JPS61184867A - Dram cell and making thereof - Google Patents

Dram cell and making thereof

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JPS61184867A
JPS61184867A JP60243817A JP24381785A JPS61184867A JP S61184867 A JPS61184867 A JP S61184867A JP 60243817 A JP60243817 A JP 60243817A JP 24381785 A JP24381785 A JP 24381785A JP S61184867 A JPS61184867 A JP S61184867A
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trench
layer
capacitor
substrate
transistor
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サツトウインダー エス.マルヒ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体デバイスに関するものであり、とくにダ
イナミック型読出し書込みメモリ、1なわちダイナミッ
クRAM (以下dRAMという)に係わるものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to semiconductor devices, and in particular to dynamic read/write memories, ie, dynamic RAMs (hereinafter referred to as dRAMs).

[従来の技術1 大規模モノリシックdRAMの開発は多くの問題を提起
しているが、そのうちでももつとも重要なもののひとつ
は、チップ1個に集積するメモリセルの数を増大させる
ために個々のセルの寸法を縮小してもソフトエラーの発
生率が増大しないようにするには、どうすればよいかと
いうことである。大規模dRAMはシリコンを主たる構
成材料として用いており、各メモリセルはソースがキャ
パシタと、ドレーンがビットラインと、ゲートがワード
ラインとそれぞれ接続された1個のMO3電界効果トラ
ンジスタを有するのがふつうである。
[Prior art 1] The development of large-scale monolithic dRAMs poses many problems, one of the most important of which is that in order to increase the number of memory cells integrated on a single chip, The question is how to prevent the incidence of soft errors from increasing even when the dimensions are reduced. Large-scale dRAM uses silicon as its primary construction material, and each memory cell typically has a single MO3 field effect transistor whose source is connected to the capacitor, drain to the bit line, and gate to the word line. It is.

このようなメモリセルは上記キャパシタに電荷を加えた
ときには論理1となり、加えないときには論310とな
るように動作する。この場合のキA7パシタは、薄い酸
化物層により上層としての電極層から分離され空乏層に
より基板と分離された反転層により形成するのが、従来
の方式であった。しかしながら回路動作を安定に保持す
るためには、該キャパシタの容ははこれを充分なS/N
比を与えるような大きな値とすることが必要となり、そ
のためには、基板内における当該キャパシタの占有面積
を大きくしなければならない。さらにこのようなMOS
キャパシタは、アルファ粒子により基板中に生成される
電荷や(5MeVのアルファ粒子で200ヘムトクーロ
ン(fC)以上の災害電子を生成することが可能である
)、基板から侵入するノイズや、当該キャパシタの全域
にわたるPN接合リーク、および当該セル中のMOSF
ETのサブスレショルドリーク等の影響を受けやすい。
Such a memory cell operates such that when a charge is applied to the capacitor, it becomes a logic 1, and when it is not, it becomes a logic 310. In this case, the conventional method is to form the QA7 passator by an inversion layer separated from the upper electrode layer by a thin oxide layer and separated from the substrate by a depletion layer. However, in order to maintain stable circuit operation, the capacitor must have a sufficient S/N ratio.
It is necessary to set the capacitor to a large value that gives a high ratio, and for this purpose, the area occupied by the capacitor within the substrate must be increased. Furthermore, MOS like this
Capacitors are susceptible to electric charges generated in the substrate by alpha particles (5 MeV alpha particles can generate more than 200 hemtocoulombs (fC) of disaster electrons), noise that enters from the substrate, and the entire area of the capacitor. PN junction leakage across and MOSF in the cell
Easily affected by ET subthreshold leaks, etc.

dRAM1個にたくわえられる電荷は通常250fCで
あり、従って電源゛耐圧が5■の場合、前記キャパシタ
の容量はこれを50fFとすることが必要で、電荷蓄積
用の二酸化物層の厚さが150人の場合は、約20平方
ミクロンのキャパシタ領域が必要であった。従来の2次
元構造dRAMを用いたメモリセルにおいては、これが
セルの寸法上の最小限度を規定するのであった。
The charge stored in one dRAM is normally 250 fC, so if the power supply voltage withstand voltage is 5 mm, the capacitance of the capacitor needs to be 50 fF, and the thickness of the dioxide layer for charge storage is 150 fC. In this case, approximately 20 microns square of capacitor area was required. In a memory cell using a conventional two-dimensional structure dRAM, this defines the minimum size of the cell.

こうした問題に対するひとつの試みがジョリイらの「再
結晶ポリシリコン中のダイナミックRAMセル(4rE
EE  Elec、  Dev、 Lctt、  s。
One attempt to address these problems is the ``dynamic RAM cell in recrystallized polysilicon (4rE
EE Elec, Dev, Lctt, s.

1983)であり、これはアクセストランジスタや電荷
蓄積キャパシタその他、セルの基本素子をすべてシリコ
ン基板上の酸化物層に被着したビーム再結晶化ポリシリ
コン層内に形成しようというものである。この場合、ビ
ットラインは再結晶化ポリシリコン層中に含まれ、トラ
ンジスタをオンとすることにより電荷蓄積領域に電荷が
流入することとなる。電荷蓄積領域としでは上面、下面
および三方を熱成長酸化物で囲まれた高不純物潤度の再
結晶化ポリシリコンを用いる。かくて得られる電荷蓄積
能力は、当該領域上下の電極が薄い酸化物層により再結
晶化ポリシリコン中の電荷蓄積領域と分離されているた
め、同等の蓄積面積とした通常のキャパシタの能力の約
2倍となる。しかもこの電荷蓄積領域は、下層の酸化物
によって該領域周辺の回路から基板中に注入される電荷
や、アルファ粒子その他ソフトエラーの原因となる放射
線等により基板中に入り込む電荷から隔離されることと
なる。さらにまた、ピッ]・ラインの下方に厚い酸化物
層が存在し、かつ側壁酸化物のアイソレーションが完全
であるため、ビットラインの容量が減少するということ
もある。しかしながら、たとえ容量を通常のものの2倍
としたとしても、セルのキャパシタによる占有面積を充
分小さなものとすることは不可能である。
(1983), which attempts to form all of the basic elements of the cell, including access transistors and charge storage capacitors, in a beam-recrystallized polysilicon layer deposited on an oxide layer on a silicon substrate. In this case, the bit line is included in the recrystallized polysilicon layer, and turning on the transistor causes charge to flow into the charge storage region. The charge storage region is made of recrystallized polysilicon with a high impurity content and surrounded by thermally grown oxide on the top, bottom and three sides. The charge storage capacity obtained in this way is approximately the same as that of a normal capacitor with an equivalent storage area, because the electrodes above and below the region are separated from the charge storage region in the recrystallized polysilicon by a thin oxide layer. It will be doubled. Moreover, this charge storage region is isolated by the underlying oxide from charges injected into the substrate from circuits around the region, and from charges penetrating into the substrate due to alpha particles and other radiation that causes soft errors. Become. Additionally, the presence of a thick oxide layer below the bit line and complete sidewall oxide isolation may reduce the capacitance of the bit line. However, even if the capacity is twice the normal capacity, it is impossible to make the area occupied by the cell capacitor sufficiently small.

dRAMを小型化するもうひとつの試みは、キャパシタ
のプレー]〜を基板内部にまで延在させることである。
Another attempt to miniaturize dRAM is to extend the capacitor plates into the interior of the substrate.

