JPS60136367A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPS60136367A
JPS60136367A JP58243997A JP24399783A JPS60136367A JP S60136367 A JPS60136367 A JP S60136367A JP 58243997 A JP58243997 A JP 58243997A JP 24399783 A JP24399783 A JP 24399783A JP S60136367 A JPS60136367 A JP S60136367A
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JP
Japan
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insulating film
conductive plate
semiconductor substrate
semiconductor
pore
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Application number
JP58243997A
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Japanese (ja)
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Mitsumasa Koyanagi
光正 小柳
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US07/452,683 priority patent/US5214496A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/32055Deposition of semiconductive layers, e.g. poly - or amorphous silicon layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
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    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate

Abstract

PURPOSE:To augment the integration density while preventing a leak phenomenon between memorizing capacity elements from happening by a method wherein the first conductive plate comprising a memorizing capacity element is electrically connected to one semiconductor region and then the second conductor plate is composed of a semiconductor substrate while an MISFET is arranged on the upper part of the memorizing capacity element. CONSTITUTION:An insulating film 6 stores e.g. hole charges to be any data utilizing the first electrode of a capacity element (the first conductive plate) and the second electrode of the capacity electrode (the second conductive plate). A connecting hole 7 electrically connects the first conductive plate to one semiconductor region MISFETQ. An N<+> type semiconductor region 8 provided near the surface of a semiconductor substrate 1 of the connecting hole 7 electrically connects the first conductive plate to the other semiconductor region of MISFETQ. A memorizing capacity element C is composed of the first conductive plate 9 provided with one end thereof electrically connecting to one semiconductor region of MISFET through the intermediary of the connecting hole 7 and the semiconductor region 8.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

し技術分野] 本発明は、半導体果枳回路装置f!VC関するものであ
り、特に、ダイナミック型ランダムアクセスメモリし以
下、 I) RAM (Dyna+nic Rando
m AccessMemory )という〕に適用して
有効な技術に関するものである。 〔背1t1支術 〕 記憶用容量素子(コンデンサ)とスイッチング用トラン
ジスタとからなるメモリセルを有するDRA Mは、そ
の蓄積できる1Ti報量(ビット数)を増大させる定め
におよびその動作時間を向上をせるために、高集積化の
傾向にある。市集積什においては−DltAMを構成す
る周辺回路、例えはアドレス選択回路、読み出し回路、
1き込み回路等の半導体素子を縮小化するとともに、情
報を保持するための記憶用容量素子をも縮小化する必要
がある。この記憶用容量素子は、4種書き込み動作頻度
を低減し1貌み出しおよび■き込み動作時間を向上−せ
るようにある所定の容歳値を持つことが要求される。例
えばその容斌値が小ζい場合、アルファ刊+!(以1、
α線という)によって生ずる不要な少数キャリアの影響
を受けて誤動作あるいはソフトエラーを生じる。そこで
、記憶用容量素子等を形成する半導体基板の一工面に溝
を設け、基板の王表面部のみでなく、溝の内部をも利用
するというDItAMが提案これている(特願昭50−
53883)。 この記憶用容量素子は、M l S (bletal 
]、nst+−1ator Sem1conducto
r )型の容量素子、具体的には、半導体基板σノー工
面からその内部方向に砥在して設けられた細孔(U溝ど
もいわjている)と、その細孔にそって設けられた絶縁
膜と、該絶縁膜土部を覆うように設けられた容量電極と
によって構成されている。また、前記スイッチング用ト
ランジスタは、具体的には、半導体基板に止いに離隔し
て設けられたソース領域およυ・ドレイン領域と、該ソ
ース領域およυ・ドレイン領域間の半導体基板上に絶縁
膜を弁し又設けられたゲート電極とによる絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ(以下、八41SFETという)
によって構成でれている。 しかしなから、本発明者の実験、検討の結果、かかるI
JRAMにおいて、さらに、高集積化しようとした場合
、次のような問題点か抽出された。 第1の問題点は、前記記憶用容量素子か情報となる電荷
を蓄積する部分は細孔近傍部の半導体基板内部であっ℃
、高集積化のために、隣接する記憶素子間距離をさらに
接近した場合、隣接する記憶用容量素子を形成するそれ
ぞれの細孔部において半導体基板内に形成されるそれぞ
れの空乏領域が互いに結合することになり、この結合の
結果、隣接するそれぞれの容量部に電位差かあれは低電
位の容量部から高it位の容量部へ電荷の移動力・生じ
、隣接する容量部間でリーク現象を生じることになる。 これによって、情報の読み出し動作における誤動作を生
じやすく、DRAMにおける信頼性か低減はれる。こσ
、)ような理由から−DItAMの高集積化を期待する
ことかできない・第2の問題点は、細孔技術による立体
的す容量部は、他の従来における平面的な記憶用容量素
子の形成法に比べて、半導体基板内σ)広℃・空乏領域
および反転層領域内に多量の電荷を蓄積できるように大
容積値に構byできるが、同時に、半導体基板内にα線
や周辺回路部からのキャリアσ)注入によって生ずる不
要な少数キャリアによる影′I#度も太きくtxる。こ
iは、半導体基板σ)−主面からその内部に廷びる細孔
性ζが深くなるにしたかシ゛。 1)11記少数キヤリアによる影響度か著しく増大する
ためである。α線や周辺回路部からのキャリアσ)注入
によつ1生ずる不要な少数キャリアは記憶用容量の窒乏
層に保持これている電圧を減少ζせ”0”情報を″1″
情報に反転ζせてしまう為。 情報の読み出し動作の誤動作(ソフトニジ−)の原因と
なる。ζらに、α線によって生ずる不要な少数キャリア
に対処すべき所定の1!荷蓄積量をイυるために、細孔
性ζを深くすることには限定かあり、1)RAMの集積
度を向上することかできなかった。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、高集積化が可能なりRAMを提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、DRAMの隣接するメモリセルの
記憶用容量素子間のリーク現象を防止することにある。 また1本発明の他の目的は、DRAMのメモリセルの記
憶用容量素子におけるα線や周辺回路部からの注入によ
って生じる不要な少数キャリアの影響度を低減すること
にある。 ざらに、本発明の他の目的は−DRAMの記憶用容量素
子間のリーク電流を低減し、情報保持時間を長くてるこ
とによって、1)RAMの動作時間の高速化を1liJ
能にすることにある。 7rお1本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規1
を重機は1本明細壱の以1の記述ならびに添付図面から
ζらに明らかになるであろう。 し発明の概要〕 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明丁れば、下記のとおりである。 すなわち、記憶用Mf&素子とスイッチング用トランジ
スタのMISFETとの直列回路をメモリセルとするD
RANK(、;いて、前記記憶用容量素子を構成する第
1堺市プレートを前記M l S l!” ETの1つ
の半導体領域と1!気的に接続し7、前記記憶用容量素
子を構成する第2導電プレートに半導体基板を用いて構
成し、該記憶用容量素子上部に91+記へI 18 F
 E i”を配向することによって、前記記憶用容量素
子に情報となる電荷を蓄積し、広いを2層または反転層
領域を必要としないことにより、記憶用容量素子間のリ
ーク現象を防止し、かつ、α線や周辺回路部からの注入
によって生じる不要な9舷キャリアの影4!l’[を低
減し、また、MISFETK要する面fNを縮小するこ
とかでき、高集積化を達成するものである。 以下、本発明の構成につい又、実施例とともに詳細に説
明する。 〔実施例■〕 本実施例は、DRAMのメモリセルについ又。 そのS造ならびにその製造方法について説明する。 第1図は1本発明の実施例Iを説明するためのDRAM
のメモリセルアレイ要部を示す等価回路図である。なお
、実施例■乃至実施例Vについては、フォールデッドビ
ットライン1式を採用したDIIAMについて説明する
。 第1図において+ SA、、SAt・・・・・・はセン
スアンプであり、後述する所定のメモリセルと所定のダ
ミーセルとの間の微小な電位差を増幅するためのもので
ある。B L II−B L ItはセンスアンプSA
1の一側端から行方向に延在するビット線である(以下
、ビット線の延在する方向を行方向という)。BL□、
BL、、はセンスアンプSA、の一側端から行方向に延
在するビット線である。これらのビット線BLは、情報
となる電荷を伝達するためのものである。WL、、WL
、は列方向に延在するワード線であり、後述するダミー
セルのスイッチング用MISFETを構成する所定のゲ
ート電極に接続し、当該MlSll’ET0)ON。 OF F動作をさせるためのものである(以1:、ワー
ド線の延在する方向を列方向という)。WL、。 WL、は列方向に延在するワード線であり、後述するメ
モリセルのスイッチング用MISFETを構成する所定
のゲート電極に接続し、当該M1S1’ET(7)ON
、OFF”動作をさせるためのものである。MHt M
tte Mt□、M22e・・・・・・はメモリセルで
あり、情報となる電荷を保持1゛るようになっている。 メモリセルM++e MHv Mt、t Mttは、そ
の一端か所定のビット線BLに接続されゲート電極が所
定のワード線WLに接続されたMl S FEi”Q+
w Qtt* QtIe Q22・・・・・・と、該M
ISFETQ、s+−Qsz、Q□、Q、2・・・・・
・の他端にその一端が接続され、かつ、他端か接地電位
(OLVI)又は基板バイアス電位(−2,5〜−3,
tBV))等の固定電位v8B端子に接続された容量部
01.。 0111 01111 Ctt・・・・・・とによって
構成されている。 Dot Dl、e Dnw Dew・・・・・・はダミ
ーセルであり、メモリセル八1の情報である”1”、0
”を判断し得るような電荷を保持1−るようになっ1い
る。ダミー七ルD++e Dtt+ D□、D、2は、
その一端か所定のピント14 HLに接続これゲート電
極が所定のワード1ijW Lに接続されたMISFE
TQlll 1+ QDI□l Qozt+ QD2□
・・・・・・と、該MISFETQDIII Qo+r
 Qu2x+ ’1’D22の他Q:M Kその一端が
接続され、かり、他端が固定可使v8B端子に接続これ
た容量部CD1□、OD□21 C02110D2□と
、該容量部CDi l 1CD121 CD21”D2
2に蓄積された11荷をクリアするためのクリア用MI
SFET0Qとによって構成されている。φ0はクリア
用MISFBTOQのゲート電極と接続するようになっ
ている端子である。 次に1本発明の実施例■の具体的な構造について説明す
る。 第2図(5)は、本実施例の構造を説明するためのL)
RAMメモリセルの要部平面図であり、第2図tBlは
、第2図(5)0月1−II切断線における断面図であ
る。なお一本実施例の全図に一1Hいて、同一機能を有
するものは同一符号を付け、そσ)くり返しの説、明は
省略する。 @2I¥1tAle (Iセにおいて、1はp−型の半
導体基板であり、DRAMを構成するためのものである
。 2はメモリセル間および周辺回路(図示していない)1
例えばアドレス選択回路、読み出し回路。 書き込み回路等を構成する半導体素子の間に位置するよ
う半導体基板1王而部に設けられたフィールド絶縁膜で
あり、それらを電気的に分離するためのものである。メ
モリセルは、一対のパターンでフィールド絶縁膜2によ
つ℃その周囲を凹まれ。 規定されている。4は記憶用容量素子形成部の半導体基
板1表面近傍部に設けられた細孔(溝)であり、記憶用
容量素子を構成するためのものである。この細孔4は、
記憶用L!素子における単位節わテあたりの1青報とな
る電荷量ヶ向上1−るように7jつ−(いる。6は少/
X くとも記憶用容量素子形1JM部の半導体基板1主
面部および細孔4内における半導体基板1表面部に設け
られた絶縁膜であり、記憶用容量素子Cを構成するため
のものである。 この絶縁[6は、後述する容量素子の第1 (1)電極
(以下第1導電プレートという)と容量素子の第2の電
極(以1J第2尋寅プレートという)とによって、情報
となる例えば正孔の電荷を蓄積するようになっている。 5は記憶用容量素子形成部の半導体基板1表面近傍部お
よび細孔4内における半導体基板1表面近傍部に設けら
れた第2導市プレートとなるp+型半導体領域であり、
記憶用容量素子を構成するためのものである。p+型半
導体領域5は、絶縁膜6を挾んで容量素子に蓄積てれる
情報とブIる正孔の電荷または空乏層電荷をできるだけ
多く得るために、または後述する第1導電プレートに印
加される動作電圧よりも高いしきい値電圧を半導体基板
1表面近傍部に設けるために設けられる。なお1本実施
例においては、積極的に半導体領域5を設けであるが、
半導体基板1を第2導iHプレートとし、絶縁膜6の膜
厚、@質や半導体基板1表面近傍部のしきい値1玖圧ま
たは第1導電プレートに印〃uされる動作電圧等を制御
し、半導体領域5を設はブFいで1N報と1jる電荷を
蓄積してもよい。半導体領域5け基板1と同1J位つま
り基板バイアス市川VBE[−−V」とされる。7は接
続孔であり、後述する第1導1「プ1/−卜とMlSF
ETQの一方の半導体領域とを電気的に接続するための
ものである。8は接続孔7部の半導体基板1表面近傍に
設けられたn′?型の半導体領域であり、後述する第1
導車プレートとM l S l” E゛1゛Qの一方の
半導体領域とを電気的に接続するためのものである。9
はメモリセルごとに独立して記憶用容量素子形成部の絶
縁膜6上部に設けられ、かつ、一端部が接続孔7および
半導体領域8を弁し℃後1ボするhl l S F E
 Tの一方の半導体領域と電気的に接続して設けられた
第1導電プレートであり、記憶用容量素子Oを構成”す
るためのものである。メモリセルσ)記憶用容量素子O
は、主に、第1導電プレート9.第2導電プレートであ
る半導体領域5および絶縁膜6とによって、構byされ
ている。10は第1導゛σプレート9を覆うように設け
られた絶縁膜であり、第1¥!笹プレート9と後述する
ワード線とを、また、近接する第1導宵プレート9間を
′電気的に分離するためのものである。11はM1Sl
I″ET形成部の半導体基板1王面部に設げらitたI
fI!3縁膜であり一王としてゲート絶縁膜を構成する
ためのものである。12は所定の絶縁膜111部に設け
られたゲート電極であり。 MISI”E T Qを構成するためのものである。 】3は列方向に隣接するメモリセルのゲート電極12と
電気的に接続し、かつ、ゲート電極12と一体化して列
方向に延在するように設けられたワード線(WL)であ
り、後述する八ll5FETをON、Ul’F’(スイ
ッチング)させるためのものである。14はゲート電極
12両側部の半導体基板1表面近傍部に設けられたn+
型の半導体領域であり、ノース領域およびドレイン軸域
と1i−ってM l S F E Tを構成する1こめ
のものである。スイッチング用トランジスタ、すなわち
、MLSk’ETQは、グー)11極12.半導体領域
14および絶縁膜】1とによって構成さ才している。−
万の半導体領域14は、半導体領域8と電気的に接続さ
れており、前述したように、第1堺市プレート9と電気
的に接続されている。15は全面を榎うように設けられ
た絶縁膜であり、ゲート電極12およびワード線(WL
)13と後述丁l)ビット線とを′屯、気的に分離する
ためのものである。16は他方の半導体領域】4上部e
)絶縁膜15.11を選択的に除去して設けられた接続
孔であり、当該半導体領域14と後述するビット線とを
宵、気的に接続するためのものである。17は接続孔】
6を介して半導体領域14と電気的に接続され、行方向
に延在して設けられたビット線(BL)であり、情報と
なる電圧を伝達するためのものである。 次に、子連の構成を有する本発明によるDRAMの)b
l理について、説明する。 第3図(5)および(Blは本発明の詳細な説明するた
めのグラフである。第3図(5)および(Hlにおいて
横軸は、MlS型の記憶用容量素子の2つの容量′電極
間に印加をれる電圧値V 、 L V ’]を示しであ
る。 縦軸は、容量′電極に目J 710された1圧によって
、その下部のp型半導体領域表面近傍に保持される単位
面積あたりの電荷濃度Qsc〔個/cffllを示した
ものである。縦軸は対数目盛である。図ではp型シリコ
ン半導体基板の例を示しているので、前記表面近傍に誘
起される重荷は谷童逝極間電圧vP〉vFBでは負電荷
、■、〈vFBでは正電荷である。 ここで” vFBはフラットバンド電圧である。負電荷
は電子又はアクセプタ不純物、正電荷は正孔よりなる。 第3図囚は、線軸として蓄積これる電荷として王に空乏
領域中の空間重荷の正孔を利用する場合について示して
いる。これは第2図囚、(B)に示した半導体領域5が
ある場合に対応する。 本発明の理解を容易にするために、第3図(5)におい
て、まず従来のDRAMの原理について述べる。 カーブ(al、 (blおよびtelは従来のl)RA
Mにおける電圧vPと表面近傍の電荷濃度useの関係
を示す。図において、hは蓄積層が形成きれる蓄積領域
であり、kは空乏領域であり、 rllは反転層か形成
される反転領域である。図ではカーブ(田、(b)およ
び(C1は記憶容量素子における半導体基板表面近傍部
σ)しきい値電圧(Vth )を−0,2V程匹にした
ときの電子およびアクセプタ不、lhI!智の数(負篭
荷数)nあるいは正札の数pを示すものである。 カーブ(alは蓄KN領域りにおける正孔数pを示しp
# I Oox/ q (VP−V、B) l・−−−
−・(tlで示される。 カーフIcIは反転領域mにおける電子とアクセプタ不
純物pnを示しn ”q 06’z / Q (vp 
’th)”・・”(21で本尊れる。ここでC6Xは容
量素子の訪甫体としての絶縁膜の厚さである。カーブ(
blは、反転領域にありなから、反転層ができない状態
(深い空乏状塵)において現われる゛アクセプタ不純物
数を示し08 CcXニア” P ’F Bで近似的に
示される。以上により、カーブ(al、 (blおよび
fclの要部における表面’fq荷り度Q8cをめると
、1u圧■2ニVt11のとき表面負′屯、荷a度Q、
、、−1X 10” [個/c
TECHNICAL FIELD] The present invention relates to a semiconductor circuit device f! It is related to VC, especially dynamic random access memory.I) RAM (Dyna+nic Rando
The present invention relates to a technique that is effective when applied to the ``AccessMemory''. [Back 1t1] DRAM, which has a memory cell consisting of a storage capacitor and a switching transistor, is designed to increase the amount of 1Ti information (bits) it can store and to improve its operating time. There is a trend toward higher integration. In a city integrated building, -peripheral circuits that make up DltAM, such as an address selection circuit, a readout circuit,
In addition to downsizing semiconductor elements such as single-write circuits, it is also necessary to downsize storage capacitive elements for holding information. This storage capacitor element is required to have a certain predetermined aging value so as to reduce the frequency of the four types of write operations and improve the time for the first and second write operations. For example, if the capacity value is small, Alpha Publishing +! (1,
Malfunctions or soft errors occur due to the influence of unnecessary minority carriers generated by alpha rays. Therefore, DItAM has been proposed, in which a groove is formed in one surface of the semiconductor substrate on which the storage capacitor element is formed, and the inside of the groove is utilized as well as the main surface of the substrate (Japanese Patent Application No. 1987-
53883). This storage capacitive element is M l S (bletal
], nst+-1ator Sem1conducto
R ) type capacitive element, specifically, a pore (U grooves are also formed) provided inward from the uncut surface of the semiconductor substrate, and a pore provided along the pore. It is composed of an insulating film and a capacitor electrode provided so as to cover the insulating film soil. In addition, the switching transistor specifically includes a source region and a υ/drain region provided at a distance from each other on the semiconductor substrate, and a region on the semiconductor substrate between the source region and the υ/drain region. Insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as 841SFET) using an insulating film and a gate electrode provided.
