JPS62140455A - Semiconductor storage - Google Patents

Semiconductor storage

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JPS62140455A
JPS62140455A JP60280933A JP28093385A JPS62140455A JP S62140455 A JPS62140455 A JP S62140455A JP 60280933 A JP60280933 A JP 60280933A JP 28093385 A JP28093385 A JP 28093385A JP S62140455 A JPS62140455 A JP S62140455A
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JP
Japan
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capacitance
oxide film
substrate
film
concentration
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Pending
Application number
JP60280933A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Onouchi
享裕 尾内
Takeo Shiba
健夫 芝
Kazuhiko Sagara
和彦 相良
Toru Nakamura
徹 中村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS62140455A publication Critical patent/JPS62140455A/en
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

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the direct intrusion to capacitance of noise charges generated at a time when charged particles such as alpha-rays are projected by forming an insulator under the capacitance of a dynamic RAM memory cell with memory cells each having one MOS transistor and a capacitance. CONSTITUTION:A capacitance holding a memory is shaped from two poly crystalline silicon layers 33, 42 and an insulating film 37 formed held by these layers 33, 42. The polycrystalline silicon film 33 is isolated from a substrate 31 by an silicon oxide film 32, and a transistor region 39 is shaped onto a high-concentration p-type region 43. That is, since these silicon oxide film 32 and high-concentration p-type region 43 and interposed among both an MOS transistor and the capacitance and the substrate 31, intrusion into a memory cell of noise charges generated in the substrate 31 is prevented effectively by the silicon oxide film 32 and the high-concentration p-type region 43. Consequent ly, the generation of a soft-error due to alpha-rays is reduced. Since funneling length is inhibited by the p-type layer 43 in high concentration, charges flowing in by a funneling effect are minimized, thus also generating exceedingly few soft errors.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、詳しくはそれぞれ1個
のMOSトランジスタと容量を備えたメモリタルを有す
るダイナミックRAMに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a dynamic RAM having memristors each having one MOS transistor and a capacitor.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体装置のパッケージ(半導体チップを収容する容器
)中に、不純物として含まれるウランやトリウムから微
量ながらα線が放射され、そのα線粒子が半導体基板に
入射すると半導体基板内に電子と正孔の対が発生し、こ
れによって半導体メモリの記憶情報が破壊されることが
知られている。
A trace amount of α-rays are emitted from uranium and thorium contained as impurities in semiconductor device packages (containers that house semiconductor chips), and when these α-ray particles enter the semiconductor substrate, electrons and holes are generated within the semiconductor substrate. It is known that a pair occurs, which destroys information stored in a semiconductor memory.

1個の絶縁型電界効果トランジスタ(以下MOSトラン
ジスタと略)と1個の容量からメモリセルが構成される
ダイナミックRAMは容量iに電荷を蓄えることにより
情報の保持を行う、この容量にα線の入射によって発生
した電荷が流れ込むと、容量に蓄積された電荷が変動し
、情報が破壊される。メモリ容量の高集積化にともなっ
て素子の微細化が進み、容量の大きさが小さくなるに従
い、キャパシタンスが小さくなり微量の雑音電荷の流入
に対しても情報破壊を起こしやすくなってきている。
Dynamic RAM, whose memory cell consists of one insulated field effect transistor (hereinafter abbreviated as MOS transistor) and one capacitor, stores information by storing charge in capacitor i. When the charge generated by the incident flows in, the charge stored in the capacitance fluctuates, destroying information. As the memory capacity becomes more highly integrated, the elements become smaller and the size of the capacitance becomes smaller, so the capacitance becomes smaller and information is more likely to be destroyed even by the inflow of a small amount of noise charge.

この情報破壊を防止するには、α線の入射を防止するか
、α線が入射しても集まる電荷量が少なくなるようにす
るか、あるいはメモリセル自体雑音電荷に強い特性をも
つようにするかのいずれかの方法がとられる。
To prevent this information destruction, it is necessary to prevent the incidence of alpha rays, reduce the amount of charge that collects even if alpha rays are incident, or make the memory cell itself resistant to noise charges. Either of these methods can be used.