このようなキャパシタはコルゲーテッド(波型)キャパ
シタと呼ばれ、H,スナミらの[メガピットダイミック
MOSメモリ用コルゲーアツドキャパシタセル(CCC
)J  (IEEEIEDM  Tech、Diaes
t 806.1982)や、同じ<H,スナミらの[メ
ガピッ]・ダイミックMOSメモリ用コルゲーデッドキ
ャパシタセル(CCC)J(41EEE    Ele
c、  ロev、  Lett。
Such a capacitor is called a corrugated (wave-shaped) capacitor, and is described in [Corrugated capacitor cell for mega-pit dynamic MOS memory (CCC)] by H. Sunami et al.
)J (IEEEIEDM Tech, Diaes
t 806.1982) and Sunami et al.'s corrugated capacitor cell (CCC) J (41EEE Ele
c, Roev, Lett.

90.1983>や、さらには■、イトーらの「オンチ
ップ電圧制限器つぎ実験的IMbDRAMJ  (19
84IEEE  ISSCCDigest of Te
ch、 Paper 282 )等にその記載がある。
90.1983>, and also ■Ito et al.'s "On-chip voltage limiter followed by experimental IMbDRAMJ (19
84IEEE ISSCC Digest of Te
ch, Paper 282), etc.

このコルゲーテッドキャパシタはシリコン基板の内部に
2.5ミクロンの深さまで延びており、これを製作する
にはCVD二酸二酸化シリコンスマスクいて、通常のC
Cl4による反応性スパッタエッチ法によってトレンチ
を形成した復、ウェットエッチを施すことによりドライ
エッチに起因する傷や汚れを除く。かくてi・レンチを
形成した後、二酸化シリコン/窒化シリコン/二酸化シ
リコンの3層からなる電荷蓄81層をトレンチ壁部に形
成し、しかる後該トレンチをLPCVDポリシリコンに
より充填して終りとする。このようなコルゲーテッドキ
ャパシタは、容量を60fFとする3層7ミクロンのセ
ルの場合、通常のセルとくらべてその容ωは7倍以上で
あるという。
This corrugated capacitor extends to a depth of 2.5 microns inside the silicon substrate and is fabricated using a CVD di-oxide silicon dioxide mask and a conventional carbon dioxide mask.
After forming the trench by reactive sputter etching using Cl4, wet etching is performed to remove scratches and dirt caused by dry etching. After forming the i-trench, a charge storage layer 81 consisting of three layers of silicon dioxide/silicon nitride/silicon dioxide is formed on the trench walls, and the trench is then filled with LPCVD polysilicon. . In the case of a three-layer, 7-micron cell with a capacitance of 60 fF, such a corrugated capacitor has a capacity ω more than seven times that of a normal cell.

セルキャパシタの占有面積を低減させるための第3の試
みは、上述のようにトレンチを形成する方法と類似のも
のであって、たとえばE、アライによる[サブミクロン
MO8VLSILSIプロビス  (IEEE  IE
DM  Tech、 Digest19.1983>や
に、ミネギシらによる[不純物導入フェーストレンチキ
ャパシタセルを用いたサブミクロンダイナミックRAM
技術J(IEEE  IEDM  Tech、 Dig
est  319゜1983>や、下、モリエらによる
[メガビット級MO8DRAMのためのデブリショント
レンチキャパシタ技術J  (41EEE  Elec
、 Dev。
A third attempt to reduce the footprint of a cell capacitor is similar to the method of forming trenches as described above, and is described, for example, by E. Arai [Submicron MO8VLSILSI Provis (IEEE IE
DM Tech, Digest 19.1983>Yani, Minegishi et al. [Submicron dynamic RAM using impurity-doped face trench capacitor cells]
IEEE IEDM Tech, Dig
est 319゜1983>, below, [Debrission Trench Capacitor Technology J for Megabit Class MO8DRAM (41EEE Elec
, Dev.

Lctt、411.1983)等にその記載があるが、
これらはいずれもキャパシタのプレートを基板に平行と
する代わりに、基板のトレンチ壁部に形成することとし
た以外は、通常のセルと同様の構成としたメモリセルに
ついて述べたものである。このようなトレンチキャパシ
タは、単に深いトレンチを用いるだけで基板の単位面積
あたりの容量を大きくとることができるもので、上記3
論文によれば次のようにして製作される。すなわち、ま
ず結晶方位(100)、P型、抵抗率4−5オームαの
シリコン基板に幅0.4−1.0ミクロンのトレンチを
形成したものを電子ビーム直接描画法により作成する。
Lctt, 411.1983) etc., but
These all describe memory cells having a structure similar to that of a normal cell, except that the capacitor plate is formed on the trench wall of the substrate instead of being parallel to the substrate. Such trench capacitors can have a large capacitance per unit area of the substrate simply by using a deep trench, and meet the above 3 requirements.
According to the paper, it is produced as follows. That is, first, a trench having a width of 0.4 to 1.0 microns is formed in a silicon substrate having a crystal orientation of (100), a P type, and a resistivity of 4 to 5 ohms by an electron beam direct writing method.

ついで約14ミリTorrの圧力下でCBrF3による
反応性イオンエツチング(RIE)によって深さ1−3
ミクロンのトレンチを侵刻した後、硝酸、酢酸、フッ化
水素酸の混合液中でエッチ処理を施すことにより、トレ
ンチ側壁からRIE処理に起因する傷を取り除く。次に
PH/5iH4102ガスシステムを用いたCVDによ
りPSG (燐シリケートガラス)を蒸着してトレンチ
表面層中に燐を拡散させ、フッ化水素酸によりPSGを
エッチ除去する。つづいてトレンチ表面上に150−5
00人のS i O2を乾燥酸素中で成長させるか、ま
たはCvDに−よりSi3N4を厚さ500人に蒸着し
、最後にLPCVDポリシリコンによりトレンチを埋め
る。
It is then etched to a depth of 1-3 by reactive ion etching (RIE) with CBrF3 under a pressure of approximately 14 mmTorr.
After engraving a micron trench, an etching process is performed in a mixed solution of nitric acid, acetic acid, and hydrofluoric acid to remove scratches caused by the RIE process from the sidewalls of the trench. Next, PSG (phosphorus silicate glass) is deposited by CVD using a PH/5iH4102 gas system to diffuse phosphorus into the trench surface layer, and the PSG is etched away with hydrofluoric acid. Next, 150-5 on the trench surface.
000000 SiO2 is grown in dry oxygen or Si3N4 is deposited by CVD to a thickness of 5000, and finally the trenches are filled with LPCVD polysilicon.