It is composed of: However, as a result of the inventor's experiments and studies, such I
When attempting to further increase the integration density of JRAM, the following problems were identified. The first problem is that the part of the storage capacitor that stores charge that becomes information is inside the semiconductor substrate near the pores.
When the distance between adjacent storage elements is further reduced for the purpose of high integration, the respective depletion regions formed in the semiconductor substrate in the respective pores forming adjacent storage capacitance elements are coupled to each other. As a result of this coupling, a potential difference between the adjacent capacitance parts occurs, which causes a force to move charges from the capacitance part with a low potential to the capacitance part with a high potential, causing a leak phenomenon between the adjacent capacitance parts. It turns out. This tends to cause malfunctions in information read operations, reducing the reliability of the DRAM. This σ
, ) For the following reasons, we cannot expect high integration of DItAM.The second problem is that the three-dimensional capacitor part using pore technology is different from the formation of planar storage capacitor elements in other conventional methods. Compared to the method, it is possible to construct a large volume value so that a large amount of charge can be accumulated in the wide depletion region and inversion layer region within the semiconductor substrate, but at the same time, it is possible to create The shadow 'I#' due to unnecessary minority carriers caused by injection of carriers σ) from σ) also becomes thick tx. This is because the pores ζ extending from the main surface of the semiconductor substrate σ) become deeper. 1) This is because the influence of the 11th minority carrier increases significantly. Unnecessary minority carriers generated by α rays and carrier injection from the peripheral circuitry σ) are retained in the nitrogen depletion layer of the storage capacitor.Reduce the voltage to convert ``0'' information to ``1''
This is because the information is reversed. This may cause a malfunction (soft error) in the information read operation. ζ et al., a predetermined 1! to deal with unnecessary minority carriers caused by α rays. There are limitations to increasing the depth of the pore size ζ in order to reduce the amount of accumulated loads, and it has not been possible to 1) improve the degree of integration of the RAM. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a RAM that can be highly integrated. Another object of the present invention is to prevent leakage between storage capacitor elements of adjacent memory cells of a DRAM. Another object of the present invention is to reduce the influence of unnecessary minority carriers caused by α rays or injection from the peripheral circuitry in a storage capacitor element of a DRAM memory cell. In general, another object of the present invention is to: 1) increase the operating time of RAM by 1liJ by reducing the leakage current between the memory capacitor elements of DRAM and increasing the information retention time;
It is about making it possible. 7rO1 The above and other objects of the present invention and novelty 1
The heavy machinery will be clearly understood from the following description of the present specification and the accompanying drawings. Summary of the Invention] Among the inventions disclosed in this application, a brief outline of typical inventions is as follows. In other words, a D in which a series circuit of a memory Mf& element and a switching transistor MISFET is used as a memory cell.
RANK (, ;), and a first Sakai plate constituting the storage capacitor is electrically connected to one semiconductor region of the M l S l!'' ET 7 to configure the storage capacitor. A semiconductor substrate is used as a second conductive plate, and a 91+ I 18 F
By orienting the storage capacitor, electric charges serving as information are accumulated in the storage capacitor, and a large two-layer or inversion layer region is not required, thereby preventing a leakage phenomenon between the storage capacitors. In addition, it is possible to reduce the shadow 4!l' of unnecessary nine-sided carriers caused by α rays and injection from the peripheral circuitry, and also to reduce the area fN required for the MISFETK, thereby achieving high integration. Hereinafter, the structure of the present invention will be explained in detail together with examples. [Example 2] This example concerns a DRAM memory cell. Its S structure and its manufacturing method will be explained. 1 DRAM for explaining Embodiment I of the present invention
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a main part of the memory cell array of FIG. Note that in Examples 2 to 5, DIIAMs employing one set of folded bit lines will be described. In FIG. 1, +SA, SAt, . B L II - B L It is sense amplifier SA
1 (hereinafter, the direction in which the bit lines extend is referred to as the row direction). BL□,
BL, , are bit lines extending in the row direction from one end of the sense amplifier SA. These bit lines BL are for transmitting charges serving as information. WL,,WL
, is a word line extending in the column direction, connected to a predetermined gate electrode constituting a switching MISFET of a dummy cell to be described later, and the corresponding MlSll'ET0)ON. This is for performing an OFF operation (hereinafter, the direction in which the word line extends is referred to as the column direction). W.L. WL is a word line extending in the column direction, and is connected to a predetermined gate electrode that constitutes a switching MISFET of a memory cell, which will be described later, and is connected to the M1S1'ET (7) ON
, OFF” operation. MHt M
tte Mt□, M22e, . . . are memory cells that hold charges serving as information. Memory cell M++e MHv Mt,t Mtt is Ml S FEi"Q+ whose one end is connected to a predetermined bit line BL and whose gate electrode is connected to a predetermined word line WL.
w Qtt* QtIe Q22...and the M
ISFETQ, s+-Qsz, Q□, Q, 2...
・One end is connected to the other end, and the other end is connected to the ground potential (OLVI) or the substrate bias potential (-2, 5 to -3,
tBV)) connected to the fixed potential v8B terminal. . 0111 01111 Ctt... Dot Dl, e Dnw Dew... are dummy cells, and the information of memory cell 81 is "1", 0
1 holds such a charge that it can be determined that
MISFE whose gate electrode is connected to a predetermined word 1ijWL, one end of which is connected to a predetermined pin 14HL.
TQlll 1+ QDI□l Qozt+ QD2□
...and the MISFETQDIII Qo+r
Qu2x+ '1' D22 and other Q: M K One end of which is connected, and the other end of which is connected to the fixed and usable v8B terminal. “D2
Clear MI to clear the 11 loads accumulated in 2.
SFET0Q. φ0 is a terminal connected to the gate electrode of MISF BTOQ for clearing. Next, the specific structure of Example 2 of the present invention will be explained. FIG. 2 (5) is L) for explaining the structure of this embodiment.
It is a plan view of a main part of a RAM memory cell, and FIG. 2 tBl is a sectional view taken along the line 1-II in FIG. 2 (5). In all the drawings of this embodiment, parts having the same functions are designated by the same reference numerals, and repeated explanations and explanations will be omitted. @2I\1tAle (In the IC, 1 is a p-type semiconductor substrate and is for configuring a DRAM. 2 is a circuit between memory cells and peripheral circuits (not shown) 1
For example, address selection circuit, readout circuit. This is a field insulating film provided on the outer part of the semiconductor substrate 1 so as to be located between the semiconductor elements constituting the write circuit etc., and is for electrically isolating them. The memory cell is recessed around the field insulating film 2 in a pair of patterns. stipulated. Reference numeral 4 denotes a pore (groove) provided in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 in the storage capacitor forming portion, and is used to configure the storage capacitor. This pore 4 is
L for memory! The amount of electric charge per unit node in the element is increased by 7j (6 is small /
X is an insulating film provided on the main surface of the semiconductor substrate 1 of the storage capacitor type 1JM portion and on the surface of the semiconductor substrate 1 within the pore 4, and is used to configure the storage capacitor C. This insulation [6] is formed by the first (1) electrode of the capacitive element (hereinafter referred to as the first conductive plate) and the second electrode of the capacitive element (hereinafter referred to as the second conductive plate), which will be described later. It is designed to accumulate the charge of holes. Reference numeral 5 denotes a p+ type semiconductor region serving as a second guiding plate provided near the surface of the semiconductor substrate 1 in the storage capacitor element formation portion and near the surface of the semiconductor substrate 1 in the pore 4;
This is for configuring a storage capacitive element. The p+ type semiconductor region 5 is used to sandwich the insulating film 6 to obtain as much hole charge or depletion layer charge as possible, which is associated with the information stored in the capacitive element, or to apply it to the first conductive plate, which will be described later. It is provided to provide a threshold voltage higher than the operating voltage near the surface of the semiconductor substrate 1. Note that in this embodiment, the semiconductor region 5 is actively provided, but
The semiconductor substrate 1 is used as a second conductive iH plate, and the thickness and quality of the insulating film 6, the threshold voltage near the surface of the semiconductor substrate 1, the operating voltage applied to the first conductive plate, etc. are controlled. However, if the semiconductor region 5 is provided, charges of 1N and 1j may be accumulated in the circuit board F. The semiconductor region 5 is about 1J the same as the substrate 1, that is, the substrate bias Ichikawa VBE [--V]. 7 is a connection hole, which will be described later.
This is for electrically connecting one semiconductor region of the ETQ. 8 is provided near the surface of the semiconductor substrate 1 in the connection hole 7 portion. type semiconductor region, which will be described later.
This is for electrically connecting the guide plate and one semiconductor region of MlSl''E゛1゛Q.9
is provided independently for each memory cell on the upper part of the insulating film 6 of the storage capacitor element formation part, and one end part valves the connection hole 7 and the semiconductor region 8 and is heated at 1°C after 1°C.
It is a first conductive plate provided electrically connected to one semiconductor region of T, and is for configuring a storage capacitor O.Memory cell σ) Storage capacitor O
is mainly the first conductive plate 9. It is structured by a semiconductor region 5, which is a second conductive plate, and an insulating film 6. 10 is an insulating film provided to cover the first guiding σ plate 9; This is for electrically isolating the bamboo plate 9 from a word line, which will be described later, and also between adjacent first evening plates 9. 11 is M1Sl
It is provided on the top surface of the semiconductor substrate 1 in the I″ET formation area.
fI! It is one of the three edge films and serves as a gate insulating film. Reference numeral 12 denotes a gate electrode provided in a predetermined portion of the insulating film 111. 3 is electrically connected to the gate electrode 12 of the memory cell adjacent in the column direction, and is integrated with the gate electrode 12 and extends in the column direction. This is a word line (WL) provided as shown in FIG. n+
It is a type semiconductor region, and together with the north region and the drain axis region, it is the only one that constitutes MlSFET. The switching transistor, ie, MLSk'ETQ, has 11 poles and 12. It is composed of a semiconductor region 14 and an insulating film 1. −
The semiconductor region 14 is electrically connected to the semiconductor region 8, and as described above, is electrically connected to the first Sakai City plate 9. 15 is an insulating film provided so as to cover the entire surface, and is connected to the gate electrode 12 and the word line (WL
) 13 and the bit line described later. 16 is the other semiconductor region] 4 upper part e
) This is a connection hole formed by selectively removing the insulating film 15.11, and is for electrically connecting the semiconductor region 14 and a bit line to be described later. 17 is the connection hole]
