JPS62136869A - Semiconductor memory device - Google Patents
Semiconductor memory deviceInfo
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- JPS62136869A JPS62136869A JP60278183A JP27818385A JPS62136869A JP S62136869 A JPS62136869 A JP S62136869A JP 60278183 A JP60278183 A JP 60278183A JP 27818385 A JP27818385 A JP 27818385A JP S62136869 A JPS62136869 A JP S62136869A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/37—DRAM 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 Memories (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体記憶装置に関するものであるが、特に高
密度化に適したDRAMの新規な構造に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a novel structure of a DRAM suitable for increasing density.
C発明の概要〕
本発明は、1個のトランジスタと1個の容量から構成さ
れている半導体記憶装置において、容量を半導体基板内
に形成された溝内に設け、トランジスタを半導体基板上
に選択的に形成された絶縁層上に設け、容量とそれに隣
接するトランジスタが上記絶縁層側壁に隣接する上記半
導体基板領域によって接続されていることによって、高
密度に集積化した半導体記憶装置を提供するものである
。C. Summary of the Invention] The present invention provides a semiconductor memory device composed of one transistor and one capacitor, in which the capacitor is provided in a groove formed in a semiconductor substrate, and the transistor is selectively placed on the semiconductor substrate. The capacitor and the transistor adjacent thereto are connected by the semiconductor substrate region adjacent to the sidewall of the insulating layer, thereby providing a highly integrated semiconductor memory device. be.
半導体集積回路の高密度化が進んで、トレンチを形成し
てその中にキャパシタを作り込んで、キャパシタの占有
面積を減少させる技術が発展している。2. Description of the Related Art As the density of semiconductor integrated circuits has increased, technology has been developed to reduce the area occupied by the capacitor by forming a trench and building a capacitor therein.
溝掘りキャパシタを用いた4M用のメモリ・セル構造の
例を第2図に基づいて説明する。(日経マイクロデバイ
ス1985年春号pp、16〜18)各トランジスタは
分離溝内の分離酸化膜19によって囲まれている。分離
酸化JJ! 19の外側には多結晶Si電極が形成され
ていて、これが一方のキャパシタ電極を構成し、トラン
ジスタのソースに接続されている。キャパシタ絶縁膜2
1を挟んで多結晶Siセルプレート22がもう一方のキ
ャパシタの電極となっている。ドレインDはコンタクト
ホール23を経由してビット線に接続される。このセル
構造に於いては、トランジスタとキャパシタはビット線
と平行に形成されていて、かつ一つの溝に素子間分離と
キャパシタの両方の機能を持たせている。An example of a 4M memory cell structure using a trenched capacitor will be described with reference to FIG. (Nikkei Micro Device Spring 1985 Issue pp. 16-18) Each transistor is surrounded by an isolation oxide film 19 in an isolation trench. Separation oxidation JJ! A polycrystalline Si electrode is formed on the outside of 19, which constitutes one capacitor electrode and is connected to the source of the transistor. Capacitor insulation film 2
The polycrystalline Si cell plate 22 sandwiching the capacitor 1 serves as the electrode of the other capacitor. The drain D is connected to the bit line via the contact hole 23. In this cell structure, a transistor and a capacitor are formed in parallel with a bit line, and one trench functions as both an element isolation function and a capacitor function.
従来の溝掘りキャパシタDRAMの構造では、キャパシ
タとトランジスタの接続がセルファラインで行えないと
言う問題がある。しかもその接続は多結晶Siで行われ
ている。The conventional trenched capacitor DRAM structure has a problem in that the connection between the capacitor and the transistor cannot be made by self-line. Moreover, the connection is made using polycrystalline Si.
また、従来の溝掘りキャパシタDRAM構造に於いては
溝内の多結晶Si中に薄い酸化膜を精度良く形成しなけ
ればならないと言う問題がある。つまり一つの溝に素子
分離とキャパシタの機能を持たせる必要があるので、溝
内に複数の酸化膜を形成しなければならず、これを実現
するには極めて高度で複雑な技術を必要とする。Further, in the conventional trenched capacitor DRAM structure, there is a problem in that a thin oxide film must be precisely formed in the polycrystalline Si in the trench. In other words, it is necessary to provide element isolation and capacitor functions to a single trench, so multiple oxide films must be formed within the trench, and achieving this requires extremely advanced and complex technology. .