このようにトレンチ側壁の単位面積あたりの容量は通常
のキャパシタの単位面積あたりの容量に匹敵するもので
あり、従ってトレンチ深さを大きくしたキャパシタは、
基板の単位面積あたりの電荷蓄積面積を増大させること
により、セルの基板面積を低減させることが可能である
In this way, the capacitance per unit area of the trench sidewall is comparable to the capacitance per unit area of a normal capacitor, and therefore, a capacitor with a large trench depth is
By increasing the charge storage area per unit area of the substrate, it is possible to reduce the substrate area of the cell.

他方、トレンチを用いてアイソレーションを行なうこと
も周知の技法であって、その研究も広く行なわれており
、たとえばR,ラングによる[ディープトレンチアイソ
レーテッドCMOSデバイスJ (IEEE  IED
EM  1ech、 Digest237.1982)
や、K、チャバらによる「トレンチ0MO8技術におけ
るトレンチ反転の問題についての研究J  (41E 
E E  Elec、 Dev。
On the other hand, it is a well-known technique to perform isolation using trenches, and its research has been widely conducted, for example, in Deep Trench Isolated CMOS Devices J (IEEE IED) by R.
EM 1ech, Digest 237.1982)
``Study on the problem of trench inversion in trench 0 MO8 technology J (41E
E E Elec, Dev.

Lett、303.1983)や、A、ハヤサカらによ
る「高速バイポーラVLSIのためのU型溝アイソレー
ション技法J  (IEEE  IEDEMTech、
 Digest  62 、1982 )や、]」、ゴ
トーらによる[高性能バイポーラメモリのためのアイソ
レーション技法J (IEEE  IEDEMTech
、 Digest  58 、1982 >や、王、ヤ
マグチらによる「自己整合T i Sl 2デイープト
レンチアイソレーシヨン技術を用いた高速ラッチアップ
解消0.5ミクロンチャンネルCMO8J(IEEE 
 IEDEM  Tech、 Dioest  522
゜1983)や、S、コーヤマらによるrcMO8技術
の方向J (I E E E  I E D E M 
 Tech。
Lett, 303.1983) and A. Hayasaka et al., “U-shaped groove isolation technique J for high-speed bipolar VLSI (IEEE IEDEMTech,
Digest 62, 1982), Goto et al., Isolation Techniques J for High Performance Bipolar Memories (IEEE IEDEMTech
, Digest 58, 1982> and Wang, Yamaguchi et al., “High-speed latch-up elimination 0.5 micron channel CMO8J using self-aligned T i Sl 2 deep trench isolation technology (IEEE
IEDEM Tech, Dioest 522
1983) and the direction of rcMO8 technology by S. Koyama et al.
Tech.

Digest  151 、1983 >や、K、チャ
バらによる「トレンチアイソレート型0MO8技術に関
するトレンチ面問題の特徴づけおよび模式化」(IEE
E  IEDEM  Tech、 Digest  2
3゜1983)等にその記載がある。これらに記載され
たアイソレーション用トレンチは、トレンチ形成フルゲ
ーテッドキャパシタの作成につきさきに述べたと同様の
方法で形成される。すなわち、パターン形成(典型的に
は酸化物のマスクを用いて行なう)や、C3rF 5C
C1、CCIH2、CC1402等によるRIE処理や
、浸刻処理や、側壁部の熱酸化(LPCVD法による窒
化物層形成をともなう)や、ざらにはポリシリコンによ
る埋込み等の処理手順を用いるものである。
Digest 151, 1983 >, “Characterization and schematization of trench surface problems related to trench isolated type 0MO8 technology” by K. and Chava et al.
E IEDEM Tech, Digest 2
3゜1983) and others. The isolation trenches described therein are formed in a manner similar to that previously described for the production of trench-formed fully gated capacitors. i.e. patterning (typically done using an oxide mask), C3rF5C
It uses processing procedures such as RIE processing using C1, CCIH2, CC1402, etc., etching processing, thermal oxidation of the sidewall portion (accompanied by nitride layer formation by LPCVD method), and embedding with polysilicon. .

[発明が解決しようとする問題点] しかしながらトレンチキャパシタを用いることは、dR
AMセルを小型化する上での問題を完全に解決するに至
るものではな(、横形配置のFETや略々縦系配置とし
たトレンチキャパシタなど、いずれの場合においても、
セルが基板を占有する面積は依然として大きいのが現状
である。
[Problems to be solved by the invention] However, using a trench capacitor reduces the dR
This does not completely solve the problem of miniaturizing AM cells (in either case, such as horizontally arranged FETs or almost vertically arranged trench capacitors),
At present, the area occupied by the cell on the substrate is still large.

[問題点を解決しようとするための手段]本発明は、セ
ルキャパシタを形成した基板に設けたトレンチの側壁に
セルトランジスタを形成し、該トレンチはアレイのワー
ドラインおよびビットラインの交叉点の下方に位置する
ようにした1トランジスタ型dRAMセルの構造、およ
びこのようなセルからなるアレイを提供するもので、こ
のようにトランジスタをトレンチ内のキャパシタの上方
に積層させることにより、基板上のセル面積を最小限と
するとともに、個々のセルの集積密度を高めるようにし
たものである。
[Means for Attempting to Solve the Problems] The present invention forms a cell transistor on the sidewall of a trench provided in a substrate in which a cell capacitor is formed, and the trench is located below the intersection of the word line and bit line of the array. The present invention provides a structure for a one-transistor dRAM cell located in a trench, and an array of such cells. By stacking the transistor above the capacitor in the trench, the cell area on the substrate is reduced. This is designed to minimize the amount of noise and increase the integration density of individual cells.

本発明の一実施態様において、トランジスタのゲーI・
領域はトレンチ上部に充填されたポリシリコンにより形
成され、キャパシタおよびi〜ランジスタのチャンネル
はトレンチ下部に充填されたポリシリコンおよび該トレ
ンチの側壁中に形成される。なお信号電荷は上記ポリシ
リコンにより形成された方のキャパシタプレートに蓄積
されて基板からアイソレートされ、同様にトランジスタ
も基板素材からアイツレ−I・される。
In one embodiment of the invention, the transistor gate I.
The regions are formed by polysilicon filled in the top of the trench, and the channels of the capacitor and i-transistor are formed in the polysilicon filled in the bottom of the trench and the sidewalls of the trench. Note that the signal charge is accumulated in the capacitor plate formed of the polysilicon and is isolated from the substrate, and the transistor is similarly isolated from the substrate material.

