JPS59151453A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS59151453A
JPS59151453A JP58025795A JP2579583A JPS59151453A JP S59151453 A JPS59151453 A JP S59151453A JP 58025795 A JP58025795 A JP 58025795A JP 2579583 A JP2579583 A JP 2579583A JP S59151453 A JPS59151453 A JP S59151453A
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region
transistor
layer
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cell
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Hidemi Ishiuchi
秀美 石内
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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

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To operate the semiconductor stably, and to miniaturize a cell by forming a region combining a source in a transistor for writing and a gate electrode in a transistor for reading. CONSTITUTION:Gate insulating films 53a, 53b are formed in a cell region in a P type semiconductor substrate 51, and a gate electrode 54 in a first transistor TR exclusive for writing and a semiconductor layer 55 as source-drain in a second TR are formed. An inversion layer 58 is formed on the surface of the substrate 51 under the film 53b so as to be opposed to the layer 55. A drain 56 and a source 57 in the first TR are formed to the substrate 51 while using the electrode 54 and the layer 55 as masks. Impurity regions 55a, 55b are formed at both end sections of the layer 55. The drain 56 is connected to a writing bit wire WB, and the region 55a is connected to a reading bit wire RB. The layer 55 is a section functioning as an element region in the second TR, the regions 55a, 55b each serve as a source and a drain, and the layer 58 functions as a gate electrode. According to the constitution, an element isolation region is unnecessitated, and operation is also stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は□ダイナミックメモリセルとして使用される
半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a semiconductor device used as a dynamic memory cell.

〔発明の技術的背景トチの問題点〕[Technical background of the invention Problems with Tochi]

従来、MO8fiダイナミックメモリのメモリセルとし
ては第1図に示すようなビット線12と、”7−)’線
I!:との交叉位置にMO8型電界効果トランジスタ1
3と、キャノ母シタ14を接続□したセルが多く使用さ
れている。とのようなメモリセルでi1キャΔシタ14
に蓄えられる電界の有無に□よシ情報を記憶する。すな
わち、キャパシタ14に電荷がある状態が状態@ l’
 #、キャパシタ14に電荷がない状態が状態“O″左
な□る1   ′ とあメモリセルに情報を書き込む場合にはワード線1z
に特定の電位を与えてMO8型電界効果トラン、ジス月
3を導通状態にし、ビット線12の電位をキャノ4シタ
14の一方の電極に与え、MO8’型電界効果トランジ
スタ13を遮断状態にする。       。
Conventionally, as a memory cell of an MO8fi dynamic memory, an MO8 type field effect transistor 1 is installed at the intersection of a bit line 12 and a "7-)' line I!: as shown in FIG.
3 and a cell in which a capacitor 14 is connected are often used. i1 capacitor 14 in a memory cell such as
Information is stored depending on the presence or absence of an electric field stored in the □. In other words, the state where the capacitor 14 is charged is the state @l'
#, the state where there is no charge in the capacitor 14 is the state "O" left □ru1' To write information to the memory cell, the word line 1z
A specific potential is applied to the MO8 type field effect transistor 3 to make it conductive, and the potential of the bit line 12 is applied to one electrode of the capacitor 14 to make the MO8' type field effect transistor 13 to be cut off. . .

一方このメモリセルから情報を読み出す際は、あらかじ
めビット線1Bを既′知の電位(例えば接地電位)にし
たのち、MO8型電界効果トランジスタ13を導電状態
にし、その後、ビット線12の電位の変−を検出してキ
ャノfシタ14における電荷の蓄積を判定する。
On the other hand, when reading information from this memory cell, the bit line 1B is set to a known potential (for example, ground potential), the MO8 field effect transistor 13 is made conductive, and then the potential of the bit line 12 is changed. - is detected to determine the accumulation of charge in the canopy sensor 14.