また、従来の溝堀りキャパシタの構造においても素子間
分離に必要な面積とキャパシタの面積がまだ大きいと言
う問題がある。Furthermore, the conventional trench capacitor structure also has a problem in that the area required for isolation between elements and the area of the capacitor are still large.
半導体基板上に選択的に形成された絶縁層上にトランジ
スタを設け、半導体基板内に溝を形成してそこに容量を
作り込み、容量とそれに隣接するトランジスタが上記絶
縁層側壁に隣接する上記半導体領域によって分離される
ようにした構成を採用することにより上記問題点を解決
した。A transistor is provided on an insulating layer selectively formed on a semiconductor substrate, a trench is formed in the semiconductor substrate and a capacitor is built therein, and the capacitor and the transistor adjacent to the capacitor are adjacent to the side wall of the insulating layer. The above problem was solved by adopting a configuration in which areas are separated.
キャパシタの一方の電極であるN゛拡散領域はTPT(
Thin Film Transistor)のソース
領域に単結晶により接続されていて、従来のDRAMに
比較してその接続が確実である。しかもその接続は、ト
レンチ用マスクパターンとトランジスタ用マスクパター
ンの一部分を重ねることによってセルファラインで行う
ことができる。The N diffusion region, which is one electrode of the capacitor, is made of TPT (
It is connected to the source region of a thin film transistor (Thin Film Transistor) by a single crystal, and the connection is more reliable than in conventional DRAMs. Moreover, the connection can be made by self-line by partially overlapping the trench mask pattern and the transistor mask pattern.
SiO□層3上層設上られたトランジスタはSOI構造
となっているので、素子間分離に要するスペースは従来
のものに比較して小さくて済む。つまりトランジスタと
キャパシタは、フィールド酸化膜となる選択的に形成さ
れたSiO□層3の深さ方向と横方向の辺で分離されて
いる。Since the transistor provided on the SiO□ layer 3 has an SOI structure, the space required for isolation between elements is smaller than that of the conventional one. In other words, the transistor and the capacitor are separated by the depth and lateral sides of the SiO□ layer 3, which is selectively formed as a field oxide film.
またキャパシタ同士の分離は、P″領域2を含むPN接
続によって行われているので、本発明のDRAMの素子
分離構造は、従来のDRAMのそれに比較して極めて簡
単な構造となっている。Further, since the capacitors are isolated from each other by a PN connection including the P'' region 2, the element isolation structure of the DRAM of the present invention is extremely simple compared to that of the conventional DRAM.
第1図Aには、本発明の新規なりRAMのチャンネル長
方向断面図が、第1図Bには、チャンネル巾方向の断面
図が示されている。キャパシタ形成用に掘られたトレン
チ内表面からドナーが拡散されて形成されたN″領域、
キャパシタの一方の電極となっている。100人の熱酸
化膜11がキャパシタ絶縁膜となり、さらにトレンチ内
部に埋め込まれた多結晶Si層12がキャパシタのセル
・プレートとなっている。FIG. 1A shows a sectional view in the channel length direction of the novel RAM of the present invention, and FIG. 1B shows a sectional view in the channel width direction. an N″ region formed by diffusion of a donor from the inner surface of a trench dug for forming a capacitor;
This is one electrode of the capacitor. A thermal oxide film 11 of 100 layers becomes a capacitor insulating film, and a polycrystalline Si layer 12 buried inside the trench serves as a cell plate of the capacitor.