[実施例] 第1A図は本発明の実施例としてビットラインおよびワ
ードラインに接続した1トランジスタ1キヤパシタセル
を示すもので、その動作態様は下記の通りである。すな
わち、キャパシタ12は1ビツトの情報を表わす電荷を
蓄える(たとえば電荷が蓄積されてない状態は論理0を
表わし、キャパシタのプレート問電位5ボルトに対応す
る電荷量が蓄積された状態は、論理1を表わすものとす
る)。この1ピツトの情報は、ゲート16に接続された
ワードライン14に電圧を印加するごとにアクセスされ
(読出し、あるいは新しいビットの書込みを行なう)、
これによりトランジスタ18をオンとする。このトラン
ジスタ18がオンとなることにより、キャパシタ12は
ビットライン20と導通して、読出しまたは書込みが行
なわれる。その際、漏洩電流その他の原因によるキャパ
シタ12の蓄積電荷の消滅弁を補償すべく定期的に電荷
のリフレッシュを行なう必要があり、これがすなわちダ
イナミックRAM (dRAM)なる名称の由来である
[Embodiment] FIG. 1A shows a one-transistor, one-capacitor cell connected to a bit line and a word line as an embodiment of the present invention, and its operation mode is as follows. That is, the capacitor 12 stores a charge representing one bit of information (for example, a state in which no charge is stored represents a logic 0, and a state in which a charge corresponding to a potential of 5 volts across the capacitor plate is stored represents a logic 1). ). This one bit of information is accessed (read or write a new bit) each time a voltage is applied to the word line 14 connected to the gate 16.
This turns on transistor 18. When transistor 18 is turned on, capacitor 12 is brought into conduction with bit line 20, and reading or writing is performed. At this time, it is necessary to periodically refresh the charge in order to compensate for the disappearance of the charge accumulated in the capacitor 12 due to leakage current or other causes, and this is the origin of the name dynamic RAM (dRAM).

第1B図はワードライン14およびビットライン20か
らなるdRAMアレイにおける各ラインの交点に、上記
実施例のメモリセル30を配設したアレイの一部を示す
平面図であり、ごットライン20はワードライン14の
下方を通るように形成されている。これらメモリセル3
0は基板中でこれらラインの下方にまで延在して、メモ
リ密度を最大とするようにしである。いま図示のように
最小図形寸法をf、最小層間合せ許容寸法(最小刷り合
せ誤差許容量)をRとすると、各セルの面積は(a(f
−1))となる。従ってたとえば最小図形寸法が1.0
ミクロン、最小層間合せ許容寸法が0.25ミクロンで
ある場合は、各セルの面積は約6.25平方ミクロンと
なる。
FIG. 1B is a plan view showing a part of the array in which the memory cells 30 of the above embodiment are arranged at the intersection of each line in a dRAM array consisting of a word line 14 and a bit line 20, where the word line 20 is a word line. It is formed to pass below 14. These memory cells 3
The zeros extend below these lines in the board to maximize memory density. As shown in the figure, if the minimum figure dimension is f and the minimum allowable layer spacing dimension (minimum allowable amount of printing error) is R, the area of each cell is (a(f
-1)). Therefore, for example, the minimum figure size is 1.0
If the minimum interlayer tolerance is 0.25 microns, the area of each cell will be approximately 6.25 square microns.

第2図は本発明の実施例たる上記メモリセル30の断面
図である。このメモリセル30はP型エビ層34を有す
るP十型シリコン基板32に形成されており、N十型ポ
リシリコンからなるワードライン14と、N十型埋込層
21およびN型層23からなるビットライン20と、ビ
ットラインアイソレーション用の酸化物層25と、ピッ
トライン絶縁用の酸化物842と、N+ポリシリコンに
よるワードライン14と、前記トランジスタ18のチャ
ンネル44と、該トランジスタ18のゲート酸化物層4
6と、このトランジスタ18のソース領域を形成するN
領[48と、上記P十型基板32を前記キャパシタ12
の一方すなわち接地側プレートとした場合の他方のプレ
ートを形成するN+ポリシリコン領域50と、このキャ
パシタ12の両プレート間に絶縁層を形成する酸化物/
窒化物/酸化物スタック(積層体)52と、チャンネル
領域44をエビ層34からアイソレートする絶縁酸化物
層54と、絶縁酸化物層56とを有する。この第2図に
おけるメモリセル30の断面は第1B図の矢視112−
2に対しており、従ってトレンチ形成キャパシタ12お
よびトランジスタ18の断面構造はこの第1B図より明
らかであろう。
FIG. 2 is a sectional view of the memory cell 30 according to an embodiment of the present invention. This memory cell 30 is formed on a P-type silicon substrate 32 having a P-type shrimp layer 34, and is made up of a word line 14 made of N-type polysilicon, an N-type buried layer 21, and an N-type layer 23. The bit line 20, the oxide layer 25 for bit line isolation, the oxide 842 for pit line isolation, the word line 14 made of N+ polysilicon, the channel 44 of the transistor 18, and the gate oxide of the transistor 18. layer 4
6 and N forming the source region of this transistor 18.
48, and the P-shaped substrate 32 is connected to the capacitor 12.
An N+ polysilicon region 50 forming one of the plates, that is, the other plate when used as a ground side plate, and an oxide layer forming an insulating layer between both plates of this capacitor 12.
It includes a nitride/oxide stack 52, an insulating oxide layer 54 that isolates the channel region 44 from the shrimp layer 34, and an insulating oxide layer 56. The cross section of the memory cell 30 in FIG. 2 is taken along the arrow 112-- in FIG. 1B.
2, and therefore the cross-sectional structure of trench-formed capacitor 12 and transistor 18 will be clear from this FIG. 1B.