第1の方法として、チップ表面をα線の発生源を含まな
い物質からなる厚さ数10μm以上の被利用して、その
侵入距離よりも厚い被膜でチップ表面を被い、α線がシ
リコンチップ内に到達するのを防いでいる。
The first method is to cover the chip surface with a coating of several tens of micrometers or more made of a material that does not contain alpha ray sources, and cover the chip surface with a film that is thicker than the penetration distance, so that alpha rays can be absorbed by the silicon chips. It prevents it from reaching inside.

第2の方法は、基板に適当な不純物濃度をもたせるか、
素子と基板の間に絶縁物の層を入れて、α線の入射によ
り発生した電荷の流入を抑さえるものである。
The second method is to provide the substrate with an appropriate impurity concentration or
An insulating layer is placed between the element and the substrate to suppress the inflow of charges generated by the incidence of alpha rays.

第3の方法は、メモリセル面積を大きくすることなしに
メモリセルのキャパシタンスを大きくして、電荷の流入
による蓄積電荷の変化を少なくす′るものである。
The third method is to increase the capacitance of the memory cell without increasing the memory cell area, thereby reducing changes in the stored charge due to the inflow of charge.

上記第2の方法の例として、第2図のように容量の下に
高濃度層を設けるH i −C構造や、第3〆の方法の
例として、第3図のように溝を掘って容量を増す溝掘り
型セルがある。第2図では、MOSトランジスタ(ソー
スドレイン4.ゲート電極7で構成される)のドレイン
に接続する容量(ドレインから続く高濃度p型層4と多
結晶シリコン6とそれらにはさまれる酸化膜5から構成
される)により1つのメモリセルが形成されているが上
記容量部の下に高濃度p型層3を入れることにより、α
線により発生した雑音電荷の容量部への流入を防止して
いる。
An example of the second method is the H i -C structure in which a high concentration layer is provided below the capacitor as shown in Figure 2, and an example of the third method is to dig a groove as shown in Figure 3. There are trench-type cells that increase capacity. In FIG. 2, a capacitor connected to the drain of a MOS transistor (consisting of a source drain 4 and a gate electrode 7) (highly doped p-type layer 4 and polycrystalline silicon 6 continuing from the drain, and an oxide film 5 sandwiched between them) is shown. ), one memory cell is formed by α
This prevents noise charges generated by the line from flowing into the capacitor.

第3図においては、ソースドレイン13およびゲート電
極14でMOS)−ランジスタを形成し、さらに基体1
1に溝を堀り多結晶シリコン15を埋めることにより、
基板11と、多結晶シリコン15およびそれらにはさま
れる絶縁膜16から容量を形成している。また、第2.
第3の方法の例の複合したものとして第4図にような基
板上に容従来例では、容量を多結晶シリコン層22.2
3とそれらにはさまれる絶縁膜とにより形成する。
In FIG. 3, a source/drain 13 and a gate electrode 14 form a MOS transistor, and a substrate 1
By digging a groove in 1 and filling it with polycrystalline silicon 15,
A capacitor is formed from the substrate 11, the polycrystalline silicon 15, and the insulating film 16 sandwiched therebetween. Also, the second.
As a composite example of the third method, in the conventional example, a capacitor is formed on a substrate such as that shown in FIG.
3 and an insulating film sandwiched between them.

ゲート電極20による段差の側壁を容量の面積増大に利
用している。容量と基板間26は絶縁膜板26内で発生
した雑音電荷は容量に入りにくい。
The sidewall of the step formed by the gate electrode 20 is used to increase the area of the capacitance. Between the capacitor and the substrate 26, noise charges generated within the insulating film plate 26 are difficult to enter the capacitor.

なお、MoSトランジスタは、ソースドレイン19およ
びゲート電極20から形成されている。
Note that the MoS transistor is formed from a source/drain 19 and a gate electrode 20.