P型Si基板の表面のP゛拡散層2上の選択酸化膜3上
にTPTが設けられている。Si半導体層4は再結晶化
技術で単結晶化されたもので、ゲート酸化膜14、多結
晶ゲート電極6、W−5i電極7をマスクとしてソース
領域とドレイン領域がイオン注入によりセルファライン
で形成されている。ソース領域はキャパシタ電極N゛に
接続されている。ドレ・Cン電極AIのビット線9に接
続されている。A TPT is provided on a selective oxide film 3 on a P diffusion layer 2 on the surface of a P-type Si substrate. The Si semiconductor layer 4 is made into a single crystal by recrystallization technology, and the source region and drain region are formed in a self-aligned manner by ion implantation using the gate oxide film 14, polycrystalline gate electrode 6, and W-5i electrode 7 as masks. has been done. The source region is connected to the capacitor electrode N'. It is connected to the bit line 9 of the drain/C drain electrode AI.
多結晶Si6と−Si層7からなるワード線はCvD酸
化膜8によって被われている。The word line made of polycrystalline Si 6 and -Si layer 7 is covered with CvD oxide film 8 .
第1図Cはワード線、ピント線、トレンチ用マスクパタ
ーン15及びトランジスタ用マスクパターン16の位置
関係を示す図である。一点鎖線A−Aでの断面図が第1
図Aに、一点鎖線B −’Bでの断面図が第1図Cに示
されている。トレンチ用マスクパターン15とトランジ
スタ用マスクパターンI6が重なり合っている場所で、
トランジスタとキャバシタがN゛層でセルファラインに
接続される。FIG. 1C is a diagram showing the positional relationship between the word line, the focus line, the trench mask pattern 15, and the transistor mask pattern 16. The cross-sectional view taken along the dashed-dotted line A-A is the first one.
In FIG. 1C, a sectional view taken along the dashed-dotted line B-'B is shown in FIG. At a place where the trench mask pattern 15 and the transistor mask pattern I6 overlap,
A transistor and a capacitor are connected to the self-line in the N layer.
本発明のDRA門の仕様は、
セルサイズ: 1.5 X 2.5 = 3.75μ
dキャパシタ:5.8(周辺) X 2.5(1−レ
ンチ)μm′+ 1.2 (プレーナー)μd
=15.7μm′
トランジスタ: W=0.8 um、 L=1.0
l1mである。The specifications of the DRA gate of the present invention are as follows: Cell size: 1.5 x 2.5 = 3.75μ
d capacitor: 5.8 (peripheral)
It is l1m.
本発明のDRAMの構造に於いては、キャパシタとトラ
ンジスタの接続はN゛単結晶層によってセルファライン
で接続されると言う効果がある。The structure of the DRAM of the present invention has the effect that the capacitor and the transistor are connected by a self-line through the N' single crystal layer.
さらに本発明は、従来の溝掘りキャパシタDRAMの製
造方法のような、トレンチ内部の多結晶Si中に薄い酸
化膜を2枚も形成すると言う極めて高度な技術を必要と
しない。それは本発明が簡単な素子構造を採用して、素
子分離も単純化させたからである。キャパシタとトラン
ジスタはフィールド酸化膜3の深さ方向側面と上面によ
って分離され、キャパシタ間はPN接合で分離されてい
る。その結果セルサイズは3.75μm′と小さくする
ことができた一方、キャパシタの容量は55.6fFと
大きくすることができた。Furthermore, the present invention does not require extremely sophisticated technology such as forming two thin oxide films in the polycrystalline Si inside the trench, unlike the conventional method for manufacturing a trenched capacitor DRAM. This is because the present invention employs a simple element structure and simplifies element isolation. The capacitor and the transistor are separated by the side surfaces and top surface in the depth direction of the field oxide film 3, and the capacitors are separated by a PN junction. As a result, the cell size could be reduced to 3.75 μm', while the capacitance of the capacitor could be increased to 55.6 fF.