このよ□うなメモリ゛セルにおいては、ビット線12の
浮遊容量9Bがキャ/Vシタ14の容量CBK比らべて
大きく、CB/c8は10〜20程度ある。とのため、
情報の書き込み電圧が数V程度であったとしても、情報
を読み出す際のビット線I2の信号量はせいぜい数百m
Vにしかならず、この差を検出するためには高感度のセ
ンスアンプが必要となると共にメモリの動作がノイズ等
に対して弱くなシネ安定となる欠点がある。
In such a memory cell, the stray capacitance 9B of the bit line 12 is larger than the capacitance CBK of the capacitor 14, and CB/c8 is about 10 to 20. Because of that,
Even if the information writing voltage is on the order of several volts, the signal amount on the bit line I2 when reading information is at most several hundred meters.
However, in order to detect this difference, a highly sensitive sense amplifier is required, and the operation of the memory is weak against noise and is cine-stable.

しかも、メモリの集積度を増すと、CB/csも増すた
め、ビット線1zの信号量はさらに減少してしまう。
Furthermore, as the degree of integration of the memory increases, CB/cs also increases, which further reduces the signal amount on the bit line 1z.

上記のような問題点の解決策として第2図で示すような
2つのMOS )ランジスタ(以下単にトランジスタと
いう)を用いたセルが知られている。ことに21は書き
込みワード線、22は読み出しワード線、23は書き込
みビット線、24は読み出しビット線であり25は書き
込み専用の第1のトランジスタ、26は読み出し専用の
第2のトランジスタ、27は主に第2のトランジスタの
f−)電極と半導体基板間の容量からなる浮遊容量で、
ζこで電荷を蓄積し情報を記憶する。
As a solution to the above problems, a cell using two MOS transistors (hereinafter simply referred to as transistors) as shown in FIG. 2 is known. In particular, 21 is a write word line, 22 is a read word line, 23 is a write bit line, 24 is a read bit line, 25 is a first transistor for writing only, 26 is a second transistor for reading only, 27 is a main transistor. is the stray capacitance consisting of the capacitance between the f-) electrode of the second transistor and the semiconductor substrate,
ζ Accumulates charge and stores information.

この方式のものは、第1図で示したセルに読み出し専用
のトランジスタ26およびそのソース、ドレインとなる
読み出しワード#1122、読み出しビット線24を追
加したもので、セルへの情報の書き込みは、第1図のセ
ルと同様で、第1のトランジスタ26を導通状態にし、
書き込みビット線23の電位を、浮遊容Jffk27の
一方の電極に与え、第1のトランジスタ25を遮断状態
にして、浮遊容量27に電荷を蓄える。
In this type of cell, a read-only transistor 26, a read word #1122 serving as the source and drain, and a read bit line 24 are added to the cell shown in FIG. Similar to the cell shown in FIG. 1, the first transistor 26 is made conductive;
The potential of the write bit line 23 is applied to one electrode of the floating capacitor Jffk 27, the first transistor 25 is turned off, and charge is stored in the floating capacitor 27.

一方、情報の読み出しは、第2のトランジスタ26が導
通しているか否かによって、行う。すなわち浮遊容量2
7に電荷かあ・るかないかによってトランジスタ26の
ダート電位が変化するため、第2のトランジスタ26の
ソース、ドレイン間のコンダクタンスが変化するが、こ
の変化を情報として読み出す。
On the other hand, information is read depending on whether or not the second transistor 26 is conductive. That is, stray capacitance 2
Since the dirt potential of the transistor 26 changes depending on whether there is a charge on the transistor 7, the conductance between the source and drain of the second transistor 26 changes, and this change is read out as information.

ここで、第1図のメモリセルでは、情報の読み出しの際
にキャパシタ14に蓄えられた電荷がビット線11に連
らなる浮遊容量C,に逃げ、記憶内容が消える(破壊さ
れる)が、第2図のメモリセルでは読み出しによっても
記憶内容が破壊されないため、第2図の方式のメモリセ
ルを非破壊読み出し型メモリセルと呼ぶ。そして、読み
出し時にも容量21の電荷を変化させないためビット線
容量が大きい場合でも十分な振幅の信号が得られ、安定
した動作が可能であり、センスアンプも簡単なものにで
きる。
Here, in the memory cell of FIG. 1, when reading information, the charge stored in the capacitor 14 escapes to the stray capacitance C connected to the bit line 11, and the stored content is erased (destroyed). In the memory cell of FIG. 2, the stored contents are not destroyed even when read, so the memory cell of the method shown in FIG. 2 is called a non-destructive readable memory cell. Further, since the charge of the capacitor 21 is not changed during reading, a signal with sufficient amplitude can be obtained even when the bit line capacitance is large, stable operation is possible, and the sense amplifier can be simplified.

