JPS6156449A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6156449A
JPS6156449A JP59178631A JP17863184A JPS6156449A JP S6156449 A JPS6156449 A JP S6156449A JP 59178631 A JP59178631 A JP 59178631A JP 17863184 A JP17863184 A JP 17863184A JP S6156449 A JPS6156449 A JP S6156449A
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JP
Japan
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memory cell
region
grooves
mos capacitor
mos
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Pending
Application number
JP59178631A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Wada
和田 正志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59178631A priority Critical patent/JPS6156449A/ja
Publication of JPS6156449A publication Critical patent/JPS6156449A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

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】 (発明の技術分野) 本発明は、1トランジスタ/1キャパシタのメモリセル
構造を持つ半導体記憶装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、半導体基板に形成される記憶装置として、−個の
MoSトランジスタと一個のMOSキャパシタによりメ
モリセルを構成するMO8型ダイナミックRAM (以
下、dRAMと略称する)が知られている。この(JR
AMでは、情報の記憶はMOSキャパシタに電荷が蓄積
されているか否かにより行われ、情報の読み出しはMO
Sキャパシタの電荷をMOSトランジスタを介してピッ
ト線に放出してその電位変化を検出することにより行な
われる。近年の半導体製造技術の進歩、特に微細加工技
術の進歩により、dRAMの人客足化は急速に進んでい
る。dRAMを更に大客足化する上で最も大きい問題は
、メモリセル面積を小さくしてしかもMOSキャパシタ
の客足を如何に大きく保つかという点にある。dRAM
の情報読みだしの際の電位変化の大きさはMOSキャパ
シタの蓄積電荷量の大きさで決まり、動作余裕、α線入
剣等のノイズに対する余裕を考えると、最少限必要な電
荷口が決まる。そして蓄積電荷口はMOSキャパシタの
客足と印加電圧で決まり、印加電圧は電源電圧で決まる
ので、MOSキャパシタ容旦容量要R石′窪保する必要
があるのである。
MOSキャパシタの容Sを大きくするためには、用いる
ゲートuA縁膜の厚みを小さくするか、誘電率を大きく
するかまたは面積を大きくすることが必要である。しか
し、絶縁膜厚を小さくすることは信頌性上限界がある。
また誘電率を大きくすることは例えば、酸化111<5
iO2)に代わって窒化膜(Si3N+)を用いること
などが考えられるが、これも主として信頚性上難点があ
り実用的でない。そうすると必要な容足を確保するため
には、MOSキャパシタの面積を一定値以上確保するこ
とが必要となり、これがメモリセル面積を小さくしてd
RAMの高密度化、大客足化を達成す看     る上
で大きな障害となっている。
メモリセルの占有面積を大きくすることなく、MOSキ
ャパシタの容足を大きく保つ方法として、半導体基板表
面のMOSキャパシタ領域に溝を形成し、この溝の側壁
をもMOSキャパシタとして利用することが提案されて
いる( 例え°ば、l5SCC845ESSION  
XVI  FAM18.6  ”an  EXperi
menta+IMb  dRAM  with  On
−chipVoltage  Lim1ter”K、I
toheta+参照)。この方法は、従来半導体基板の
平面のみを用いていたのに対し、溝を形成してその側壁
をも利用しようというもので、有力な方法として注目さ
れる。
しかしながらこの方法によっても、更にメモリセルを微
細化し大容量化する場合、きわめて細い溝を深く形成し
なければならないため、製造技1(7上限界が生じる。
(発明の目的) 本発明は上記した点に鑑みなされたもので、メモリセル
占有面積を小さくしてしかも充分なMOISキャパシタ
容出合確保し、大客足化を可能とした半導体記憶装置を
提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明においては、半導体基板のフィールド領域に溝を
形成してこの苛を絶縁膜で完全に埋めることなく、複数
のメモリセル領域を凸型に配列形成する。一方、このよ
うに配列形成される各メモリセル領域内にも、例えばフ
ィールド領域の溝と同時に溝を形成しておく。そしてメ
モリセルのMOSキャパシタは、その電極を、メモリセ
ル領域を囲む側壁に対向させると共に、メモリセル領域
内の溝の内壁に対向させるように配設して構成する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、単にメモリセル領域内のm溝側壁によ
りキャパシタ面積を稼ぐものに比べて、メモリセル領域
の外壁をもMOSキャパシタとして利用するため、メモ
リセル占有面積を大ぎくすることなく、実効的MOSキ
ャパシタ面積を充分に大ぎくすることができ、従ってd
RAMの大言■化が可能となる。また本発明の構成では
、凸型をなすメモリセル領域の外壁およびメモリセル領
域内の溝の内壁をMOSキャパシタとして有効に利用す
るため、深い溝を掘ることなくMOSキャパシタ面積を
稼ぐことができ、従って製造技術的にも有利になる。さ
らにまた本発明の構造では、素子分離工程とMOSキャ
