JPS62208661A - Dynamic random access memory - Google Patents

Dynamic random access memory

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JPS62208661A
JPS62208661A JP61045824A JP4582486A JPS62208661A JP S62208661 A JPS62208661 A JP S62208661A JP 61045824 A JP61045824 A JP 61045824A JP 4582486 A JP4582486 A JP 4582486A JP S62208661 A JPS62208661 A JP S62208661A
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trench
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conductive layer
electrode
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Masao Taguchi
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

Abstract

PURPOSE:To prevent capacity from reduction in a storage capacitor by a method wherein a substrate in a trench MOS structure serves as a counter electrode and a conductive layer buried in the trench through the intermediary of a dielectric layer serves as an accumulating electrode. CONSTITUTION:A p<+> type polycrystalline Si layer covering the internal surface of a trench 4 provided in a substrate 1 constitutes a region of high impurity concentration, with its potential same as that of the substrate 1, which serves as a cell plate (counter electrode) 5. The cell plate 5 is attached to an SiO2 insulating layer 21 defining the side walls of the trench 4 and prevents impurity atoms implanted in the cell plate 5 from loss due to diffusion into the substrate 1 during heat treatment in later manufacturing processes. In this way, high impurity concentration is maintained in the p<+> type polycrystalline Si layer that is the cell plate 5, which, when used as an electrode to counter an accumulating electrode 7 of a storage capacitor 20, prevents accumulating capacity from reduction in the presence of a depletion layer.

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 第1の実施例の模式図(第1図) 第1の製造方法例の工程図(第2図) 第2の実施例の模式図(第3図) 第2の製造方法例の工程図(第4図) 従来構造例の模式図(第5図) 発明の効果 〔概 要〕 トレンチキャパシタを有するダイナミックランダムアク
セスメモリ (以下略してDRAMと記す)セルにおい
て、トレンチMO3構造における基板S側を対向電極に
、トレンチに誘電体層を介して埋込まれる導電層M側を
蓄積電極としてキャパシタ間の干渉及びソフトエラーを
防止し、且つトレンチ側面に絶縁層を介在させてトレン
チ内面に形成される高不純物濃度の対向電極用導電層か
ら製造工程中の熱履歴によって不純物がトレンチの周囲
に散逸するのを抑止してキャパシタ容量が減少するのを
防止する。
[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Application Fields Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems Action Embodiment Schematic diagram of the first embodiment (first embodiment) Figure) Process diagram of the first manufacturing method example (Figure 2) Schematic diagram of the second embodiment (Figure 3) Process diagram of the second manufacturing method example (Figure 4) Schematic diagram of the conventional structure example ( (Fig. 5) Effects of the invention [Summary] In a dynamic random access memory (hereinafter abbreviated as DRAM) cell having a trench capacitor, the substrate S side in the trench MO3 structure is used as a counter electrode, and the trench is connected to the trench through a dielectric layer. The manufacturing process starts with a highly impurity-concentrated conductive layer for a counter electrode formed on the inner surface of the trench, with the buried conductive layer M side used as a storage electrode to prevent interference and soft errors between capacitors, and an insulating layer interposed on the side surface of the trench. This prevents impurities from dissipating around the trench due to the thermal history inside, thereby preventing the capacitor capacity from decreasing.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は高集積、高性能のDRAMセルの構造に関する
The present invention relates to the structure of a highly integrated and high performance DRAM cell.

トレンチキャパシタはキャパシタ部が立体的(溝状)に
構成されたMO3構造で、256にピッ)DRAMまで
一般的に用いられてきたブレーナ型セルに比べて、実効
的なキャパシタ面積を広くとることができるため、小型
で大きな蓄積容量が得られる特徴がある。
A trench capacitor has an MO3 structure in which the capacitor part is configured three-dimensionally (trench-like), and can have a larger effective capacitor area than the Brenna type cell, which has been commonly used up to 256 DRAMs. Because of this, it is characterized by its small size and large storage capacity.