5− 第3図には、第2図のメモリセルを半導体基板上に実現
した一例を示す。図において、半導体基板31上にシリ
コン酸化膜から成るゲート絶縁膜30を介して第1のト
ランジスタのダート電極32す々わち書き込みワー、ド
線が形成され、ドレイン33は絶縁膜30mに設けられ
たコ・ンタクトホール34aを介して書き込み♂ット線
35に接続されている。、また、ソース36はコンタク
トホール34b、34e、アルミニウム配線31を介し
て第2のトランジスタのダート電極ssK接続されてお
シ、またとのy −ト電極38と半導体基板31との間
の静電容量が書き込み情報を記憶する浮遊容量(第2図
の27)となる。この第2のトランジスタのドレイン3
9はコンタクトホールj(dを介して読み出しビット線
40に接続し、ソース41はそれ自体が読み出しワード
線となる。なお、セル内の第1および第2のトランジス
タは厚い酸化膜からなる素子分離領域42で分離され、
セル間は下層に反転防止層43aの形成された素子6− 分離領域43によシ分離されている。また、図では、半
導体基板3ノ上の例えば酸化膜やPSG膜(リン硅酸ガ
ラス膜4)などから成る層間絶縁膜などの絶縁膜の詳細
外関係は省略しである。
5- FIG. 3 shows an example in which the memory cell of FIG. 2 is realized on a semiconductor substrate. In the figure, a dirt electrode 32 of a first transistor, that is, a write word and a write line, is formed on a semiconductor substrate 31 via a gate insulating film 30 made of a silicon oxide film, and a drain 33 is provided on an insulating film 30m. It is connected to a write-in line 35 via a contact hole 34a. In addition, the source 36 is connected to the dirt electrode ssK of the second transistor through the contact holes 34b, 34e and the aluminum wiring 31, and the electrostatic charge between the dirt electrode 38 and the semiconductor substrate 31 is reduced. The capacitance becomes a floating capacitance (27 in FIG. 2) that stores write information. The drain 3 of this second transistor
9 is connected to the read bit line 40 through a contact hole j (d), and the source 41 itself becomes a read word line. Note that the first and second transistors in the cell are separated by an element isolation layer made of a thick oxide film. separated by a region 42,
The cells are separated by an element 6-isolation region 43 having an anti-inversion layer 43a formed thereunder. Further, in the figure, details of insulating films such as an interlayer insulating film made of, for example, an oxide film or a PSG film (phosphosilicate glass film 4) on the semiconductor substrate 3 are omitted.