A bit line (BL) is electrically connected to the semiconductor region 14 through 6 and is provided extending in the row direction, and is for transmitting a voltage serving as information. Next, b) of the DRAM according to the present invention having a configuration of a child chain.
I will explain the principle. FIG. 3 (5) and (Bl) are graphs for explaining the present invention in detail. In FIG. The vertical axis represents the unit area maintained near the surface of the p-type semiconductor region below by the voltage applied to the capacitor electrode. The figure shows the charge concentration Qsc [number/cffll].The vertical axis is on a logarithmic scale.The figure shows an example of a p-type silicon semiconductor substrate, so the burden induced near the surface is The interelectrode voltage vP>vFB is a negative charge, ■, <vFB is a positive charge. Here, vFB is a flat band voltage. Negative charges consist of electrons or acceptor impurities, and positive charges consist of holes. 3rd The figure shows the case where the holes in the space in the depletion region are used as the charges accumulated along the line axis. In order to facilitate understanding of the present invention, the principle of a conventional DRAM will first be described in FIG. 3 (5). Curve (al, (bl and tel are conventional l) RA
The relationship between the voltage vP at M and the charge concentration use near the surface is shown. In the figure, h is an accumulation region where an accumulation layer can be formed, k is a depletion region, and rll is an inversion region where an inversion layer is formed. The figure shows the curve (b) and (C1 is the area σ near the surface of the semiconductor substrate in the storage capacitor element). The curve (al indicates the number of holes p in the accumulated KN region) n or the number p of positive bills.
# I Oox/ q (VP-V, B) l・---
-・(denoted by tl. Kerf IcI indicates the electron and acceptor impurity pn in the inversion region m, n ”q 06'z / Q (vp
'th) "..." (21 is the main value. Here, C6X is the thickness of the insulating film as a capacitor element.Curve (
bl indicates the number of acceptor impurities that appear in a state where no inversion layer is formed (deep depletion dust) because it is in the inversion region, and is approximately expressed as 08 Cc , (If we take the surface load degree Q8c at the main parts of bl and fcl, when the pressure is 1 u and 2 dVt11, the surface load force, load a degree Q,
,,-1X 10” [pcs/c

【1目、’fil圧VP
−(+のときの表面負イ釘濃匹Q1o=2.2XJu1
1(個/C消〕となる。 従来のDRAMメモリセルの記憶用容量素子は。 その17#報となる重荷を1反転領域!11における電
子としていた。すなわち、一定の電圧1例えば5シv〕
程度の電圧を8景電極に印加し、動作域を反転領域rn
とする。その士で、外部から重荷を供給して反転層を形
成し1ことき(カーブ(C1の状B)の電荷1QILと
、外部から重荷を供給せずに深い空乏状塵(カーブtb
+の状態)の電荷層QIHとを情報に応じて形成する。 ′電荷量QtLは例えは信号00″けなわちL゛′)に
1軍、荷量Q4は信号“1”(f txわち”H”)に
対応はせ、2つσノ状態の電荷量の差△Qx ”’Qt
LQ1H” 5.3 X 10 ′2(i固/cml〕
を利用して信号を読出していた。 これに対して、本発明のDRAJIメモリセルの記憶容
量素子は、その情報となる電荷を少なくとも空乏領域に
おける空間重荷とすることである。 すなわち、本発明のDLLAMは、反転層をオリ用しな
いところに特徴がある。 カーブ(山およびtelは本発明の1)ItAMにおけ
る容量電極の′電圧(第1辱甫プレートの電圧)vPと
半導体領域40表面近傍の町荷a度Qscの関係を示す
。カーブ(山はカーブ(alを′」π圧vPの負の方向
(図中左方向)へ#動したものに近似である。 カーブtelは、反転状jiμではなく、空乏層中に現
われる空間電荷の袖を示f0フラットバンド笹庄は従来
のVrnx−0,9LV、]]カラV、BD=−1.2
Vlにしている。フラットバンド電圧を殆んど変化させ
ずに、窒乏状叩での空間電荷量を増や丁ために、p+型
半導体領域5を形成し又いる。具体的にはp−型基板1
の不純物濃1ff1.5X10″1[個/Cll1〕か
らi、5xio”tニー個/Cll11にまで不純物濃
度を高めている。これによって、読出し電荷量を太き(
している。蓄積領域り、空乏領域におよび反転領域mを
つくる電圧の範囲も同様に変化する。 以上のように+ V、とQscの関係を変化させること
によっ又−空乏領域の空間筒、荷を有効に利用できるよ
うにしている。丁なわち、容i電極である第1導電プレ
ート7に、情報に応じてv、=0(Vl又は5[Vlを
EiJ)JD″f′ると、蓄積される情報としての笥、
荷量はカーブtelに従って変化する0つまり、反転層
は形成さiず、深い9乏状態とlIる。 これにより、V、=0[ν]のときの電荷量QDい又は
vP=5〔v〕のときの電荷量QD□が蓄aこれる。電
荷JiQDLは例えば信号″0”に、電荷量QDHは信
号″1”に対応する。2つの電荷量の差△QD=QD、
−QDL= 5.6 X 10 +2[個/cdl]を
利用すればメモリセルに1ビツトの情報を蓄えられる。 この電荷量は前述の従来のDRAMのメモリセルと同等
又はそれ以上の電荷量となっている。 このように反転層を利用せずに十分な電荷量か得られる
。 第3図+DIは、情報として蓄■rtされる電荷として
−主に蓄積領域中の蓄積状態の正孔を利用する場合につ
いて示している。これは、第2図tA1. (Bl程に
深いp+型半導体領域を形成する場合ではなく、極めて
浅いp″r型イオン打込み領域を形成した場合に対応す
る。すなわち、イオン打込みされたボロンイオンか、見
かけ上界面電荷として働くように浅く打込んだ場合の例
である。なお、第3図面と同一部分は同一符号で示し、
その説明を省略する。 カーブif)およびtglは、夫々、カーブtarおよ
びtb+を電圧■、の正の方向(図中右方向)へ一定値
だけ移動ζせたものに近似のカーブである。具体的には
、フラットバンド電圧を従来のvFBI””−〇、9し
V〕からV、BA−+5.2 LV)にまで高めている
。 このために、ボロンイオンを極く浅く打込んで界面電荷
を増やしている。蓄積領域り、空乏領域におよび反転領
域mをつくる電圧V、の範囲は、フラットバンド電圧の
変化分だけ同様に変化する。 以上のように、vPとQ10との関係を変化させること
によって、蓄積状態の正孔を有効に利用できるようにし
ている。丁なわち、容量を極である第1導電プレート9
に、情報に応じてVP=(ILVI又は5.2[Vlを
印7JlIすると、蓄積される情報としての電荷量はカ
ーブ(flおよび(glに従って変化する。 つまり1反転領域は利用され1工い。V、=o[Vlの
ときけ巾、荷1lQALが、V、−5[V)のときは電
荷量QAHが蓄積される。電荷量QALは例えは信号”
0”に、電荷量QAHは信号”1”K対応する。 2つの電荷量の差△QA=ΔQAL−ΔQAHは従来の
電荷量691以上である。このように、反転層を利用せ
ずに十分な電荷量か得られる。電荷数QALは蓄積状態
の正孔によって、■荷量QAIIは空乏領域中の空間電
荷によって保持される。/jお。 QALに対しQA、+7)!、荷の符号は正負が逆であ
るが何らζしつかえなく、電荷量の差はΔQAで示され
る。また、 Vp=5 [Vlであるとき’ QAHは
図中VFllAの左側の蓄積状態の正札によって保持さ
れることになる。カーブ(fJおよび(glは不純物イ
オンのト゛−ズ量によって制御しつる。この例で鴫、第
3図(2)の場合と同一のドーズ量である。 第3図面、 (Blに示した原理の他に、これら2つを
合わせた使い方のDRAMも可能である。界面電荷量を
伺らかの方法で増770してやると同時に、空乏領域の
空間電荷量をも増やしてやることもできる。また、n型
半導体基板を用いた場合も同様である。この場合、1肯
報となる電荷は蓄積状態の電子又は空乏状態のドナーか
らなる空間電荷である。 次に1本発明の笑施例Iの具体、的な製造方法について
説明する。 第4図〜第11図の各図において囚は1本実施例のS遣
方法を説明するためσ)各唇造工程におけるDRAMメ
モリセルの要部平面図であり、第4図〜第11図の各図
のtBlは、それぞれの図番に対応する(2)の切断線
における断面図である。 まず、DRAMをW1成するために、単結晶シ1Jコン
(81)からなるp−型半導体基板1を用意する。この
半導体基板1に、第41囚、 IBIに示すように、隣
接するメモリセル間および周辺回路。 例えはアドレス選択回路、読み出し回路、書き込み回路
等を構成する半導体素子間(図示して−食い)を電気的
に分離するための厚いフィールド絶縁膜<8102膜)
2を形成する。こσ)フィールド絶縁膜2は、周知のシ
リコン基板をシリコン窒化膜(シリコンナイトライド膜
)をマスクとして用いて選択的に熱酸化する技術によっ
て形成すれを丁Ju’。 第4図(2)、(B)に示jI程の後に、細孔ならひに
第2導電プレートを形成するために、絶縁膜3A。 絶縁膜3B、絶縁膜30を半導体基板1全面に形成する
。前記絶縁膜3Cは、細孔を形成するための耐エツチン
グマスクであり、例えば二酸化ケイt−(S iot 
)膜を用いれはよい。前記絶縁膜3Bは、第2導電プレ
ートを形成するための耐不純物導入マスクであり、例え
ばシリコンナイトライド(SisN*)膜を用いれはよ
い。前記絶縁膜3Aは。 半導体基板1とシリコンナイトライド膜3Bとσ)応力
を緩和するためのものであり、例えば二酸化ケイ素膜を
用いればよい。絶縁膜3Aは半導体基板10表面の熱酸
化によつ℃形fNすればよ(・。絶縁膜3B、30は、
熱酸化技術、化学的気相析出〔以T; −0V D (
Ohemical Vapor Deposition
)という〕法によって形成すればよい。そして、記憶用
容量素子形成部の絶縁膜30を選択的にノくターニング
し、細孔を形成するための第1マスクを形成する。この
第1マスクを用いて異方性σ)ドライエツチングを施し
、S折重に絶縁膜3BeaUを除去して絶縁膜3Bによ
る第2マスクを形成し、ζらK、選択的に所定部分の半
導体基板1を除去して、第51囚、 IBIに示すよう
に、細孔4を形成する。この細孔4の暢寸法Wはi−1
,5,Lμm]程度でよく、その半導体基板1表面から
の深ζは2〜4[μm〕程度あればよい。 第5図(2)、ノ)に示す工程の後に、前記第1マスク
となった絶縁膜30を選択的に除去し、第2マスクとな
る絶縁膜3Bを露出尽せる。この第2マスクを用い、細
孔4内の露出享れた半導体基板1表面近傍に不純物を尋
人し、第6図囚、(B)に示すように、第2導電プレー
トとなるp+型の半導体領域5を形成する。この半導体
領域5は、記憶用容量素子形成部において、記憶用容量
素子に蓄積されるより多くの情報となる電荷量または空
乏層電荷量を得るために、後述する第1導電プレートに
印加される動作電圧よりも茜いしきい値電圧(vth)
を得るように形成てれはよい。例えば。 IXIU′8(原子個/cd!]程度またはそれ以上の
濃度のポロン(B)イオンを、900〜1000L℃〕
程度の熱拡散技術によって導入して形成する。 この場合における半導体領域50半導体基板1表面から
その内部方向への深享は、0.3CμmEJm度に形成
これる。 第6図(4)、(I31に示す工程の後に、前記絶縁膜
3B、3Aを選択的に除去し、第7図囚、IBIK示す
ように、記憶用容量素子を構成するために、全面に絶縁
膜6を形成する。この絶縁膜6としては、度の膜厚をイ
1jるOVD法で形成したシリコンナイトライド膜と1
Mシリコンナイトライド膜と半導体基板1との応力を緩
和するために、ナイトライド膜下部に設ける例えば80
[A]程度の膜厚を有する第4の二酸化ケイ素膜と、前
記ナイトライド膜のピンホールを除去するために、ナイ
トライド膜上部に設ける例えば3014膜程度の膜厚を
有する第2の二酸化ケイ素膜とによって構成ざtまたも
のを用いれはよい。第1および第2の二酸化ケイ素膜は
、夫々、半導体基板およびシリコンナイトライド膜表面
の熱酸化によって形成すれはよい。 第7図囚、IB)Vc示す工程の後に、後の工程により
て形成される第1導電プレートとMli!3FETを構
J531″する一方の半導体領域との雷、見向な接続部
において、絶縁膜6を選択的に除去し、接続孔7を形成
する。この後、第1堺市プレートとなる多結晶シリコン
膜を、(JVD法によって全面に形成する。多結晶シリ
コン膜は、例、tば1500〜3O00[A]程度の膜
厚でよい。この多結晶シリコン膜に、導電性を得るため
にリンを拡散する処理な施丁かまたは1×1014し原
子個/cdll程度のヒ素(As )イオン不純物を、
30(j(eV)程度のエネルギでイオン注入した後、
熱処理を行う。この処理たよって、接続孔7部分の半導
体基板1表面近傍部に不純物が拡散これ、後の工程によ
って形成これるMISFETを構成するn′?型半導体
領域8をJし成する。n“型半導体領域8は、p“型半
導体領域5と離して設けられる。高不純物濃度領域同志
の接合が形成されることによって、接合の降伏電圧が劣
化するのを防止するためである。半導体領域8の深さは
+’ 0.2 Lμm]程度になる。この後に、多結晶
シリコン膜を選択的にパターニングし、第8図(2)、
Uに示すように、一端部が半導体領域8と電気的に接続
され、かつ細孔4を覆うように設けられた絶縁膜6上部
に延在する第1導゛曙プレート9を形成する。第1導電
プレート9は各メモリセル毎に独立し1設けられる。こ
れによって、メそリセルの記憶用容量素子0か形成され
る。 第8口開、 (Blに示す工程の後に、露出されている
絶縁膜6の主としてシリコンナイトライド膜を耐熱処理
のためのiスフとして用い、熱酸化技術によって、第1
導電プレート9を機う絶縁膜(S iOt膜)10を形
成する。この絶縁膜1Oは、第1導電プレート9と後の
工程によって形成されるワード線とが電気的に分離でき
るように、その1膜厚を例えば2000〜3000[A
1程度に丁ればよい。これによって、細孔4部分が埋ら
ない場合は、埋込み材料1例えば、多結晶シリコン膜、
絶縁膜を用いて溝内を埋める必要がある。多結晶シリコ
ンは酸化により絶縁物とする必要がある。この後K、露
出された絶縁膜6を選択的に除去し、第9ill囚、(
B1に示すように、除去された部分に、王としてゲート
絶縁膜を構成するための絶縁膜11を露出した半導体基
板10表iMjの熱酸化により形成する。この絶縁膜1
1は、例えば200LA)程度の膜厚を有している。 第9 図(At 、 (BIK示f 工a〕fK、 M
 l S ii’ E Tのゲート電極、ワード緋およ
び周辺回路の半導体素子を形成するために、全面に多結
晶シリコン膜を形成する。この多結晶シリコン膜に前述
と同様の処理を施し、低抵抗化する。この後に、多結晶
シリコン膜を選択的にバターニングし、ゲート電極12
.ワード@(WL)13ならびに周辺回路の半導体素子
(図示していない)を形成する。ゲート電極12は、列
方向に隣接する他のメモリセルのゲート電極12と電気
的に接続されており、列方向に延在するワード+w13
を構成するようになっている。また、ゲート電極12.
ワード線(WL)13としては、モリブデン(Mo)、
タングステン(W)、チタン(Ti )等の高融点金属
層。 該高融点金属のシリコンとの化合物であるシリサイド又
は多結晶シリコン層とその上の高融点金属層又は高融点
金属のシリサイド層からなる2/1を構造等を用いても
よい。この後に、M l 8 F’ET形成部において
、ゲート電極12を耐不純物導入のためのマスクとして
用い、絶縁膜11をブトした半導体基板1表面近傍部に
、M l S k’ E ’1’のソース領域およびド
レイン領域を形成するために、自己整合(self a
ligment)的にn+型の不純物を導入する。この
導入された不純物に引き伸し拡散を施し、第10図(5
)1回に示すように、ソース領域およびドレイン領域と
なるn++半導体領域14を形成する。前記半導体領域
8は、−万の半導体領域14と電気的に接続される。こ
れによって、メモリセルのスイッチング用トランジスI
’ (MlsFET)QがJ16成される。また、前記
n+型の不純物としては、ヒ素イオン不純物を用い、絶
縁膜11を透過するようなイオン注入技術によって導入
すればよい。n+型領領域深さは0.2シμm]程度と
浅い。 第10図(5)、(Blに示す工程の後に、ゲート電極
12およびワード線(WL)13と後の工程によって形
成婆れるビット線とを電気的に分離するために、全面に
絶縁膜15を形成する。この絶縁膜15としては1表面
の起伏部を緩和し、かつ、DItAMI7)IJ気気持
特性影響を与えるナトリウム(Na )イオンを捕獲す
ることができる7オスフオシリケートガラス(psi)
膜を用いるとよい。 この後に、他方の半導体領域14と後の工程によって形
成されるビット線との接続をするために一当該半導体領
域14上部の絶縁膜15.11を選択的に除去し、接続
孔16を形成する。この接続孔16を弁して、半導体領
域14と電気的に接続し、第11図(5)2g3)に示
すように5行方向に延在するビット線(BL)17を形
成する。このビット線(BL)17は1例えばアルミニ
ウム(A/)によって形成すればよい。この後、最終保
護膜としてPSG膜およびプラズマOVD法によるシリ
コンナイトライド膜を形成する。 これら一連の製造工程によって1本実施例のDRAMは
完成1−る。 次に、本発明の実施例Iの具体的な動作について説明す
る。 本実施例の動作は、第2図(At 、 tB’lを用い
、所定のメモリセルの動作について説明する。 まず、メモリセルに情報を書き込む場合において説明す
る。メモリセルのMlS1i’ETQを構成するゲート
電極12に、選択的に制御重圧を印加して、当該Ml 
8FETQを導通(ON)させる。 この後に、接続孔16を介して半導体領域14と電気的
に接続されているビット線(BL)17に、情報に対応
した電圧を印加させる。これによって、ビット線(BL
)17の情報となる電圧は、N11S F E T Q
を介して第1導寛プレート9に印加される。第2導′邂
プレートとなる半導体領域5は半導体基板1と電気的に
接続され、所足の固定電位v88 K保持されている。 すなわち、第2導電プレートの電位と第1導電、プレー
ト9に印加された情報となる電圧とに電位差があれば、
それらの介在部分である絶縁膜6に情報となる電荷が蓄
積、所印、メモリセルの記憶用容量素子Cに書き込まれ
る。 メモリセルに情報を保持する場合は、メモリセルの記憶
用容量素子Cに情報を書き込んだ状態において、MIS
FETQを非導通(OFF)と嘔せればよい。 また、メモリセルの情報を読み出て場合には。 前記書き込み動作と逆の動作を行えばよい。 本実施例によれば、細孔技術による記憶用容量素子とM
ISFETとの直列回路をメモリセルとする1)RAM
において、前記記憶用容量素子は。 所定の半導体基板主面部および細孔内における半導体基
板表面部に設けられた絶縁膜と、一端部が前記絶縁膜上
部に設けられ、他端部が前記MISFETの一方の半導
体領域と電気的に接続して設けられた第1導電プレート
と、所定の半導体基板表面近#部および細孔内における
半導体基板表面近傍部に設けられた第2導電プレートと
なる半導体領域とによって構成することができる。これ
によって、その情報となる電荷を第1導゛亀プレートと
第2導1nプレートとの介在部分における絶縁膜に蓄積
することができるとともに、細孔部から半導体基板内部
に形成される空乏領域を第2導市グレートによって抑制
することができる。従って、隣接する記憶用容量素子間
におけるそれぞれの空乏領域の結合を防止することがで
き、それらの間でのリーク現象を防止することができる
。 また、リーク現象を防止することかできるために、それ
ぞれの記憶用容量素子間におけるリーク電流を低減する
ことができる。これによって、記憶用容量素子における
情報となる電荷保持時間を向上し、再書き込み動作頻度
を低減′″rることができる。従つT、DRAMの動作
時間を向上することができる。 さらに、記憶用容量素子に蓄積される情報となる電荷は
、蓄積層が形成される蓄積領域または狭い空乏層領域に
おける電荷を用いることができる。 従って、広い空乏領域または反転層領域内に蓄積される
電子を情報とする必要がなくなるために、α線や周辺回
路部からの注入によって生じる不賛な少数キャリアによ
る影響を防止することかできる。 また、享らに、記憶用容量素子は、α想によって生じる
不要な少数キャリアによる影響度を考慮する必要かない
ために、その占有面積を縮小することかできる。これに
よって、DRAMの高集積化を可能にすることができる
。 し実施例I] 本実施例は、DltAMO+メモリセルについて。 その構造について説明し、その製造方法については前記
実施例Iとほぼ同様であるのでその説明は省略する。本
実施例は、実施例Iの第1導市プレート土にさらに固定
電位の印加された第3導電プレートを股げ、容量値の増
加および安定化を図った例である。 第12図(5)は、本実施例の構造を説明するためのD
ItAMメモリセルの要部平面図であり、第12図(匂
は一第12図(5)の■−■切断線における断面図であ
る。なお1本実施例の全図において。 前記実施例1と同一機能を有するものは同一符号を付け
、そのくり返しの説明は省略する。 第12図(5)、(B)において、6Aは第1導電プレ
ート9を少なくとも覆うように設けられた前記絶縁膜6
と同様の構成の絶縁膜であり、記憶用容量素子を構成す
るためのものである。この絶縁膜6Aは、第1導電プレ
ート9と後述する第3の電極(以下、第3導電プレート
という)とによって、情報となる正孔の電荷を蓄積する
ようになっている。また、隣接するメモリセルの第1導
電プレート9間を、電気的に分離するようになっている
。 18は絶縁膜6へ上部に設けられ、かつ、同一のメモリ
セルアレイ内の他のメモリセルの第3導゛亀プレートと
接続され一体化されて設けられた第3導電プレートであ
り、記憶用容量素子を構成するためのものである。この
第3導電プレート18には、固定電位例えば基板と同電
位が印加されるようになっている。メモリセルの記憶用
容量素子は、王に、第1導電プレート9.第2導電プレ
ートである半導体領域5および絶縁膜6から成る容量C
と、第1導電プレート9.第3導電プレート18および
絶縁膜6Aから成る容量C1との並列回路接続したもの
によって構成されている。IOAは第3導電プレート1
8を覆うように設けられた絶縁膜であり、第3導電プV
−)18とワード線(WL)13とを電気的に分離する
ためのものである。 このような、第12色間、 (Blに示したメモリセル
を用いて、具体的なメモリセルアレイを構成すると、第
13図に示すようになる。 第13図は、本発明の実施例■を説明するための概略的
なメモリセルアレイの要部平面図である。 なお、第13図は、その図面を見易くするために、6導
を層間に設けられるべき絶縁膜は図示しない。 また、第13図において、第3導電プレート18を除け
ば実施例Iの平面と同一となる。 次に1本発明の実施例■の具体的な動作について説明す
る。 本実施例の動作は、第12図(Al 、 (Blを用い
、所定のメモリセルの動作について説明する。 まず、メモリセルに情報を書き込む場合において説明す
る。メモリセルのMl 5FETQを構成するゲート電
極12に1選択的に制御電圧を印加して、当該Ml 5
FETQをONさせる。この後に、接続孔16を通して
半導体領域14と電気的に接続されているビット#(B
L)17に、情報となる電圧を印加する。これに、X:
って、ビット線(BL)17の情報となる電圧は、MI
SFETQを介して第1導電プレート9に印加される。 第2導電プレートとなる半導体領域5は半導体基板1と
電気的に接続され所定の固定電位v8gに保持され、例
えば第3導電プレート18も固定を位v88に保持され
ている。すなわち、第2導電プレートおよび第3導電プ
レート18の電位と第1導電プレート9に印加された情
報となる電圧とに電位差があれば、それらの介在部分で
ある絶縁膜6および絶縁膜6Aとに情報となる電荷が蓄
積、所朗、メモリセルの記憶用容量素子0.に書き込ま
れる。 メモリセルに情報を保持する場合は、メモリセルの記憶
用容量素子01に情報を書き込んだ状態において、MI
 5FET(1−OFFさせればよい。 また、メモリセルの1ft報を読み出て場合にけ一前記
巻き込み動作と逆の動作を行えばよい。 本鴻施例によれば、細孔技術による記還用各量累子とM
ISFETとの直列回路をメモリセルとするDILAM
において一前記実施例Iと同様11効果を得ることがで
き、さらに、第1導電プレート上部に絶縁膜を介し″′
C第3導笥プレートを設けることにより、第1導電プレ
ートと第2導電プレートとによって蓄積される電荷量と
一第1導宿プレートと第3辱笛プレートとによる電荷量
とを記憶用容量素子に蓄積量ることができる。これによ
って、前記実施例1に比べて、記憶用容量素子の占有面
積における電荷蓄積量を約2倍に増大ζせることかでき
、よりL)RAMの高集積化な可能にすることができる
。 また、第1導町プレート上部に固定電位の第3専篭プレ
ートを設けることにより+ を圧が変動する制御電圧が
印加されるワード線が、第1導電プレートに与える影響
を防止することができ、記憶用容量素子に蓄積される正
孔の笥、荷量を安定化さセることができる。これによっ
て、DRAMの魯き込み、読み出し動作を安定化略せる
ことかでき、DRAJIの高信頼性を可能にすることが
できる。 〔実施例■〕 本実施例は、DRAMのメモリセ/L/について、その
構造について説明し、その製造方法については前記実施
例Iとほぼ同様であるのでその説明は省略する。本実施
例は、実施例rにおいてメモリセル間に設けたフィール
ド絶縁膜を低減し、高集積化を図る例である。 8g14図(4)は1本実施例の構造を説明するための
l) RA Mメモリセルの要部平面図であり、第14
111Blは、第14図(2)の止−刈V切断線におけ
る断面図である。なお、本実施例の全図において、前記
実施例iと同一機能を有するものは同一符号を付け、そ
のくり返しの説明は省略する。 第14111Blにおいて一2Aは所定のメモリセル間
および周辺回路(図示していない)1例えばアドレス選
択回路、読み出し回路、魯き込み回路等を構成する半導