上述のような構成のメモリセル30において、キャパシ
タ12はその一方のプレートがN十領域50およびN領
域48により、他方のプレートが基板32およびエビ層
34によりそれぞれ形成されている。ただしこの場合、
エピM34の不純物濃度はP十型の基板32よりもはる
かに低いものとすることにより、拡散領域48と領域4
8/スタツク52/工ビ層34の容量および領域50/
スタツク52/工ピ層34の容量がいずれもN+領域5
0/スタック52/P十基板32の容量よりもはるかに
小さく、無視しつる程度の値となるようにする。また次
に説明するように、エビ層34のプレート面積は基板3
2のプレート面積よりも小さく、この理由によってもエ
ビ層34に関連する容量はさして重要なファクターとは
ならない。なお形成するトレンチの断面を1×1ミクロ
ンとし深さを6ミクロンとする場合は、この深さのうち
2ミクロン分をエビ層34およびビットライン20層に
より得るものとしたときは、前記キャパシタ12のプレ
ート面積は約17平方ミクロンとなる。また図示のP子
基板32は、第1B図に示すアレイのメモリセル30す
べてに共通の接地層である。
In the memory cell 30 configured as described above, one plate of the capacitor 12 is formed by the N+ region 50 and the N region 48, and the other plate is formed by the substrate 32 and the shrimp layer 34, respectively. However, in this case,
By setting the impurity concentration of the epi M34 to be much lower than that of the P-type substrate 32, the diffusion region 48 and the region 4
8/Stack 52/Capacity and area of the engineering layer 34 50/
The capacitance of the stack 52/process layer 34 is all in the N+ region 5.
The capacitance of the 0/stack 52/P0 board 32 is much smaller than that of the board 32, and is set to a value that can be ignored. Further, as explained next, the plate area of the shrimp layer 34 is the same as that of the substrate 3.
For this reason as well, the capacity associated with the shrimp layer 34 is not a very important factor. Note that when the cross section of the trench to be formed is 1 x 1 micron and the depth is 6 microns, if 2 microns of this depth is obtained by the shrimp layer 34 and the bit line 20 layer, the capacitor 12 The plate area of is approximately 17 microns square. Also, the illustrated P-substrate 32 is a ground layer common to all memory cells 30 in the array shown in FIG. 1B.

各メモリセル30のトランジスタ18はそのポリシリコ
ンチャンネル領域44が酸化物層54によりエビ層34
から絶縁され、そのソース領域48(キャパシタ12の
一方のプレートの一部でもある)およびドレーン領域2
0(ビットライン20の一部でもある)がチャンネル領
VL44を形成するポリシリコン層の不純物導入部であ
るが、これについてはさらに後述する。かくてトランジ
スタ18はポリシリコントランジスタとしての特性をも
つこととなるが、基板32およびエビ層34からは酸化
物層54によりアイソレートされている。
The transistor 18 of each memory cell 30 has its polysilicon channel region 44 covered with an oxide layer 54.
its source region 48 (which is also part of one plate of capacitor 12) and drain region 2
0 (which is also a part of the bit line 20) is an impurity-introduced portion of the polysilicon layer forming the channel region VL44, which will be described further later. Transistor 18 thus has the characteristics of a polysilicon transistor, but is isolated from substrate 32 and shrimp layer 34 by oxide layer 54.

上記酸化物層25はこれをかなりの厚みとしてビットラ
イン20の容Φを低減させるようにする。
The oxide layer 25 has a considerable thickness to reduce the capacitance Φ of the bit line 20.

また信号電荷はN+ポリシリコン層50内に記憶され、
前記スタック52により基板32からアイソレートされ
る。
Further, signal charges are stored in the N+ polysilicon layer 50,
The stack 52 isolates it from the substrate 32 .

つぎに上記構成のメモリセル30の製作方法の実施例に
つき説明するが、この説明を通して該メモリセル30の
寸法上および材料上の特徴についても明らかにする。第
3八図ないし第3E図はこの製作手順を示すものである
Next, an example of a method for manufacturing the memory cell 30 having the above structure will be described, and through this description, the dimensional and material characteristics of the memory cell 30 will also be clarified. Figures 38 to 3E show this manufacturing procedure.

(a) 結晶方位を100とする抵抗率1×10−2オ
ームα以下のP+シリコン塁根板32、キャリア濃度が
2×10 個/caI3でかつ、すべての熱処理および
拡散反応完了後における厚みが、最終的に1.5ミクロ
ンとなるような厚みのP十エビ層34を成長させる。つ
いで酸化物層25を厚さ2000人に成長させ、LPC
VD法により厚さ3000へのN+型ポリシリコンpJ
21を被着した後、キャリヤ濃度1×1020/Cl4
3にドープする。ついで厚み1ミクロンの酸化物11i
64をプラズマ促進LPCVD法により被着する。この
ようにして得られた構造を第3A図に示す。
(a) A P+ silicon base plate 32 with a resistivity of 1 x 10-2 ohm α or less with a crystal orientation of 100, a carrier concentration of 2 x 10 cells/caI3, and a thickness after all heat treatments and diffusion reactions are completed. , a P layer 34 having a final thickness of 1.5 microns is grown. Next, an oxide layer 25 is grown to a thickness of 2000 nm and LPC
N+ type polysilicon pJ to thickness 3000 by VD method
After depositing 21, the carrier concentration was 1×1020/Cl4.
Dope to 3. Then 1 micron thick oxide 11i
64 is deposited by plasma enhanced LPCVD. The structure thus obtained is shown in FIG. 3A.

0 前記酸化物層64のパターン化を行なって、断it
平方ミクロンのトレンチ領域を画定する。
0 Patterning the oxide layer 64 and cutting it
Define a trench area of microns square.

ついでこのパターン化した酸化物層64をマスクとして
使用することにより反応性イオンエッチを行なって、H
Clにより深さ6ミクロンのトレンチを掘った後、これ
らトレンチの側壁および底部に対して酸によるウェット
エッチ処理を行なって、上記反応性イオンエッチ処理に
起因する傷や汚れを除去する。次にこのトレンチの側壁
および底部上に、前記スタック52を下記のようにして
形成する。すなわち、まず酸化物層を厚さ100人に成
長させた後、LPCVD法により窒化物層を厚さ75人
に被着させる。この窒化物層を熱酸化させてその誘電特
性を向−ヒさせ、かくて酸化物/窒化物/w1化物のス
タック52を得る。つづいて上記トレンチを、N十型不
純物を導入したポリシリコンで充填する。かくて得られ
る構造を第38図 □に示す。
This patterned oxide layer 64 is then used as a mask to perform a reactive ion etch to remove H.
After trenches with a depth of 6 microns are dug with Cl, the side walls and bottoms of these trenches are wet-etched with acid to remove scratches and dirt caused by the reactive ion etching. The stack 52 is then formed on the sidewalls and bottom of this trench as described below. That is, first, an oxide layer is grown to a thickness of 100 nm, and then a nitride layer is deposited to a thickness of 75 nm by LPCVD. This nitride layer is thermally oxidized to improve its dielectric properties, thus obtaining an oxide/nitride/w1ide stack 52. Subsequently, the trench is filled with polysilicon doped with N0 type impurities. The structure thus obtained is shown in Figure 38 □.