しかし、第2図および第3図に示した構造では決定的に
α線に対して強いとは言えず、第4図の例では、大きな
段差が形成されるため、配線不良が懸念されていた。
However, the structures shown in Figures 2 and 3 cannot be said to be definitively resistant to alpha rays, and in the example in Figure 4, large steps are formed, leading to concerns about wiring defects. .

一方実開昭56−108269号記載のMOSトランジ
スタは側壁からソースとドレイン電極を引き出す構造で
あり、特開昭56−001556で示されている高性能
なバイポーラトランジスタと同様の構造で同一プロセス
で製造可能である。MOS、バイポーラ、2種のトラン
ジスタを利用した、α線によるソブトエラーのない高速
、高集積メモリの実現が望まれていたが、その目的に適
したメモリセルは提案されていなかった。
On the other hand, the MOS transistor described in JP-A-56-108269 has a structure in which the source and drain electrodes are drawn out from the sidewall, and it has a structure similar to that of the high-performance bipolar transistor shown in JP-A-56-001556, and is manufactured in the same process. It is possible. Although it has been desired to realize a high-speed, highly integrated memory that uses two types of transistors, such as MOS and bipolar transistors, and is free from sober errors caused by alpha rays, no memory cell suitable for this purpose has been proposed.

可能で、動作速度が速く、かつ、高い集積密度を達成す
ることのできる半導体記憶装置を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that is capable of achieving fast operation speed and high integration density.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

基板にα線などの荷電粒子が入射すると、荷電粒子の飛
跡に沿って電子−正孔対が発生する。この電子や正孔が
拡散およびファンネリング効果と呼ばれる現象によって
メモリセルに流れ込むとメモリ破壊を引き起こすことは
よく知られている。
When charged particles such as alpha rays are incident on a substrate, electron-hole pairs are generated along the trajectory of the charged particles. It is well known that when these electrons and holes flow into memory cells due to a phenomenon called diffusion and funneling effect, they cause memory destruction.

メモリ破壊が起こらないようにするためには、荷電粒子
の入射によって発生したキャリアの流入を阻止するか、
電荷の変化に対して強い回路構成にしなければならない
。本発明はキャリアの流入を減少させる構造を有するメ
モリセルを提案するものである。
In order to prevent memory destruction from occurring, it is necessary to either block the inflow of carriers generated by the incidence of charged particles, or
The circuit must be configured to be resistant to changes in charge. The present invention proposes a memory cell having a structure that reduces the influx of carriers.

電荷の移動に関する現象のうち、拡散について考えると
、例えばp型基板中に高濃度のp型層があると、ポテン
シャルの差によって電子に対する障壁が作られ、重子は
高濃度p型層に入り込めなくなる。さらに、自明である
が、絶縁物にも電子は流れ込むことができなくなる。
Among the phenomena related to charge movement, considering diffusion, for example, if there is a highly concentrated p-type layer in a p-type substrate, a barrier to electrons is created due to the difference in potential, and deuterons cannot enter the highly concentrated p-type layer. It disappears. Furthermore, as is obvious, electrons cannot flow into the insulator either.

本発明によるメモリセルの構造の一例を第1図に示す。An example of the structure of a memory cell according to the present invention is shown in FIG.

ゲート電極36、およびn十形ソースドレイン41はか
らMoSトランジスタが形成され、上記ソースドレイン
41はトランジスタ領域39の側壁から多結晶シリコン
33で引き出さ・れ、ピット線38と接続される。メモ
リを保持する容量は二つの多結晶シリコン層33.42
とそれらにはさまれて形成された絶縁膜37から形成さ
れている。
A MoS transistor is formed from the gate electrode 36 and the n+ type source/drain 41, and the source/drain 41 is drawn out from the side wall of the transistor region 39 with polycrystalline silicon 33 and connected to the pit line 38. The capacity to hold memory is two polycrystalline silicon layers 33.42
and an insulating film 37 formed between them.

多結晶シリコンW433は酸化シリコン膜32により基
板31と分離されており、トランジスタ領域39は高濃
度p型領域43上に形成されている。
Polycrystalline silicon W433 is separated from substrate 31 by silicon oxide film 32, and transistor region 39 is formed on heavily doped p-type region 43.