体素子間例えばMISFETの間の半導体基板】主面部
に設けられたフィールド絶縁膜であり、それらを電気的
に分離するためのもσ)である。メモリセルは、第14
図(OIK示すように、一対のパターンで行方向にくり
返しパターンとなるようにフィールド絶縁膜2AKJ:
つて形取らitている。フィールド絶縁膜2人は、メモ
リセルアレイ内では、王として列方向におい℃隣接する
メモリセル間に設けられる。なお14Aはカードリング
となるn+型半導体領域が形成されるべき領域である。 5Aは記憶用容量素子形成部の半導体基板1表面近傍部
に設けられ、かつ、行方向において隣接する記憶用容量
素子と一体的に設けられた第2導電プレートとなるp“
型の半導体領域である。この様子を第1491(01に
示す。記憶用容量素子を構成すると同時に、行方向にお
い又隣接する記憶用容量素子間を電気的に分離するだめ
のものである。半導体領域5Aは、絶縁膜6に蓄積され
る多くの情報となる正孔の電荷または空乏層11荷を得
るために、第1導電プレートに印加される動作電圧より
も昆いしきい値電圧を半導体基板1表面近傍部に設ける
ためのものである。 また、半導体領域5Aは、第1導電プレートに電圧が印
加されることにより、その下部の半導体基板1表面部か
らその内部方向に形成される空乏領域の伸びを抑制する
ためのものである。なお、半導体領域5Aは、半導体基
板1よりも高い不純物濃度を有していればよい。また、
第14図(qにおいて切断1B−Bに沿う断面は、第7
図Uにおいて隣接する2つの細孔4の間に存在するフィ
ールド絶縁膜2を省略したものと同一になる(絶縁膜6
は図示しない)。 本実施例によれば、細孔技術による記憶用容量素子とM
ISFETとの直列回路をメモリセルとするDRAMに
おいて、前記実施例1.11と同様な効果を得ることが
でき、さらに、前記記憶用容量素子は1行方向において
隣接する当該他の記憶用容量素子と第2導電グレートで
ある半導体領域によって電気的に分離することができる
ためK。 DRAMにおけるその占有面積の大きなフィールド絶縁
膜は必要がなくなり、DRAMの高果稙化を可能にする
ことができる。 〔実施例■〕 本実施例は、DRAMのメそりセルについて、その構造
について、説明し、その製造方法については前記実施例
■とほぼ同様であるのでその説明は省略する。本実施例
は、実施例■において、メモリセル間に設けられたフィ
ールド絶縁膜を低減し、高集積化を図る例である。ある
いは、実施例■において、第1導電プレート上た絶縁膜
を挾んで第3の導電プレートを設は蓄積できる容量の増
加を図る例である。 第15図(3)は、本実施例の構造を説明するためのD
RAMメモリセルの要部平面図であり、第15図■は、
第15図(5)のxv −xv切断線における断面図で
ある。本実施例のメモリセルアレイの一部の製造工程途
中の状態を示すとすれは第14図+a+と同一になる。 本実施例の全図において、前記実施例II、Inと同一
機能を有するものは同一符号を付け、そのくり返しの説
明は省略する。 本実施例によれば、実施例■よりも行方向に高密度にメ
モリセルを配置できる。行方向において互いに隣接する
メモリセル間のフィールド絶縁膜がないためである。本
実施例によれば、実施例■よりもメモリセルの容量に蓄
積できる容量を増すことができる。これは実施例Hの実
施例■に対する関係と同一である。勿論、実施例■およ
び■において得られる効果も同様に得ることができる。 〔実施例■〕 次に、本発明の実施例■のDRAMにおいて、その具体
的な製造方法につい℃説明し、併せてその具体的な構造
について説明する。本実施例は実施例■において列方向
に隣接するメモリセル間を電気的に分離するフィールド
絶縁膜2人を設げることを省略し、メモリセルアレイ内
には全くフィールド絶縁膜を設けなくした例である。 第16図〜第18図は、本実施例の製造方法を説明する
だめの各製造工程におけるDRAMメモリセルアレイの
要部平面図である。なお、本実施例の全図において、前
記実施例I、実施例■と同一機能な有するものは同一符
号を付け、そのくり返しの説明は省略する。 ます、半導体基板1K、メモリセルアレイ部は除き1周
辺回路の半導体素子(図示しない)間を電気的に分離す
るために、基板1の選択的な熱酸化によるフィールド絶
縁膜を形成する。そし℃、細孔4を形成して半導体基板
1を露出ζせる。この後に、後の工程に、にって形成さ
れるスイッチング用MISFETを形成すべき領域であ
る半導体基板1王面上に、耐不純物導入のためのマスク
19を選択的に形成する。この後に、マスク19を用い
てp型の不純物を、該マスク19以外の半導体基板1表
面および細孔4内の半導体基板1表面に導入する。これ
により、第16図に示すように、記憶用容量素子の第2
導電プレートとなり。 かつ、行方向ならびに列方向に隣接するメモリセル間を
電気的に分離するだめのp″型の半導体領域5Bを形成
する。 第16図に示す工程の後に、実施例I、実施例■と同様
に絶縁膜6を形成し、後の工程によって形成される第1
導蓋プレートとMISFETな構成する一部の半導体領
域との゛電気的な接続部において、絶縁膜6を選択的に
除去し、接続孔7を形成する。この後に、第14電プレ
ートとなる多結晶シリコン膜を全面に形成し、Asイオ
ン打込みによってn+型の半導体領域8を選択的に形成
する。この後に、前記多結晶シリコン膜を:!!!択的
にバターニングし、第17図に示すように、第1導電ブ
レート9を形成する。また、切断縁■−xvnに沿う断
面は第8図(Bにおいてフィールド絶縁膜2を省略した
ものと等しくなる。 第17図に示す工程の後に、前記実施例■と同様に、絶
縁膜6A、第3導電プレー)18を形成することによっ
て記憶用容量素子CIを形成し、絶縁膜1UA、11を
形成した後にゲート電極12およびワード線(WL)1
3を形成し、半導体領域14を形成することによってN
l5FETQを形成し、絶縁膜15.接続孔16を形成
した後に、第18図に示すように、ビット線(BL)1
7を形成する。なお、第18図においては、その図面を
見易くするために、各等電ノー間に設けられるべき絶縁
膜は図示し1fい。また、切断線■−XVIに沿う断面
は、第15図(Blにおいてフィールド絶縁膜2人を省
略したものと等しくなる。 こ第1ら一連の製造工程によって、本実施例のDRA 
Mは完成する。この後に、前記実施例!、Ifと同様に
、保霞膜等の処理を施す。 なお、本実施例においてもp′″型半導体領域5Bとn
+型半吻体領域8とは、他の実施例と同様に、離間して
設ける必要がある。 本実施例によれは、細孔技術による記憶用容量素子とM
ISFETとの直列回路をメモリセルと1−るIJIL
AMにおいて、前記実施例1. IIと同様な効果を得
ることができ、さらに、D)LAMのメモリセルは、記
憶用容量素子を構成する第2導電プレートである半導体
領域によって、行方向ならびに列方向に隣接する当該他
のメモリセルと電気的、に分離することかできるために
、メモリセルアレイ内においては全くフィールド絶縁膜
は必要がなくなり、l)l(AMの高集積化を可能にす
ることができる。 本実施例において、第3導電グレート18の形成を省略
してもよいことは言うまでもない。これは、実施例■と
■又は実施例■と1vの関係と同一テアル。この場合の
D)tAMのメモリセルの平面。 断面および製造工程途中での断面は実施例1. [およ
び■の説明より明らかであろう。 し実施例■〕 本実施例は、DRAMのメモリセルについて、その構造
ならびにその1#遣方法について説明する。 実施例I乃至Vにおいて、さらに、高集積化を図ると、
第2導電プレートとなるp+型の半導体領域5,5A、
5BとMISFETQのnf型半導体領域14とが近接
あるいはpn接合を構成してしまう。これらの半導体領
域5. 5A、5B、14は、不純物@度が高濃度であ
るために、電気的特性上好ましくない。本実施例は、こ
れらを改善し。 さらに高集積化を図る例である。 第19図は、本発明の実施例■を説明するためのDRA
Mのメモリ七ルアレイ要部な示す等価回路図である。な
お、実施例Vl乃至実施例■について&iミーオープン
ビットライン式を採用し7CD RAMについ16兄明
する。 第19@にオイテ、ビット線B Lu −B LH−B
L、、、BL、、・・・は、センスアンプSA1.SA
。 ・・・の両側端から行方向にそれぞれ延在して一対に設
けらt’している。SWは一対のピッ)iBl、に接続
して設けられたスイッチ素子であり、それらを短絡ζせ
るためのものである。これによって、メモリセルアレイ
には、メモリセルMの1/2の電荷蓄積量の容量素子を
有するダミーセルを必要としなくなる。 次に、本発明の実施例■の具体的な構造について説明す
る。 第20防人は、本実施例のfl!造を説明するためのD
RAMメモリセルの要部平゛面図1であり、第20ジ1
tI3)は、第20防人のxx −xx切断線における
断面図である。1.Cお、第20図(5)は、その図面
を見易くするために各導ilr層間に設けられるべき絶
縁膜は図示しない。 第20図聞、(B)において、9Aはメモリセルごとに
独立して記憶用容量素子形成部の絶縁膜6上部に設けら
れ、かつ、一端部か後述するM l S )’ETの一
方の半導体領域と電気的に接続し又設けられた前記実施
例I乃至Vと同様Q)第1導市プレートである。IOB
は第1専電ブレー)9Aを快うように設けられた絶縁膜
であり、王として、第1導市ブレー)9Aと後述するそ
の上部に配置これるへ11811”BTとを、また、近
接する第1導電プレート9A間を、さらに、第1導電プ
レート9Aとワード線(WL)とを電気的に分離するだ
めのものである。また、絶縁膜10 Bは、絶縁膜6、
第1導電プレー)9Aとともに細孔41Biめ込み、そ
の上面部を平坦化することもできる。 7Aは第1導車プレー)9Aと後述するfVl 1 S
 FETの一方の半導体領域とが接続はれる部分の絶縁
膜10Bを選択的に除去して設けられた接続孔であり、
それらを電気的に接続するためのものである。20は所
定部において第1導市プレート9Aの一端部と接続され
、かつ、隣接する所定方向の容量素子0と一対でr5咲
膜JOBを介した容景素子O上部に配置されたp−型の
単結晶シリコンによって形成された半導体プレートであ
り、■i 5FETを構成てるためのものである。II
Aは半導体プレート20を少なくとも覆うように設けら
れた絶縁膜であり、王とし又MISFETのゲート絶縁
膜な構成するためのものである。14Aはゲート電極1
2両側部の半導体プレート20王而からその深で方向に
設けられたn+型の半導体領域であり、ノース領域およ
びドレイン領域となってMISFETを構成するだめの
ものである。 スイッチング用トランジスタ、すなわち、MlSF E
 T Q 、は、ゲート電極12.半導体領域14A。 半導体プレート2()および絶縁膜11A、!=[、J
:つて構成されている。−万の半導体領域14Aは、接
続孔7Aを弁して、第14屯プレート9Aの一端部と゛
醒気的に接続ζ4ている。 次に5本発明の実施例■の具体的な製造方法について説
明する。 第21しi−第25図の各図において囚は、本実施例の
製造方法′12r:説明するための各製造工程における
DRAMの要部平面図であり、第21図〜第25図の各
図の(Bは、それぞれの図番に対応する囚の切断線にお
ける断面図である。なお、DRAMのメモリセル(図中
、右図)の各製造工程に対応して、DRAMの周辺回路
を構成するMl 5FET(図中、左図)の製造工程も
併せて説明する。 if、メモリセルアレイ部は除き−MISNETが形成
されるべき領域のp−型シリコン半導体基板l工面部に
絶縁膜21を形成し1M1SFETが形成されるべき領
域間の半導体基板1生面部にp型のチャンネルストッパ
領域22およびその主面上部にフィールド絶縁膜2Bを
形成する。この後、メモリセルアレイ部に前記実施例I
と同様にして細孔4を形放し、その半導体基板1表面近
傍部および細孔4内の露出された半導体基板1表面近傍
部に第2導電プレートとなるp+型の半導・体領域5B
を形成する。そして、第21図(5)、 tBlに示す
ように、全面にSin、からなる絶縁膜6を形成する。 第21図(5)+ tEに示す工程の後に、メモリセル
アレイ部において、細孔4を覆うように絶縁膜6上部に
第1導αプレー)9Aを形成する。第1導市プレー)9
Aは、前記実施例■と同様に、0V1〕法による多結晶
シリコン膜を用い、その膜厚な800〜1200[A1
程度にてれはよい。これによって、メモリセルの記憶用
容量素子Cが形成される。この後に、第1導電プレー)
9Aを覆うように、全面に絶縁膜10Bを形成し、第1
導゛1プレート9AとMlSFE”J)の−万の半導体
領域とか接続されるべき部分の絶縁膜10Bを選択的に
除去し、接続孔7Aを形成する。前記絶縁膜10Bは、
例えばOVD法による酸化ケイ素膜(S iOt )を
用い、その膜厚な3000〜4000LA]程度にすれ
ばよい。そして、第22図囚、[F])に示すように、
単結晶シリコンの半導体プレートを形成するために、O
VD法によって全面に多結晶シリコン膜20Aを形成す
る。多結晶シリコン膜2OAは。 例えば2500〜350(HA〕程度の膜厚でよい。な
お、この多結晶シリコン膜2OAは、接続孔7Aを弁し
て第14屯プレート9Aと接続するようになっている。 第22図(5)、(B)に示す工程の後に、前記多結晶
シリコン膜2OAを単結晶シリコン膜とする。これは、
例えば0Wアルゴンレーサ(Ar−Laser)を用い
た熱処理技術、具体的には、エネルギ3〜15〔W〕、
走査速[5〜100 [cm/S 〕、基板温度300
[℃]、ビーム径30〔μm〕の条件でレーザー・アニ
ールを行えば艮い。そして、少なくともMlSFETの
チャンネルが形成されるべき部分の前記単結晶シリコン
膜主面部に5Ml5FETのしきい値電圧を制御するた
めの不純物な導入する。これは、例えば、lXl0”L
原子価/cf 〕穆度のボロンイオンを、50〜70[
KeV]程度のエネルギでイオン注入後、熱処理を施せ
はよい。 この後に、第23図囚、 (Blに示すように、単結晶
シリコン膜を選択的にバターニングし、一端部が接続孔
7人を介して記憶用容量素子を構成する第1導′1プレ
ー)9Aと接続され、他端部か接続孔7Aを介して隣接
する他の記憶用容量素子な構成する第14?lWプレー
)9Aと接続これた少1tくともMlsFETのチャン
ネルが形成されるべき部分がp−型の半搏体プレー)2
0を形成し、さらに、所定部分の絶縁膜10B、6およ
び21を選択的に除去し、メモリセルアレイ部のp?型
の半導体領域5B表面および周辺回路を構成するNl5
FET形成部の半導体基板1王面を露出させる。 第23回置、 (131に示す工程の後に、熱酸化技術
によっ°〔、メモリセルアレイ部において露出している
半導体プレート20.第1導電プレート9A。 p+型の半導体領域5B、および1周辺回路を構成する
MISF’ET形成部におい℃露出している半導体基板
1表面部を覆うようにSin、からなる絶縁膜11A、
11Bを形成する。絶縁膜11A。 11Bは、主として、MISFETのゲート絶縁膜をm
sし得るように、熱酸化によりその膜厚を200〜30
0 [A1程度に形成すればよい。この後に、絶縁膜1
1A上部にゲート電極12とそれに電気的に接続され列
方向に延在するワード線(WL)13を形成し、絶縁膜
11B上部にゲートを極12Aを形成する。そし℃、第
第2固(Blに示すように、メモリセルアレイ部におい
て。 ゲート電極12両側部の絶縁膜11Aを弁した半導体プ
レート20にn″″型半導体領域14Aを形成する。同
時に1周辺回路を構成するM 1 S F ET形成部
において,ゲート電極12A両側部の絶縁膜11Bを介
した半導体基板1王面部にn+型半導体佃領域4Bを形
成する。これらの領域はゲート1を極をマスクとして用
いたイオン打込みによって形成するのかよい。これによ
って、メモリセルのMlsFETQ,および周辺回路を
構成するMIsFETQtが形成される。また、M l
 S k’ETQ,の半導体領域14Aは、半導体プレ
ート20の膜厚以上の深さで引き伸し拡散されないよう
になっている。 第24図(2)、 (Blに示す工程の後に、前記実施
例1と同様に,全面に絶縁膜15を形成する。絶縁膜1
5はフォスフオシリケードガラス(PSG)膜からなる
。この後に、所定半導体領域14A。 14B上部の絶縁膜11A.IIB.15を選択的に除
去し、接続孔16.16Aを形成する。そして、第25
図囚,(Blに示すように、接続孔16を介して半導体
領域14Aと電気的に接続され絶縁膜15上部を行方向
に延在するビット線(BL)17、および、接続孔16
Aを弁じ℃半導体領域14Bと電気的に接続され絶縁膜
15上部に配線17A’に形成する。 この後、最終保霞膜としてPSG膜およびプラズマOV
D法によるシリコンナイトライド膜Y3b成する〇 これら一連の製造工程によって1本実施例のDRAMは
完成する。 このようにして形成されたメモリセルを用いて。 具体的なメモリセルアレイを構成すると,第26図に示
すようになる。 第26図は1本発明の実施例■を説明するための概略的
なメモリセルアレイの要部平面図である。 第20図に示した2つのメモリセルのノくターンを行列
状にくり返し配置することKよって,メモリセルアレイ
が構成きれる。なお、第26図は、その図面を見易くす
るために,各導電層間に設けられるべき絶縁膜は図示し
ない。 なお、本実施例の具体的な動作は,前記実施例Iと略同
様であるので、ここでは省略する。 本実施例によれは,細孔技術による記憶用容量素子とM
ISI”ETとの直列回路をメモリセルとするDRAM
において,前記実施例1と同様な効果を得ることができ
、さらに、前記MISFETを、前記記憶用容量素子の
上部に配置することができるので.MlSl’ETを設
けるための面積は必要が11<なり、DRAMの高集積
化を可能にすることができる。 また、前記Ml 8FETを,前記記憶用谷fir.累
子の上部に配置することかできるので、M l S k
’ETのn+型半導体領域と記憶用容量素子の第2導電
プレートとなるp+型半導体領域との接合による逆方向
の降伏電圧を劣化ζせることかなくなる。これによって
、DRAMの高集積化を可能にすることができる。 また、前記MISFETを半導体プレートに設けること
によっ1、半導体基板に設ける場合に比べ1M1S11
′ETの半導体領域と半導体プレートとのpn接合によ
り生じる不要な寄生容量を低減することかできる。これ
によって、ビット線に付加される不要な畜生容祉を低減
できるので、DRAMの情報省き込みおよび線入出し動
作における高速化を可能にすることができる。 さらに、前記MlSFETを半導体プレートに設けるこ
とによって、MISFETの半導体領域の拡散深さを半
導体プレートの膜厚で規定できるので、チャネルが形成
きれるべき領域側への不純物の不要な拡散を防止し、M
ISFETの実効チャネル長を確保てることができる。 これによって、短チャンネル効果を防止することができ
る。 勿論、実施例I−実施例Vにおいて得られる効果も同様
に得ることができる。 〔実施例■〕 本実施例は、DRAMのメモリセルについて。 その構造ならびにその製造方法につい1説明する。 本実施例は、実施例■の第1導電グレー)9A上にさら
に固定電位の印加された第3導電プレート18を設け、
容量値の増加および安定化を図った例である。これは実
施例Iに対する実施例Iの関係と同一である。 第27図tAlは、本実施例の具体的な構造を説明する
だめのDRAMメモリセルの要部平面図であり、第27
図(Blは、第27図(5)の℃■−℃(至)切断線に
おける断面図である。なお、第27図(2)は、その図
面を見易くするために各導TlLrtI間に設けられる
べき絶縁膜は図示しない。 本実施例の構造および動作は一賽施例旺および実施例■
と略同様であるので、ここでは省略する。 次に1本発明の実施例■の具体的な製造方法について説
明する。 第28図〜第30図の4!r図において(4)は、本実
施例の製造方法を説明するための各製造工程におけるD
RAMメモリセルの要部平面図であり、第28図〜第3
0図の各図の(BJは、それぞれの図番に対応する四の
切断線における断面図である。 ます、半導体基板lのメモリセルアレイ部に。 前記実施例Iと同様にし又細孔4を形成し、その半導体
基板1表面近傍部および細孔4内の露出された半導体基
板1表面近傍部に、第2導電プレートとなるp′″型の
半導体領域5Bを形成する。そして、全面にStU、か
らなる絶縁膜6を形成し、第28図(2)、(8号に示
すように、絶縁膜6上部に第1導電プレートを形成する
ために、所定のバターニングを施した多結晶シリコン膜
9Bを形成する。 第28図(5)、 (131に示す工程の後に、全面に
例えばCVD法によるS t o、膜からなる絶縁膜6
Aを形成する。そして、第29図囚、(B)に示すよう
に、第3導電プレートを形成するために、所定のバター
ニングを施した多結晶シリコン膜18Aを形成する。 第29図(3)、(B)に示す工程の後に、露出してい
る絶f#!膜6Aのナイトライド膜を耐酸化マスクとし
て用いて熱酸化を行い、多結晶シリコン膜18Aを覆う
ように、全面に絶縁膜1osv形成し、第1導電グレー
ト9AとM 1 S I!’ E Tの−1の半導体領
域か接続されるべき部分の絶縁膜6Afir:選択的に
除去し、接続孔7Aを形成する。この後、記憶用容量素
子が形成されるべき部分の絶縁膜10B上部にp−型の
半導体プレート20を形成し、この形成とともに、不要
な絶縁膜JOB、6A、6と不要な多結晶シリコン膜1
8A、9Bを選択的に除去し、第301囚、(B)に示
すように、第1導宵プレート9Aおよび第3導電グレー
)1Bを形成する。 第30図(5)、 (Blに示す工程の後に、前記実施
例Vlの第23図囚、ff3)に示す工程以後の工程を
施すことによって、前記第27図1(Al、山)に示す
本実施例のDRAMは完成する。 この後、前記実施例と同様に保薩膜を施す。 このようにしてJ16成されたメモリセルな用い1゜具
体的なメモリセルアレイを構成するト、第31図に示す
ようになる。 第31図は、本発明の実施例■を説明するための概略的
なメモリセルアレイの要部平面図である。 第27図に示すメモリセル2個をくり返し配列してメモ
リセルアレイが構成される。なお、第31図は、そ、の
図面を見易くするために、各導電層間に設けられるべき
絶縁膜は図示しない。 なお1本実施例の具体的な動作は、前記実施例■と略同
様であるので、ここでは省略する。 本実施例によ11は、細孔技術による記憶用容量素子と
M l S F E ’1’との血判回路をメモリセル
とするDILAMにおいて、前記実施例■と同様な効果
を得ることができ、さらに、第14%プレート上部に絶
縁膜を介して第3導電プレートを設けることにより、前
記実施例■、IL Vと同様な効果を得ることができる
。 し実施例%]If ] 本実施例は、DRAMのメモリセルについて、その構造
について説明し、その製造方法については、前記実施例
■と略同様であるので、その説明は省略する。本実施例
は、実施例Vlにおい′″C第1導電、プレートとM 
l S F E Tの半導体領域との接続部に要する部
活を低減し、さらに商集積化を図り、また、それらの接
続のためのマスク合せ夕容易にした例である。 第32四回は1本実施例の具体的な構造を説明するだめ
のDRAMメモリセルの要部平面図であり、第32図(
t3+&!、IW 32 図1A(1) XXXII 
−XXX[[切断線における断面図である。なお、第3
2四回は。 その図面を見易くするために、各導t#間に設けられる
べき絶縁膜は図示しない。 第32図囚、■)において、90は細孔4内に埋め込ま
れるように絶縁膜6上部に設けられた第1導電プレート
である。この第1導電プレート90は、その上面部が略
平坦化これている。7Bは第1導電プレート9C上部の
絶縁膜JOBを選択的に除去して設げられた接続孔であ
り、第1導電プレート9CとMISFETとを電気的に
接続するためのものである。 なお1本実施例の具体的な動作は、前記実施例Iと略同
様であるので、ここでは省略する。 本実施例によれば、細孔技術による記憶用容量素子とM
 l S k’ E i”との直列回路をメモリセルと
するDRAMにおいて、前記実施例■と同様な効果を得
ろことかでき、ζらに、記憶用容量素子とfWlsFE
Tとは、細孔に埋め込まれた第1s電プレート上部にお
いて半導体領域と電気的に接続することによって、それ
らの接続に要する面積を低減することができる。これに
よって、l)RAMの高集積化を可能にすることかでき
る。 また、記憶用容量素子とMISFETとは、細孔に埋め
込まれた第1導電プレート上部において半導体領域と電
気的に接続することによって、それらの接続のためのマ
スク合せを容易にすることができる。 し効 果] 細孔技術による記憶用容量素子とM1SFB’l’との
直列回路をメモリセルとする1)RAMにおいて、 (11、前記記憶用容量素子は、所定の半導体基板主面
部および細孔内における半導体基板表面部に設けられた
絶縁膜と、一端部か前記絶縁膜上部に設けられ、他端部
が前記M1Sk″ETの−1の半導体領域と電気的に接
続して設けられた第1導電、プレートと、所定の半導体
基板表面近傍部および細孔内における半導体基板表面近
傍部に設けられた第2導市プレートとなる半導体領域と
によって構成することができる。これによりて、その情
報となる電荷なpA1導電プレートと第2導電プレート
との介在部分における絶縁膜の両端に蓄M−Tることが
できるとともに、細孔部から半導体基板内部に形成され
る空乏領域を第2導電プレートによって抑制することが
できる。従って、隣接する記憶用容量素子間におけるそ
れぞれの空乏領域の結合を防止することかでき、それら
のリーク現象を防止することができる。 (2)、リーク現象を防止することができるために、そ
れぞれの記憶用容量素子間におけるリーク電流を低減す
ることができる。これによって、記憶用容量素子におけ
る情報となる電荷保持時間を向上し、再書き込み動作頻
度を低減することかできる。 従って、DRAMの動作時間を向上することかできる。 (3)、記憶用容11素子に蓄積される情報となる電荷
け、蓄積層が形成される蓄積領域または幅の狭い空乏領
域におけるt(TJを用いることかできる。従って、幅
の広い空乏領域または反転層領域内に蓄積でれる重子を
情報とする必要がなくなるために、α線や周辺回路部か
らの注入によって生じる不要な少数キャリアによる影響
を防止することかできる。 (4)、記憶用容量素子は、α線によって生じる不要な
少数キャリアによる影@度を考慮する必要がないために
、その占有面積を縮小することができる。 これ忙よって、DRAMの篩果槓化を可能にすることが
できる。 (5)、前記記憶用容量素子を構成する第1導電プレー
ト上部に絶縁膜を介して第3導電プレートを設けること
により、第1導電プレートと第2導電プレートとによっ
て蓄積きれる電荷量と、第1導電プレートと第3導電プ
レートとによる電荷量とをS積することかできる。これ
によって、記憶用容量素子の単位面積あたりの電荷蓄積
量を増大させることができる。 (6)、前記1)ILAMのメモリセルは、記憶用容量
素子を構成する第2導111プレートである半導体領域
によって、行方向または列方向、もしくはその両方向ニ
オいて隣接する当該他のメモリセルと電気的に分離する
ことができるので、半導体基板の選択的な熱酸化技術に
よるフィールド絶縁膜は必要がなくなり、IJRAMの
高集積化を可能にすることかできる。 (7)、前記記憶用容量素子を構成する第1導電プレー
ト上部に固定゛は位の第3導電プレートを設けることに
より、電圧が変動する制御電圧が1=117J0される
ワード線が、第1導電プレートに与える影響を防止する
ことができ、記憶用容量素子に蓄積される電荷量を安定
化させることができる。 (8)、前記(7)により、DRAMの書き込み、読み
出し動作を安定化させることができ、DRAMの高信頼
性を可能にすることができる。 (9)、メモリセルの容量を構成する第1導電型の半導
体領域と、メモリセルのMlSl”ETに接続する第2
導電型の半導体値域とを互いに離間して設けでいるので
、接合の逆方向の降伏電圧を劣化ζせることがない。 (101,前記記憶用容量素子の上部に前記MlSk’
ETを配M′することにより、MlSFETを設けるた
めの面積を必要としなくてることができるので。 1)RAMの高集積化を可能にすることかできる。 aυ、前記記憶用容量素子の上部に前記MISFETを
配置することにより、メモリセルの容量を構成する第1
導電型の半導体値域と、メモリセルのMl 5FETを
構成する第2導電型の半導体領域とを絶縁膜を弁し″′
C離間し又設けることができるので、接合の逆方向の降
伏電圧を劣化させることがない。 (12+、前記flsFETを半導体プレートに設ける
ことによって、半導体基板に設ける場合に比べ、MIS
FETの第14窟型の半導体領域と第2導電型の半導体
プレートとのpn接合により生じる不要な寄生容fI′
を低減することができる。これによって、前記半導体領
域に接続されるビット線にイ;」加これる不要な寄生容
量を低減することができるので、DRAMの情報書き込
みおよび読み出し動作における高速化を可能にすること
かできる。 Q3)、前記MISFETを半導体プレー)JC設ける
