JPS6171663A - ダイナミツクメモリセル - Google Patents

ダイナミツクメモリセル

Info

Publication number
JPS6171663A
JPS6171663A JP59193209A JP19320984A JPS6171663A JP S6171663 A JPS6171663 A JP S6171663A JP 59193209 A JP59193209 A JP 59193209A JP 19320984 A JP19320984 A JP 19320984A JP S6171663 A JPS6171663 A JP S6171663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
carriers
dynamic memory
concentration
potential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP59193209A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2507292B2 (ja
Inventor
Hidemi Ishiuchi
秀美 石内
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59193209A priority Critical patent/JP2507292B2/ja
Publication of JPS6171663A publication Critical patent/JPS6171663A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2507292B2 publication Critical patent/JP2507292B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • 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〕 本発明はダイナミックメモリセルに関し、特にキャパシ
タ部の基板側電極となる不純物層に改良を加えたダイナ
ミックメモリセルに係わる。
〔発明の技術的背景〕
周知の如く、MO8技術によるいわゆる1トランジスタ
メモリセルが知られている。更に、メモリセルに含まれ
るキャパシタに関しては、キヤ/97タの一方の電極と
なる電極例えば不純物層を半導体基板表面に形成し、そ
の基板表面の不純物濃度を制御してよυ高性能のメモリ
セルを実現する技術がすでに提案されている(例えば特
公昭53−67388参照)。
従来、ダイナミックセルとしては、第2図に示すものが
知られている。図中の1は、例えばP型のシリコン基板
である。この基板10表面には、N+型のソース領域2
、ドレイン領域3及びソース領域2に接したN−型層4
が夫々設けられている。前記N−型層4はリン又は砒素
をイオン注入あるいは拡散により形成される。前記ソー
ス )!レイン領域2,3のチャネル領域上にはゲート
酸化膜を介してトランスファ・ダート電極6が設げられ
ている。前記N−型層4上には、ケ゛−ト酸化膜5を介
して多結晶シリコンからなる電位Ovのキャノ9シタ電
極7が設けられている。これら電極6,7等を含む基板
全面には層間絶縁膜8が設けられ、該眉間絶縁膜8のド
レイン領域3に対応する部分にコンタクトホール9が開
口されている。このコンタクトホール9には、ビット線
としてのAt配線11が設げられている。こうした構造
のダイナミックメモリセルにおいて、キャノ9シタ電極
7とN−″型層4からキャパシタ部が構成され、かつト
ランスファ・デート電極6とソース、ドレイン領域2,
3とからトランジスタが構成され、キャノ々シタのしき
い値をトランスファ・ダート電極6のしきい値よシ小さ
くしてキャパシタ部の容量の増大を図ったことを特徴と
する。
また、同様な公知例として、特公昭55−46597 
特公昭57−113281 、特公昭56−12426
0が知られている。これらは、いずれもキャパシタ部に
不純物を導入してセルキャパシタのしきい値を負(デグ
リーシ璽ン凰)としたものである。
更に、学術文献として、例えばIEEF、J、 ofS
olid 5tate eireuit vol、 5
C−17(1978)pp。
951又はIKDM Tach、 Dig、 (198
2) pp−616にも同様の問題が論じられている。
即ち、これらはセルキャパシタのポリシリコン電極をQ
Vとし、いわゆるHi−Cセルを採用したとき、セルキ
ャ・2シタンスの減少分をある値以下にするための条件
を論じたものである。以上の文献あるいは公知例は、い
ずれもセルキャパシタの容量に注目したものである。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、従来技術によれば、N−型層4の濃度に
起因してソフトエラーが生ずるという問題があった。以
下、これについて詳述する。
まず、セルのキャパシタをOVKする場合、N〜〜層4
の電位を正にしたときのキヤ・々シタ部のバンドダイヤ
グラムを第3図に示す。同図において、N−型層4には
電子15が蓄積されており、ダイナミックメモリはこの
電子の量の大小で情報を記憶する。また、N−fi層4
とダートの電位差が大きいときは、ケ゛−ト酸化IX5
とN−型層4の界面にホール160反転層が生ずる。
ここで、ホールの反転層が生ずる条件は、N−型層4の
電位をvn″、キャパシタ電極7の電位をvg、ケ゛−
ト酸化膜5の単位面積当9の静電容量をC、ビルトイン
ポテンシャルを2φt、単位電荷をq、N〜型型層4我 リコンの比誘電率をεとするとき、 となる。式(1)は公知である。しかるに、最近、ホー
ルの反転層が存在するとき、ダイナミックメモリのソフ
トエラーが増大することが、明らかになった。これは、
ダイナミックメモリにとって重大な問題点である。
即ち、第3図に示すようなホールの反転層が生じた状態
でα線がセルに入射すると、α線によって生じた電子は
N−型層4に集まるが、このときホールの反転層が存在
するためにN−i層4の電位と基板表面電位の差は一定
値のままN−i層4の電位が上昇する。従って、このと
き充放電されるのはN−型層40基板1間のキャパシタ
ンスで、これはグー)[化膜5のキャパシタンスに比べ
非常に小さいため,少量の電子によ,9N−型層4の電
位が低下する。これは、セルの記憶の破壊を意味し、ソ
フトエラーが生じる。なお、仮に上記ホールの反転層が
なければ、α線に二って生じた電子はダート酸化膜5の
キヤ・ぐシタンスを充電する必要があシ、電位の低下は
小さい。
第4図に、上記現象の実測値と上記のモデルに基づく計
算値によるソフトエラー率の特性図を示す。同図により
、両者の一致はよく上記のモデルが良いことを示してい
る。また、醸化膜厚を減していくと、セル容量の増大に
伴いソフトエラー率は下がっていくが、ホールの反転層
が生ずる時点でソフトエラー率が増加に転することが明
らかである。なお、第4図では、N−型層4の表面濃度
N3は約2X10  cm  で一定であり、かツVg
=OV 、 Vn−=5Vとしている。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ソフトエラ
