JPS62173754A - Memory cell - Google Patents
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- JPS62173754A JPS62173754A JP61016246A JP1624686A JPS62173754A JP S62173754 A JPS62173754 A JP S62173754A JP 61016246 A JP61016246 A JP 61016246A JP 1624686 A JP1624686 A JP 1624686A JP S62173754 A JPS62173754 A JP S62173754A
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Classifications
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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
- H10B12/373—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate the capacitor extending under or around the transistor
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、斜め方向に掘った溝を利用する1トランジ
スタ、1キヤパシタ形のメモリセルに関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a one-transistor, one-capacitor type memory cell that utilizes a groove dug in an oblique direction.
第2図は従来のメモリセルの構造を示す断面図であり、
(1)t4半導体基板であって、こ\ではp形シリコン
基板、(2)は基板(1)表面に選択的に形成された厚
さ約0.5)tmの素子分離フィールド酸化膜、(3)
は基板(1)表面から内部に垂直方向に掘られた溝、(
4)は溝(3)の表面と基板(1)の元の表面の一部に
形成された第1のn影領域、(5)は第1のn影領域(
4)上に形成された厚さ約0.03 、Ilmの第1の
ゲート酸化膜、(6)は第1のゲート酸化膜(5)上に
形成された厚さ約0.5pmの第1の多結晶シリコン嘆
からなり、一定電位が与えられるセルプレート、(4t
)、(5t)、(6t)はそれぞれ第1のn影領域(4
)、第1のゲート酸化膜(5)、セルプレート(6)の
いずれも溝(3)の部分であって、それぞ7’L第1の
電極、誘電体層、第2の電極、(7)は基板(1)、セ
ルプレート(6)の表面上に形成された厚さ約0.04
声mの第2のゲート酸化膜、(8a ) 。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional memory cell.
(1) A T4 semiconductor substrate, here a p-type silicon substrate, (2) an element isolation field oxide film with a thickness of about 0.5)tm selectively formed on the surface of the substrate (1), ( 3)
is a groove dug vertically inward from the surface of the substrate (1), (
4) is the first n-shaded area formed on the surface of the groove (3) and a part of the original surface of the substrate (1), and (5) is the first n-shaded area (
4) a first gate oxide film of about 0.03 pm formed on the Ilm; (6) a first gate oxide film of about 0.5 pm formed on the first gate oxide film (5); A cell plate (4t
), (5t), and (6t) are the first n shadow regions (4
), the first gate oxide film (5), and the cell plate (6) are all part of the groove (3), and the 7'L first electrode, dielectric layer, second electrode, ( 7) has a thickness of approximately 0.04 mm formed on the surface of the substrate (1) and cell plate (6).
Second gate oxide film of voice m, (8a).
(8b)はいずれも第2のゲート酸化膜(7)上に形成
された厚さ約0.5μmのモリブデンシリサイド@等で
形成された互に隣接するワード線、(9)は平坦化のた
め、溝(3)を充填する第2の多結晶シリコン膜、(1
0a ) 、 (1ob )はいずれも基板(1)表面
建設けられた第2のn影領域、α1)は以上のものが形
成された後の基板(1)の表面をお\う厚さ約1μmの
上積み酸化模、(1>5は上積み酸化@Qυ上に形成さ
れた厚さ約1.2メm のアルミニウム嘆からなり、第
2のn影領域(1011,)K接続するビット線、jは
ゲートがワーL。(8b) are mutually adjacent word lines formed of molybdenum silicide @ with a thickness of about 0.5 μm formed on the second gate oxide film (7), and (9) are for planarization. , second polycrystalline silicon film filling groove (3), (1
0a) and (1ob) are the second n shadow regions constructed on the surface of the substrate (1), and α1) is the thickness approximately covering the surface of the substrate (1) after the above is formed. A 1 μm overlay oxide pattern (1>5 consists of an approximately 1.2 mm thick aluminum layer formed on the overlay oxide @Qυ, and a bit line connected to the second n shadow region (1011,) K; The gate of j is wa L.