ことによって、MISPETの半導体領域の拡散深ζを
半導体プレートの膜厚で規定できるので、チャネルが形
成されるべき領域側への不純物の不要な拡散を防止し、
M 1 S PETの実効チャネル長を確保することか
できる。これによって、短チャンネル効果を防止するこ
とかできる。 I、前記記憶用容量素子の第1導電プレートな細孔内に
埋め込み、該第1導電プレート上部においてMISFE
Tの半導体領域と電気的に接続することにより、第1導
市プレートとMISFETとの接続に要する面積を縮小
することかできるので、DRAMの高集積化を可能にす
ることができる。 Q5i、前記(11〜(61,(1G+、 (Illお
よび(141により、メモリセルの占有面積を著しく縮
小−fることかでき、よりI)RAMの高集積化を可能
にすることかできるという相乗効果を得ることができる
。 以上、本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種
々変更可能であることはいうまでもない。 例えば、前記各実施例はp型の半導体基板を用いてDl
tAMを構53Jしたが−II型の半導体基板にp型ウ
ェル領域を設けてそのウェル領域内に1)RAMのメモ
リセルを構成し又もよい。また、前記各実施例はp型の
半導体領域を第2導電プレートとして情報となる電荷を
蓄積したが、n型の半導体基板を用いn型の半導体領域
を第2導電プレートとして情報と11る電荷を蓄積し、
てもよい。また、p型の半導体基板にn型ウェル領域を
設けてそのウェル領域内にl)RAMのメモリセルを形
成してもよい。 また、第2導“酸プレートである半導体領域の形成方法
としてイオン打込法を用いてもよい。例えば、前記実施
例Iにおいて、イオン打込は第7図1B1に示す状態で
行なわれる。打込まれた不純物例えばポロンは細孔4の
底部に導入される。この後のアニールによって、ボロン
は拡散され細孔4の底部に半導体領域を作るとともに、
細孔の側壁に沿って基板表面に向かって湧き上る。この
ため、細孔の側壁の一部にも半導体領域が形成これる。 この側壁に沿う半導体領域は基板表面近傍(反対導電型
の半導体領域8が形成される領域)に達することはない
。これによれば、メモリセルの容量は多少減少するが、
互いに反対導電型の半導体領域5と8とt離間して配置
するためのマスク会せ余裕は不要にできる。したがって
、実施例■〜■においてさらに高集積化を計ることがで
きる。 さらに、前記実施例I〜Vは、ホールプツトピットライ
ン方式を採用したDRAMについて説明したが、オープ
ンビットライン方式を採用してもよい。また、前記実施
例■〜■は一オーブンビットライン方式を採用したDR
AMKついて説明したが、ホールプツトピットライン方
式を採用してもよい。
[1st, 'fil pressure VP
−(surface negative when +) Q1o=2.2XJu1
1 (cells/C erased). In the conventional DRAM memory cell storage capacitor, the burden of the 17# information was electrons in the 1 inversion region! 11. In other words, at a constant voltage 1, for example, 5 ]
Apply a voltage of about
shall be. In that case, by supplying a heavy load from the outside and forming an inversion layer, the charge of 1QIL (curve (shape B of C1)) is 1QIL, and when no heavy load is supplied from the outside, a deep depletion-like dust (curve tb
+ state) charge layer QIH is formed according to the information. For example, the amount of charge QtL corresponds to the signal 00'' (ie, L'), and the amount of charge Q4 corresponds to the signal ``1'' (ftx, ie, ``H''), and there are two σ charges. Difference in quantity △Qx ”'Qt
LQ1H" 5.3 X 10'2 (i hard/cml)
was used to read out the signal. In contrast, the storage capacitor element of the DRAJI memory cell of the present invention uses the charge serving as information as a spatial burden at least in the depletion region. That is, the DLLAM of the present invention is characterized in that no inversion layer is used. The curve (mountain and tel are 1 of the present invention) shows the relationship between the capacitive electrode voltage (voltage of the first capacitor plate) vP and the voltage a degree Qsc near the surface of the semiconductor region 40 in ItAM. The curve (the peak is an approximation to the curve (al) moved in the negative direction of the π pressure vP (leftward in the figure) f0 flat band Sasazho shows the sleeve of the conventional Vrnx-0,9LV,]] Kara V, BD=-1.2
I set it to Vl. In order to increase the amount of space charge in the nitrogen depletion state without substantially changing the flat band voltage, the p+ type semiconductor region 5 is formed. Specifically, p-type substrate 1
The impurity concentration is increased from 1ff1.5×10″1 [pieces/Cll1] to i,5xio″t pieces/Cll11. This increases the readout charge amount (
are doing. The range of voltages that create the accumulation region, depletion region, and inversion region m also vary. By changing the relationship between +V and Qsc as described above, it is possible to effectively utilize the space cylinder and load in the -depletion region. In other words, if v, = 0 (Vl or 5 [Vl = EiJ) JD''f', depending on the information, is stored on the first conductive plate 7, which is the i-electrode,
The amount of charge changes according to the curve tel. In other words, no inversion layer is formed and a deep depletion state occurs. As a result, the amount of charge QD when V = 0 [v] or the amount of charge QD□ when vP = 5 [v] is accumulated. For example, the charge JiQDL corresponds to a signal "0", and the charge amount QDH corresponds to a signal "1". Difference between two charges △QD=QD,
-QDL = 5.6 x 10 + 2 [pcs/cdl] allows storing 1 bit of information in a memory cell. This amount of charge is equal to or greater than that of the conventional DRAM memory cell described above. In this way, a sufficient amount of charge can be obtained without using an inversion layer. FIG. 3 +DI shows a case in which holes in an accumulated state in an accumulation region are mainly used as charges stored as information. This is shown in Figure 2 tA1. (This corresponds to a case where an extremely shallow p″r type ion implantation region is formed, not a case where a p+ type semiconductor region as deep as B1 is formed. In other words, the implanted boron ions or This is an example of a shallow implantation.The same parts as in the third drawing are designated by the same reference numerals.
The explanation will be omitted. The curves if) and tgl are curves that are approximate to the curves tar and tb+, respectively, shifted by a constant value ζ in the positive direction (to the right in the figure) of the voltage . Specifically, the flat band voltage has been increased from the conventional vFBI""-0,9V) to V, BA-+5.2 LV). For this purpose, boron ions are implanted very shallowly to increase the interfacial charge. The range of the voltage V, which forms the storage region, the depletion region, and the inversion region m, similarly changes by the change in flatband voltage. As described above, by changing the relationship between vP and Q10, the accumulated holes can be used effectively. In other words, the first conductive plate 9 serves as a capacitance pole.
When VP = (ILVI or 5.2 [Vl is marked 7JlI) according to the information, the amount of charge as accumulated information changes according to the curves (fl and (gl). In other words, one inversion region is used and one process is When QAL is V, -5 [V], the charge amount QAH is accumulated.The charge amount QAL is, for example, a signal.
0", the charge amount QAH corresponds to the signal "1"K. The difference between the two charge amounts ΔQA = ΔQAL - ΔQAH is greater than the conventional charge amount 691. In this way, it is possible to The charge amount QAL is held by the holes in the accumulated state, and the charge amount QAII is held by the space charge in the depletion region. Although the positive and negative signs are reversed, there is no restriction on ζ, and the difference in charge amount is shown by ΔQA.Also, when Vp=5 [Vl', QAH is held by the positive plate in the accumulation state on the left side of VFllA in the figure. The curves (fJ and (gl) are controlled by the dose amount of impurity ions. In this example, the dose amount is the same as in the case of Fig. 3 (2). In addition to the principle shown in 770, it is also possible to create a DRAM using a combination of these two methods.At the same time, the amount of interfacial charge is increased by a known method, and at the same time, the amount of space charge in the depletion region is also increased. Also, the same applies when an n-type semiconductor substrate is used. In this case, the charge that becomes one positive charge is a space charge consisting of electrons in an accumulated state or donors in a depleted state. (a) The specific manufacturing method of Example I will be explained. In each figure of FIG. 4 to FIG. tBl in each figure of FIGS. 4 to 11 is a sectional view taken along the cutting line (2) corresponding to the respective figure number. First, in order to form a DRAM W1, , a p-type semiconductor substrate 1 made of single-crystal silicon (81) is prepared.On this semiconductor substrate 1, as shown in No. 41 and IBI, there are arranged between adjacent memory cells and peripheral circuits.For example, address selection Thick field insulating film (<8102 film) for electrically isolating semiconductor elements (indicated by - in the figure) that constitute circuits, readout circuits, write circuits, etc.
form 2. (σ) The field insulating film 2 is formed by a well-known technique of selectively thermally oxidizing a silicon substrate using a silicon nitride film as a mask. After the steps shown in FIGS. 4(2) and 4(B), an insulating film 3A is formed in order to form a second conductive plate in the pores. An insulating film 3B and an insulating film 30 are formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1. The insulating film 3C is an etching-resistant mask for forming pores, and is made of, for example, silicon dioxide t-(Siot
) It is better to use a membrane. The insulating film 3B is an impurity introduction mask for forming the second conductive plate, and may be made of, for example, a silicon nitride (SisN*) film. The insulating film 3A is. The semiconductor substrate 1, the silicon nitride film 3B, and σ) are used to relieve stress, and for example, a silicon dioxide film may be used. The insulating film 3A can be formed by thermally oxidizing the surface of the semiconductor substrate 10 (.degree. C. fN).
Thermal oxidation technology, chemical vapor deposition [T; -0V D (
Ochemical Vapor Deposition
). Then, the insulating film 30 in the storage capacitor element formation area is selectively turned to form a first mask for forming pores. Using this first mask, anisotropic σ) dry etching is performed, and the insulating film 3BeaU is removed in an S-fold manner to form a second mask of the insulating film 3B. The substrate 1 is removed to form pores 4 as shown in Figure 51, IBI. The length W of this pore 4 is i-1
, 5, L μm], and the depth ζ from the surface of the semiconductor substrate 1 may be approximately 2 to 4 μm. After the step shown in FIG. 5(2), 5), the insulating film 30 serving as the first mask is selectively removed, and the insulating film 3B serving as the second mask is completely exposed. Using this second mask, impurities are added near the exposed surface of the semiconductor substrate 1 in the pore 4, and as shown in FIG. A semiconductor region 5 is formed. This semiconductor region 5 is applied to a first conductive plate, which will be described later, in order to obtain a charge amount or a depletion layer charge amount which becomes more information stored in the storage capacitor element in the storage capacitor element forming part. Threshold voltage (vth) higher than operating voltage
The shape is good. for example. Poron (B) ions at a concentration of about IXIU'8 (atoms/cd!) or higher at 900 to 1000 L°C]
Introduced and formed by degree of heat diffusion technology. In this case, the depth of the semiconductor region 50 from the surface of the semiconductor substrate 1 toward the inside thereof is 0.3 C μmEJm. After the steps shown in FIG. 6(4) and (I31), the insulating films 3B and 3A are selectively removed, and as shown in FIG. An insulating film 6 is formed.This insulating film 6 consists of a silicon nitride film formed by the OVD method with a film thickness of 1.
In order to relieve the stress between the M silicon nitride film and the semiconductor substrate 1, a
[A] A fourth silicon dioxide film having a film thickness of about 3014, and a second silicon dioxide film having a film thickness of about 3014, for example, provided on the nitride film in order to remove pinholes in the nitride film. It is also possible to use a material composed of a membrane. The first and second silicon dioxide films may be formed by thermal oxidation of the surfaces of the semiconductor substrate and silicon nitride film, respectively. After the step shown in FIG. 7, IB) Vc, the first conductive plate formed in a later step and Mli! The insulating film 6 is selectively removed at the connecting portion with one of the semiconductor regions constituting the 3FET, forming a contact hole 7. After this, the polycrystalline film that will become the first Sakai plate is A silicon film is formed over the entire surface by the JVD method. The polycrystalline silicon film may have a thickness of, for example, about 1500 to 3000 [A]. This polycrystalline silicon film is coated with phosphorus to obtain conductivity. Arsenic (As) ion impurities of about 1 x 1014 atoms/cdll are treated to diffuse them.
After ion implantation with an energy of about 30 (j (eV)),
Perform heat treatment. As a result of this treatment, impurities are diffused into the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 in the connection hole 7 portion, which constitutes the MISFET that will be formed in a later step. A type semiconductor region 8 is formed. The n" type semiconductor region 8 is provided apart from the p" type semiconductor region 5. This is to prevent the breakdown voltage of the junction from deteriorating due to the formation of a junction between high impurity concentration regions. The depth of the semiconductor region 8 is about +'0.2 Lμm]. After this, the polycrystalline silicon film is selectively patterned, and as shown in FIG.