すなわち、これら酸化シリコン膜32および高濃度P型
略領域43がMOSトランジスタおよび容量と基板31
の間に介在しているので、基板31中で発生した雑音電
荷のメモリセル中への侵入は、上記酸化シリコン膜32
と高濃度p型領域43によって効果的に阻止され、α線
によるソフト二?−の発生には著るしく減少する。なお
記号35はPSG、34は薄い酸化シリコン膜、40は
ゲート酸化膜をそれぞれ表わす。
That is, the silicon oxide film 32 and the high concentration P type substantially region 43 form the MOS transistor, the capacitor, and the substrate 31.
Therefore, noise charges generated in the substrate 31 are prevented from entering the memory cells by the silicon oxide film 32.
is effectively blocked by the high concentration p-type region 43, and the soft 2? - The occurrence of - decreases markedly. Note that the symbol 35 represents PSG, 34 represents a thin silicon oxide film, and 40 represents a gate oxide film.

また、ファンネリング効果は、荷電粒子がpn接合等の
空乏層を貫通した時に起こる現象である率は接合面積に
比例するので、ファンネリング長が高濃度のP型層で抑
えられている本発明では、ファンルリング効果によって
流入する電荷は非常に少なく、ソフトエラーの発生も極
めて少ない。
In addition, the funneling effect is a phenomenon that occurs when charged particles penetrate a depletion layer such as a pn junction.The rate is proportional to the junction area, so the funneling length is suppressed by a highly concentrated p-type layer. In the present invention, the amount of charge that flows in due to the fan ringing effect is very small, and the occurrence of soft errors is also very small.

プロセスは微細な加工が可能であり、高集積化に適して
いる。さらに、同一プロセスでバイポーラとMOSの両
トランジスタが製造できるために、周辺回路にバイポー
ラ・トランジスタを配して、高速動作が実現できる。
The process allows fine processing and is suitable for high integration. Furthermore, since both bipolar and MOS transistors can be manufactured in the same process, high-speed operation can be achieved by disposing bipolar transistors in peripheral circuits.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の詳細な説明する。 The present invention will be explained in detail below.

p型基板31の所望部分にホウ素などのp型不純物を選
択的にイオン打込みにより注入してp型層43を形成す
る。このp型層43はα線等の荷電粒子により発生した
電子・正孔のバリアであり、またファンネリング効果を
抑制するためのものであるため濃度はI X 10 ”
am−”程度とすることが望ましい。従って、イオン注
入のドーズ量は1×1018〜10140−2とされる
。次にp型にドープしたエピタキシャル層49を0.8
〜1μm成長させる(第5図(a))。
A p-type layer 43 is formed by selectively implanting a p-type impurity such as boron into a desired portion of the p-type substrate 31 by ion implantation. This p-type layer 43 is a barrier for electrons and holes generated by charged particles such as alpha rays, and is also used to suppress the funneling effect, so its concentration is I x 10 ''
It is desirable that the ion implantation dose be about 1×1018 to 10140−2.Next, the p-type doped epitaxial layer 49 is
It is grown to ~1 μm (FIG. 5(a)).

高濃度p型層43は、MoSトランジスタ形成後、ゲー
ト多結晶シリコン電極形成前にイオン打込により形成す
ることもできる。本方法では熱処理によるP型層43の
拡散が少ないため、形状の制御が容易であるという利点
がある。
The heavily doped p-type layer 43 can also be formed by ion implantation after forming the MoS transistor and before forming the gate polycrystalline silicon electrode. This method has the advantage that the shape can be easily controlled because there is little diffusion of the P-type layer 43 due to heat treatment.

エピタキシャル成長の後、第5図(b)に示す45をC
VD法によって順次形成する。上記ゲート酸化膜40の
膜厚は100人、シリコン窒化膜44の膜厚は500人
、シリコン酸化物45の膜厚は6000人とした。
After epitaxial growth, 45 shown in FIG. 5(b) is
They are sequentially formed by the VD method. The thickness of the gate oxide film 40 was 100 layers, the thickness of the silicon nitride film 44 was 500 layers, and the thickness of the silicon oxide 45 was 6000 layers.

