメモリア
レイのメモリセル間を分離するための溝を示す胴視部分
断面図、第６図は第４図に示すメモリアレイの要部を示
す前祝部分断面図、第７図〜第９図、第１０図（Ｂ）〜第１７図（Ｂ）は、
上記第４回に示す本発明の第１実施例に基づくメモリプ
レイ金製造するための製造方法を示す各工程１面図、第
１０図（Ｎ〜箱１７図（イ））は上記詰１０図（Ｂ）〜
第１７図（Ｂｌ）の各断面に対応する平面図、第１８図
および第１９図は、本発明の第１実施９＋１におけるダ
ミーセルの製造方法を示す断面図、第２０図〜第２５図
は、本発明の第２実施−Ｉに従ったＤＲＡＭＩＣの製造
方法を示す工程断面図、第２６図〜第３３図は、本発明
の第３実施例１に従っｆｃＤＲＡＭＩＣの製造方法デポ
す工程断面図、第３４図〜第４０図は、本発明の第４実
施例１に従ったＤＲＡＭＩＣを説明するための図であり
、第３４図〜第３９図は、第４実施例１の製造方法を示
す工程断面図、第４０図は、第４実施例によって構成さ
れたＤＲＡＭＩＯの側視部分断面図、第４１図は、本発
明の第５実飽例に従ったＤＲＡＭＩＣの舶親部分断面図
、第４２図〜第４４図は、本発明の第６実＃　１Ｍ、ｌ　
Ｋ従っ７’（ＤＲＡＭ工Ｏｔ−説明するための図であり
、第４２図は、第６実施例１のＤＲＡＭＩ０の酬視部分
断面図、第４３図及び第４４図は上記第４２図に示すＤ
ＲＡＭＩＯの製造方法を示す断面図、第４５図〜第４７
図は、本発明の第７実施例１を説明する図であり、第４
５図は、第７実＃例１のＤＲＡＭＩＣの刺視部分断面図
、第４６図及び７４７図は上記第４５図に示すＤＲＡＭ
ＩＣの製造方法を示す断面図、第４８図は、本発明が適用されるＤＲＡＭＩ　Ｏのレイ
アウトパターンを示す平面図、第４９図および第５０図は、第４８図に示すＤＲＡＭＩ
　Ｏのメモリアレイ部を示す等価回路図、第５１図は、
本発明の第８実施例１に従っ７’ＣＤＲＡＭＩ　Ｃの平
面図、第５２図は、本発明の第９実施例１に従っりＤＲＡＭＩ
Ｃの平面図、第５３図は、上記第８．第９実旅例１に従ってＤＲＡＭ
ＩＯ’ｘｆＡ造する場合にＩＣチップに設ける溝を示す
前駅部分断面図、第５４図は、上記第８実旅例１に従つｆｃＤＲＡＭＩＣ
の沼親部分断面図、第５５図は、本発明の第１０実＃例１に従ったＤＲＡＭ
ＩＣの平面図である。図中、ｌ・・・半導体基板、２・・・エビタキンヤル層
、３・・・マスク、４・・・溝、５．５Ａ、８．９．１
３・・・絶縁膜、６・・・容量ｗｒ極、７・・・ゲート
電極およびワード線、１０・・・ビット線、１１・・・
半導体領域、１２・・・接続部、１４・・・スルーホー
ル、１５・・・低抵抗配線、１６・・・容量電荷蓄積領
域、１７・・・チャンネルストッパ、１８・・・島佃域
である。第　　２　図〈Ｍ−ＡＦＹ、ン　　　　　　　　　　　　　＜Ｍ−Ａ
Ｉ？ル〉第　　３　　図＜Ｍ−Ａ　ＲＹｔ＞　　　　　　　　　　　＜Ｍ−Ａ　
Ａ’Ｙｚン第　　７　図／第　　８　図第　　９　図第１０図（Ｂ）４　　　　　　　　　グ１Ｘ」〜　　　　　　　　　　　＼２６４− 第１７図（８）第２０図第２１図第２２図第２３図第２４図第２５図第２６図第２７図第３４図第３５図第３６図第３７図第４８図第４９図〈、イ〜ＡｇＹンシニアリング株式会社小平市上水本町１４７９番地

Claims

【特許請求の範囲】１　基板上に設けられた少なくとも１つの素子が、基板
に島領域を構成するように設けられた溝と、該溝部に第
１絶縁膜を介して設けられた第１導電。体と、該第１導電体の一部と第２絶縁膜を弁してその一
端が接するように、かつ、中央部以外の島領域を第２？
縁膜？弁して覆うように設けられた第２導電体と、島領
域の中央部の基板に設けられた半導体領域と、該半導体
領域と接続し、がっ、第２導電体？罹う第３絶縁膜？弁
して設けられた第３導電体とを備λたことを特徴とした
半導体装置。２、基板上に設けられた少なくとも１つの素子が、基板
に島領域ケ構成するように設けられた渦と、杉溝部に第
１絶縁膜ゲ弁して設けられた第１導蓋体と、該第１導電
体の一部と第２絶縁膜？弁してその一端が接するように
、かつ、中央部以外の島領域ケ第２絶縁膜？弁して覆う
ように設けられた第２導電体と、島領Ｗの中央部の基板
に設けられた半導体領域と、該半導体領域と接続し、か
つ、第２導電＃會覆う第３絶縁膜を介して設けらｊた第
３導電体と、第１導市体上の所定の位置の第３絶縁膜お