(へ) 上記ポリシリコンB50に例えばフォトレジス
ト上でスピンコーティングを行なうことにより平坦化し
た後、プラズマエッチ処理を行なってその表面部および
トレンチ内において、エビ層34と基板32との間の界
面真上までの部分を除去する。この場合、後述するとこ
ろかられかるように、トレンチ内に残るポリシリコン層
50の上面の位置はさして重要ではない。ついで前記酸
化物層64をエッチし、前記スタック52の露出部を除
去する。かくて得られた構造を第3C図に示す。
(f) After flattening the polysilicon B50 by spin coating on photoresist, for example, plasma etching is performed to form the interface between the shrimp layer 34 and the substrate 32 on the surface and in the trench. Remove the top part. In this case, as will be explained later, the position of the upper surface of polysilicon layer 50 remaining in the trench is not very important. The oxide layer 64 is then etched to remove exposed portions of the stack 52. The structure thus obtained is shown in FIG. 3C.

四 次に厚みが1000人の酸化物層を従来のLPCV
D法により被着した後、異方性エッチを行なって側壁部
酸化物層54を残す。つづいてLPCVD法によりポリ
シリコン層41を被着して、N十領域50およびN十領
14!21と接触させる。このポリシリコン領域41の
厚みはこれを2000人とし、200 keVでボロン
イオンB+十を注入することによりP型として(これに
より、不純物密度のピーク値が垂直チャンネル領域のほ
ぼ中間部に位置することとなる)、トランジスタのスレ
ショルド電圧を調節する。かくて得られた構造を第3D
図に示す。
Fourth, add an oxide layer with a thickness of 1000 using conventional LPCV
After deposition by method D, an anisotropic etch is performed to leave sidewall oxide layer 54. Subsequently, a polysilicon layer 41 is deposited by LPCVD to contact the N0 region 50 and the N0 region 14!21. The thickness of this polysilicon region 41 is set to 2000 nm, and boron ions B+0 are implanted at 200 keV to make it P type (thereby, the peak value of the impurity density is located approximately in the middle of the vertical channel region). ), adjust the threshold voltage of the transistor. The structure thus obtained is 3D
As shown in the figure.

(e)  次に前記ポリシリコン層41に対して通常の
ファーネスアニール処理またはビーム再結晶化処理を行
なうことにより、粒径を大型化してデバイス特性を向上
させる。またこの処理により、前記N十型領域21.5
0から不純物が拡散して、それぞれN型領域23.48
が形成されることともなる。一方、ポリシリコン層41
の非導入部はチャンネル領域44となる。かくて領域2
3.44゜48上には、酸化物層42.46.56がそ
れぞれ成長する。なおこれらの酸化物層は、非導入領域
44上よりも不純物導入領l1123.56上の方が厚
く形成され、それぞれの厚みはゲート酸化物層46の所
望の厚さにより決定される。ちなみに図示のセル30の
場合は、このゲート酸化物層46の厚さは250人とし
である。かくて得られた構造を第3E図に示す。
(e) Next, the polysilicon layer 41 is subjected to ordinary furnace annealing or beam recrystallization to increase the grain size and improve device characteristics. Also, by this process, the N-type region 21.5
Impurities diffuse from 0 to N-type regions 23.48, respectively.
is also formed. On the other hand, polysilicon layer 41
The non-introduced portion becomes the channel region 44. Thus area 2
Oxide layers 42, 46, and 56 are grown on 3.44° 48, respectively. Note that these oxide layers are formed thicker on the impurity introduced region l1123.56 than on the non-introduced region 44, and the respective thicknesses are determined by the desired thickness of the gate oxide layer 46. In the illustrated cell 30, the gate oxide layer 46 is approximately 250 nm thick. The structure thus obtained is shown in Figure 3E.

(0最後に、N十型ポリシリコン層14の被着およびパ
ターン化を行なって、前記ワードライン14を形成する
。かくて得られたセルは第2図に示した構造をもつもの
となる。
Finally, a layer of N0 type polysilicon 14 is deposited and patterned to form the word line 14. The cell thus obtained has the structure shown in FIG.

以上本発明の実施例につき説明してきたが、キャパシタ
による信号電荷の蓄積やトランジスタのオンオフ機能が
阻害されない限り、記載の実施例はこれをいろいろに変
形することが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the described embodiments can be modified in various ways as long as the signal charge accumulation by the capacitor and the on/off function of the transistor are not impaired.

そのような変形例としては、たとえば下記のようなもの
がある。
Examples of such modifications include the following.

すなわちまず、トレンチの断面形状としてはこれを円形
、長片形、任意の凹形、波形、複合連結形等各種好便な
形状とすることが可能であり、また縦方向でその形状を
連続的または段階的に、あるいは一部を連続的かつ一部
を段階的に変化させることもできる。同様に、トレンチ
の側壁は必ずしもこれを垂直とする必要はなく、たとえ
ば側壁の一部を横方向に膨ませたり、全体的にテーバ状
としたり、あるいはその他の斜面としたりする等、いや
しくも形成可能のものならばどのような形状としても、
それなりに有効である。事実、たとえばトレンチを単純
に連結した構成とした場合は、該トレンチは記載の実施
例における直方体形と位相同形の関係となる。さらにト
レンチの各種寸法(深さや断面積、直径等)もこれをい
ろいろに変更することが可能であるが、ただし実際には
これらはプロセスを好便に行なうための条件や、要求さ
れるキャパシタンス、基板の面積等を考慮した妥協値と
して選定される。この場合要求されるキャパシタンスは
、リフレッシュタイムやトランジスタの漏洩電流、°市
源電圧、ソフトエラーに対する余裕度、キャパシタの漏
洩電流等により定まるものであることは言うまでもない
First, the cross-sectional shape of the trench can be any convenient shape, such as circular, oblong, arbitrary concave, wavy, or composite connected shape, and the shape can be continuous in the vertical direction. Alternatively, it can be changed stepwise, or partly continuously and partly stepwise. Similarly, the sidewalls of the trench do not necessarily have to be vertical; they can be formed in any other way, for example by having a portion of the sidewall bulge laterally, being tapered overall, or having other slopes. No matter what shape it is,
It is reasonably effective. In fact, for example, in the case of a configuration in which trenches are simply connected, the trenches will be topologically similar to the rectangular parallelepiped shape in the described embodiment. Furthermore, the various dimensions of the trench (depth, cross-sectional area, diameter, etc.) can be changed in various ways, but in practice these depend on the conditions for convenient processing, the required capacitance, etc. This value is selected as a compromise value considering the board area, etc. Needless to say, the required capacitance in this case is determined by the refresh time, transistor leakage current, commercial voltage, margin against soft errors, capacitor leakage current, etc.