上記のようなメモリセルでは、前記したように、記憶内
容の非破壊読み出しが可能であり、記憶内容を保持する
ための容量部が比較的小さくとも安定に動作させること
ができる。しかしながら、このメモリセルでは2つのト
ランジスタを含み、各々のトランジスタのソース、ドレ
イン領域となる拡散領域が必要で、また、これらのトラ
ンジスタを分離するための素子分離領域42も必要であ
るため、1つのセル当シの平面面積が大きいという欠点
があった。
As described above, in the above memory cell, the stored contents can be read out non-destructively, and even if the capacitor section for holding the stored contents is relatively small, it can be operated stably. However, this memory cell includes two transistors, and requires diffusion regions to serve as the source and drain regions of each transistor, as well as an element isolation region 42 to isolate these transistors. There was a drawback that the planar area of each cell was large.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上記のよう表意に鑑みなされたものでその目
的とするところは、非破・壊読み出しが可能で安定に動
作し、しかも1セル当りの面積の小さい構造を有する半
導体装置を提供し゛、素子の高集積化に寄与せしめよう
とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned idea, and its purpose is to provide a semiconductor device that is capable of non-destructive/destructive readout, operates stably, and has a structure with a small area per cell. This is intended to contribute to higher integration of devices.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち、この発明に係る半導体装置の概要は次のとお
シである。すなわち半導体基板上に書き込み専用の第1
のトランジ゛スタのダート電極(書き込みワード線)を
形成し、そのドレイン、ソースとなる第1の領域(書き
込みピット線)および第2の領域を形成する。この第2
の領域は上記半導体基板と逆導電型のキャリアが存在し
うる萩態の領域であれば、半導体基板と逆導電型の不純
物拡散領域ノセ反転層或いはそれらを組み合わせた領域
のいずれでも良い。続いて第2の領□域の少なくとも一
′部領域上にy −ト絶縁膜を介して半導体層を形成す
る。そして、この半導体層の離間した部位にそれぞれ第
1の不純物領域および第2の不純物領域を形成して、第
1および第2の不純物領域をソース、ドレインとし上記
ダート絶縁膜と対向した第2の領域をr−ト電極とする
読み出し専用の第2のトランジスタを形成する。このよ
うな構造の装置において、上記第2の領域とこの第2の
領域の上部に形成された半導体層との間を情報の保持さ
れる容量部とし、まず、第1のトランジ゛スタを介して
第2の領域に情報に応じた電荷を供給し゛、上記第1の
不純物領域(読み出しピット線)おにするものである。
That is, the outline of the semiconductor device according to the present invention is as follows. In other words, there is a write-only first memory on the semiconductor substrate.
A dirt electrode (write word line) of the transistor is formed, and a first region (write pit line) and a second region which become the drain and source are formed. This second
The region may be a region of the semiconductor substrate, an impurity diffusion region of the opposite conductivity type, an inversion layer, or a combination thereof, as long as it is a region in a hagiform state in which carriers of the conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate can exist. Subsequently, a semiconductor layer is formed on at least a portion of the second □ region with a y-t insulating film interposed therebetween. Then, a first impurity region and a second impurity region are respectively formed in separated parts of this semiconductor layer, and the first and second impurity regions are used as a source and a drain, and a second impurity region is formed opposite to the dirt insulating film. A second read-only transistor is formed in which the region serves as an r-to electrode. In a device having such a structure, the space between the second region and the semiconductor layer formed above the second region is used as a capacitive portion in which information is held, and first, the information is stored through the first transistor. Then, a charge corresponding to the information is supplied to the second region, and the first impurity region (read pit line) is turned on.

         □〔発明の実施例〕 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
4図において比抵抗゛が例えば5Ω儒のP形半導体基板
51の、゛反転防止層sx*f′下層に有する素子分離
領−52′によって分離されたセル領域に、膜厚が例え
ば400’lのダート絶縁膜53m、53bを形成し、
とのf−)絶縁膜53*、53bの離間した部位に書き
込′するソース、ドレインとなる半導体層55を□例え
ば多結晶シリコン層によシ形成する。上記第9− 1のff−)電極54は書き込みワード線WWとなる。
□ [Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 4, a P-type semiconductor substrate 51 having a resistivity of, for example, 5 Ω, has a film thickness of, for example, 400 Ω in a cell region separated by an element isolation region 52′ provided under the inversion prevention layer sx*f′. 1 dirt insulating films 53m and 53b are formed,
and f-) Semiconductor layers 55, which will become sources and drains for writing, are formed using, for example, a polycrystalline silicon layer, in separate parts of the insulating films 53* and 53b. The 9-1st ff-) electrode 54 becomes a write word line WW.

また、上記?−)絶縁膜ssb下の半導体基板51表面
に″は、予めリン、ヒ素等の一板51と逆導電型の不純
物が軽くイオン注入され、反転層58が、上′起生導体
層55と対向するように形成されている。
Also, the above? -) The surface of the semiconductor substrate 51 under the insulating film ssb is lightly ion-implanted with an impurity of conductivity type opposite to that of the plate 51 such as phosphorus or arsenic, and the inversion layer 58 faces the upper conductor layer 55. It is formed to do so.