第1図Aは本発明のDRAMのチャンネル長方向断面図
である。
第1図Bは本発明のDI?AMのチャンネル中方向断面
図である。
第1図Cは本発明のDRAMのマスクパターンの配置図
である。
第2図は従来のDRAMのセル構造図である。
■・・・・SiP型基板 2・・・・P゛層3・・
・CVO酸化膜 4・・・・Si層5・・・・ゲー
ト領域 6・・・・多結晶Siゲート電極7・・・
・−Siゲート電掻 8・・・・5in2層9・・・・
ビット線 10・・・・N゛拡散層11・・・・
熱酸化膜 12・・・・多結晶Si層13・・・・
熱酸化膜 14・団ゲート酸化膜15・・・・トレ
ンチ用マスクパターン16・・・・トランジスタ用マス
クバター、ン17・・・・ワード線 18・団多結
晶Si電極19・・・・分離酸化膜 2o・・・・多
結晶Si電極21・・・・キャパシタ絶縁膜
22・・・・多結晶Siセル・プレート23・・・・コ
ンタクトホールFIG. 1A is a sectional view in the channel length direction of the DRAM of the present invention. FIG. 1B is the DI of the present invention? FIG. 3 is a cross-sectional view in the direction of the channel of AM. FIG. 1C is a layout diagram of a mask pattern of a DRAM according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the cell structure of a conventional DRAM. ■...SiP type substrate 2...P layer 3...
・CVO oxide film 4...Si layer 5...gate region 6...polycrystalline Si gate electrode 7...
・-Si gate electric scraper 8...5in2 layer 9...
Bit line 10...N゛diffusion layer 11...
Thermal oxide film 12... Polycrystalline Si layer 13...
Thermal oxide film 14・Group gate oxide film 15・・・Mask pattern for trench 16・・Mask butter for transistor 17・・Word line 18・Group polycrystalline Si electrode 19・・・Separate oxidation Film 2o...Polycrystalline Si electrode 21...Capacitor insulating film 22...Polycrystalline Si cell plate 23...Contact hole
Claims (1)
記憶装置において、 上記トランジスタは、半導体基板上に選択的に形成され
た絶縁層上に配されてなり、 上記容量は、上記半導体基板に形成された溝によって形
成され、かつ、上記トランジスタと上記容量は、上記絶
縁層側壁に隣接する上記半導体基板領域によって接続さ
れてなる半導体記憶装置。[Claims] In a semiconductor memory device constituted by one transistor and one capacitor, the transistor is arranged on an insulating layer selectively formed on a semiconductor substrate, and the capacitor is arranged on an insulating layer selectively formed on a semiconductor substrate. A semiconductor memory device formed by a groove formed in a substrate, and wherein the transistor and the capacitor are connected by the semiconductor substrate region adjacent to the sidewall of the insulating layer.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60278183A JPS62136869A (en) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | Semiconductor memory device |
US06/936,512 US4820652A (en) | 1985-12-11 | 1986-12-01 | Manufacturing process and structure of semiconductor memory devices |
DE3642234A DE3642234C2 (en) | 1985-12-11 | 1986-12-10 | Method of manufacturing a semiconductor memory device |
NL8603144A NL8603144A (en) | 1985-12-11 | 1986-12-10 | METHOD OF MANUFACTURE AND STRUCTURE OF SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICES. |
FR868617375A FR2591380B1 (en) | 1985-12-11 | 1986-12-11 | MANUFACTURING METHOD AND STRUCTURE OF SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICES. |
GB8629605A GB2184290B (en) | 1985-12-11 | 1986-12-11 | Semiconductor memory devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60278183A JPS62136869A (en) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | Semiconductor memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62136869A true JPS62136869A (en) | 1987-06-19 |
Family
ID=17593743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60278183A Pending JPS62136869A (en) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62136869A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0244765A (en) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor storage device |
US5317432A (en) * | 1991-09-04 | 1994-05-31 | Sony Corporation | Liquid crystal display device with a capacitor and a thin film transistor in a trench for each pixel |
US6191442B1 (en) * | 1997-07-22 | 2001-02-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | DRAM memory with TFT superposed on a trench capacitor |
KR100753788B1 (en) * | 2000-07-07 | 2007-08-31 | 에이저 시스템즈 가디언 코포레이션 | Silicon-on-insulator SOI semiconductor structure |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP60278183A patent/JPS62136869A/en active Pending
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