さらに前記キャパシタの絶縁層に用いる物質は、これを
酸加物または窒化物、あるいは酸化物と窒化物の組合せ
からなる積層構造または酸化物、窒化物および酸化物の
組合ばからなる積層構造等とすることができる。また、
酸化物としてはこれを熱成長法やLPCVD法により、
あるいはドライ成長法あるいは水蒸気成長法により形成
させることができる。さらにこの絶縁層の厚みは、プロ
セスを好便に行なうための条件や絶縁層の信頼性、誘電
定数、降伏電圧等を考慮した妥協値として選定されるが
、この値も広い範囲にわたってこれを変更することがで
きる。なお、セルおよびアレイをシリコン以外の半導体
物質(たとえばガリウムひ素、テルル化水銀カドミウム
、ゲルマニウム、燐化インジウム等)とする場合は、当
該キャパシタの絶縁層もこれにそれぞれ準する物質とす
ることとする。またポリシリコンの代りに非晶質シリコ
ンを使用することも可能である。
Furthermore, the material used for the insulating layer of the capacitor may be an oxide, a nitride, a laminated structure made of a combination of an oxide and a nitride, or a laminated structure made of a combination of an oxide, a nitride, and an oxide. can do. Also,
As an oxide, this is produced by thermal growth method or LPCVD method.
Alternatively, it can be formed by a dry growth method or a steam growth method. Furthermore, the thickness of this insulating layer is selected as a compromise value taking into consideration conditions for convenient processing, reliability of the insulating layer, dielectric constant, breakdown voltage, etc., but this value can also be changed over a wide range. can do. If the cell and array are made of a semiconductor material other than silicon (for example, gallium arsenide, mercury cadmium telluride, germanium, indium phosphide, etc.), the insulating layer of the capacitor shall also be made of a similar material. . It is also possible to use amorphous silicon instead of polysilicon.

ざらに前記トランジスタはそのスレショルド電圧を蓄積
モードあるいは反転モードで、またNチャンネルデバイ
スあるいはPチャンネルデバイスとして調節する(これ
はたとえば、ゲート酸化物層の成長または被着処理の直
前にチャンネル領域に浅い拡散層を形成することによっ
て行なう)ことにより、該トランジスタをいろいろのス
レショルド電圧で動作しうるように形成させることが可
能である。この場合、ドーピングレベルやドーパントと
して用いる物質はこれらを各種変更して、当該トランジ
スタの特性を変更させることができる。ただしトランジ
スタのチャンネル長はほぼトレンチの深さにより定まり
、またチャンネル幅ははぼトレンチの周縁間隔に等しい
。ざらにシリコントランジスタの場合はドーピングレベ
ルやチャンネル厚みはその性能に大きな影響を与えるも
のであり、その値は大幅にこれを変更することが可能で
ある。たとえばチャンネル厚みは数人からトレンチ直径
の2分の1にまで変更することができる(ただしゲート
絶縁層およびゲート用に応分のスペースを確保しておく
必要はある)。さらに1−ランジスタのゲートは、これ
をポリシリコンや金属、シリサイド等とすることができ
る。以上のように各種の変更を行なった場合、トランジ
スタの特性もそれに応じて変化することとなるが、その
ような変化は当該セル用のパストランジスタとして適正
に動作するものである限り、所要の読出し書込み時間や
キャパシタンス、リフレッシュタイム等セルのその他の
特性に鑑み、何ら差し支えはない。
In general, the transistor adjusts its threshold voltage in accumulation mode or inversion mode and as an N-channel or P-channel device (this may be done, for example, by shallow diffusion into the channel region immediately before the growth or deposition of the gate oxide layer). (by forming layers), the transistor can be made to operate at different threshold voltages. In this case, the doping level and the material used as the dopant can be varied in various ways to change the characteristics of the transistor. However, the channel length of the transistor is approximately determined by the depth of the trench, and the channel width is approximately equal to the distance between the peripheral edges of the trench. Generally speaking, in the case of silicon transistors, the doping level and channel thickness have a large effect on their performance, and their values can be changed significantly. For example, the channel thickness can vary from a few to one-half the trench diameter (provided that adequate space is reserved for the gate insulator and gate). Furthermore, the gate of the 1-transistor can be made of polysilicon, metal, silicide, or the like. When various changes are made as described above, the characteristics of the transistor will also change accordingly, but such changes will not affect the required readout as long as it operates properly as a pass transistor for the cell in question. There is no problem in view of other cell characteristics such as write time, capacitance, and refresh time.

本発明のメモリセルの別の実施例においてソース領域は
第1の物質層から不純物を拡散させて形成したものであ
る。
In another embodiment of the memory cell of the present invention, the source region is formed by diffusing impurities from the first material layer.

本発明のメモリセルの別の実施例では基板上にこれと絶
縁された導電ラインをざらに設け、ドレーン領域はこれ
を導電ラインから不純物を拡散させて形成する。
In another embodiment of the memory cell of the present invention, a conductive line insulated from the substrate is provided loosely on the substrate, and the drain region is formed by diffusing impurities from the conductive line.

本発明のメモリセルの別の実施例では基板はこれをシリ
コン層とし、第1、第2および第3の物質層はこれをそ
れぞれポリシリコン層とする。
In another embodiment of the memory cell of the invention, the substrate is a silicon layer and the first, second and third material layers are each polysilicon layers.

本発明の更に別の実施例は基板のトレンチ中に形成した
1トランジスタ1キヤパシタ型メモリセルにおいて、 (a) 主として前記トレンチの側壁および底部の第1
の領域に形成した第1のキャパシタプレートと、 (b) 主として前記トレンチの下部に挿入した第1の
物質層の第2の領域に形成した第2のキャパシタプレー
トと、 (へ) これら第1および第2の領域間で前記トレンチ
の側壁上に形成したキャパシタ絶縁層と、ゆ 前記トレ
ンチの側壁の上部に形成した絶縁層と、 (e)  前記絶縁層上の第2の物質層の第3の領域に
形・成したトランジスタチャンネル領域と、(0前記第
2の物質層の第4の領域に形成し、前記第1の物質層か
ら不純物を拡散して形成したことを特徴とするトランジ
スタソース領域と、O前記第2の物質層の第5の領域に
形成し、前記基板上の導電ラインから不純物を拡散して
形成したことを特徴とするトランジスタドレーン領域と
、 0 前記トレンチ中に挿入した第3の物質層の第6の領
域に形成したトランジスタゲー]・領域と、(i)  
前記ゲート領域と前記チャンネル領域との間で前記トレ
ンチの側壁に形成したゲート絶縁層とからなることを特
徴とする1トランジスタ1キヤパシタ型メモリセルであ
る。
Yet another embodiment of the present invention provides a one-transistor, one-capacitor memory cell formed in a trench in a substrate, comprising:
(b) a second capacitor plate formed in a second region of a first material layer inserted primarily into the lower part of the trench; (e) a capacitor insulating layer formed on the sidewalls of the trench between the second regions; (e) a third insulating layer formed on the sidewalls of the trench; a transistor channel region formed in the second material layer; and a transistor source region formed in the fourth region of the second material layer and formed by diffusing impurities from the first material layer. 0 a transistor drain region formed in a fifth region of the second material layer and formed by diffusing impurities from a conductive line on the substrate; (i)
A one-transistor, one-capacitor type memory cell comprising a gate insulating layer formed on a side wall of the trench between the gate region and the channel region.

