JPS604595B2 - 集積回路 - Google Patents

集積回路

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JPS604595B2
JPS604595B2 JP51024791A JP2479176A JPS604595B2 JP S604595 B2 JPS604595 B2 JP S604595B2 JP 51024791 A JP51024791 A JP 51024791A JP 2479176 A JP2479176 A JP 2479176A JP S604595 B2 JPS604595 B2 JP S604595B2
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JP
Japan
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insulating film
conductivity type
region
capacitor
semiconductor substrate
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JP51024791A
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JPS52107786A (en
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俊男 和田
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(MIS
T)を用いた半導体記憶装置(ICメモリ)として論理
処理装置の情報記憶に用いられるものである。
情報処理に用いられるICメモリは、集積回路技術の発
展により大規模高密度化し、且つ特性上の向上も箸じる
しい。
近来主として用いられるICメモリはMISTを用いた
集積回路であり、メモリセルとしてMISTと容量素子
とを有し、MISTによるスイッチング作用で容量素子
への電荷量を情報として蓄積・検出するものである。大
規模化に伴なし、容量素子の容量の効率化が必要となり
、既知の技術では容量素子として半導体表面に絶縁ゲー
ト膜を介して電極を設け、該電極に電源電圧を印加して
電極と半導体表面に誘起される表面反転層との容量効果
を容量素子として用いている。しかし乍ら、容量素子の
効率化はメモリセルの占有面積を大きく支配するため、
単に反転層の利用による容量効果では現在の大規模の傾
向に不充分である。この発明の目的は、効率の高い容量
素子とMISTから成るメモリセルを有する集積回路を
提供することにある。
この発明の集積回路は、一導電型の半導体基体の−主面
に選択的に設けられた該半導体基体に一部埋設せる厚い
絶縁膜と、該厚い絶縁膜に隣接せる該半導体基体の活性
領域とを具備し、該活性領域に設けた、逆導電型領域を
有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタ部と容量素子
部とをメモリセルとして備えた集積回路において、前記
活性領域の一主面に設けられ、前記トランジスタ部から
延在し前記厚い絶縁膜に端部を接しかつ前記トランジス
タ部の逆導電型領域より浅い逆導電型領域と該逆導電型
領域の底面に接し該トランジスタ部から延在し前記厚い
絶縁膜に端部を接する前記半導体基体より高濃度の一導
電型領域とからPN接合容量を構成し、該一主面上に設
けられ該トランジスタ部より延在し該厚い絶縁膜に接す
る薄い絶縁膜と、該薄い絶縁膜上に設けられ該トランジ
スタ部より延在し該厚い絶縁膜上にいたる電極と、該P
N接合を構成する逆導電型領域とからMOS型容量を構
成し、前記PN接合容量および該MOS型容量をもって
前記容量素子部としたことを特徴とする集積回路にある
そしてこのPN接合を構成する逆導電型領域の底面が半
導体基体に比して10〜1ぴ倍程度の高濃度の一導電型
領域とPN接合を有することを特徴とする。この発明の
集積回路は、容量素子の半導体表面に二重の不純物導入
領域を有し、この導入領域間のPN接合の容量を逆導電
型領域と電極との間の容量に付加して容量素子を構成し
て居り、各容量が半導体表面に対して縦重みされている
ため表面の占有面積を増大することなく大容量とするこ
とができ、効率の高い容量素子を含んでいる。
又、活性領域に目いっぱいPN接合容量およびMOS型
領域を形成しているからさらに大容量のものとなる。さ
らに容量部の逆導電型領域はトランジスタ部のソース、
ドレィンとなる逆導電型領域よりも浅いものである。埋
設せる絶縁膜の存在と容量部の逆導電型領域を浅く形成
することにより素子間の寄生チャンネルが防止でき、集
積度が向上する。さらに多結晶シリコンを電極として用
いることによりこれと埋設せる絶縁膜とによりトランジ
スタ部の逆導電型領域が自己整合時に形成されこの点か
らも集積度、特性は向上する。従ってこの発明によれば
、大規模化に好適なメモリセルのための集積回路が得ら
れる。次にこの発明の特徴をより良く理解するために、
この発明の実施例につき図を用いて説明する。
第1図A〜第1図Dはこの発明の一実施例を実現する主
たる製造工程における断面図である。
この実施例は比抵抗100一弧のP型シリコン単結晶基
体101の一主表面の活性領域部に選択的にシリコン窒
化膜をマスクとして表面濃度1び6肌‐3程度のボロン
を導入して非活性領域部にP型領域102を形成し、同
時に熱酸化法によりこの部分に1.3ム程度の厚いシリ
コン酸化膜103を成長する。このようなシリコン窒化
膜をマスクとする基体の非活性領域部への厚いシリコン
酸化膜103の成長は選択酸化法もしくはフラットMO
S技術と呼ばれ「例えば特公昭50一137y号公報に
詳細があるため、ここでの説明は省略される。選択酸化
法を施した試料は次に活性領域部からシリコン窒化膜を
除去し、再度熱酸化処理して活性領域部に約1500A
のシリコン酸化膜104を形成する。
この薄いシリコン酸化膜104は絶縁ゲート膜と呼ばれ
る絶縁膜である。活性領域部は一部が第1図Aに示すよ
うに厚さ1.5A程度のフオトレジスト105で被覆さ
れ、このレジスト105および厚いシリコン酸化膜10
3をマスクとして二重にイオン注入が施される。イオン
注入は初めに70KeVで5×1び3肌‐2のドース量
のボロンが注入され、次に30KeVで1び4狐‐2の
燐が注入される。イオン注入後の基体表面には高濃度の
P型領域106と、該P型領域の内部に含まれるN型領
域の内部に含まれるN型領域107が形成されている。
これらの領域106,107はフオトレジストの同一関
孔からのイオン注入で薄いシリコン酸化膜104を通過
して活性領域中に選択形成される。薄いシリコン酸化膜
104の上面には次に容量素子の電極108とMIST
のゲート電極109とが選択的に形成される〔第1図B
〕。これらの電極108,109は0.4仏程度の多結
消晶シリコンを選択蝕刻して得られ、容量素子の電極1
08はN型領域107とシリコン酸化膜104を介して
対向する。又、P型領域106およびN型領域107の
端部は電極108,109の間にある。電極108,1
09はこれの電極間の活性領域部への燐導入のマスクと
して用いられる。
燐導入は熱拡散法が好適であり、電極108,109お
よび厚いシリコン酸化膜103をマスクとして基体表面
に表面濃度1戊o肌‐3で接合深さ1.5仏のN型領域
110,111を形成する〔第1図C〕。ここで電極1
08,109の間のN型領域11川まMISTの一方の
出力領域であると共にN型領域107に結合する結合部
である。又、N型領域111はMISTの他の出力領域
である。N型領域1 10,1 1 1の形成の後に基
体表面には気相成長が施され、一様に厚さ0.5ム程度
のリンガラスを主成分とする層間絶縁膜1 12が形成
される。而後、既知の写真蝕刻法を駆使して試料は第1
図Dに示すように、N型領域111の上面の関孔を通し
て層間絶縁膜112の上面を伸びるアルミニウムの電極
配線113が導出され、且つ基体101の裏面に基体バ
イアスを与える基体電極114が導電結合する。このよ
うに完成された試料は電極108とN型領域107との
間の容量と並列にN型領域107と基体電極1 14と
の間にPN接合による容量を有する。
このPN接合の容量はN型領域107と高濃度のP型領
域106とのPN接合容量であるため容量効果が大きい
。この実施例においてはシリコン酸化膜104を用いた
容量が約0.2×10‐15F/y2であるのに対し、
PN接合容量はほぼ同容量の約0.2×10‐15F′
仏2である。これらの容量は基体表面に対して縦方向に
形成されるため、素子の占有面積が小さく且つ効率的な
容量素子を得る。第2図は上述の実施例の等価回路図で
ある。良Oち、この実施例は、ゲート電極がアドレス線
Wに接続し、出力領域の他方がディジット線に接続する
トランジスタQと、一方の出力領域に負荷する絶縁膜を
用いた容量CoとPN接合容量Cxから成る容量素子と
を含む。容量Coは表面の電極を電源の低電位端子GN
Dに接続し、PN接合容量Cxは基体端子SBを基体バ
イアス源に結合することにより共に直流電位に固定され
て、情報蓄積のための容量として効率の高い電荷蓄積を
行う。この図に1ビットのメモリセルを示したが、この
実施例は同一基体の表面に多数ビットのメモリセルを有
する集積回路である。以上この発明の一実施例を示した
が、この発明は実施例に示さない他の材料もしくは導電
型領域を用いても実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図Dはこの発明の}実施例の主要な製造
工程におけるそれぞれ断面図、第2図は第1図の実施例
の等価回路図である。 図中、101はP型シリコン単結晶基体、104は薄い
シリコン酸化膜、108は容量素子の電極、106は高
濃度のP型領域、107は容量素子を形成するN型領域
、110は容量素子とトランジスタとを結合するN型領
域である。第 1 図 くA) 第1図(B) 髪 J 図(C) 第 1 図(D) 多2■

