JPS61295654A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS61295654A
JPS61295654A JP60136922A JP13692285A JPS61295654A JP S61295654 A JPS61295654 A JP S61295654A JP 60136922 A JP60136922 A JP 60136922A JP 13692285 A JP13692285 A JP 13692285A JP S61295654 A JPS61295654 A JP S61295654A
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JP
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memory device
insulating film
semiconductor
semiconductor memory
capacitor
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JP60136922A
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Hideki Ito
英樹 伊東
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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
    • H10B12/39DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench
    • H10B12/395DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench the transistor being vertical

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、高密度に集積し得るMO8Wの半導体記憶
装置に関する。
(従来の技術) 第5図は従来のトランジスターダイナミック型のMO3
型半導体記憶装置の例を示す断面図である。この第5図
において、半導体基材6の表面に、ソース会ドレイン3
、トランスファゲート絶縁膜5、トランス7アゲート電
極4よシなるトランジスタと、キャパシタゲート絶縁膜
7、キャパシタゲート電極8よりなるキャパシタおよび
フィールド酸化膜9、およびチャンネルストップ不純物
拡散領域10よすなる素子分離領域を平面的に配置dし
、その上に中間絶縁膜2を形成し、金属による配線1を
行って、構成されている。
また、その製造方法においては、トランジスタ・キャノ
にシタ素子分離領域のそれぞれを平面上に配置するため
に、ホトリソグラフィによる平面上の区域分けを行うも
のがあった。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来のMO8型半導体記憶装置の構
造では、集積度を向上させる際に、キヤ、eシタの容量
に下限があるなど、機能的制限による面積縮小の限度が
あり、また、ホトリングラフィ時の誤差に対する余裕な
どの必要もあった、また、その製造方法においては、そ
のホ) IJングラフイによる区域分けが不可欠であっ
た。
そこで、たとえば、特公昭58−12739号公報に示
されるように、キヤパシタの容量を増大すべく、いわゆ
るトレンチセルが発明されるに及んでいる。
しかしながら、これは、キャパシタンスの増大には効果
があるものの、集積度向上には必ずしも十分ではなかっ
た。
この発明は、前記従来技術がもっている問題点のうち、
ホトリソグラフィによる区域分けが必要な点と、集積度
向上に関して不十分な点について解決した半導体記憶装
置を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) この発明は、半導体記憶装置において、半導体基板に溝
を形成し、この溝の側壁にMO8型半導体記憶装置を垂
直に形成したものである。
(作 用) この発明は、以上のように半導体記憶装置を構成したの
で、トランジスタとキヤパシタが垂直方向に位置し、結
線部と素子分離領域の二つの部分のみが面積縮小を抑制
し、集積度向上阻害要因となるのみとなり、したがって
、前記問題点を解決できる。
(実施例) 以下、この発明の半導体記憶装置の実施例について図面
に基づき説明する。第1図はその一実施例の構成を示す
断面図である。この第1図において、第5図と同一部分
には同一符号が付されており、半導体基板6に掘られた
溝の側壁に従来のMO8M半導体記憶装置と等価な構造
の半導体記憶装置が垂直に構成されている。
この第1図において、個々の具体的な構成の説明は後に
述べる製造工程により明らかになるものであシ、第2図
ないし第4図を併用して説明することにする。
第2図(&)はこの発明の半導体記憶装置の平面図であ
シ、第2図(b)は第2図(a)のa  aZ線の断面
図、第2図(c)は第2図(a)のb −b’線の断面
図である。
まず、第1図および第2図(a)ないし第2図(c)に
おいて、6は半導体基材であり、4は導電性ポリシリコ
ンによるトランス7アゲート電極、11は金属配線によ
る結線部、3はソース・ドレイン、9はフィールド酸化
膜である。
この半導体基材6は図からも明らかなように、溝を格子
状に掘ることにより、柱状となシ、その上面形状は図示
の実施例では、正方形であるが、長方形、円形のいずれ
であってもよい。
この柱状の半導体基材6の配列は、縦方向間隔をt、横
方向間隔をW、トランスファゲート電極厚をTとすると
、T<t<2T、3T<Wの関係をもっている。
このように、柱状の半導体基材6の配列関係が異なるた
め、トランス7アゲート電極4が第2図(b)において
は、柱状の半導体基材6間で分離されてお9、また、第
2図(c)では分離されていない。
次に、第3図(a)ないし第3図(d)により、製造工