次に、トランジスタが形成される領域34を残したそれ
以外の部分のシリコン酸化膜45、シリコン窒化膜44
、ゲート酸化膜40およびエピタキシャル層49をスパ
ッタ・エツチング法を用いて除去した。その後全面を薄
く熱酸化してシリコンの酸化膜32′を形成した後、シ
リコン窒化膜44をCVD法により形成する。シリコン
窒化膜44はトランジスタ形成領域39の側壁を残して
方向性エツチングによって除去して、第5図(Q)い酸
化wA32を形成し、トランジスタ形成領域39の側壁
上に形成されている窒化膜44を除去する。さらに側壁
の薄い酸化膜32を取り除いた後、ノンドープの多結晶
シリコン33を全面にCVD法により600nm程度の
j膜厚で形成する。
Next, the silicon oxide film 45 and the silicon nitride film 44 in the other parts except the region 34 where the transistor is formed are
, gate oxide film 40 and epitaxial layer 49 were removed using sputter etching. Thereafter, the entire surface is thermally oxidized to form a silicon oxide film 32', and then a silicon nitride film 44 is formed by CVD. The silicon nitride film 44 is removed by directional etching leaving the sidewalls of the transistor formation region 39, to form a thin oxide wA32 (FIG. 5(Q)), and the nitride film 44 formed on the sidewalls of the transistor formation region 39 is removed. remove. Furthermore, after removing the thin oxide film 32 on the sidewalls, non-doped polycrystalline silicon 33 is formed on the entire surface by CVD to a thickness of about 600 nm.

多結晶シリコン33の凹部をレジストで埋め、その上に
さらに表面が平坦化するまで厚くレジストを塗布する。
The concave portions of the polycrystalline silicon 33 are filled with a resist, and a thick resist is further applied thereon until the surface is flattened.

次に多結晶シリコン33の凸部の表面が現われるまでレ
ジストを上方からホトエッチしその後多結晶シリコン凸
部を反応性イオンエツチングで除去して、多結晶シリコ
ン33を平坦化させ、レジストを除去する(第5図(e
))。次に第5図(f)に示すように、多結晶シリコン
層33の表面を薄く熱酸化した後、窒化膜44をCVD
法で堆積させる。多結晶シリコン層32にn型不純物(
例えばPなど)をイオン打込みで注する1次に多結晶シ
リコン層33を300nm程度エツチングする。
Next, the resist is photo-etched from above until the surface of the convex portion of the polycrystalline silicon 33 appears, and then the convex portion of the polycrystalline silicon is removed by reactive ion etching to flatten the polycrystalline silicon 33 and remove the resist ( Figure 5 (e
)). Next, as shown in FIG. 5(f), after the surface of the polycrystalline silicon layer 33 is thinly thermally oxidized, the nitride film 44 is deposited by CVD.
Deposit by method. An n-type impurity (
For example, the primary polycrystalline silicon layer 33 in which P, etc.) is implanted by ion implantation is etched to a thickness of about 300 nm.

次に第5図(g)に示すように、多結晶シリコン層33
のうち表面にシリコン窒化膜44の無い部分を、600
nm程度熱酸化して、多結晶シリ化膿44およびシリコ
ン酸化膜34を除去する。
Next, as shown in FIG. 5(g), a polycrystalline silicon layer 33
Among them, the part without the silicon nitride film 44 on the surface is 600
Polycrystalline silica purulent 44 and silicon oxide film 34 are removed by thermal oxidation.

この工程によって分離領域48と、多結晶シリコン部分
33との段差を無くすることができる。
This step can eliminate the difference in level between the isolation region 48 and the polycrystalline silicon portion 33.

トランジスタ領域29上部の厚い酸化膜45を除去して
選択酸化を行い、多結晶シリコン33の表面に厚い酸化
膜34を形成する(第5図(h))。
The thick oxide film 45 above the transistor region 29 is removed and selective oxidation is performed to form a thick oxide film 34 on the surface of the polycrystalline silicon 33 (FIG. 5(h)).