線(′81M)、ソース、ドレインか第2 Gり n影
領域0L)a)、(]、Oh)であり、メモリセルの一
部である絶縁ゲート雀芥効果トランジスタ(以下MO9
Tと略記すも)、■はM (1B T(イ)のソースま
fCはドレイン(xob)に接続する第〕の電極(41
)、第3の電極(6t)、およ二び誘電体層(5t)で
少くとも構成され、メモリ七ルア’、) −部であもヤ
今バンタ℃ちる、位東のメモ+1セルはニー記7)2(
つに構成されている・)″で、4(3)を深ぐづ、ろこ
とにLす、キャパシタ(至)の静4容清を大1でり、論
理2レベルに対応した蓄噴電荷縫の芦を大K t、、
tl:記憶をより確冥にするよりン仁なっているっメモ
リとしての1作を簡単に説明−Vると、ワード線(Sa
)かまで非選択で低レベル(、Q 、、ji介MOfE
T拗が、’1ljF断であるから、書き込み、読み出し
リフレッシュのモードの別によらずキャパシタ(至)の
蓄積電荷は保存され、ワード線(8a)と、ビット線0
■が同時に選択された場合、ワード線(8a)が高レベ
ルでM OS T(イ)が導通し、ビット線02が、書
き込モードの時データ入力回路に、読み出しモードの時
、データ出力回路にそれぞf″5Jy続するようになっ
ているので、書き込み時、外部からのデータに心してキ
ャパシタ(至)の第1の。影領域(4)の電位を高レベ
ルまた低レベルにする5−・【より記憶させ読み出し時
には、あらかじ′F′)領シ(4)Ic与えられて1・
へた電位の違いを外部に取り、出し、論理2(直の!、
′=4rれかを読み出すようになってい、・;・、補足
すると、=oqメモリは、前記モード(τ関、)Nなく
選択さね、1ケワード線(8a)につながるすへ−のメ
モ+セルパで記憶させであるデータをその一ξリセルが
つなt5: Aビット線が非選択でもビット線ごとに備
えら7′また超高感蜜のメモリセンスアン−“により、
それぞれメモリセルから放出された電荷によってそのビ
ット線に現れる極めて小さな官位差である論理2レベル
の信号を増幅し、メモリセルに与えられていた電位を再
現し、すなわち、リフレッシュする。!:うばなってい
るっ近q千戻されたビット線がない場合が、リフレッシ
′ユモ・−ドであり、読み出しモードの時にはこのリフ
レッシュされたピット巻・の電位を出カ回路′f:通じ
て、外部に取り出し、vyき込みモー ド時1では選択
さね六ビット線のみ例外的に入力回路の駆動能力がメモ
リセン、へアンプより大に選ぶが増@が開始さね5る前
に入力回路がつながるようにされており、このビット線
を通じて、メモリセルに元の電文と無関係に、外部デー
タに応じた電位が与えられ、古き込みが行われろように
なっている。その後各メモリセルのMO8Tを遮断する
ことだより、リフレッシュちるいは書き込みされたデー
タヲソれぞれのメモリセルで保持するようになっている
。line ('81M), source, drain or the second G line n shadow region 0L) a), (], Oh), which is an insulated gate sparrow effect transistor (hereinafter MO9) which is a part of the memory cell.
(abbreviated as T), ■ is the first electrode (41
), a third electrode (6t), and a dielectric layer (5t), the memory is composed of at least a second electrode (6t), and a dielectric layer (5t); Ni 7) 2(
It is configured as ・)'', 4 (3) is set to 4 (3), and 4 (3) is set to 0. Nui no Ashi wo Dai K t,,
tl: Briefly explain one work as a memory that makes memories more concrete.
) is unselected and low level (,Q,,jisuke MOofE
Since T is disconnected from '1ljF, the charge accumulated in the capacitor (to) is preserved regardless of the write or read refresh mode, and the charge is stored between the word line (8a) and the bit line 0.
When (2) is selected at the same time, the word line (8a) is at a high level and MOST (a) is conductive, and the bit line 02 is connected to the data input circuit in the write mode and to the data output circuit in the read mode. Therefore, when writing, the potential of the first capacitor (to) of the capacitor (to) is set to a high level or a low level (5-), keeping in mind the external data.・[When reading from the memory, the synopsis 'F') is given (4) Ic and 1.
Take the difference in potential to the outside, put it out, logic 2 (direct!,
' = 4r is read out, and, to add, = oq memory is selected without selecting the mode (τ function) N, and the memory of the space connected to the 1-digit word line (8a) is selected. t5: Even if the A bit line is not selected, each bit line is prepared.
A logical two-level signal with an extremely small difference in position appearing on the bit line is amplified by charges released from each memory cell, and the potential applied to the memory cell is reproduced, that is, refreshed. ! When there is no bit line that has been returned to near normal, it is a refresh mode, and in read mode, the refreshed pit voltage potential is output through the output circuit. , take it out to the outside, and select the 6-bit line at 1 in write mode. Exceptionally, the drive capacity of the input circuit is selected to be larger than the memory sensor and the amplifier, but the input circuit is selected before the increase @ starts. are connected to each other, and through this bit line, a potential corresponding to external data is applied to the memory cell regardless of the original message, so that old data can be stored. After that, the MO8T of each memory cell is cut off, and the data that has been refreshed or written is retained in each memory cell.