As shown in U, a first dawning plate 9 is formed, one end of which is electrically connected to the semiconductor region 8 and extends over the insulating film 6 provided to cover the pore 4 . One first conductive plate 9 is provided independently for each memory cell. As a result, the memory capacitor element 0 of the mesori cell is formed. 8th opening, (After the step shown in Bl, the exposed insulating film 6, mainly the silicon nitride film, is used as an i-splash for heat-resistant treatment, and the first opening is made by thermal oxidation technology.
An insulating film (SiOt film) 10 covering the conductive plate 9 is formed. This insulating film 1O has a thickness of, for example, 2,000 to 3,000 [A
It should be around 1. If the pore 4 portion is not filled by this, the filling material 1, for example, a polycrystalline silicon film,
It is necessary to fill the trench with an insulating film. Polycrystalline silicon must be made into an insulator by oxidation. After that, the exposed insulating film 6 is selectively removed, and the 9th layer (
As shown in B1, an insulating film 11 for forming a gate insulating film is formed in the removed portion by thermal oxidation of the exposed surface iMj of the semiconductor substrate 10. This insulating film 1
1 has a film thickness of about 200 LA), for example. Fig. 9 (At, (BIK designation a) fK, M
A polycrystalline silicon film is formed on the entire surface in order to form the gate electrode of l S ii' ET, word scarlet, and semiconductor elements of the peripheral circuit. This polycrystalline silicon film is subjected to the same treatment as described above to reduce its resistance. After this, the polycrystalline silicon film is selectively patterned to form the gate electrode 12.
.. A word@(WL) 13 and a semiconductor element (not shown) of a peripheral circuit are formed. The gate electrode 12 is electrically connected to the gate electrode 12 of another memory cell adjacent in the column direction, and has a word +w13 extending in the column direction.
is configured. Further, the gate electrode 12.
As the word line (WL) 13, molybdenum (Mo),
A high melting point metal layer such as tungsten (W) or titanium (Ti). A 2/1 structure consisting of a silicide or polycrystalline silicon layer which is a compound of the high melting point metal with silicon and a high melting point metal layer or a silicide layer of the high melting point metal thereon may be used. After this, in the M l 8 F'ET forming part, using the gate electrode 12 as a mask for impurity introduction, M l S k' E '1' is applied to the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 where the insulating film 11 is exposed To form the source and drain regions of the self-aligned
ligment), an n+ type impurity is introduced. This introduced impurity is stretched and diffused, as shown in Figure 10 (5).
) As shown in step 1, an n++ semiconductor region 14 that will become a source region and a drain region is formed. The semiconductor region 8 is electrically connected to the -10,000 semiconductor region 14 . As a result, the memory cell switching transistor I
'(MlsFET)Q is formed at J16. Further, as the n+ type impurity, an arsenic ion impurity may be used and introduced by an ion implantation technique that penetrates the insulating film 11. The depth of the n+ type region is as shallow as about 0.2 μm. After the step shown in FIG. 10 (5) (Bl), an insulating film 15 is formed over the entire surface in order to electrically isolate the gate electrode 12 and word line (WL) 13 from the bit line that will be formed in a later step. The insulating film 15 is made of 7-osilicate phosphosilicate glass (psi) that can soften the undulations on the surface and capture sodium (Na) ions that affect the IJ air quality.
It is better to use a membrane. After this, in order to connect the other semiconductor region 14 to a bit line to be formed in a later step, the insulating film 15.11 on the semiconductor region 14 is selectively removed to form a connection hole 16. . This connection hole 16 is valved and electrically connected to the semiconductor region 14 to form a bit line (BL) 17 extending in the five row direction as shown in FIG. 11(5) 2g3). This bit line (BL) 17 may be formed of aluminum (A/), for example. Thereafter, a PSG film and a silicon nitride film are formed by a plasma OVD method as a final protective film. Through these series of manufacturing steps, the DRAM of this embodiment is completed. Next, the specific operation of Example I of the present invention will be described. The operation of this embodiment will be explained using FIG. 2 (At, tB'l). The operation of a predetermined memory cell will be described first. A control pressure is selectively applied to the gate electrode 12 to
8FETQ is made conductive (ON). After this, a voltage corresponding to the information is applied to the bit line (BL) 17 electrically connected to the semiconductor region 14 via the connection hole 16. This allows the bit line (BL
)17 information is N11S F E T Q
The voltage is applied to the first induction plate 9 through the . The semiconductor region 5 serving as the second conductive plate is electrically connected to the semiconductor substrate 1, and is maintained at a fixed potential of V88K. That is, if there is a potential difference between the potential of the second conductive plate and the information voltage applied to the first conductive plate 9,
Charges serving as information are accumulated in the insulating film 6, which is the intervening portion between them, and written into the memory capacitive element C of the memory cell. When storing information in a memory cell, the MIS
All you have to do is turn off FETQ. Also, when reading information from memory cells. An operation opposite to the write operation described above may be performed. According to this embodiment, a memory capacitor element using pore technology and M
1) RAM that uses a series circuit with ISFET as a memory cell
In the storage capacitive element. an insulating film provided on a predetermined main surface of the semiconductor substrate and on the surface of the semiconductor substrate in the pore, one end of which is provided above the insulating film, and the other end of which is electrically connected to one semiconductor region of the MISFET; It can be configured by a first conductive plate provided as a first conductive plate, and a semiconductor region serving as a second conductive plate provided near a predetermined semiconductor substrate surface and in a pore near the semiconductor substrate surface. As a result, the charge serving as the information can be accumulated in the insulating film at the intervening part between the first conductive turtle plate and the second conductive 1n plate, and the depletion region formed inside the semiconductor substrate can be removed from the pores. It can be suppressed by the second guiding city great. Therefore, it is possible to prevent the respective depletion regions between adjacent storage capacitor elements from being coupled together, and it is possible to prevent a leakage phenomenon between them. Furthermore, since the leakage phenomenon can be prevented, the leakage current between the respective storage capacitor elements can be reduced. As a result, it is possible to improve the charge retention time that serves as information in the storage capacitor element, and reduce the frequency of rewriting operations.Thus, the operating time of the DRAM can be improved. The charges that serve as information stored in the storage capacitor can be the charges in the accumulation region where the accumulation layer is formed or the narrow depletion layer region.Therefore, the electrons accumulated in the wide depletion region or the inversion layer region can be Since there is no need to store information, it is possible to prevent the influence of unfavorable minority carriers caused by α rays and injection from peripheral circuits.Furthermore, according to Kyō et al., storage capacitor elements Since there is no need to consider the degree of influence caused by unnecessary minority carriers, the area occupied by them can be reduced.This makes it possible to increase the integration density of DRAMs.Embodiment I] This embodiment , DltAMO+ memory cell.The structure thereof will be explained, and the manufacturing method thereof will be omitted since it is almost the same as in Example I.In this example, in addition to the first city plate soil of Example I, This is an example in which the third conductive plate to which a fixed potential is applied is straddled to increase and stabilize the capacitance value.
FIG. 12 is a plan view of a main part of an ItAM memory cell, and is a cross-sectional view taken along the line (5) in FIG. 12 (5). 12 (5) and (B), 6A indicates the insulating film provided to at least cover the first conductive plate 9. 6
This is an insulating film having the same structure as the above, and is used to constitute a storage capacitor element. This insulating film 6A is configured to accumulate hole charges, which serve as information, by the first conductive plate 9 and a third electrode (hereinafter referred to as a third conductive plate) to be described later. Further, the first conductive plates 9 of adjacent memory cells are electrically isolated. A third conductive plate 18 is provided above the insulating film 6 and connected and integrated with the third conductive plate of other memory cells in the same memory cell array, and serves as a storage capacitor. It is for configuring the element. A fixed potential, for example, the same potential as the substrate is applied to the third conductive plate 18. The storage capacitive element of the memory cell is connected to the first conductive plate 9. Capacitor C consisting of semiconductor region 5 and insulating film 6 which is the second conductive plate
and a first conductive plate 9. It is configured by connecting the third conductive plate 18 and the capacitor C1 made of the insulating film 6A in parallel circuit. IOA is the third conductive plate 1
8, and is an insulating film provided to cover the third conductive plate V
-) 18 and the word line (WL) 13 electrically. When a concrete memory cell array is constructed using the memory cells shown in the twelfth color space (Bl), it becomes as shown in FIG. 13. 13 is a schematic plan view of a main part of a memory cell array for explanation. In order to make the drawing easier to see, an insulating film in which six conductors should be provided between layers is not shown in FIG. 13. In the figure, the plane is the same as that of Embodiment I except for the third conductive plate 18. Next, the concrete operation of Embodiment 2 of the present invention will be explained. The operation of this embodiment is shown in FIG. 12 ( The operation of a predetermined memory cell will be explained using Al, (Bl. First, the case of writing information to the memory cell will be explained. A control voltage is selectively applied to the gate electrode 12 constituting the Ml 5FETQ of the memory cell. Then, the Ml 5
Turn on FETQ. After this, bit # (B
L) Apply a voltage serving as information to 17. To this, X:
Therefore, the voltage serving as information on the bit line (BL) 17 is MI
It is applied to the first conductive plate 9 via SFETQ. The semiconductor region 5 serving as the second conductive plate is electrically connected to the semiconductor substrate 1 and held at a predetermined fixed potential v8g, and for example, the third conductive plate 18 is also held at a fixed potential v88. That is, if there is a potential difference between the potentials of the second conductive plate 18 and the third conductive plate 18 and the information voltage applied to the first conductive plate 9, the insulating film 6 and the insulating film 6A, which are the intervening parts thereof, Charges that serve as information are accumulated in the storage capacitive element of the memory cell. will be written to. When storing information in a memory cell, the MI
5 FET (1-OFF). Also, when reading the 1-ft information of the memory cell, it is sufficient to perform the operation opposite to the above-mentioned winding operation. Reduction of each quantity and M
DILAM whose memory cell is a series circuit with ISFET
In this case, eleven effects similar to those in Example I can be obtained, and furthermore, an insulating film is provided on the top of the first conductive plate.
By providing the third conductive plate, the amount of charge accumulated by the first conductive plate and the second conductive plate and the amount of charge accumulated by the first conductive plate and the third conductive plate can be stored in a capacitive element for storage. The amount accumulated can be measured. As a result, the amount of charge storage in the area occupied by the storage capacitor element can be increased by about twice as compared to the first embodiment, and it is possible to further increase the integration of L) RAM. In addition, by providing the third special plate with a fixed potential above the first conductive plate, it is possible to prevent the word line to which a control voltage whose voltage varies from positive to negative from affecting the first conductive plate. Therefore, the amount of holes accumulated in the storage capacitor can be stabilized. As a result, it is possible to stabilize the read and write operations of the DRAM, and it is possible to achieve high reliability of the DRAJI. [Embodiment 2] In this embodiment, the structure of the memory cell /L/ of a DRAM will be explained, and the manufacturing method thereof will be omitted since it is almost the same as that of the above-mentioned embodiment I. This embodiment is an example in which the field insulating film provided between memory cells in Embodiment R is reduced to achieve higher integration. 8g14 Figure (4) is a plan view of the main part of the RAM memory cell for explaining the structure of this embodiment.
111Bl is a sectional view taken along the cutting line V in FIG. 14(2). In all the figures of this embodiment, parts having the same functions as those of the embodiment i are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted. In No. 14111Bl, 12A is a semiconductor substrate between predetermined memory cells and peripheral circuits (not shown) 1, for example, between semiconductor elements constituting an address selection circuit, readout circuit, write-in circuit, etc., for example, between MISFETs] Main surface part σ) is a field insulating film provided for electrically isolating them. The memory cell is the fourteenth
As shown in the figure (OIK), the field insulating film 2AKJ is formed in a pair of patterns repeating in the row direction:
It's shaped like that. Two field insulating films are provided between adjacent memory cells in the column direction in the memory cell array. Note that 14A is a region where an n+ type semiconductor region that will become a card ring is to be formed. Reference numeral 5A denotes a second conductive plate p" provided near the surface of the semiconductor substrate 1 in the storage capacitive element formation area and integrally provided with adjacent storage capacitive elements in the row direction.
This is a type of semiconductor region. This situation is shown in No. 1491 (01).It is used to configure a storage capacitor and at the same time electrically isolate adjacent storage capacitors in the row direction. To provide a threshold voltage higher than the operating voltage applied to the first conductive plate in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 in order to obtain hole charges or depletion layer 11 charges which become a lot of information stored in the semiconductor substrate 1. Furthermore, the semiconductor region 5A has a structure for suppressing the extension of a depletion region formed from the surface portion of the semiconductor substrate 1 underneath the first conductive plate toward the inside thereof when a voltage is applied to the first conductive plate. Note that the semiconductor region 5A only needs to have a higher impurity concentration than the semiconductor substrate 1.
Fig. 14 (The cross section along cut 1B-B in q is the 7th
It is the same as the one in which the field insulating film 2 existing between two adjacent pores 4 is omitted in Figure U (the insulating film 6
(not shown). According to this embodiment, a memory capacitor element using pore technology and M
In a DRAM in which a series circuit with an ISFET is used as a memory cell, the same effect as in Example 1.11 can be obtained, and furthermore, the storage capacitor element is connected to the other storage capacitor element adjacent in one row direction. K because they can be electrically separated from each other by a semiconductor region which is a second conductive plate. There is no need for a field insulating film occupying a large area in the DRAM, and it is possible to increase the productivity of the DRAM. [Embodiment (2)] In this embodiment, the structure of a mesori cell of a DRAM will be explained, and the manufacturing method thereof will be omitted since it is almost the same as that of the above-mentioned embodiment (2). This embodiment is an example in which the number of field insulating films provided between memory cells in Embodiment 2 is reduced to achieve higher integration. Alternatively, in Example 2, a third conductive plate is provided to sandwich the insulating film on the first conductive plate to increase the storage capacity. FIG. 15(3) shows D for explaining the structure of this embodiment.
FIG. 15 (■) is a plan view of the main part of a RAM memory cell.
FIG. 15 is a sectional view taken along the line xv-xv in FIG. 15(5). The state of part of the memory cell array of this embodiment during the manufacturing process is shown in the same manner as in FIG. 14+a+. In all the figures of this embodiment, parts having the same functions as those of the embodiments II and In are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted. According to this embodiment, memory cells can be arranged at a higher density in the row direction than in the embodiment (2). This is because there is no field insulating film between memory cells adjacent to each other in the row direction. According to this embodiment, the capacity that can be stored in the memory cell can be increased more than in the embodiment (2). This is the same relationship between Example H and Example (2). Of course, the effects obtained in Examples (1) and (2) can also be obtained in the same manner. [Example 2] Next, a specific manufacturing method for the DRAM of Example 2 of the present invention will be explained, and a specific structure thereof will also be explained. This embodiment is an example in which the provision of two field insulating films for electrically separating memory cells adjacent in the column direction in Embodiment 2 is omitted, and no field insulating film is provided in the memory cell array at all. It is. 16 to 18 are plan views of essential parts of the DRAM memory cell array in each manufacturing process for explaining the manufacturing method of this embodiment. In all the figures of this embodiment, parts having the same functions as those of the above-mentioned embodiments I and II are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted. First, a field insulating film is formed on the semiconductor substrate 1K by selective thermal oxidation of the substrate 1 in order to electrically isolate semiconductor elements (not shown) of one peripheral circuit except for the memory cell array section. Then, the semiconductor substrate 1 is exposed by forming the pores 4 at .degree. After this, a mask 19 for resisting impurity introduction is selectively formed on the top surface of the semiconductor substrate 1, which is a region where a switching MISFET to be formed in a later step is to be formed. Thereafter, p-type impurities are introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 other than the mask 19 and into the surface of the semiconductor substrate 1 within the pores 4 using the mask 19 . As a result, as shown in FIG. 16, the second
It becomes a conductive plate. In addition, p'' type semiconductor regions 5B are formed to electrically isolate adjacent memory cells in the row and column directions. After the process shown in FIG. An insulating film 6 is formed on the first insulating film 6, which will be formed in a later step.
The insulating film 6 is selectively removed at the electrical connection portion between the conductive lid plate and a part of the semiconductor region constituting the MISFET, and a connection hole 7 is formed. Thereafter, a polycrystalline silicon film serving as a fourteenth electrode plate is formed over the entire surface, and n+ type semiconductor regions 8 are selectively formed by As ion implantation. After this, apply the polycrystalline silicon film:! ! ! Selective patterning is performed to form a first conductive plate 9 as shown in FIG. In addition, the cross section along the cut edge (2)-xvn is the same as that shown in FIG. 8 (B with the field insulating film 2 omitted. After the process shown in FIG. A storage capacitor element CI is formed by forming a third conductive plate (third conductive plate) 18, and after forming insulating films 1UA and 11, a gate electrode 12 and a word line (WL) 1 are formed.
3 and forming the semiconductor region 14.
15FETQ is formed, and an insulating film 15. After forming the connection hole 16, as shown in FIG.
form 7. In FIG. 18, in order to make the drawing easier to see, the insulating film to be provided between the isoelectric nodes is shown 1f. In addition, the cross section along the cutting line -XVI is the same as that shown in FIG.
M is completed. After this, the above examples! , In the same manner as If, a haze-protecting film or the like is applied. Note that in this embodiment as well, the p''' type semiconductor region 5B and the n
The +-type hemi-rostral body region 8 needs to be provided apart from it, as in the other embodiments. According to this embodiment, a storage capacitor element using pore technology and M
IJIL that connects the series circuit with ISFET to the memory cell
In AM, the above Example 1. The same effect as in II can be obtained, and furthermore, the memory cell of D) LAM is connected to the other memory adjacent in the row direction and the column direction by the semiconductor region which is the second conductive plate that constitutes the storage capacitor element. Since it can be electrically isolated from the cells, there is no need for any field insulating film in the memory cell array, making it possible to achieve high integration of AM. It goes without saying that the formation of the third conductive grating 18 may be omitted.This is the same as the relationship between Examples (2) and (2) or Examples (2) and 1v.D) In this case, the plane of the tAM memory cell. The cross section and the cross section during the manufacturing process are those of Example 1. [This will be clear from the explanation of [and ■]. Embodiment 2] This embodiment describes the structure and method of using a DRAM memory cell. In Examples I to V, when higher integration is achieved,
p+ type semiconductor regions 5, 5A serving as second conductive plates;
5B and the nf type semiconductor region 14 of MISFETQ are in close proximity or form a pn junction. These semiconductor regions5. 5A, 5B, and 14 have high impurity concentrations and are therefore unfavorable in terms of electrical characteristics. This embodiment improves these. This is an example of achieving even higher integration. FIG. 19 shows a DRA for explaining embodiment ① of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing a main part of a memory array of M. It should be noted that for Examples Vl to Embodiment 2, the &i.me open bit line method is adopted and 16 cases are explained for 7CD RAM. Oite in the 19th @, bit line B Lu -B LH-B
L, , BL, . . . are sense amplifiers SA1. S.A.
. . . are provided in a pair extending in the row direction from both ends of the line. SW is a switch element connected to a pair of pins iBl, and is used to short-circuit them. As a result, the memory cell array does not require a dummy cell having a capacitive element with a charge storage amount 1/2 that of the memory cell M. Next, the specific structure of Example 2 of the present invention will be explained. The 20th Guard is the fl of this example! D for explaining the structure
FIG. 1 is a plan view of a main part of a RAM memory cell, and FIG.
tI3) is a sectional view taken along the xx-xx cutting line of the 20th Guard. 1. C. In FIG. 20(5), in order to make the drawing easier to see, the insulating film that should be provided between each conductor layer is not shown. In Fig. 20, (B), 9A is provided independently for each memory cell on the upper part of the insulating film 6 of the storage capacitor element forming part, and is located at one end or one of M l S )'ET to be described later. Q) A first guide plate, which is electrically connected to the semiconductor region and provided as in the embodiments I to V above. IOB
is an insulating film provided to accommodate the first electric brake) 9A, and as a king, the first electric brake) 9A and 11811"BT placed above it, which will be described later, are also adjacent. The insulating film 10B is used to electrically isolate the first conductive plates 9A between the first conductive plates 9A and the word line (WL).