続いて、これらの第1のダート電極54および半導体層
55をマスクとしたセル7アラ慴ン(′自己整合)技術
によシ半導体基板5ノに、基板51と逆導電視の例えば
ヒ素を拡散し、第1のトランジスタの□ドレイン56、
ソース51を形成する。こむで、上記ソース57は上記
反転層5′8と連結し、基板51と逆型のキャリアすな
わち電子が電゛核伝導にあずかる領域として一体とみな
せる。 □ 続いて□、半導体層′lI5の電気的特性を改善すルタ
め゛に、電子ビーム或いはレーデビームノ照射によるア
ニール□処理を行って半導体層55を単結晶シリコン化
させた後、この単結晶シリコンから成る半導体□層58
−の両端部にヒ素等のn10− 型不純物を選択的に導入し、第1の不純物領域55a1
第2の不純物領域55bを形成する。
Next, using the first dirt electrode 54 and the semiconductor layer 55 as a mask, a cell alignment ('self-alignment) technique is used to diffuse, for example, arsenic into the semiconductor substrate 5 in an electrically conductive manner opposite to that of the substrate 51. □ drain 56 of the first transistor,
A source 51 is formed. The source 57 is connected to the inversion layer 5'8, and can be regarded as an integral region where carriers of the opposite type to the substrate 51, that is, electrons, participate in nuclear conduction. □ Next, in order to improve the electrical characteristics of the semiconductor layer 55, an annealing process using electron beam or radar beam irradiation is performed to convert the semiconductor layer 55 into a single crystal silicon. Semiconductor □ layer 58 consisting of
n10- type impurities such as arsenic are selectively introduced into both ends of the first impurity region 55a1.
A second impurity region 55b is formed.

こむで第2の不純物領域55bはそれ自体で読み出しワ
ード線RWとなる。
The second impurity region 55b itself becomes a read word line RW.

続いて、適宜酸化シリコン規いはリンガラス等から成る
眉間絶縁膜53eを形成した後、コンタクトホール59
&を介して第1のトランジスタのドレイン56を書き込
み♂ット線WBに接続し、また上記半導体層55の第1
の不純物領域55mもコンタクトホール59bを介して
読み出しピット線RBに接続する。なお、第4図におい
ても半導体基板51上に形成される層間絶縁膜などの絶
縁膜の詳細な関係は省略しである。
Subsequently, after forming a glabellar insulating film 53e made of silicon oxide or phosphorus glass as appropriate, contact holes 59 are formed.
The drain 56 of the first transistor is connected to the write-in line WB via &, and the first
The impurity region 55m is also connected to the read pit line RB via the contact hole 59b. Note that, also in FIG. 4, detailed relationships between insulating films such as an interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate 51 are omitted.

ここで、半導体層55は、読み出し専用の第2のトラン
ジスタの素子領域となる部分で、第1の不純物領域55
a、第2の不純物領域ssbがそれぞれソース、ドレイ
ンとなシ、半導体層55下の反転層58がr−、ト電極
、となる。
Here, the semiconductor layer 55 is a portion that becomes the element region of the read-only second transistor, and the first impurity region 55
The a and second impurity regions ssb serve as the source and drain, respectively, and the inversion layer 58 under the semiconductor layer 55 serves as the r- and to-electrodes.

次にこのようなセルの動作について説明する。Next, the operation of such a cell will be explained.

まず、セルに情報を書き込むためには、書き込みピット
線WBを情報のro J 、 r I Jに応じて例え
ばOv或いは5vに固定する。次に第1のトランジスタ
のe−)電極であシかつ書き込みワード線WWを兼ねて
いる第1のr−)電極54の電位を例えば7vに設定し
て第1のトランジスタを導通させる。
First, in order to write information into a cell, the write pit line WB is fixed to, for example, Ov or 5V depending on the information ro J and r I J. Next, the potential of the first r-) electrode 54, which is the e-) electrode of the first transistor and also serves as the write word line WW, is set to, for example, 7V to make the first transistor conductive.

すると、書き込みピット線wnの電位は第1のトランジ
スタのソース57に伝達され、このソース57に連結し
ている反転層58も同電位となる。この後筒1のトラン
ジスタを遮断状態にすれば、半導体層55と反転層58
との間に形成される容量部の反転層58には書き込みピ
ッ)1iWBの電位に応じた電荷が蓄えられ、情報が記
憶される。
Then, the potential of the write pit line wn is transmitted to the source 57 of the first transistor, and the inversion layer 58 connected to this source 57 also has the same potential. After this, if the transistor in the tube 1 is turned off, the semiconductor layer 55 and the inversion layer 58
In the inversion layer 58 of the capacitive part formed between the write pins 1iWB and 1iWB, a charge corresponding to the potential of the write pin 1iWB is stored, and information is stored.