上記のような従来のメモリセルでは、そのキャパシタ(
7)が半導体基板(1)の主表面から直下方向にのみ拡
張され、その他のMO8T fJ−やフィールド酸化模
(2)の下の基板(1)部分が利用されていないと云つ
た問題点があった。In a conventional memory cell like the one above, its capacitor (
7) is extended only directly downward from the main surface of the semiconductor substrate (1), and the other MO8T fJ- and the part of the substrate (1) under the field oxide pattern (2) are not utilized. there were.
この発明は上記の如き問題点を解決するたV)になされ
たもので、上記の未利用部分てキャパシタ(7)を形成
したメモリセルを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a memory cell in which a capacitor (7) is formed using the above-mentioned unused portion.
この発明に係るメモリセルは、絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタとキャパシタとで構成され、このキャパシタが
、第1の電極、第2の電極およ1゛′′メ誘電からなり
、前記第1の電極が半導体基板の主表面からその下に潜
り込むように斜め方向にこの基板内部に向は形成された
溝だ沿って前記基板内部に設けられ、前記誘電体層と前
記第2の電極が前記溝の表面上に順次積層されたもので
ちろっ〔作用〕
この発明においては、溝を半導体基板の主人・汀に対し
て斜めの方向に設け、他の目的に利用されている前記主
表面直下にキャパシタを形成できるようにする。The memory cell according to the present invention is composed of an insulated gate field effect transistor and a capacitor, and the capacitor is composed of a first electrode, a second electrode, and a dielectric. The dielectric layer and the second electrode are provided inside the semiconductor substrate along a groove formed in the substrate in an oblique direction so as to go under the main surface of the semiconductor substrate, and the dielectric layer and the second electrode are disposed on the surface of the groove. [Function] In this invention, the groove is provided in a diagonal direction with respect to the main surface of the semiconductor substrate, and a capacitor is placed directly below the main surface, which is used for other purposes. to be able to form.
第1図は、この発明の一賽施例を示す断面図であり、(
3a)は基板(1)主面から斜め方向に内部に掘られた
溝、その他の符号は第2図の従来のものと同一または相
当部分である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention;
3a) is a groove dug diagonally inward from the main surface of the substrate (1), and other symbols are the same as or equivalent to the conventional one shown in FIG.
溝(3a)は紙面右上から左下にイオンの方向を定めて
、イオンエツチングする゛ことによって形成される。The groove (3a) is formed by ion etching with the ion direction determined from the upper right to the lower left in the paper.
この実施例は上記のように構成したので、この例ではM
O8T mの下の基板(1)の部分をキャパシタ■の一
部に利用でき、前記の問題点が解決されることは明白で
ある。Since this embodiment is configured as described above, in this example, M
It is clear that the part of the substrate (1) below the O8T m can be used as part of the capacitor 2, and the above problems can be solved.
また、このメモリセルは回路的には、従来と変りがない
から、従来のものと同様、支障なく動作することは云う
までもないっ
なお、上記実施例では、一方向にのみ掘られた溝(3a
)を利用する場合であったが、例えば第3図に示すよう
に、同一のエツチングマスクの開口から任意の方向に掘
られた溝と併用してもよいっまだ上記実施例では、第1
のn領域(4)を形成する場合を示したが、第1の多結
晶シリコン(6)によって、基板(1)に生ずるチャネ
ル部分を利用してもよいっ
また、上記実施例では基板(1)に形成された溝(3a
)を利用する場合について述べたが、第4図の如<p、
ウェル(1a)内に溝(3a)を設けてもよい。Also, since this memory cell is circuit-wise the same as the conventional one, it goes without saying that it will operate without any problems like the conventional one. (3a
), but as shown in FIG.
Although the case where the n-type region (4) is formed in the first polycrystalline silicon (6) may be used, the channel portion formed in the substrate (1) may also be used. ) formed in the groove (3a
), but as shown in Figure 4 <p,
A groove (3a) may be provided within the well (1a).
