JPS62194661A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPS62194661A
JPS62194661A JP61035058A JP3505886A JPS62194661A JP S62194661 A JPS62194661 A JP S62194661A JP 61035058 A JP61035058 A JP 61035058A JP 3505886 A JP3505886 A JP 3505886A JP S62194661 A JPS62194661 A JP S62194661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bipolar
groove
sections
fcc
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP61035058A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeyoshi Watanabe
重佳 渡辺
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 JP61035058A priority Critical patent/JPS62194661A/ja
Publication of JPS62194661A publication Critical patent/JPS62194661A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/038Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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〕 本発明は半導体記憶装置に係り、特に記憶装置内にパイ
ポーラ−1〜ランジスタを含むダイナミックラムに関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体メモリーの中で最も需要の多いダイナミックラム
は,セル構造がITr.と1キヤパシターと非常に簡単
なために微細化に向き,最も高集積化しやすい.またメ
モリーの高集積化と伴にCPUも高速化され、ダイナミ
ックラムに対しても高速化の要素は増々強くなっている
。近年高速のメモリーに適した回路構成としてBICM
OSの検討が各社で行なわれているが、ダイナミックラ
ムにもBICMOSの適用は有効であり、従来第2図の
ような構成のBICMO3回路が提案されている。
第1図はダイナミックラムで数多く使用するNAND回
路をBICMO8化したものである。端子9.lOが入
力、端子11が出力に対応し、NPNTr、7,8によ
り、出力端子11の大きな負荷をMO5Tr、の数倍の
スピードで駆動出来る。
ところで第2図の回路を従来のBICMOSプロセス技
術により製造すると第3図のような断面図となる。第3
図でわかる通り、Pチャネルトランジスタと一番目のバ
イポーラ−T r 、の間には、P−あるいはP+の分
離層が必要で、この巾Xは電気的にPチャネルT r 
、とバイポーラ−Tr、を分離するには少なくとも数μ
m必要である。また同様に異なるバイポーラ−Tr、間
を分離するP″″あるいは1〕1の分離層の巾Yも数μ
mは必要である。つまり従来のBICMOSプロセスを
ダイナミックラムにそのまま適用したのではバイポーラ
−J?3r−間あるいはバイポーラ−M OS li#
子間分離巾が数μm以下に出来ないためにダイナミック
ラムの最大のメリットである高集積化が達成出来なし1
゜ つまり従来のBICMOSプロセス技術をそのままダイ
ナミックラムに適用すると、高集積化と高速化が両立し
ないという問題点が有った。たとえば16Mピットのダ
イナミックラムでは約0.5μIのデザインルールを使
用するが、素子分離中が数μmになると、BICMO8
回路はデユーダ−。
センスアンプ等の重要な回路部分に適用出来ない。
せいぜい利用出来て周辺の余り微細化に関係しない部分
であり、これではBICMO5回路を導入したメリット
が半減してしまう。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高集積化と高速化を両立させる。ダイ
ナミックラムに適した新しいBICMO8構造を提供す
ることである。
〔発明の概要〕
本発明においては、メモリセルとして、半導体基板表面
に溝を掘り、そこに複数個配列形成された島領域の上面
及びその3側面をコンデンサーとして利用するFold
ed Capacitor Ce1l (F CC)を
使用し、バイポーラ−素子間、あるいはバイポーラ−M
O3素子間の素子分離には、前記溝を利用する。そうす
ると、バイポーラ−素子間あるいはバイポーラ−MO8
素子間の距離はデザインルールまで微細化され、ダイナ
ミックラムにおいて、高集積化と高速化を両立出来る。
〔発明の効果〕
・本発明を使用することにより、ダイナミックラムにお
いて、高集積化と高速化を両立させることが出来る。す
なわちFCCのための溝と同時に形成された溝を各分離
に使用することにより、113Mレベルでは分離d1は
従来の数μmから0.51t mまで縮少出来、高速化
に適したBICMO8回路をチップサイズを余り大きく
することなくロウデコーダーやセンスアンプ等ダイナミ
ックラムのC0REとなる回路に使用出来る。
バイポーラー素子間及びバイポーラ−MO8素子間の分
離が深い溝によって形成されているため、従来のBIC
MOSプロセスを使用した場合と比較して、ラッチアッ
プ耐圧等の素子信頼性が大幅に向上する。
・ダイナミックRAN特にFCCのメモリセルアレイを
高濃度のP型基板2(11上に形成出来るため、隣接し
たメモリセル間の1eak及びソフトエラー、局所的な
基板電位のゆれ等によって発生する不良に対して強い。
〔発明の実施例〕
第1図の(a)〜01)に本発明の一実施例を示す。
ここでは本発明の構造を明確にするために各工程ごとに
素子の断面図を示す、始めにP型箔4Ej201上に埋
め込み層用のN十層202をPchanT r 、及び
バイポーラ−トランジスタ部分に形成する。・・・(a
) 次にPタイプのエピタキシャル層203をP型基板20
1上に形成する。・・・(b) 次ニエピM2O3及びP型基板201ニ溝204 (2
04−1〜204−5)を反応性イオンエツチング等で
同時に同じ深さに堀る。ここで204−1はFCCのコ
ンデンサー及びセル間分離間のみぞであり、FCCでは
3側面及び上面をコンデンサーと使用するため従来セル
と比較して、かなり高集積化及び微細化に適している。