一方、読み出しを行なう場合には、読み出しピット線R
Bと読み出しワードラインRWとの間の電気抵抗を調べ
れば良い。例えば反転層58の電位が5vであ・るとす
ると、第2のトランジスタは導通状態となシ、逆に反転
層58の電位がOvであるとすると、第2のトランジス
タは非導通状態となる。この読み出し動作の際に、反転
層58に蓄えられていた電荷は変化しまいため、いわゆ
る非破壊読み出しが可能であシ、読み出し動作も安定な
ものとなる。
On the other hand, when reading, the read pit line R
It is sufficient to check the electrical resistance between B and the read word line RW. For example, if the potential of the inversion layer 58 is 5V, the second transistor will not be in a conductive state; conversely, if the potential of the inversion layer 58 is Ov, the second transistor will be in a non-conducting state. . During this readout operation, the charges stored in the inversion layer 58 are not changed, so that so-called non-destructive readout is possible, and the readout operation is also stable.

次に第4図のセルの占有面積について述べる。Next, the area occupied by the cell shown in FIG. 4 will be described.

これは、従来の第3図の断、面図と比較して明らかなよ
うに、第4図の装置ではまず、第1のトランジスタと第
2のトランジスタとの間を分離する素子分離領域を必要
とせず、その分セルの小型化が実現できる。また、従来
のものでは、第2のトランジスタのf−)電極38と半
導、体5基板31間の浮遊容量を情報を記憶するための
主な容量部としていた。このため、より安定、な動作を
確保するには?−)電極38.の面積を、かなり広いも
のとしなければならなかった。一方、第4図のセルでは
、第2のトランジスタ、のソース、ドレイン部を含む、
反転層58に対向し4た。1部位の半導体層55全体を
容量部として用いているため、同−設計条件のもとでは
第4図のセ13− ルの方、が容量部面積を広くすることができる。
As is clear from comparison with the conventional cross-sectional view and cross-sectional view of FIG. 3, the device shown in FIG. 4 first requires an element isolation region to separate the first transistor and the second transistor. However, the size of the cell can be reduced accordingly. Further, in the conventional device, the stray capacitance between the f-) electrode 38 of the second transistor and the semiconductor body 5 substrate 31 was used as the main capacitance portion for storing information. How to ensure more stable and stable operation for this? -) Electrode 38. The area had to be made quite large. On the other hand, the cell shown in FIG. 4 includes the source and drain portions of the second transistor.
4 facing the inversion layer 58. Since one portion of the entire semiconductor layer 55 is used as a capacitance section, under the same design conditions, the cell 13 in FIG. 4 can have a larger capacitance section area.

なお、本実施例のものでは、略同−のセル、容量を得る
ために必要なセル面積を、従来の第3図のものに比らべ
約IA〜1/2.5に縮小させるととができ、大幅なメ
モリの高集積化を実現できる。
In addition, in this example, the cell area required to obtain approximately the same cell capacity is reduced to approximately IA to 1/2.5 compared to the conventional cell area shown in FIG. It is possible to realize a significant increase in memory integration.

次に上記の第4図に示すセルの変形例を第5図に示す。Next, FIG. 5 shows a modification of the cell shown in FIG. 4 above.

第5図のセルでは、ホウ素を導入した反転防止層52m
が下層に形成された素子分離領域52によシ分離された
セル領域の一部に例えばイオン注入、によシ反転層58
を形成する。
In the cell shown in FIG. 5, the inversion prevention layer 52m containing boron is
The inversion layer 58 is formed by, for example, ion implantation into a part of the cell region separated by the element isolation region 52 formed in the lower layer.
form.