It is also possible to insert the pore 41Bi together with the first conductive plate 9A and flatten the upper surface thereof. 7A is the first guide car play) 9A and fVl 1 S described later
A connection hole is provided by selectively removing a portion of the insulating film 10B that is connected to one semiconductor region of the FET,
It is for electrically connecting them. 20 is connected to one end of the first guiding plate 9A at a predetermined portion, and is arranged in pair with the adjacent capacitive element 0 in a predetermined direction on top of the capacitive element O via the r5 film JOB. This is a semiconductor plate made of single-crystal silicon, and is used to configure the ■i 5FET. II
A is an insulating film provided to at least cover the semiconductor plate 20, and serves as a gate insulating film of the MISFET. 14A is gate electrode 1
This is an n+ type semiconductor region provided in a direction from the depth of the semiconductor plate 20 on both sides of the semiconductor plate 20, and serves as a north region and a drain region to constitute a MISFET. Switching transistor, namely MlSF E
TQ is the gate electrode 12. Semiconductor region 14A. Semiconductor plate 2 () and insulating film 11A,! = [, J
: It is composed of: - The semiconductor region 14A is connected ζ4 to one end of the fourteenth plate 9A via the connecting hole 7A. Next, a specific manufacturing method of Example 5 of the present invention will be described. 21-25 are plan views of main parts of the DRAM in each manufacturing process for explaining the manufacturing method '12r of this embodiment, and each of FIGS. In the figure, (B) is a cross-sectional view taken along the cutting line corresponding to each figure number.In addition, the peripheral circuit of DRAM is The manufacturing process of the constituent Ml 5FET (left figure in the figure) will also be explained.If, excluding the memory cell array part, an insulating film 21 is formed on the cut surface of the p-type silicon semiconductor substrate in the area where the MISNET is to be formed. A p-type channel stopper region 22 and a field insulating film 2B are formed on the upper main surface of the semiconductor substrate 1 between the regions where the 1M1SFET is to be formed.After this, the method of Example I is applied to the memory cell array region.
In the same manner as above, the pore 4 is released, and a p+ type semiconductor/body region 5B, which becomes a second conductive plate, is formed near the surface of the semiconductor substrate 1 and in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 exposed inside the pore 4.
form. Then, as shown at tBl in FIG. 21(5), an insulating film 6 made of Sin is formed over the entire surface. After the step shown in FIG. 21(5) + tE, a first α-conductor plate 9A is formed on the insulating film 6 so as to cover the pore 4 in the memory cell array portion. 1st guide city play) 9
In A, a polycrystalline silicon film formed by the 0V1 method was used, and the film thickness was 800 to 1200 [A1
The condition is good to a certain degree. As a result, the storage capacitive element C of the memory cell is formed. After this, the first conductive plate)
An insulating film 10B is formed on the entire surface so as to cover the first
The insulating film 10B in the portion to be connected to the conductor plate 9A and the semiconductor region of the MlSFE"J) is selectively removed to form a connection hole 7A. The insulating film 10B is
For example, a silicon oxide film (S iOt ) formed by the OVD method may be used, and the film thickness may be approximately 3,000 to 4,000 LA. And, as shown in Figure 22, [F]),
To form a semiconductor plate of single crystal silicon, O
A polycrystalline silicon film 20A is formed over the entire surface by the VD method. Polycrystalline silicon film 2OA. For example, the film thickness may be about 2500 to 350 HA.The polycrystalline silicon film 2OA is designed to valve the connection hole 7A and connect to the 14th ton plate 9A. ), (B), the polycrystalline silicon film 2OA is made into a single crystal silicon film.
For example, heat treatment technology using 0W argon laser (Ar-Laser), specifically, energy 3 to 15 [W],
Scanning speed [5 to 100 [cm/S]], substrate temperature 300
If laser annealing is performed under the conditions of [°C] and a beam diameter of 30 [μm], this will work. Then, an impurity for controlling the threshold voltage of the 5Ml5FET is introduced into the main surface of the single crystal silicon film, at least in a portion where the channel of the MlSFET is to be formed. This is, for example, lXl0”L
Valency/cf] Boron ions with a purity of 50 to 70 [
It is preferable to perform heat treatment after ion implantation at an energy of about 1000 keV]. After this, as shown in FIG. ) 9A and constitutes another storage capacitor element adjacent to the other end via the connection hole 7A. lW play) At least 1t connected to 9A, the part where the channel of MlsFET should be formed is a p-type semicircular play) 2
0 is formed, and further, predetermined portions of the insulating films 10B, 6 and 21 are selectively removed, and p? Nl5 constituting the surface of the semiconductor region 5B of the mold and the peripheral circuit
The top surface of the semiconductor substrate 1 in the FET forming portion is exposed. After the step shown in 131, the semiconductor plate 20 exposed in the memory cell array section, the first conductive plate 9A, the p+ type semiconductor region 5B, and one peripheral circuit are removed by a thermal oxidation technique. An insulating film 11A made of Sin so as to cover the surface portion of the semiconductor substrate 1 exposed in the MISF'ET forming portion constituting the
11B is formed. Insulating film 11A. 11B mainly covers the gate insulating film of the MISFET.
The film thickness is reduced to 200-30% by thermal oxidation so that it can be
0 [It may be formed to about A1. After this, insulating film 1
A gate electrode 12 and a word line (WL) 13 electrically connected to the gate electrode 12 and extending in the column direction are formed above the gate electrode 1A, and a gate pole 12A is formed above the insulating film 11B. Then, at a second temperature (as shown in Bl, in the memory cell array part), an n"" type semiconductor region 14A is formed on the semiconductor plate 20 with the insulating film 11A on both sides of the gate electrode 12. At the same time, one peripheral circuit is formed. In the M 1 S FET forming part constituting the gate electrode 12A, an n+ type semiconductor region 4B is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 via the insulating film 11B on both sides of the gate electrode 12A. The MlsFETQ of the memory cell and the MIsFETQt of the peripheral circuit are formed by this.
The semiconductor region 14A of S k'ETQ is stretched to a depth equal to or greater than the film thickness of the semiconductor plate 20 so as not to be diffused. FIG. 24(2), (After the step shown in Bl, an insulating film 15 is formed on the entire surface in the same manner as in Example 1. Insulating film 1
5 consists of a phosphorus silicate glass (PSG) film. After this, the predetermined semiconductor region 14A. 14B upper insulating film 11A. IIB. 15 is selectively removed to form a connection hole 16.16A. And the 25th
As shown in FIG.
A is electrically connected to the semiconductor region 14B and is formed as a wiring 17A' on the insulating film 15. After this, PSG film and plasma OV film are used as the final protective film.
A silicon nitride film Y3b is formed by method D. The DRAM of this embodiment is completed through these series of manufacturing steps. Using the memory cell formed in this way. A concrete memory cell array is constructed as shown in FIG. 26. FIG. 26 is a schematic plan view of a main part of a memory cell array for explaining Embodiment 2 of the present invention. A memory cell array can be constructed by repeatedly arranging the two memory cell notches shown in FIG. 20 in a matrix. Note that in FIG. 26, in order to make the drawing easier to see, an insulating film that should be provided between each conductive layer is not shown. The specific operation of this embodiment is substantially the same as that of Embodiment I, so a description thereof will be omitted here. In this example, a memory capacitor element using pore technology and M
DRAM whose memory cells are series circuits with ISI"ET
In this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and furthermore, the MISFET can be placed above the storage capacitor element. The area required for providing MlSl'ET is 11<1, which enables high integration of DRAM. Further, the Ml 8FET is connected to the memory valley fir. M l S k
The breakdown voltage in the reverse direction due to the junction between the n+ type semiconductor region of the ET and the p+ type semiconductor region serving as the second conductive plate of the storage capacitor element is not deteriorated. This allows DRAMs to be highly integrated. In addition, by providing the MISFET on the semiconductor plate, 1M1S11
'Unnecessary parasitic capacitance caused by the pn junction between the semiconductor region of the ET and the semiconductor plate can be reduced. This makes it possible to reduce unnecessary damage added to the bit lines, thereby making it possible to omit information and speed up line input/output operations of the DRAM. Furthermore, by providing the MlSFET on the semiconductor plate, the diffusion depth of the semiconductor region of the MISFET can be defined by the thickness of the semiconductor plate, which prevents unnecessary diffusion of impurities into the region where the channel should be formed.
The effective channel length of the ISFET can be secured. This can prevent short channel effects. Of course, the effects obtained in Examples I to V can also be obtained in the same manner. [Example ■] This example concerns a DRAM memory cell. The structure and manufacturing method will be explained below. In this example, a third conductive plate 18 to which a fixed potential is applied is further provided on the first conductive gray plate 9A of Example (2),
This is an example of increasing and stabilizing the capacitance value. This is the same as the relationship of Example I to Example I. FIG. 27 tAl is a plan view of a main part of a DRAM memory cell for explaining the specific structure of this embodiment;
Figure (Bl is a sectional view taken along the ℃■ - ℃ (to) cutting line in Figure 27 (5). In addition, Figure 27 (2) is a cross-sectional view taken between each conductor TlLrtI in order to make the drawing easier to see. The insulating film to be formed is not shown in the figure.
Since it is almost the same as , it is omitted here. Next, a specific manufacturing method of Example 2 of the present invention will be explained. 4 in Figures 28-30! In Figure r, (4) indicates D in each manufacturing process for explaining the manufacturing method of this example.
28 to 3 are plan views of main parts of a RAM memory cell; FIG.
In each figure in Figure 0, (BJ is a cross-sectional view taken along the cutting line 4 corresponding to the respective figure number. First, in the memory cell array part of the semiconductor substrate l. A p'' type semiconductor region 5B, which becomes a second conductive plate, is formed in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 and in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 exposed in the pore 4. Then, StU is formed on the entire surface. , and as shown in FIG. 28 (2) and (No. 8), a polycrystalline silicon film that has been subjected to a predetermined patterning process in order to form a first conductive plate on the top of the insulating film 6. A film 9B is formed. After the step shown in FIG.
Form A. Then, as shown in FIG. 29(B), a polycrystalline silicon film 18A which has been patterned in a predetermined manner is formed to form a third conductive plate. After the steps shown in FIGS. 29(3) and (B), the exposed absolute f#! Thermal oxidation is performed using the nitride film of the film 6A as an oxidation-resistant mask, an insulating film 1osv is formed on the entire surface so as to cover the polycrystalline silicon film 18A, and the first conductive grating 9A and M 1 SI! 'ET -1 semiconductor region of the insulating film 6Afir in the portion to be connected is selectively removed to form a connection hole 7A. After this, a p-type semiconductor plate 20 is formed on the insulating film 10B in the portion where the storage capacitor element is to be formed, and along with this formation, unnecessary insulating films JOB, 6A, 6 and unnecessary polycrystalline silicon film are formed. 1
8A and 9B are selectively removed to form a first conductive plate 9A and a third conductive gray plate 1B, as shown in Figure 301 (B). FIG. 30 (5), (After the step shown in Bl, by performing the steps after the step shown in FIG. 23 of Example Vl, ff3), as shown in FIG. 27 1 (Al, mountain). The DRAM of this embodiment is completed. Thereafter, a protective film is applied in the same manner as in the previous example. A concrete memory cell array using the memory cells J16 formed in this way is shown in FIG. 31. FIG. 31 is a schematic plan view of a main part of a memory cell array for explaining Example 2 of the present invention. A memory cell array is constructed by repeatedly arranging two memory cells shown in FIG. 27. Note that in FIG. 31, in order to make the drawing easier to see, an insulating film to be provided between each conductive layer is not shown. Note that the specific operation of this embodiment is substantially the same as that of the embodiment (2), and therefore will not be described here. According to this embodiment 11, it is possible to obtain the same effect as in the above embodiment (2) in a DILAM whose memory cell is a memory capacitive element using pore technology and a blood test circuit of M I S F E '1'. Furthermore, by providing a third conductive plate above the 14% plate with an insulating film interposed therebetween, it is possible to obtain the same effects as in Example 2 and ILV. [Example %]If ] In this example, the structure of a DRAM memory cell will be explained, and the manufacturing method thereof is almost the same as that of the above-mentioned example (2), so the explanation thereof will be omitted. This example is Example Vl odor'''C first conductive, plate and M
This is an example of reducing the amount of work required to connect the LSFET to the semiconductor region, further increasing integration, and facilitating mask alignment for these connections. No. 324 is a plan view of the main part of a DRAM memory cell for explaining the specific structure of this embodiment, and FIG. 32 (
t3+&! , IW 32 Figure 1A (1) XXXII
-XXX[[This is a sectional view taken along the cutting line. In addition, the third
24 times. In order to make the drawing easier to see, an insulating film to be provided between each conductor t# is not shown. In FIG. 32, (■), 90 is a first conductive plate provided on the insulating film 6 so as to be embedded in the pore 4. The first conductive plate 90 has a substantially flat upper surface. A connection hole 7B is provided by selectively removing the insulating film JOB above the first conductive plate 9C, and is for electrically connecting the first conductive plate 9C and the MISFET. Note that the specific operation of this embodiment is substantially the same as that of embodiment I, and therefore will not be described here. According to this embodiment, a memory capacitor element using pore technology and M
It is possible to obtain the same effect as in the above-mentioned Example ⑶ in a DRAM whose memory cell is a series circuit with ``l S k' E i'', and ζ et al.
By electrically connecting the T with the semiconductor region at the upper part of the first s-electrode plate embedded in the pore, the area required for the connection can be reduced. This makes it possible to: l) achieve high integration of RAM; Furthermore, by electrically connecting the storage capacitive element and the MISFET to the semiconductor region above the first conductive plate embedded in the pore, it is possible to facilitate mask alignment for their connection. Effect] In 1) RAM in which a series circuit of a storage capacitor and M1SFB'l' formed by pore technology is used as a memory cell, (11. an insulating film provided on the surface of the semiconductor substrate in the M1Sk″ET; 1 conductive plate, and a semiconductor region serving as a second conductive plate provided near the surface of a predetermined semiconductor substrate and near the surface of the semiconductor substrate in the pore. The charge pA1 can be accumulated at both ends of the insulating film in the intervening portion between the conductive plate and the second conductive plate, and the depletion region formed inside the semiconductor substrate from the pore can be transferred to the second conductive plate. Therefore, it is possible to prevent the coupling of respective depletion regions between adjacent storage capacitor elements, and to prevent the leakage phenomenon. (2) Preventing the leakage phenomenon As a result, the leakage current between each storage capacitor element can be reduced.This improves the charge retention time that serves as information in the storage capacitor element, and reduces the frequency of rewriting operations. Therefore, the operating time of the DRAM can be improved. (3) The charge that becomes the information stored in the storage capacitor 11 elements, the t in the storage region where the storage layer is formed or the narrow depletion region. (TJ can also be used. Therefore, since there is no need to use deuterons accumulated in a wide depletion region or inversion layer region as information, unnecessary minority carriers generated by α rays or injection from peripheral circuits are eliminated. (4) Since it is not necessary to consider the shadow caused by unnecessary minority carriers caused by α rays, the area occupied by the storage capacitive element can be reduced. This makes it possible to make the DRAM into a sieve. (5) By providing a third conductive plate on top of the first conductive plate constituting the storage capacitor with an insulating film interposed therebetween, The amount of charge that can be accumulated by the first conductive plate and the second conductive plate can be multiplied by the amount of charge that can be accumulated by the first conductive plate and the third conductive plate.By this, the amount of charge that can be accumulated by the first conductive plate and the second conductive plate can be multiplied by S. (6), above 1) ILAM memory cells are arranged in the row direction, column direction, or the Since it can be electrically isolated from other adjacent memory cells in both directions, there is no need for a field insulating film formed by selective thermal oxidation technology on the semiconductor substrate, making it possible to increase the integration density of IJRAM. can. (7) By providing a fixed third conductive plate above the first conductive plate constituting the storage capacitor, the word line to which the control voltage whose voltage fluctuates is 1=117J0 is connected to the first conductive plate. The influence on the conductive plate can be prevented, and the amount of charge accumulated in the storage capacitor element can be stabilized. (8) According to (7) above, writing and reading operations of the DRAM can be stabilized, and high reliability of the DRAM can be achieved. (9) A semiconductor region of the first conductivity type constituting the capacitance of the memory cell, and a second semiconductor region connected to the MlSl''ET of the memory cell.
Since the semiconductor value ranges of the conductivity type are provided at a distance from each other, the breakdown voltage in the reverse direction of the junction does not deteriorate. (101, the MlSk'
By arranging the ET M', it is possible to eliminate the need for an area for providing the MlSFET. 1) High integration of RAM can be achieved. aυ, by arranging the MISFET above the storage capacitor, the first
The conductivity type semiconductor range and the second conductivity type semiconductor region constituting the Ml 5FET of the memory cell are separated by an insulating film.
Since the capacitors can be spaced apart from each other, the breakdown voltage in the reverse direction of the junction is not deteriorated. (12+, By providing the flsFET on the semiconductor plate, compared to the case where it is provided on the semiconductor substrate, the MIS
Unnecessary parasitic capacitance fI' caused by the pn junction between the 14th cave-shaped semiconductor region of the FET and the second conductivity type semiconductor plate
can be reduced. This makes it possible to reduce unnecessary parasitic capacitance added to the bit line connected to the semiconductor region, thereby making it possible to increase the speed of information writing and reading operations of the DRAM. Q3) By providing the MISFET with a semiconductor plate (JC), the diffusion depth ζ of the semiconductor region of the MISPET can be defined by the thickness of the semiconductor plate, thereby preventing unnecessary diffusion of impurities into the region where the channel is to be formed. death,
It is possible to ensure the effective channel length of M 1 S PET. This can prevent short channel effects. I, embedded in the pores of the first conductive plate of the storage capacitive element, and MISFE on the top of the first conductive plate;
By electrically connecting to the semiconductor region of T, it is possible to reduce the area required for connecting the first conductive plate and the MISFET, thereby making it possible to increase the integration density of the DRAM. Q5i, said (11 to (61, (1G+), (Ill and (141) can significantly reduce the area occupied by the memory cell, and moreover I) it is possible to increase the integration density of the RAM. A synergistic effect can be obtained.The invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples above, but the present invention is not limited to the above Examples, and can be modified without departing from the gist thereof. It goes without saying that various modifications can be made. For example, each of the above embodiments uses a p-type semiconductor substrate to
Although the tAM was constructed, a p-type well region may be provided in a -II type semiconductor substrate, and 1) a RAM memory cell may be constructed within the well region. Further, in each of the above embodiments, the p-type semiconductor region is used as the second conductive plate to accumulate information charges, but an n-type semiconductor substrate is used and the n-type semiconductor region is used as the second conductive plate to store information and charges. accumulate,
You can. Alternatively, an n-type well region may be provided in a p-type semiconductor substrate, and l) a RAM memory cell may be formed within the well region. Further, an ion implantation method may be used as a method for forming the semiconductor region that is the second conductive acid plate. For example, in Example I, ion implantation is performed in the state shown in FIG. 1B1. An impurity such as poron is introduced into the bottom of the pore 4. By subsequent annealing, boron is diffused and a semiconductor region is created at the bottom of the pore 4.
It bubbles up along the sidewalls of the pore toward the substrate surface. Therefore, a semiconductor region is also formed on a part of the side wall of the pore. The semiconductor region along this side wall does not reach the vicinity of the substrate surface (the region where the semiconductor region 8 of the opposite conductivity type is formed). According to this, the capacity of the memory cell will decrease somewhat, but
It is possible to eliminate the need for a mask overlap margin for arranging semiconductor regions 5 and 8 of opposite conductivity types to be spaced apart by t. Therefore, higher integration can be achieved in Examples (1) to (2). Further, in the above embodiments I to V, DRAMs employing a halt pit line method have been described, but an open bit line method may also be employed. In addition, the above embodiments ■ to ■ are DRs that adopt the one-oven bit line method.