たとえば16Mビットのダイナミックラムでは1セルの
セル面積は2.5μX1.4μ=3.5μ(0,5μデ
ザインルールを使用した場合)と各種メモリセル中では
最も極細化出来る。一方間時に掘られた溝204−2は
バイポーラ−MO8素子間の分離、溝204−3はバイ
ポーラ−素子間の分離に、溝204−4はNチャネルT
r、のためのPエピ203とPチャネルTr、のための
Nウェル205間の分離に使用する。・・・(c) 次にPチャネルT r 、部分及びバイポーラ−110
部分にNウェル205を形成し・・・(d)次に溝の部
分204には酸化膜等の斜線部で示した絶縁膜を埋め込
み、素子間の分離を完全にする。
FCCのキャパシタ部に埋め込まれた絶縁膜をエツチン
グで底部以外が除去されている。溝は各素子間の絶縁を
完全に出来るよう十分深くしであるため、前記溝の11
1はデザインルール(たとえば16M  dDRAMで
は0.5μm)までせまくすることが可能である。従来
のB I CM OSプロセスでは各分離中として数μ
m必要なことを考えると、本発明を使用することにより
、BICMO8回路がデコーダー、センスアンプ等の重
要な回路部分に使用出来、これがダイナミックラムの高
集積化と高速化を両立出来る。・・・(e) 次にFCCセルのキャパシタ部に例えば熱酸化膜を形成
し、FCCセル部分にはキャパシタ電極用第1層ポリシ
リコン207を、FCCセル部分及びMOSトランジス
タ部分には第2層ポリシリコンでゲート電極208を形
成し・・・(f)次にイオン注入等により、N÷ソース
ドレン部分216、 P÷ソースドレン部分215. 
N−コレクタ211゜埋め込みJfJ202のコンタク
l−212,P−ベース層213゜N十エミッタJ15
21=1を形成し素子構造を完成させる。
・・・(g) 以上説明した構造を採用すれば、微細化に向いたFCC
と、高速化に適したBICMO3をうまく両立出来る。
しかもFCCの素子分離及び電極に利用する溝と同時に
、バイポーラ−素子間等の素子分離も形成出来るため、
BICMO8回路部分も従来BICMOSプロセスを使
用した場合と比較して、かなり微細化出来る。
なお本発明は本実施例に限られるものではない。
絶a膜として、うすい酸化膜とポリシリコンを使用して
もよいし、P型基板201及びP型エピ層203の代わ
りにN型を使用しても良い、その池水発明の趣旨を逸脱
しない範囲で1種々変形実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図はB’
−ICMO8回路の一例を示す回路図、第3図は従来の
BICMOSプロセスを使用した場合の素子の断面図で
ある。 1.2−PチャネルTr、、  3.4−NチャネルT
r、。 5 、6−・・負荷、       7.8−NPNT
r。 9、lO・・・入力端子、    11・・・出力端子
。 101・・・P型基板、102・・・N÷埋め込み層。 103・・・Nウェル。 104 (104,、、104□)・・・N−コレクタ
。 105(1051,105,)・・・N+コレクタ。 106(106□、 106. )・・・P−ベース。 107(1071,107□)・・・N÷エミッタ。 108・・・P+ソースドレイン、 to9・・・素子
分離。 110・・・ゲート。 111・・・P−あるいはP+MOSバイボニラー間分
離。 112・・・どあるいはP+バイポーラ−間素子分離。 201・・・P型基板、202・・・N生埋め込み層。 203・・・P型エピタキシャル層。 204(204−1〜204−5)・・・分離用溝。 205・・・Nウェル。 206・・・FCCCCセル前分離用絶縁膜07・・・
FccfJiH用第1ポリシリコン。 208・・・第2ポリシリコンゲート。 211・・・N−コレクター、212・・・N+コレク
ター。 213・・・P−ベース層、214・・・N十エミッタ
層。 215・・・P+ソースドレイン。 216・・・N÷ソースドレイン。 <Q) (C) <f) (f)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1個のMOSトランジスタと1個のキャパシター
    とで1ビットを形成するメモリセルを半導体基板上に配
    列したメモリセルアレイ及び、バイポーラートランジス
    タ、NチャネルMOSトランジスタ、PチャネルMOS
    トランジスタを集積した半導体記憶装置において、前記
    メモリセルとして、半導体基板表面に溝を堀り、前記溝
    の側面を前記キャパシターとして使用するものを用い、
    前記バイポーラー素子間及び前記バイポーラー素子、M
    OSトランジスタ間の分離には、前記溝製造時に同時に
    堀った溝を用いることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)前記NチャネルMOSトラジスタと前記Pチャネ
    ルMOSトランジスタの分離として、前記メモリセル製
    造時に形成される溝と同時に堀った溝を使用することを
    特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶
    装置。
  3. (3)前記半導体基板として第1導電型の基板上にエピ
    タキシャル成長したエピ基板を使用することを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第1項に記載の半導体記憶装置。
JP61035058A 1986-02-21 1986-02-21 半導体記憶装置 Pending JPS62194661A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239861A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPH01164064A (ja) * 1987-12-21 1989-06-28 Hitachi Ltd 半導体装置
KR100266281B1 (ko) * 1997-10-20 2000-09-15 김영환 트렌치를 이용한 반도체소자의 커패시터 형성방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63239861A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPH01164064A (ja) * 1987-12-21 1989-06-28 Hitachi Ltd 半導体装置
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