ーを抑制し得るダイ弁ぐ・ツ5ソζffi供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、ダート電圧が不純物層に蓄えられた第1のキ
ャリアを空乏化する方向に印加される方式であυ、かつ
前記不純物層と絶縁膜の界面に存在する前記キャリアと
反対の電荷をもつ第2のキャリアの濃度が、第1のキャ
リアのそれより小さいことを特徴とし、これによシホー
ルの反転層が形成されないようにし、ソフトエラーを抑
制しようとしたものである。このことは、具体的には次
式(2)を満足するように不純物層の濃度N3を定めれ
ばよいことを意味する。
し 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を説明する。なお、本発明に係
るダイナミックメモリセルは、既述した第2図のものと
N−fi層を除いて同じ構造を有しているため、要点の
みを説明する。
即ち、このダイナミックメモリセルのキャパシタ部のダ
ート酸化膜5の厚みは、100〜300Xである。また
、この範囲で前述した式(2)を満足するN″″型層4
には不純物として砒素をドープし、その不純物濃度N、
は、例えば〜10”cm−’である。
更に、キャパシタ電極7としては、厚さ3000Xでリ
ンをドープした多結晶シリコンを使った。
しかして、本発明によれば、キャパシタ部の一部を構成
するN−型層4の不純物濃度N3を〜1019cm−’
と前述した式(2)を満足するように構成するため、f
−)酸化膜5の厚みを減少させてもソフトエラー率の上
昇を回避できる。事実、このことは第1図より明らかで
ある。同図よシ、例えば酸化膜厚を120Xとすると、
従来のソフトエラー率は約104であるのに対し、本発
明によるそれは約10 である。
甘だ、前述の式(2)を満たさないとソフトエラー率が
急激に劣化するため、不純物濃度としては例えば電源電
圧が40チ程度変動しても(2)式を満たすようにする
方が、よシ好ましい。
なお、上記実施例では、絶縁膜としてケ°−ト酸化膜を
用いたが、これに限らず、例えば窒化シリコン膜、ある
いは前記酸化膜と窒化シリコン膜との積層膜でもよい。
この際、式(2)のCとして該当する絶縁膜の単位面積
当りのキャパ7タンヌを代入する。
上記実施例では、キャパシタ電極の材料として多結晶シ
リコンを用いたが、これに限らず、例えば金属、金属硅
化物、あるいはこれらのうち複数の積層膜を用いてもよ
い。また、キャパシタ電極の電位をQVとしたが、これ
に限らず、例えば電源電圧が5vで、キャパシタ電極の
電位が2.5vとした場合等も式(2)は適用できる。
上記実施例では、N−型層をP型のシリコン基板表面に
設けた場合について述べたが、これに限らず、N型のシ
リコン基板表面にPウェルを形成し、このPウェル表面
にN−型層を設けてもよい。また、N型のシリコン基板
を用い、この基板表面にP−型層を用いてもよい。この
P−型層を形成したダイナミックメモリセルの場合、各
部の電位をすべて逆符号にすれば素子は同様に動作する
。なお、この場合、前述のホール反転層は電子反転層と
読みかえればよく、かつ式(1)。
(2)の左辺の代υに左辺をその絶対値でおきかえれば
よい。要約すれば、上記実施例の場合、N−型層とキャ
パシタ電極とでキャパシタ部を形成し、前記電極の電位
(例えばQ’V)に対してN−型層の電位(例えば5v
)が正の場合は、N−型層と絶縁膜の界面にホールの反
転層が形成されないようにすればよい。一方、P−型層
を有したセルの場合、P−型層とキャパシタ電極とでキ
ヤ・千シタ部を形成し、電極の電位がP″″型層の電位
に対してP−型層の電位が負の場合は、P−型層と絶縁
膜の界面に電子の反転層が形成されないようにすればよ
い。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、キャパシタ部の一部
を構成する不純物層の濃度を所定の値に設定することに
より、ソフトエラーを抑制し得る素子特性の良好なダイ
ナミックメモリセルを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るダイナミックメモリセ
ルにおけるソフトエラー率の特性図、第2図は従来のダ
イナミックメモリセルの断面図、第3図はこのダイナミ
ックメモリセルのキャパシタ部のバンドダイアグラム、
第4図は同ダイナミックメモリセルにおけるソフトエラ
ー率の特性図である。 1・・・P型のシリコン基板、2・・・N+型のソース
領域、3・・・N+型のドレイン領域、5・・・ダート
酸化膜、6・・・トランスファ・r−ト電極、7・・・
キャパシタ電極、9・・・コンタクトホール、1o・・
・At配線。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2rA 第3図 第4図 阪化乃灸厚 (人)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板表面の不純物層と、この上に絶縁膜を
    介して設けられたキャパシタ電極から構成されるキャパ
    シタ部を具備し、このキャパシタ部に蓄積された電荷量
    の大小によって情報を記憶するダイナミックメモリセル
    において、ゲート電圧が不純物層に蓄えられた第1のキ
    ャリアを空乏化する方向に印加される方式であり、かつ
    前記不純物層と絶縁膜の界面に存在する前記キャリアと
    反対の電荷をもつ第2のキャリアの濃度が、第1のキャ
    リアのそれより小さいことを特徴とするダイナミックメ
    モリセル。
  2. (2)通常の動作電圧の140%増の電圧で動作させて
    も、第2のキャリアの濃度が第1のキャリアのそれより
    小さいことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のダ
    イナミックメモリセル。
  3. (3)キャパシタ電極が不純物をドープした多結晶シリ
    コンからなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のダイナミックメモリセル。
  4. (4)絶縁膜がシリコン酸化膜、窒化膜、もしくはこれ
    らの積層構造であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のダイナミックメモリセル。
JP59193209A 1984-09-14 1984-09-14 ダイナミツクメモリセル Expired - Lifetime JP2507292B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59193209A JP2507292B2 (ja) 1984-09-14 1984-09-14 ダイナミツクメモリセル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59193209A JP2507292B2 (ja) 1984-09-14 1984-09-14 ダイナミツクメモリセル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6171663A true JPS6171663A (ja) 1986-04-12
JP2507292B2 JP2507292B2 (ja) 1996-06-12