そし、て、半導体畢板51上にダート絶縁膜53を形成
し、上記反転層58に隣接した領域の上記?−)絶縁膜
5.3上に書き込みワード線WWとなる第1のグー、ト
電極54を形成する。そして、この第1のグー、ト電極
54を挟んで反転層・58の反対側の領域にn型不純物
を拡散し、ドYイン56を形成す、る。さらに、上記反
転層58上には?−)絶縁膜53を介して半導体層55
を形成する。この半導体層55は、一部領14− 域がやや厚い層間絶縁膜53eを介して第1のトランジ
スタのダートとなる第1のダート電極54上に重なるよ
うに形成し、この半導体層55の両端の領域には第2の
トランジスタのソース、ドレインとなる第1および第2
の不純物層55m 、55bを例えばリンやヒ素の導入
により形成する。そして、眉間絶縁膜に形成されたコン
タクトホール59mを介し例えばアルミニウム等から成
る書き込みピット線WBとドレイン56を接続し、同様
にコンタクトホール59bを介し半導体層55の第1の
不純物領域55hと読み出しビット線RBとを接続する
Then, a dirt insulating film 53 is formed on the semiconductor backing plate 51, and the dirt insulating film 53 is formed on the insulating film 53 in the region adjacent to the inversion layer 58. -) Form a first goo electrode 54 to become a write word line WW on the insulating film 5.3. Then, an n-type impurity is diffused into a region on the opposite side of the inversion layer 58 with the first goo electrode 54 interposed therebetween, thereby forming a doin 56. Furthermore, what is on the inversion layer 58? -) Semiconductor layer 55 via insulating film 53
form. This semiconductor layer 55 is formed so that a portion of the region 14 overlaps the first dirt electrode 54 which becomes the dirt of the first transistor via a somewhat thick interlayer insulating film 53e, and both ends of this semiconductor layer 55 are In the region, there are first and second transistors that become the source and drain of the second transistor.
The impurity layers 55m and 55b are formed by introducing phosphorus or arsenic, for example. Then, the write pit line WB made of, for example, aluminum is connected to the drain 56 through a contact hole 59m formed in the glabella insulating film, and similarly, the first impurity region 55h of the semiconductor layer 55 and the read bit are connected through the contact hole 59b. Connect with line RB.

このようなセルは、第4図のセルにおける第1のトラン
ジスタのソース57と第2のトランジスタのダート電極
を反転層58で共用させるようにしたものである。そし
て、半導体層55の読み出しワードラインRWとなる第
2の不純物領域55bはより一層の小型化を図るため、
第1のトランジスタのダート電i54上に形成しである
In such a cell, the source 57 of the first transistor and the dirt electrode of the second transistor in the cell shown in FIG. 4 are shared by the inversion layer 58. In order to further reduce the size of the second impurity region 55b which becomes the read word line RW of the semiconductor layer 55,
This is formed on the dirt electrode i54 of the first transistor.

この他の変形例として、第6図に示すように第1のダー
ト電極54上には半導体層55を重ねずに、反転層58
の上部に半導体層55全体が載るように形成しても良い
As another modification, as shown in FIG.
The semiconductor layer 55 may be formed so that the entire semiconductor layer 55 is placed on top of the semiconductor layer 55 .

また、書き込み用の第1のトランジスタのソースと読み
出し用の第2のトランジスタff−)とを兼ねる反転層
58(第2の領域となる部分)は、反転層58の代わり
に基板51と逆型導電型の不純物が導入された拡散領域
に置き替えることができる。
In addition, an inversion layer 58 (a portion that becomes a second region) that also serves as the source of the first transistor for writing and the second transistor for reading It can be replaced with a diffusion region into which conductive type impurities are introduced.

′ また、第4図および第5図の実施例の説明における
製造手順は上述のものに限らず、適宜順序が異なっても
第4図および第5図に示すメモリセルを形成することが
でき、不純物の導入手段も、熱拡散法或いはイオン注入
法等を適宜選択組合せて行なえば良い。
'Furthermore, the manufacturing steps in the description of the embodiments in FIGS. 4 and 5 are not limited to those described above, and the memory cells shown in FIGS. 4 and 5 can be formed even if the order is changed as appropriate. The method for introducing impurities may be a thermal diffusion method, an ion implantation method, or the like, selected and combined as appropriate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明に係る半導体装置によれば、書き
込み用の第1のトランジスタのソースと読み出し用の第
2のトランジスタのr−ト電極とを兼ねる領域として基
板と逆導電型のキャリアが存在しうる領域(第2の領域
)を半導体基板に形成し、この第2の領域の上にダート
絶縁膜を介して第1および第2の不純物領域を有する半
導体層を形成するこ′とによシ、従来の非破壊読み出し
型のメモリセル内に必要であった書き込み用トランジス
タおよび読み出し用トランジスタを分離するための素子
分離領域等が不要となシ、さらにff−)容量を増加さ
せることもできるから、ダイナミックメモリの動作の安
定性を保証して高集積化を実現できる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, a carrier of a conductivity type opposite to that of the substrate exists as a region that serves as the source of the first transistor for writing and the r-to electrode of the second transistor for reading. By forming a possible region (second region) on a semiconductor substrate, and forming a semiconductor layer having first and second impurity regions on this second region with a dirt insulating film interposed therebetween. (2) There is no need for an element isolation region to separate the write transistor and read transistor, which were required in conventional non-destructive readout memory cells, (2) It is also possible to increase the ff-) capacity. Therefore, the stability of dynamic memory operation can be guaranteed and high integration can be achieved.