パシタ形成工程を同時に実施することが可能であり、d
RAMの製造工程が簡単になる。
〔発明の実M例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第11i1(a)(b)は、本発明の一実施例にががる
dRAMの一つのメモリセル部分の平面図とそのA−A
−断面図である。1はp型Si基板であり、そのフィー
ルド領域に満4を形成して凸型をなすメモリセル領域が
形成されている。このメモリセル領域に第1ゲート絶縁
膜を介して全メモリセルに共通のMOSキャパシタ電極
12が形成され、MOSトランジスタ領域でMOSキャ
パシタ電極12に窓13が開けられここに第2グー1〜
絶縁膜14を介してMOSトランジスタのゲート電極1
5が形成されている。16.17はソース。
ドレインとなるn+型層である。lvl OSキャパシ
タ電極12は凸型をなすメモリセル領域の外壁に対向さ
せると共に、メモリセル領域内に溝5を設けてその内壁
にも対向させている。1oはMOSキャパシタの基板側
電極となるn型層である。フィールド領域の′TA4お
よびメモリセル領域の溝5には、これらを完全には埋め
込まないように底部に厚い絶縁膜7が埋め込まれている
。6は反転防止用のp型開である。
このような構造を得るための具体的な製造工程を第2図
〜第8図を用いて説明する。これらの図において・(a
)は平面図、(b)はそのA−A−断面図、(C)は部
分斜視図である。まず第2図に示すように、p型SiW
板1に酸化116! 2を形成し、その上のメモリセル
領域に公知の方法によりエツチングマスクとなるフォト
レジスト3をパターン形成して酸化膜2をエツチングし
、次いで反応性イオンエツチング法(RIE)によりフ
ィールド溝4およびこれとは独立のメモリセル領域内の
溝5をエツチング形成する。この後イオン注入法または
気相拡散法により溝4.5の底部および側部にn型層6
を形成する。メモリセル領域は対称パターンの二個で一
つの島6a域をなして配列形成されている。この後、フ
ォトレジスト3および酸化膜2を除去し、第3図に示す
ように、フィールド絶縁膜となる酸化膜(SiO2)7
を気相成長法により堆積し、更に表面平坦化のためにフ
ォトレジスト8を塗布する。そしてフォトレジス1〜8
と酸化膜7を両者に対して略等しいエツチング速度に条
件設定されたRIEによりエツチングして、第4図に示
すように溝4および5に酸化膜7を平坦に埋込む。
次に第5図に示すように、〜1oSトランジスタを形成
すべき領域を覆うように公知の方法でフォトレジスト9
をバターニングし、これをマスクとして埋め込まれた酸
化膜7をエツチングして1t4および5の底部に素子分
離に必要な厚さだけ残ず、:1フオトレジスト9は、凸
型をなすメモリセルFaMの平坦部のみM OS l−
ランジスタとして利用すべく、MOSトランジスタ領域
の側壁に酸化1]! 7を残すために形成したものであ
る。もし、凸型をなすメモリセル領域の側壁をもMOS
トランジスタのチャネルとして使う場合には、このフォ
トレジスト9は必要ない。こうして酸化膜7を一部残し
てエツチングした後、イオン注入法または気相拡散法に
よりM OSキャパシタの基板側電極となるn型層10
を形成する。そしてフォトレジスト9を除去し、第6図
に示すように、熱間化等により第1ゲー1−58縁11
1を形成し、第1囮多結晶シリコン膜によりキャパシタ
電極12を形成する。
キャパシタ雷樹12は各メモリセルのMOSトランジス
タ領域に窓13を開けて全面共通に配設される。この後
、第7図に示すように、熱酸化等によりMO8I−ラン
ジスタ領域およびキャパシタ電(近12上に第2ゲート
酸化膜14を形成し、第2層多結晶シリコン膜によりM
OSトランジスタのグー1〜電極15を形成する。ゲー
ト電極15はメモリセル配列の一方向に連続的に複数本
配設され、ワード線をli4成する。そしてゲート電極
15をマスクとして不i[i物を拡散し、ソース、ドレ
インとなるn+型層16.17を形成する。
最後に第8図に示すように、気相成長法により酸化11
!(SiO2)などの素子保護膜18を全面に形成し、
これに配線用コンタクト孔2oを開口して、ゲート電極
15とは交差する方向にメモリセルの各MOSトランジ
スタのソースを共通接続するAJ2配I!19を形成す
る。このへ2配線19はピット線となる。
この実施例によるdRAMは、メモリセル領域内に設け
られた溝5のみならず、凸型をなすメモリセル領域の周
辺のフィールド溝4の側壁をもM OSキャパシタとし
て利用しているから、実効的なMOSキャパシタ面積が
非常に大きい。従ってメモリセル占有面積が小さくても
充分大きいキャパシタ客足が得られる。またメモリセル
領域内の溝のみでキャパシタ面積を稼ぐ構造に比べて、
溝をそれ程深くする必要がないこと、およびメモリセル
領域ないの満とフィールド領域の溝を同一工程で形成し
ておりマスク合わせ余裕を考慮する必要がないこと、等
の理由で、簡単な製造工程で素子の微細化と人吉■化が
図られる。またフィールド領域の溝底部にゲート絶縁膜
よりは厚いt8縁膜を残して素子分離を行なっており、
微細な分離幅で充分な素子分離能力が得られる。フィー
ルド領域の溝底部に厚い絶縁膜を残していることは、こ
の溝底部でのキャパシタ給縁膜の耐圧低下を防止する意
味をも持つ。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)は本発明の一実施例の一メモリセル
部の構造を示す平面図とそのA・−へ′断面図、第2図
(a)(b)(c) 〜第8図(a)(b)(c)はそ
の具体的な製造工程を説明するための図であり、各図の
(a)は平面図、<b>はそのA−/M断面図、(C)
は部分斜視図である。 1・・・p型シリコン基板、2・・・酸化膜、3・・・
フォトレジスト、4・・・フィールド溝、5・・・メモ
リセル領域内溝、6・・・p型層、7・・・酸化膜、8
.9・・・フォトレジスト、10・・・n型層、11・
・・第1ゲート絶縁膜、12・・・MOSキャパシタ電
極、13・・・窓、14・・・第2ゲート絶縁膜、15
・・・MoSトランジスタゲート電極(ワード線)、’
16.17・・・n+型府、18・・・素子保護膜、1
9・・・A2配線(ビット線)、2o・・・コンタクト
孔。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 苛