Family

ID=16304112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59193209A Expired - Lifetime JP2507292B2 (ja) 1984-09-14 1984-09-14 ダイナミツクメモリセル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2507292B2 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124260A (en) * 1981-02-23 1981-09-29 Hitachi Ltd 1-transistor type memory cell

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124260A (en) * 1981-02-23 1981-09-29 Hitachi Ltd 1-transistor type memory cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2507292B2 (ja) 1996-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3057661B2 (ja) 半導体装置
US6950340B2 (en) Asymmetric band-gap engineered nonvolatile memory device
US4646118A (en) Semiconductor memory device
EP0112670A1 (en) Semiconductor memory device having stacked capacitor-tape memory cells
US6195292B1 (en) Semiconductor memory with floating gate type FET
JPS60220958A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0536991A (ja) 半導体記憶装置
JPS60189964A (ja) 半導体メモリ
JPH03119765A (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JPS5927102B2 (ja) 半導体記憶装置
JPS63310162A (ja) Mis型半導体記憶装置
JP2671899B2 (ja) 半導体記憶装置
JPH028464B2 (ja)
JP3203709B2 (ja) フローティングゲートを有する半導体装置及びその製造方法
JPS6171663A (ja) ダイナミツクメモリセル
US6121106A (en) Method for forming an integrated trench capacitor
KR20030065282A (ko) 캐패시터를 갖는 반도체 장치
JPS6184053A (ja) 半導体装置
JPH0782753B2 (ja) ダイナミックメモリ装置
JPS6358959A (ja) キヤパシタを有する電界効果型半導体装置
JPH05267654A (ja) Mosトランジスタ
JPH0297063A (ja) 半導体装置
JPS6113389B2 (ja)
JPS6053470B2 (ja) 半導体メモリの製造方法
JPH0521742A (ja) 半導体メモリ

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term