Although AMK has been described, a halt pit line method may also be adopted.

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

第1図は1本発明の実施例1を説明するためのDRAM
のメモリセルアレイ要部を示す等価回路図、 第2図(2)は1本発明の実施例Iの構造を説明するた
めのDRAMメモリセルの要部平面図−第2図(Blは
、第2図(5)の1し」切断線における(ト)f面図。 第3防人およびtBlは一本発明の詳細な説明するだめ
のグラフ、 第4図(2)、第5図囚、第6図囚、第7図囚、第8図
(4)、第9図囚、第10図囚および第11回置は1本
発明の実施例IO,)実速方法を説明するだめの各製造
工程におけるDRAMメモリセルの要部平面図。 第4図(B)、箪5図1 (E を第6図(B)、第7
図1B1.第7図1B1.第9図(B)、第10図(B
lおよび第11図(Elは、それぞれの図番に対応する
IAI図の切断線における断面図。 第12図(5)は5本発明の実施例■の構造を説明する
ためのDRAMメモリセルの要部平面図、第7図1B1
は、第12図(5)の■−■切断線における断面図。 第13図は1本発明の実施例]を説明するための概略的
なメモリセルアレイの要部平面図。 第141囚は、本発明の実施例■の構造を説明するため
のL)RAMメモリセルの要部平面図、第14図18+
は、第14図taノxtv −xtv切断線における断
面図、 第14回+01は、実施例1■の製造工程の途中での状
態を示す平面図、 第15防人は、本発明の実施例■の構造を説明するため
のDRAMメモリセルの要部平面図。 第15図1)31は、第15図(AJ(1> XV −
XV 切断線における断面図、 第16図〜第18図は、本発明の実施例Vの製造方法を
説明するだめの各製造工程におけるDRAMメモリセル
アレイの要部平面図。 第19図は、本発明の実施例■を説明するためのDRA
Mのメモリセルアレイ要部を示す等価回路図、 第20図(5)は1本発明の実施例Vlの構造を説明す
るためのDRAMメモリセルの要部平面図、第2 t)
 It(But、第20図(At(7) XX −XX
 9J断線における断面図、 第21図囚、第22図(5)、第23図(2)、第24
図(5)および第25防人は、本発明の実施例■の製造
方法を説明するための各製造工程におけるDRAMσ)
要部平面図、 第21図()Jl、第22図(B1.第23図(B)、
第24図1BIおよび第24図1BIは、それぞれの図
番に対応する開口の切断線におけるMr百図。 第26図は、本発明の実施例■を説明するための概略的
なメモリセルアレイの要部平面図−第27図(4)は、
本発明の実施例■の構造を説明するためのDRAMメモ
リセルの要部平面図、第27図(Blは、第27防人の
頂−X)3’ll切断線における断面図、 第28図囚、第29図(5)および第30図(4)は、
本発明の実施例〜11の製造方法を説明するだめの各製
造工程におけるl) It A Mメモリセルの要部平
面図、 第28図(B1.第29図旧および第30図(131は
、それぞれの図書に対応する(5)図の切断線における
断面図。 第31図は1本発明の実施例■を説明するための概略的
なメモリセルアレイの要部平面図。 第32図面は、本発明の実施例■の11造を説明するた
めの1)RAMメモリセルの要部平面図。 第32図(口は、第32図(2)のXXXII −XX
X[l切断線における断面図である。 図中、1・・・半導体基板、2.2A、2B・・・フィ
ールド絶縁膜、4・・・細孔、6.6A、10.IOA
。 10B、100,11.IIA、IIB、15・・・絶
縁膜、5.5A、5B・・・半導体領域(第2導電プレ
ート)、7,7A、7B、16.16A・・・接続孔、
8.14.14A、14B・・・半導体領域。 9.9A、90・・・第1導電プレート、12.12A
・・・ゲート電極、13・・・ワード線(WL)、17
・・・ビット線、17A・・・配縁(BL)、1B、1
8A・・・第3導電プレート、20・・・半導体プレー
ト、9B、18A、2OA・・・多結晶シリコン膜、2
2・・・チャンネルストッパ領域−Q= Qt・・・M
 l S FET、O,0,・・・記憶用容量素子であ
る。 第 1 図 第 2 図 第 2 図 とF3) 第 4 図(A) 第 4 図(B) 第 5 図(AI 第 5 図(B) 第 6 図 L/l) 第 6 図(E) 第 j 図rA) 第 7 図 (B) 第 8 図 /A) 第 8 図 (B) 第 9 1’ki (A) 第 9 図 (B) 第10図(AI 第10図(B) 第11図(13) 第14図(B) 第14図(c) 第16図 第17図 第19図 第2 O[4 (!B〕 第27図 第28図 (A) (B) 第29図 CΔノ 第30図
FIG. 1 shows a DRAM for explaining Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 (2) is an equivalent circuit diagram showing the main part of the memory cell array of 1. FIG. (G) F view taken along the section line 1 and 5 in Figure (5). The third protector and tBl are graphs for explaining the present invention in detail. Figure 4 (2), Figure 5 Figure 6, Figure 7, Figure 8 (4), Figure 9, Figure 10, and Figure 11 are examples of the present invention. FIG. 3 is a plan view of a main part of a DRAM memory cell in a process. Figure 4 (B), 5 Figure 1 (E) Figure 6 (B), Figure 7
Figure 1B1. Figure 7 1B1. Figure 9 (B), Figure 10 (B)
1 and 11 (El is a cross-sectional view taken along the cutting line of the IAI diagram corresponding to each figure number. FIG. 12 (5) is a diagram of a DRAM memory cell for explaining the structure of Embodiment 5 of the present invention. Main part plan view, Fig. 7 1B1
12(5) is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 12(5). FIG. 13 is a schematic plan view of a main part of a memory cell array for explaining an embodiment of the present invention. The 141st prisoner is a plan view of the main part of L) RAM memory cell for explaining the structure of the embodiment (2) of the present invention, FIG. 14 18+
is a sectional view taken along the tan xtv-xtv cutting line in FIG. FIG. 2 is a plan view of a main part of a DRAM memory cell for explaining the structure of (2). Figure 15 1) 31 is Figure 15 (AJ(1>XV -
16 to 18 are plan views of essential parts of a DRAM memory cell array in each manufacturing process for explaining the manufacturing method of Example V of the present invention. FIG. 19 shows a DRA for explaining embodiment ① of the present invention.
20(5) is a plan view of the main part of a DRAM memory cell for explaining the structure of the embodiment Vl of the present invention, 2nd t)
It(But, Fig. 20(At(7) XX -XX
Cross-sectional view at 9J disconnection, Figure 21, Figure 22 (5), Figure 23 (2), Figure 24
FIG.
Main part plan view, Fig. 21 () Jl, Fig. 22 (B1. Fig. 23 (B),
FIG. 24 1BI and FIG. 24 1BI are Mr. 100 views taken along the cutting line of the opening corresponding to each figure number. FIG. 26 is a schematic plan view of a main part of a memory cell array for explaining embodiment (2) of the present invention; FIG. 27 (4) is a
FIG. 27 is a plan view of a main part of a DRAM memory cell for explaining the structure of the embodiment (2) of the present invention; FIG. Prisoner, Figure 29 (5) and Figure 30 (4) are
Figure 28 (B1. Figure 29 old and Figure 30 (131) is a plan view of the main part of the It AM memory cell in each manufacturing process to explain the manufacturing method of Examples to 11 of the present invention. A cross-sectional view taken along the cutting line of Figure (5) corresponding to each book. Figure 31 is a schematic plan view of a main part of a memory cell array for explaining Embodiment 1 of the present invention. 1) Main part plan view of a RAM memory cell for explaining the structure of 11 of the embodiment (2) of the invention.
It is a sectional view taken along the X[l cutting line. In the figure, 1... semiconductor substrate, 2.2A, 2B... field insulating film, 4... pore, 6.6A, 10. IOA
. 10B, 100, 11. IIA, IIB, 15... Insulating film, 5.5A, 5B... Semiconductor region (second conductive plate), 7, 7A, 7B, 16.16A... Connection hole,
8.14.14A, 14B...Semiconductor region. 9.9A, 90...first conductive plate, 12.12A
... Gate electrode, 13 ... Word line (WL), 17
... Bit line, 17A... Wiring (BL), 1B, 1
8A...Third conductive plate, 20...Semiconductor plate, 9B, 18A, 2OA...Polycrystalline silicon film, 2
2...Channel stopper area-Q=Qt...M
l S FET, O, 0, . . . storage capacitive element. Figure 1 Figure 2 Figure 2 and F3) Figure 4 (A) Figure 4 (B) Figure 5 (AI Figure 5 (B) Figure 6 L/l) Figure 6 (E) Figure j Figure rA) Figure 7 (B) Figure 8 /A) Figure 8 (B) Figure 9 1'ki (A) Figure 9 (B) Figure 10 (AI Figure 10 (B) Figure 11 ( 13) Fig. 14 (B) Fig. 14 (c) Fig. 16 Fig. 17 Fig. 19 Fig. 2 O[4 (!B)] Fig. 27 Fig. 28 (A) (B) Fig. 29 CΔ Figure 30

Claims (1)

【特許請求の範囲】 l、第1導電型の半導体基板の一生面部からその内部方
向に形成されて設けられた細孔と、該細孔を利用して設
けられた容量素子と、その−万が前記容量素子と直列接
続されて設けられた絶縁ゲート型■界効果トランジスタ
とによって構成された直列回路素子を具備してなる半導
体集積回路装置に16いて、前記容量素子が、半導体基
板の一生面部に設けられた細孔部内の半導体基板表面を
覆って形成された第1絶縁膜と、その一端部が前記絶縁
ゲート型電界効果トランジスタの一万と電気的に接続さ
れ、他端部が第1絶縁膜上部に設けられた第1導甫プレ
ートと、前記第1絶縁膜下部の半導体基板工面部に設け
られた第1導電型で半導体基板と同等もし、(はそれよ
りも高い不純物濃度を有する第2導笥プレートとなる半
導体領域とによって構成婆れ、該容量素子上部に、前記
絶縁ゲート型電界効果トランジスタを配置し℃なること
な特徴とする半導体集積回路装置。 2、第1導電型の半導体基板C)−生面部からその内部
方向に形成されて設けられた細孔と、該細孔を利用して
設けられた容量素子と、その−万が前記容量素子と直列
接続されて設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジス
タとによって構成された直列回路素子を具備してなる半
2重体集積回路装置において、前記容量素子が、半導体
基板の一生面部に設けられた細孔部内の半導体基板表面
を覆って形成された第1絶縁膜と、その一端部が前記絶
縁ゲート型電界効−果トランジスタの一万と電気的に接
続され、他端部が第1絶縁膜上部に設けられた第1導電
プレートと、前記第1絶縁膜下部の半導体基板主面部に
設けられた第1導電型で半導体基板と同等もしくはそれ
よりも筒い不純物濃度を有する第2導電、プレートとな
る第2半導体領域と、前記第1導電プレート上部に設け
られた第2絶縁膜と、少なくとも該第2絶縁膜上部に設
けられた第3導電プレートとによって構成され、該容量
素子上部に、前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
配置して1よることを特徴とする半導体集積回路装置。 3 第1導電型の半導体基板の一生面部からその内部方
向に形成されて設けられた細孔と、該細孔を利用して設
けられた容il累子と、その−万が前記各量素子と直列
接続されI:設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタとによって構成された直列回路素子を、Plr定間
隔で行方向に延在する複数本のビット線と所定III)
隔で列方向に延在する複数本のワード線との所定交差部
において、複数具備してなる半導体集積回路装置におい
て、前記容量素子が、半導体基板の一生面部に設けらt
また細孔部内の半導体基板を覆って形成された第1絶縁
膜と、その一端部が前記絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの一万と電気的に接続され、他端部か第1絶縁膜上
部に設けられた第1導電プレートと、前記第JP3縁膜
下部の半導体基板主面部に設けられ、かつ、少なくとも
1つの隣接する当該他の容量素子と電気的に接伏して設
けられた第1導電型で半導体基板よりも高い不純物fm
Kを有する第2導電プレートとなる第2半樽体σ1域と
によって構成され、該容量素子上部に、前記絶縁ゲート
型電界〃1果トランジスタを配置して1.cることを特
徴とする半導体集積回路装置。 4、第1導・電型の半導体基板の一生面部からその内部
方向に形成さit″′C設けられ1こ細孔と、該細孔を
利用して設けられた容量素子と、その−万か前記容量素
子と直列接続されて設けられた絶縁ケート型電界効果ト
ランジスタとによって構成された直列回路素子を、所定
間隔で行方向に延在する禎数本のビットiと所定間隔で
列方向に延在する複数本σ)ワード線との所定交差部に
おいて、複数具備してなる半濁・体集積回路装置におい
て、fill記容量素子が、半導体基板の一生面部に設
けられた細孔部内の半導体基板を覆って形成された第1
絶縁膜と、その一端部か前記絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの一万と電気的に接続され、他端部か第1絶縁
膜上部に設けられた第1導釘プレートと一前記第1絶紗
膜下部の半導体基板主面部に設けられ、かつ少7x く
とも1つの隣接する当該他の容量赤子と1「気的に接続
して設けられた第1辱′酊型で半導体基板よりも高い不
純物濃肢を有する第2纏りプレートとなる第2半導体領
域と、前記第1導電プレート上部に設けられた第2絶縁
膜と、少なくとも該第2絶縁膜十部に設けら才した第3
纒1■プレートとによって構成され、該容量素子上部に
。 前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタを配置してなる
こkを特徴とする半導体集積回路装置。 5、前記容量素子の電荷の蓄積は、第1導富プレートと
第2導笥プレートとなる第2半導体領域との介在部分に
おける第1絶縁膜を介して行うことを特徴とする特許請
求の範囲第1項および第3項記載の半導体集積回路装置
。 6、前記容量素子の電荷の蓄積は、第1導醒プレートと
第2導甫プレートとなる第2半導体領域との介在部分に
おける第1絶縁膜と、第1導奄プレートと第3導■プレ
ートとの介在部分における第2M!3緑膜を介して行う
ことを特徴とする特許請求の範flJU第2項および再
4項記載の半導体集積回路装置。 7、I11記絶縁ゲートm宿界効果トシンジスタは。 前記容量素子上部に絶縁膜を介して設けられた単結晶シ
リコンからなる第1堺市型の半導体プレートに、互いに
離隔し、ソース領域ま1こはドレイン領域として使用さ
れる一対の第2導笥型の半導体領域を設けて構成されて
なることを特徴とする特#−F請求の範囲第1項乃至第
4項記載の半導体集積回路装置jt、。
[Scope of Claims] l. A pore formed inward from a full surface of a first conductivity type semiconductor substrate, a capacitive element provided using the pore, and a capacitive element provided therein; 16. A semiconductor integrated circuit device comprising a series circuit element constituted by an insulated gate field effect transistor connected in series with the capacitive element, wherein the capacitive element is connected to the entire surface of the semiconductor substrate. A first insulating film is formed to cover the surface of the semiconductor substrate within the pore provided in the pore, one end thereof is electrically connected to the insulated gate field effect transistor, and the other end is electrically connected to the first insulating film. If the first conductive plate provided on the upper part of the insulating film and the first conductive plate provided in the surface area of the semiconductor substrate below the first insulating film are of the same conductivity type as the semiconductor substrate, (has an impurity concentration higher than that of the first conductive plate). and a semiconductor region serving as a second conductive plate, and the insulated gate field effect transistor is disposed above the capacitive element, and the semiconductor integrated circuit device is characterized in that the temperature is set at ℃.2. Semiconductor substrate C) - A pore formed inward from a raw surface portion, a capacitive element provided using the pore, and a capacitive element connected in series with the capacitive element. In a semi-duplex integrated circuit device comprising a series circuit element constituted by an insulated gate field effect transistor, the capacitive element covers the surface of the semiconductor substrate within a pore provided in the whole surface of the semiconductor substrate. a first insulating film formed over the first insulating film, one end of which is electrically connected to the insulated gate field effect transistor, and the other end of the first conductive film provided on the first insulating film; a plate; a second semiconductor region serving as a plate; a second conductive region having a first conductivity type and having an impurity concentration equal to or higher than that of the semiconductor substrate, provided on the main surface of the semiconductor substrate under the first insulating film; a second insulating film provided above the first conductive plate; and a third conductive plate provided at least above the second insulating film, and the insulated gate field effect transistor is disposed above the capacitor. 1. A semiconductor integrated circuit device, characterized in that it is arranged as follows. 3. A pore formed inwardly from the entire surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, a capacitor provided using the pore, and each of the above-mentioned capacitive elements. A series circuit element constituted by an insulated gate field effect transistor connected in series with Plr and a plurality of bit lines extending in the row direction at regular intervals and a predetermined
In a semiconductor integrated circuit device including a plurality of capacitive elements, the capacitive elements are provided on a whole surface of the semiconductor substrate at predetermined intersections with a plurality of word lines extending in the column direction at intervals.
Further, a first insulating film formed to cover the semiconductor substrate in the pore portion, one end thereof is electrically connected to the insulated gate field effect transistor, and the other end or the upper part of the first insulating film is connected to the first insulating film. a first conductive plate provided, and a first conductive type provided on the main surface of the semiconductor substrate below the JP3 film and electrically connected to at least one adjacent other capacitive element; impurity fm higher than that of the semiconductor substrate
and a second half-barrel body σ1 area serving as a second conductive plate having K, and the insulated gate type electric field transistor is disposed above the capacitive element.1. A semiconductor integrated circuit device characterized by c. 4. A pore formed inward from the entire surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, a capacitive element provided using the pore, and A series circuit element constituted by the capacitive element and an insulated gate field effect transistor connected in series is connected to a plurality of bits i extending in the row direction at predetermined intervals and in the column direction at predetermined intervals. In a semi-transparent integrated circuit device comprising a plurality of σ) fill storage capacitance elements, at a predetermined intersection with a plurality of extending word lines σ), a semiconductor substrate in a pore provided in a solid surface of a semiconductor substrate is filled. a first layer formed over the substrate;
an insulating film, one end of which is electrically connected to the insulated gate field effect transistor, and the other end of which is provided on top of the first insulating film, and a first guide plate; The first impurity type, which is provided on the main surface of the semiconductor substrate at the bottom of the film and is electrically connected to at least one adjacent other capacitance, which has a higher impurity content than the semiconductor substrate. a second semiconductor region serving as a second binding plate having thick edges; a second insulating film provided on the top of the first conductive plate; and a third semiconductor region provided on at least ten parts of the second conductive plate.
The capacitor is composed of a plate and a capacitive element. A semiconductor integrated circuit device characterized in that the insulated gate field effect transistors are arranged. 5. Claims characterized in that the accumulation of charge in the capacitive element is performed via the first insulating film in an intervening portion between the first conductive plate and the second semiconductor region serving as the second conductive plate. The semiconductor integrated circuit device according to items 1 and 3. 6. The charge of the capacitive element is accumulated in the first insulating film in the intervening portion between the first conductive plate and the second semiconductor region which becomes the second conductive plate, and in the first conductive plate and the third conductive plate. The second M in the intervening part with! 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2 and 4, characterized in that the semiconductor integrated circuit device is formed through a green membrane. 7.I11 The insulated gate m-interference field effect transistor. A first Sakai-type semiconductor plate made of single-crystal silicon provided above the capacitive element with an insulating film interposed therebetween is provided with a pair of second conductor plates spaced apart from each other, one of which is used as a source region and a drain region. 5. The semiconductor integrated circuit device jt according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device jt is constructed by providing a type of semiconductor region.
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