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1トランジスタ/1キャパシタのメモリセル構造
    をもつ半導体記憶装置において、メモリセルは半導体基
    板表面のフィールド領域に溝を形成して配列形成された
    複数のメモリセル領域に集積形成され、各メモリセルの
    MOSキャパシタは、その電極を、各メモリセル領域の
    フィールド領域との境界部でメモリセル領域を囲む側壁
    に対向させると共に、各メモリセル領域内で基板表面に
    形成された溝の内壁に対向させるように配設して構成し
    たことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)前記フィールド領域の溝とメモリセル領域内の溝
    は同時に形成され、これらの溝の底部に厚い絶縁膜が埋
    設されている特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装
    置。
JP59178631A 1984-08-28 1984-08-28 半導体記憶装置 Pending JPS6156449A (ja)

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JP59178631A JPS6156449A (ja) 1984-08-28 1984-08-28 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP59178631A JPS6156449A (ja) 1984-08-28 1984-08-28 半導体記憶装置

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ID=16051834

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JP59178631A Pending JPS6156449A (ja) 1984-08-28 1984-08-28 半導体記憶装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0410288A2 (en) * 1989-07-25 1991-01-30 Texas Instruments Incorporated Dynamic random access memory cells and methods for fabrication
JPH04162667A (ja) * 1990-10-25 1992-06-08 Nec Corp 半導体記憶装置およびその製造方法
US5182227A (en) * 1986-04-25 1993-01-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6028346A (en) * 1986-04-25 2000-02-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Isolated trench semiconductor device

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