多結晶シリコン33上の酸化膜34の一部を除去し、全
面に窒化11537を薄く堆積させ、上記酸化膜34を
除去した部分に多結晶シリコン層42を形成する。二つ
の多結晶シリコン層33.42間に窒化膜を形成するこ
とよりメモリ保持のための容量が形成される(第5図(
i))。シリコン窒化膜はvl電率が酸化膜の2倍程度
であり、その膜厚が50nmの時は1.3fF/pm”
である。多結晶シリコンを熱酸化した10nm程度の酸
化膜を用いた場合では、酸化膜よりも厚くても酸化膜と
同等程度の誘電率を得られる。ピンボールのない安定し
た膜が得られる等の利点がある。
A portion of the oxide film 34 on the polycrystalline silicon 33 is removed, nitride 11537 is thinly deposited over the entire surface, and a polycrystalline silicon layer 42 is formed in the portion where the oxide film 34 has been removed. By forming a nitride film between two polycrystalline silicon layers 33 and 42, a capacitor for storing memory is formed (see Fig. 5).
i)). The vl electric current of silicon nitride film is about twice that of oxide film, and when the film thickness is 50 nm, it is 1.3 fF/pm.
It is. When using an oxide film of about 10 nm obtained by thermally oxidizing polycrystalline silicon, a dielectric constant comparable to that of the oxide film can be obtained even if the film is thicker than the oxide film. This method has the advantage that a stable film without pinballs can be obtained.

プレートとなる多結晶シリコン33とゲート電極となる
多結晶シリコン42との層間膜35にはPSGを用いた
。ゲート36上のPSGll135と窒化膜37を除去
し、多結晶シリコンを堆積させてゲート電極(ワード線
)36を形成した(第5図(j))。最後に再びPSG
を堆積した層間絶縁膜35′を形成し、A2からなるビ
ット線38を形成して第1図に示す構造を得た。
PSG was used for the interlayer film 35 between the polycrystalline silicon 33 serving as the plate and the polycrystalline silicon 42 serving as the gate electrode. The PSGll 135 and nitride film 37 on the gate 36 were removed, and polycrystalline silicon was deposited to form the gate electrode (word line) 36 (FIG. 5(j)). Finally PSG again
An interlayer insulating film 35' was formed by depositing A2, and a bit line 38 made of A2 was formed to obtain the structure shown in FIG.

本実施例によれば、AQ配線幅2μmとした時、メモリ
セルのサイズは5.7X8.4μm2.容量の面積は2
6.4μmz+容量は34.3fFが実現できる。容量
の絶縁物である窒化膜を25nmにすれば容量の面積を
13.2μm”にすることができる。その場合には、セ
ルサイズは4.2×8.4μm”になる。
According to this embodiment, when the AQ wiring width is 2 μm, the memory cell size is 5.7×8.4 μm2. The area of capacity is 2
6.4μmz+capacitance of 34.3fF can be achieved. If the nitride film, which is the insulator of the capacitor, is made to have a thickness of 25 nm, the area of the capacitor can be made 13.2 μm''. In that case, the cell size will be 4.2×8.4 μm”.

第2vJの実施例を第6図に示した。本実施例では、ト
ランジスタ39の側壁電極である多結晶シリコン層33
下の酸化膜32を薄くして、その下に高濃度のp型層4
3を延伸することによりこの部分に容量を形成しており
、2つの容量が重ねて形成されていることが特徴である
。容量部の酸化膜32の厚さが10nmのときには、同
じ容量の面積での実施例と比較して約3.7倍の容量を
得ることができる。
An example of the second vJ is shown in FIG. In this embodiment, the polycrystalline silicon layer 33 which is the side wall electrode of the transistor 39
The lower oxide film 32 is thinned, and a high concentration p-type layer 4 is formed under it.
A capacitor is formed in this portion by stretching 3, and the feature is that the two capacitors are formed overlapping each other. When the thickness of the oxide film 32 in the capacitor portion is 10 nm, a capacitance approximately 3.7 times greater than that of the embodiment with the same capacitance area can be obtained.