よび第３導電体上の第４記・縁膜の一部を除去して設け
られた孔と、該孔を弁して第２導電体と接続しかつ第４
絶縁膜會弁Ｌ７て設けられた第４導電体と會備えたこと
を特徴とした半導体装置っ３、基板上に設けられた少な
くとも１つの素子が、基板に島領域を構成するように設
けられた溝と、該溝の側部の基板内に設けられた該基板
と反対導電型の拡散領域、またはその徒に溝の底部に設
けられた素子分離領域と、該溝部に第１絶縁膜をブトし
て設けられた第１導電１体と、該第１導電体の一部と第
２絶縁膜を介してその一端が接するように、かつ、中央
部以外の島領域を第２絶縁膜ケブトして葎うように設け
られた第２導電１体と、島領域の中央部の基板に設けら
れた半導体領域と、該半導体領域と接続し、かつ、第２
導電体ケ覆う第３絶縁膜ケブｒして設けられた第３導電
体とを倫ヌたことケ特３−１とした半導体装置。４　基板上部に島領域を構成するようガ溝を形成し、全
面に第１絶縁膜孕形成する工程と、前記溝部分に第１導
甫付會形成し、第１導電体綜外の露出する第１絶縁膜？
除去し、全面に第２絶縁膜會形成する工程と、第１導電
体と機能を有するように第２導電体を形成する工程と、
島領域の中央部の基枳に半導体領域ケ形成し、かつ、全
面に第３、Ｗ”１４１膜を形成する工程と、半導体領域
部上の第３絶縁膜を除去して孔を形成する工程と、該孔
を弁して半導体領域に接続するように第３導電＃葡形成
する工程と會侃スたことを特佃とする半導体装置の製造
方法。５　基板上部に島領域全構成するような溝全形成し、全
ｍ１に第１絶縁膜？形成する工程と、前記溝部分に第１
導電体ヶ形成し、ｍ１導電、体以外の露出する第１絶縁
膜會除去し、全面に第２絶縁膜？形成する工程と、第１
導電体と機能ケ有するように第２導宿体ケ形成しかつそ
れを覆うように第３絶縁膜孕形成する工程と、島領域の
中央部の＠２絶縁膜および第３絶縁膜？除去して孔？形
成し、その部分の基板に半導体領域全形成する工程と、
前記孔を介して半導体領域に接続するように第３導電体
を形成する工程とを備えたことケ特孕とする半導体装置
の製造方法っ６　基板上部に島領域全構成するような清音形成し、全
面に第１絶縁膜を形成する工程と、前記溝部分に第１導
電体ケ形成し、第１導電体以外の露出する第１絶縁膜全
除去し、全面に第２Ｐ縁膜を形成する工程と、第１導電
１体と機能を有するように第２導車＃ケ形成する工程と
、島領域の中央部の露出する算２絶縁膜を除去し、全面
に第３絶縁膜ｒ形成する工程と、島領域の中央部の基板
に半導体領域全形成し、該半導体領域部上の第３絶縁膜
會除去するようにして孔會形成する工程と、該孔ケ弁し
て半導体領域に接続するように第３導電体？形成する工
程と？備えたことケ特徴とする半導体装置の製造方法。７、基板上部に島領域全構成するような清音形成し、全
面に第１絶縁膜？形成する工程と、前記溝部分に第１導
電体ケ形成し、第１導宿体以外の露出する第１？縁膜？
除去し、全面に第２給縁膜會形成する工程と、第１導電
体と機能ケ有するように第２導電体ケ形成する工程と、
島領域の中央部の基板に半導体領域ケ形成し、かつ、全
面に第３絶縁膜を形成する工程と、半導体領域部上の第
３絶縁膜會除去して孔？形成する工程と、該孔？弁して
半導体領域に接続するように第３導電体全形成する工程
と、全面に第４絶縁膜？形成し、所定の位置の第２導電
体上の第３絶縁膜および第４絶縁膜を除去して孔？形成
する工程と、該孔？弁して第２導電体と接続するように
第４導電体を形成する工程と會備えたこと？％徴とする
半導体装置の製造方法。８　基板上部に島領域全構成するような溝を形成し、該
溝の側部の基板内に該基板と反対導電型の拡散領域、！
ｉたはその後に溝の底部に素子分離領域ケ形成し、全面
に第１絶縁膜會形成する工程と、前記溝部分に第１導ｍ
体ケ形成し、第１導電体以外の露出する第１絶縁膜ケ除
去し、全面に第２絶縁膜を形成する工程と、第１導電体
と機能を有するように第２導電体を形成する工程と、島
領域の中央部の基板に半導体領域ケ形成し、かつ、全面
に第３絶縁膜會゛形成する工程と、半導体領域部上の第
３絶縁膜ケ除去して孔を形成する工程と、該孔を介して
半導体領域に接続するように第３導電体？形成する工程
とケ備えたこと’ｒｔｖｆ（Ｉｆｆとする半導体装置の
製造方法。