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

第1図は従来の半導体装置の回□路図、第2図は非破壊
読み出しが可能な半導体装置のii図、第3図は従来の
半導体装置の断面構成図、第4図はこの発明の一実施例
を示す断面構成図、第5図および第6図はそれぞれこの
発明の他の実施例を示す断面構成図である。 51・・・半導体基板、52・・・素子分離領域、52
a・・・反転防止層、5 J + 5 Jl * 5J
鵞・・・r−17− ト絶縁膜、54・・・第1のダート電極(書き込みワー
ド線)、SS−・・半導体層、55a・・・第1の不純
物領域、55b・・・第2の不純物領域、56I・・ド
レイン(第1の領域)、57・・・ソース(第2の領域
)、58・・・反転層(第2の領域)、59m、59b
・・・コンタクトホール、WB・・・書き込みビット線
、’RB−・読み出しビット線。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦18−
Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional semiconductor device, Fig. 2 is a diagram II of a semiconductor device capable of non-destructive readout, Fig. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional semiconductor device, and Fig. 4 is a diagram of a semiconductor device of the present invention. FIG. 5 and FIG. 6 are cross-sectional diagrams showing other embodiments of the present invention, respectively. 51... Semiconductor substrate, 52... Element isolation region, 52
a... Inversion prevention layer, 5 J + 5 Jl * 5 J
Goose...r-17- Insulating film, 54... First dirt electrode (write word line), SS-... Semiconductor layer, 55a... First impurity region, 55b... Second impurity region, 56I... drain (first region), 57... source (second region), 58... inversion layer (second region), 59m, 59b
...Contact hole, WB...Write bit line, 'RB--Read bit line. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 18-

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板と、上記半導体基板内に離間して形成
された第1領域および第2領域と、この第1領域および
第2領域に挟まれた半導体基板領域上にf−)絶縁膜を
介し形成された第1のe−)電極と、上記第2領域の少
なくとも一部領域上にf−)絶縁膜を介し形成され一方
□の端部および他方の端部にそれぞれ第1および第2の
不純物領域を有する半導体層とを具備し、上記第2領域
の電位の変化に応じそ上記半導体層の第1および第2の
不純物領域間に誘起されるチャネル領域の変化を上記第
1の不純物領域および第2の不純物領域を介して検゛出
することを特徴とする半導体装置。
(1) A semiconductor substrate, a first region and a second region formed separately in the semiconductor substrate, and f-) an insulating film on the semiconductor substrate region sandwiched between the first region and the second region. a first e-) electrode formed on at least a part of the second region; a semiconductor layer having an impurity region, and a change in a channel region induced between the first and second impurity regions of the semiconductor layer in response to a change in the potential of the second region is controlled by the first impurity region. A semiconductor device characterized in that detection is performed through a region and a second impurity region.
(2)  上記半導体層が単結晶シリコンであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of single crystal silicon.
(3)  上記ダート絶縁膜がシリコン酸化膜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
の半導体装置。
(3) The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the dirt insulating film is a silicon oxide film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61222256A (en) * 1985-03-28 1986-10-02 Toshiba Corp Semiconductor memory cell
KR100935248B1 (en) * 2003-02-05 2010-01-06 매그나칩 반도체 유한회사 Dmos transistor and method for manufacturing the same

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