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一導電型の半導体基体の一主面に選択的に設けられ
    た該半導体基体に一部埋設せる厚い絶縁膜と、該厚い絶
    縁膜に隣接せる該半導体基体の活性領域とを具備し、該
    活性領域に設けた、逆導電型領域およびゲート電極とを
    有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタ部と容量素子
    部とをメモリセルとして備えた集積回路において、前記
    活性領域の一主面に設けられ、前記トランジスタ部から
    延在し前記厚い絶縁膜に側端部を接しかつ前記トランジ
    スタ部の逆導電型領域より浅い逆導電型領域と該逆導電
    型領域の底面に接し該トランジスタ部から延在し前記厚
    い絶縁膜に側端部を接する前記半導体基体より高濃度の
    一導電型領域とからPN接合容量を構成し、該一主面上
    に設けられ該トランジスタ部より延在し該厚い絶縁膜に
    接する薄い絶縁膜と、該薄い絶縁膜上に設けられ該トラ
    ンジスタ部より延在し該厚い絶縁膜上にいたる該トラン
    ジスタの前記ゲート電極とは分離せる電極と、該PN接
    合容量を構成する逆導電型領域とからMOS型容量を構
    成し、前記PN接合容量および該MOS型容量をもって
    前記容量素子部としたことを特徴とする集積回路。
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US4163243A (en) * 1977-09-30 1979-07-31 Hewlett-Packard Company One-transistor memory cell with enhanced capacitance
JPS6323346A (ja) * 1987-04-20 1988-01-30 Hitachi Ltd 半導体記置装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4826039A (ja) * 1971-08-02 1973-04-05
JPS4827643A (ja) * 1971-08-12 1973-04-12

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