程を説明する。通常、半導体基材6に溝を掘る場合、半
導体基材6上にCVD法によp Sin、を成長させ、
次に、ホトリングラフィの手法を用いて5i02tパタ
ーニングし、フィールド酸化膜9を形成し、そのSin
、をマスクとして、半導体基材6のエツチングが行われ
る。
この後、チャンネルストップ不純物をイオン注入法によ
り拡散し、チャンネルストップ不純物拡散領域10を形
成し、減圧CVD法によるSlqを柱状の半導体基材6
の最大間隔の半分から3分の2の厚さに成長させ、異方
性エツチングによジ、エッチパックすることで、溝底部
にsio、を堆積させる。
その後、第3図(b)に示すように、キャノ9シタゲ−
ト絶縁膜7を熱酸化などにより形成して、伝導性のある
ポリシリコンを柱状半導体基材6の最大間隔の半分から
3分の2の厚さに氏長さぜ、異方性エツチングによりエ
ッチパンクしてキャパシタゲート電極8を形成する。
その後、第3図<c)に示すようK、ポリシリコンと半
導体基材6の酸化膜成長速度の差が大きい条件で、熱酸
化することにより、ポリシリコン表面に眉間絶縁膜12
を半導体基材6の表面にトランスファゲート絶縁膜5を
形成し、最小間隔の半分から3分の2の厚さに伝導性の
あるポリシリコンを成長させ、トランスファゲート電極
4を形成する。
この第3図(c)は第2図(a)のa −a’線の断面
方向に描かれているが、第2図のb −b’線の断面方
間に描いたのがiii!3図(d)である。この第3図
(d)の状態に異方性エツチングを行い、第3図(c)
における柱状の半導体基材6間のトランス7アゲート電
極4を分離し、その後、中間絶縁膜2、金属による配線
1t−行うと、第2図(b)、第2図(c)に示す構造
となる。
この第3図(c)、第3図(d)の状態において、異方
性エツチングを行い、柱状の半導体基材6の間隔の差に
よp、第3図(d)でのトランスファゲート電極4が柱
状の半導体基材6間で分離されず、第3図(c)におけ
るトランス7アゲート電極4が柱状の半導体基材6で分
離されるのを第4図で示している。
この第4図(a)では、幅の異なる二つの溝をもつ柱状
の半導体基材6上に狭い方の溝幅の半分の厚さにポリシ
リコンを成長させてトランスファゲート電極4を形成し
ている。
この第4図(a)より明らかなように、狭い方の溝はポ
リシリコンが充填されているのに対して、広い方の溝で
は、半導体基材6の表面に均一な厚みでポリシリコン膜
が成長じている。
このため、最も溝の底面に近いポリシリコンの表面位置
は、狭い溝においては、溝開口部付近にあるのに対して
、広い溝においては、ポリシリコン膜厚の分の高さしか
ない。
したがって、この状態に異方性エツチングを行うと、第
4図(b)のように、狭い方の溝にはポリシリコンが充
填され、広い溝では、底面のポリシリコンは除去され、
広い方の溝の壁面にポリシリコンが付着した状態となる
このような半導体基材6の溝幅、ポリシリコン膜厚、異
方性エツチングの関係を用いて、トランス7アゲート電
極材料を用いて配線を行う。
(発明の効果) 以上詳細に説明したようにこの発明によれば、半導体基
材に溝を形成し、この溝の側壁に従来のMO8型半導体
記憶装置と等価な半導体記憶装置を形成するようにした
ので、集積度向上の際の面積縮小の制限は金属の配線と
の結線部と素子分離領域の二つの要素のみとなり、集積
度をより向上させることができる。
また、溝形成と金属の配線を除くすべての工程を自己整
合的に形成するため、ホトリングラフィの工程が減少し
、したがって、簡便に半導体86憶装置を形成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の半導体記憶装置の一実施例の構成を
示す断面図、第2図(幻はこの発明の半導体記憶装置の
平面図、第2図(b)は第2図(aJのa−a′線の部
分の断面図、第2図(c)は第2図(a)のb−b′線
の部分の断面図、第3図(a)ないし第3図(d)はこ
の発明の半導体記憶装置の製造工程を説明するための図
、第4図(JL)t4↓輸4図山)はこの発明の半導体
記憶装置におけるトランスファゲート電極を形成するポ
リシリコンの溝の幅の相違による異方性エツチングを説
明するための図、巣5図は従来のMO8型半導体記憶装
置の構成を示す断面図である。 1・・・配線、2・・・中間絶縁膜、3・・ソース・ド
レイン、4・・・トランスファゲート電極、5・・・ト
ランスファゲート絶縁膜、6・・・半導体基材、7・・
・キヤパシタゲート絶縁膜、8・・・キャパシタゲート
電極、9・・・フィールド酸化膜、10・・・チャンネ
ルストップ不純物拡散領域、11・・・結線部、12・
・・層間絶縁膜。 二の発明の手導脅喀己小すの断面口 第1図 第2因(0) 第 2 区(c)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)溝を格子状に形成することにより得られた
    柱状の半導体基材の側壁にキャパシタゲート絶縁膜を介
    してキャパシタゲート電極を形成することにより得られ
    たキヤパシタと、 (b)このキヤパシタ上に層間絶縁膜を介して上記半導
    体基材の上部に形成されたトランスファゲート絶縁膜と
    、 (c)このトランスファゲート絶縁膜の外周面に形成さ
    れたトランスファゲート電極と、 (d)上記半導体基材上に形成されたソース・ドレイン
    と、 (e)このソース・ドレインに接続され中間絶縁膜を介
    して形成された金属の配線と、 よりなる半導体記憶装置。
  2. (2)溝の間隔およびトランスファゲート電極の厚さを
    制御することによりトランスファゲート電極材料を任意
    の方向に分離して配線として用いることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
JP60136922A 1985-06-25 1985-06-25 半導体記憶装置 Expired - Lifetime JPH0682799B2 (ja)

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