しかも、容量直下の高濃度層43により、α線などの荷
電粒子による雑音電荷は効果的に低減される。
Moreover, the high concentration layer 43 directly under the capacitor effectively reduces noise charges caused by charged particles such as α rays.

この場合の製法は、上記第1の実施例とほぼ同じである
。すなわち、第5図(d)に示した構造まで形成した後
、トランジスタに隣接する酸化膜32を一部除去し、再
び薄く酸化する。その後、多結晶シリコン堆積以降の工
程は、第1の実施例の工程と同じである。
The manufacturing method in this case is almost the same as in the first embodiment. That is, after the structure shown in FIG. 5(d) is formed, a portion of the oxide film 32 adjacent to the transistor is removed and thinly oxidized again. Thereafter, the steps after polycrystalline silicon deposition are the same as those of the first embodiment.

第7図に第3の実施例を示す。本実施例では、MOSト
ランジスタのゲート電極36をマスクとして、ソースと
ドレイン46をイオン注入により形成し、低濃度のソー
ス・トレインを持つ構造(L D DtJ造)となって
いる。その後、ゲート電極36の側壁一定の厚さの膜4
7を形成して高感度のソースドレイン層を形成している
。また第8図に示した第4の実施例では、イオン注入に
よる高濃度層(第7図における41)は形成していない
が、低濃度ソースドレイン46をイオン注入により形成
しており、やはりLDD構造となっている。
FIG. 7 shows a third embodiment. In this embodiment, the source and drain 46 are formed by ion implantation using the gate electrode 36 of the MOS transistor as a mask, resulting in a structure (LDDtJ structure) having a low concentration source train. After that, the side wall of the gate electrode 36 has a film 4 of a constant thickness.
7 to form a highly sensitive source/drain layer. Further, in the fourth embodiment shown in FIG. 8, a high concentration layer (41 in FIG. 7) is not formed by ion implantation, but a low concentration source/drain 46 is formed by ion implantation. It has a structure.

第3、第4の実施例では、エピタキシャル層39がゲー
ト電極36よりも幅が大きくなければならないため、ト
ランジスタの大きさが大きくなるという欠点がある。し
かし、しいて値電圧や相互コンダクタンスの制御が容易
で、安定した特性のトランジスタが得られる。
The third and fourth embodiments have the disadvantage that the epitaxial layer 39 must be wider than the gate electrode 36, which increases the size of the transistor. However, it is easy to control the value voltage and mutual conductance, and a transistor with stable characteristics can be obtained.

なお、上記各実施例では、ソースドレインの側部に接続
し、基板の面方向に延びる層は、いずれも多結晶シリコ
ンによって形成したが、多結晶シリコンのみではなくた
とえば、W、Mo、Ti。
In each of the above embodiments, the layers connected to the sides of the source and drain and extending in the plane direction of the substrate were all formed of polycrystalline silicon, but instead of being made of polycrystalline silicon, for example, they were formed of W, Mo, Ti, etc.

Taなど、各種金属のシリサイドなど導電性物質を用い
得ることはいうまでもない。
Needless to say, conductive substances such as silicides of various metals such as Ta can be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ダイナミックRAMメモリセルの容量
の下に絶縁物が存在するため、α線等の荷電粒子が入射
した時に発生する雑音電荷が直接容量に入り込まない。
According to the present invention, since an insulator exists under the capacitance of the dynamic RAM memory cell, noise charges generated when charged particles such as α rays are incident do not directly enter the capacitance.

査音電荷の入り込む径路は容量に接続する電極部であり
、高濃度p型層の濃度を1019個−3以上とすること
により、1個のα線当りの流入電荷量は高濃度p型層の
無い時に比べて2〜3桁程度減少する。
The path through which the probe charge enters is the electrode part connected to the capacitance, and by setting the concentration of the high concentration p-type layer to 1019 particles - 3 or more, the amount of inflow charge per α ray is equal to that of the high concentration p-type layer. It is reduced by about 2 to 3 orders of magnitude compared to when it was not used.