この場合、以下に示すようにα線によるソフトエラ一対
策上有利になる別の効果がある。すなわち、第5図はp
ウェルがその中に設けられた半導体装置の上記のソフト
エラーを起し難くする原理を示す断面図であり、α粒子
の軌跡−に沿って発生した電子正孔対は長さ数10μm
におよぶが、基板(1)内で発生した電子正孔対につい
て考えると、基板(1)がpウェル(1a)に対して、
正の電位が与えられているので電子はpウェル(1a)
に入ることができず、正孔のみが、pウェル(1a)に
いわゆるファネル効果により侵入するが、これは多数担
体であるため結局この部分の電子正孔対け、半導体装置
のn領域00にはまったく影響しないっ従って、ソフト
エラ一対策上、pウェル(1a)の深さが小である程効
果が大きいと云えるっその点同じ溝の長さであれば、従
来の垂直にした場合より浅いpウェル(1a)に収めら
れることは明白である。この変形例のpウェルの代にp
形エピタキシャル層全用いても同様の結果が得られる。In this case, there is another effect that is advantageous in countering soft errors caused by alpha rays, as described below. In other words, FIG.
This is a cross-sectional view showing the principle of making it difficult for the above-mentioned soft error to occur in a semiconductor device in which a well is provided, in which an electron-hole pair generated along the trajectory of an α particle has a length of several tens of μm.
However, considering the electron-hole pairs generated within the substrate (1), the substrate (1) is
Since a positive potential is given, the electrons are in the p-well (1a)
Only the holes can enter the p-well (1a) due to the so-called funnel effect, but since these are majority carriers, the electron-holes in this part eventually become polarized into the n-region 00 of the semiconductor device. Therefore, in terms of soft error prevention, the smaller the depth of the p-well (1a), the greater the effect.If the groove length is the same, it will be more effective than the conventional vertical groove. It is clear that it is contained in a shallow p-well (1a). In place of the p-well in this modification, p
Similar results can be obtained using a full epitaxial layer.
また上記実施例では、メモリセルのMO8T翰がnチャ
ネル形である場合について述べたが、これまでの説明の
導電形をp、n逆にまた、電位関係を正負逆にすること
により、pチャネル形であっても同様のことが云えるこ
とは云うまでもない。In addition, in the above embodiment, the case where the MO8T wire of the memory cell is an n-channel type is described, but by reversing the conductivity types described so far to p and n and reversing the positive and negative potential relationships, it is possible to create a p-channel type. Needless to say, the same thing can be said about shape.
この発明は以上説明したとおり、溝を半導体基板の主表
面に対して、斜めの方向に#記基板内部に設け、他の目
的に利用されている前記主表面直下にキャパシタを形成
できるようにし、前記キャパシタの静電容量をさらに増
加させることができる効果がある。As described above, the present invention provides a groove in the substrate marked with # in a diagonal direction with respect to the main surface of the semiconductor substrate, so that a capacitor can be formed directly under the main surface used for other purposes, This has the effect of further increasing the capacitance of the capacitor.
筒1図は、この発明の一実施例図を示す断面図であり、
第2図は従来のメモリセルを示す断面図であり、第3図
、第4図および第5図はいずれもこの発明の詳細な説明
する断面図であろう図において、(1)は半導体基板、
(3a)は溝、(4t)は第1の電極、(5t)は誘電
体層、(6t)は第2の電極、翰は絶縁ゲート電界効果
トランジスタ、00けキャパシタである。
なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。Figure 1 of the cylinder is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional memory cell, and FIGS. 3, 4, and 5 are all cross-sectional views explaining the present invention in detail, in which (1) is a semiconductor substrate. ,
(3a) is a groove, (4t) is a first electrode, (5t) is a dielectric layer, (6t) is a second electrode, and a wire is an insulated gate field effect transistor, and a 00 capacitor. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
を 備え、前記キャパシタが第1の電極、第2の電極および
誘電体層からなり、前記第1の電極が半導体基板の主表
面から前記基板内部に向けて形成された溝の表面に沿つ
て前記基板内部に設けられ、前記誘電体層と前記第2の
電極とが前記溝の表面上に順次積層され、前記溝の深さ
方向が前記基板の主表面に対して斜めであることを特徴
とするメモリセル。(1) An insulated gate field effect transistor and a capacitor, the capacitor comprising a first electrode, a second electrode, and a dielectric layer, the first electrode directed from the main surface of a semiconductor substrate toward the inside of the substrate. The dielectric layer and the second electrode are sequentially laminated on the surface of the groove, and the depth direction of the groove is the main part of the substrate. A memory cell characterized by being oblique to the surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61016246A JPS62173754A (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Memory cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61016246A JPS62173754A (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Memory cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62173754A true JPS62173754A (en) | 1987-07-30 |
Family
ID=11911196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61016246A Pending JPS62173754A (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Memory cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62173754A (en) |
-
1986
- 1986-01-27 JP JP61016246A patent/JPS62173754A/en active Pending
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