本発明の別の実施例は基板中に形成したメモリセルアレ
イにおいて、 (a) 前記基板上に互いに平行に配列した複数本の第
1の導電体ラインと、 (b) これら第1のIJ導電体ライン交差するととも
にこれから絶縁させてなる複数本の互いに平行な第2の
導電体ラインと、 幻 これら第1および第2導電体ラインの交点にそれぞ
れ配置した複数個のヒルよりなり、これらセルの各々は
前記交点直下で前記基板のトレンチに形成した電界効果
トランジスタおよびキャパシタからなり、該キャパシタ
の第1のプレートは主として前記トレンチの側壁に、ま
た第2のプレートは前記トレンチに挿入した物質中に形
成されかつ前記側壁上に設けた絶縁体により前記第1の
プレートより絶縁されており、一方前記トランジスタは
前記側壁上の第2の絶縁層により前記基板から絶縁され
かつ前記キャパシタ用の前記絶縁体に当接しており、そ
のドレーンは前記第1の導電体ラインのうちの1本と結
合し、そのゲートは前記第2の導電体ラインのうちの1
本と結合し、またそのソースが前記キャパシタの第2プ
レートと結合していることを特徴とするメモリセルアレ
イ。
Another embodiment of the present invention is a memory cell array formed in a substrate, including: (a) a plurality of first conductor lines arranged parallel to each other on the substrate; and (b) these first IJ conductors. Each of these cells consists of a plurality of mutually parallel second conductor lines that intersect and are insulated from each other, and a plurality of hills placed at the intersections of these first and second conductor lines, respectively. comprises a field effect transistor and a capacitor formed in a trench in the substrate directly below the intersection, a first plate of the capacitor being formed primarily on the sidewall of the trench and a second plate formed in a material inserted into the trench. and is insulated from the first plate by an insulator on the sidewall, while the transistor is insulated from the substrate by a second insulator on the sidewall and insulated from the insulator for the capacitor. the drain is coupled to one of the first conductor lines and the gate is coupled to one of the second conductor lines.
A memory cell array having a source coupled to a second plate of the capacitor.

半導体基板のトレンチメモリセルに1トランジスタ1キ
ヤパシタデバイスを製作する方法において、 (a) 前記基板にトレンチを形成し、(へ) このト
レンチの側壁および底部に絶縁層を形成し、 (へ)不純物を導入した導電性物質により前記トレンチ
の下部を充填し、 ゆ 前記トレンチの非充填状態にある上部に第2の物質
の層を被着してこの層に前記1〜ランジスタのソース領
域、チャンネル領域、およびドレーン領域を形成すると
ともに、該ソース領域はこれを前記導電体物質から前記
第2の物質に不純物を拡散させて形成し、 (e)  第2の物質層上に絶縁体層を形成し、(0こ
の第2の物質層上の絶縁体層にゲートを形成するように
したことを特徴とする1トランジスタ1キヤパシタデバ
イスの製作方法である。
A method for manufacturing a one-transistor, one-capacitor device in a trench memory cell of a semiconductor substrate, comprising: (a) forming a trench in the substrate; (f) forming an insulating layer on the sidewalls and bottom of the trench; and (f) doping an impurity. Filling the lower part of the trench with a conductive material introduced with the conductive material, and depositing a second material layer on the unfilled upper part of the trench to form the source and channel regions of the transistors 1 to 1. , and a drain region, and the source region is formed by diffusing impurities from the conductive material into the second material; (e) forming an insulating layer on the second material layer; , (0) A method for manufacturing a one-transistor, one-capacitor device characterized in that a gate is formed in an insulator layer on this second material layer.

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

第1A図および第1B図はそれぞれ本発明によるdRA
Mセルの等何回路を示す概略図および該セルを用いたセ
ルアレイを示す平面図、第2図は本発明によるdRAM
セルの第1の実施例を第1B図の2−2線に沿う断面で
示す断面図、第3八図ないし第3E図はこのITlの実
施例によるdRAMを本発明によるセル製作方法の第1
の実施例により製作する場合の一連の工程を示す図であ
る。 12−・キャパシタ、 14・・・ワードライン、 16・・・ゲート、 18・・・トランジスタ、 20・・・ピットライン、 21.50・・・ポリシリコン領域、 25.42,46゜ 54.56.64・・・酸化物層、 30・・・メモリセル、 32・・・基板、 34・・・エビ層、 44・・・チャンネル、 52・・・酸化物/窒化物/酸化物スタック。
FIG. 1A and FIG. 1B each show a dRA according to the present invention.
A schematic diagram showing a circuit of M cells and a plan view showing a cell array using the cells, FIG. 2 is a dRAM according to the present invention.
A sectional view showing the first embodiment of the cell taken along the line 2-2 in FIG.
It is a figure which shows a series of processes in the case of manufacturing by the Example. 12 - Capacitor, 14... Word line, 16... Gate, 18... Transistor, 20... Pit line, 21.50... Polysilicon region, 25.42, 46° 54.56 .64... Oxide layer, 30... Memory cell, 32... Substrate, 34... Shrimp layer, 44... Channel, 52... Oxide/nitride/oxide stack.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板中に形成したメモリセルにおいて、(a)該
基板のトレンチに形成され、主としてこのトレンチの側
壁内に形成された一方のプレートと、主として前記トレ
ンチ内部に挿入された第1の物質層からなる第2のプレ
ートと、これら第1および第2のプレート間に設けた絶
縁体とからなるキャパシタと、 (b)前記トレンチ内に形成され、かつそのドレーン、
チャンネルおよびソース領域が前記トレンチ内に挿入さ
れかつ前記第1の物質と隣接しさらに前記側壁から絶縁
された第2の物質の層中に、またそのゲートを前記トレ
ンチに挿入した第3の物質層中に、さらにゲート絶縁層
を前記ゲートを前記ゲートと前記チャンネル領域の間に
それぞれ有するトランジスタとからなることを特徴とす
るメモリセル。
(1) In a memory cell formed in a substrate, (a) one plate formed in a trench of the substrate and mainly formed within the sidewall of the trench, and a first material mainly inserted into the trench; (b) a capacitor formed in the trench and having a drain thereof;
a third layer of material with a channel and source region inserted into the trench, a second layer of material adjacent to the first material and insulated from the sidewalls, and a gate thereof inserted into the trench; and a transistor further comprising a gate insulating layer between the gate and the channel region.
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