また、周辺回路に側壁ベース電極接触形の自己整合バイ
ポーラトランジスタを配置することにより、アクセス時
間ins程度の超高速ダイナミックRAMを実現できる
Furthermore, by arranging self-aligned bipolar transistors with sidewall base electrode contact in the peripheral circuit, an ultra-high-speed dynamic RAM with an access time of about ins can be realized.

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

第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図乃至第
4図はそれぞれ従来装置を示す断面図、実施例を示す断
面図である。 1.11,26,31・・・基板、2・・・エビ層、3
・・・p十層、4,13.19・・・ソースドレイン、
5゜12.2l−3iOz膜、6,15−・・セルプレ
ート、7,14.20・・・ワード線、8,17.24
・・・層間PSG、9,18.25・・・ビット線、1
0・・・保護膜、16・・・高誘電体絶縁膜、22・・
・電荷蓄積部、23・・・多結晶シリコンプレート、2
7・・・MOSトランジスタ、28・・・セル容量、9
・・・ワード線、30・・・ビット線コンタクト、32
.34・・・5iOz膜、35・・・層間PSG膜、3
6・・・ワード線、37・・・5iaNi膜、38・・
・AQビット線。 39・・・エビ層、40・・・ゲート酸化膜、41・・
・ソースドレイン、42・・・多結晶Siプレート、4
3”’p十層、44− S i sN4膜、45−8i
Oz、46・・・n−ソースドレイン、47・・・ゲー
ト電極側(Jスペーサ、48・・・シリコン酸化膜、4
9・・・エヒ第 l 口 奉 4 図 第 5 口 第 5 a 第 6 凶 第 7 口
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are sectional views showing a conventional device and an embodiment, respectively. 1.11,26,31...Substrate, 2...Shrimp layer, 3
...p ten layer, 4,13.19...source drain,
5゜12.2l-3iOz film, 6,15-...Cell plate, 7,14.20...Word line, 8,17.24
...Interlayer PSG, 9, 18.25...Bit line, 1
0...Protective film, 16...High dielectric insulating film, 22...
- Charge storage section, 23... polycrystalline silicon plate, 2
7...MOS transistor, 28...cell capacity, 9
...Word line, 30...Bit line contact, 32
.. 34...5 iOz film, 35... Interlayer PSG film, 3
6...Word line, 37...5iaNi film, 38...
・AQ bit line. 39... Shrimp layer, 40... Gate oxide film, 41...
・Source drain, 42... Polycrystalline Si plate, 4
3'''p ten layers, 44-S i sN4 film, 45-8i
Oz, 46...n-source drain, 47...gate electrode side (J spacer, 48...silicon oxide film, 4
9... Ehi No. l Kuchiho 4 Figure No. 5 Kuchi No. 5 a No. 6 Kuchi No. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  情報蓄積部である容量と絶縁ゲート形電界効果トラン
ジスタを少なくともそなえた半導体記憶装置において、
上記電界効果トランジスタのソースドレインの側部に接
続され半導体基板の面方向に延伸する導電体層と、該導
電体層の下面に接して設けられた絶縁体層と、少なくと
も上記電界効果トランジスタの下方に設けられた上記半
導体基板と同一の導電形を有する高濃度層を有すること
を特徴とする半導体記憶装置。
In a semiconductor memory device including at least a capacitor serving as an information storage portion and an insulated gate field effect transistor,
a conductor layer connected to the side of the source and drain of the field effect transistor and extending in the plane direction of the semiconductor substrate; an insulator layer provided in contact with the lower surface of the conductor layer; and at least a portion below the field effect transistor. 1. A semiconductor memory device comprising a highly doped layer having the same conductivity type as the semiconductor substrate provided on the semiconductor substrate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5347151A (en) * 1990-12-06 1994-09-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha DRAM with memory cells having access transistor formed on solid phase epitaxial single crystalline layer and manufacturing method thereof

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