然しなから、トレンチキャパシタは以下に説明する問題
点を有し、更に小型で蓄積容量が大きく、高集積化して
もパンチスルーが起こらない構造が要望される。
However, trench capacitors have the following problems, and there is a need for a structure that is smaller, has a large storage capacity, and does not cause punch-through even when highly integrated.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図はトレンチキャパシタセルの従来例を示す模式側
断面図である。
FIG. 5 is a schematic side sectional view showing a conventional example of a trench capacitor cell.

図において、51は半導体基板でp型珪素(p−3i)
基板、52はセル領域を画定するフィールド絶縁層で二
酸化珪素(SiO□)層、53は蓄積電極で反転層を形
成する電子、54は誘電体層、55は多結晶珪素(ポリ
Si)層よりなるセルプレート(対向電極)で、反転層
53、誘電体層54、セルプレート55により蓄積キャ
パシタが構成される。
In the figure, 51 is a semiconductor substrate made of p-type silicon (p-3i).
The substrate, 52 is a field insulating layer that defines a cell region and is a silicon dioxide (SiO□) layer, 53 is a storage electrode for electrons forming an inversion layer, 54 is a dielectric layer, and 55 is a polycrystalline silicon (polySi) layer. An inversion layer 53, a dielectric layer 54, and a cell plate 55 constitute a storage capacitor.

56はゲート絶縁層、57はポリStよりなるワード線
、58A 、58Bは高濃度不純物導入領域でn゛型ソ
ース/ドレイン(S / D ) 領域である。該S 
/ D jl域58A 、58Bと、ワード線57をゲ
ートとして旧S トランジスタ(PET)が構成される
56 is a gate insulating layer, 57 is a word line made of polySt, and 58A and 58B are regions into which high concentration impurities are introduced, which are n-type source/drain (S/D) regions. The S
/D jl areas 58A, 58B and the word line 57 are used as gates to form an old S transistor (PET).

そして、S/D領域58Aとコンタクトし、基板上にお
いてワード線57と垂直方向に、例えばアルミニウム(
八l)よりなるビット線59が形成される。
Then, it is in contact with the S/D region 58A, and is placed on the substrate in a direction perpendicular to the word line 57, such as aluminum (
8l) A bit line 59 is formed.

この場合、蓄積キャパシタとMIS)ランジスタとの接
続はSlDeM域58Bと反転層53間で行われ、従っ
て基板側の反転層53が情報電荷を蓄積する蓄積電極と
なる。
In this case, the connection between the storage capacitor and the MIS transistor is made between the SlDeM region 58B and the inversion layer 53, and therefore the inversion layer 53 on the substrate side becomes a storage electrode that stores information charges.

該DRAMセルは図の右側に示されるように、近傍部に
隣接セルの蓄積キャパシタがフィールド絶縁膜52を隔
てて形成されている。点線は基板内に拡がった空乏層の
先端を表し、同図には隣接するキャパシタ同士がパンチ
スルーを起こしている状態が示されている。
As shown on the right side of the figure, in the DRAM cell, storage capacitors of adjacent cells are formed in the vicinity with a field insulating film 52 in between. The dotted line represents the tip of the depletion layer that has spread into the substrate, and the figure shows a state in which adjacent capacitors punch through each other.

このような従来のトレンチキャパシタセルは、プレーナ
型のセルに比べ高集積化に有利ではあるが、以下に示す
ような欠点を有していた。
Although such conventional trench capacitor cells are advantageous in achieving higher integration than planar cells, they have the following drawbacks.

■ 書込み電圧の損失 蓄積キャパシタはトレンチ内に形成されたMO3構造の
反転層53とセルプレート55間の容量を用いるため、
セルプレート55の電圧に対して反転層53を形成する
ための闇値電圧分だけ低下した電圧までしか書き込むこ
とができず、電源電圧を有効に利用できない。
■ Since the write voltage loss storage capacitor uses the capacitance between the MO3 structure inversion layer 53 formed in the trench and the cell plate 55,
It is possible to write only up to a voltage that is lower than the voltage of the cell plate 55 by the dark value voltage for forming the inversion layer 53, and the power supply voltage cannot be used effectively.

■ キャパシタ間のパンチスルー 上記電圧損失を小さくするためには、基板の不純物濃度
を低くしなければならないが、低過ぎると図示のように
空乏層の拡がりによって隣接セルのトレンチキャパシタ
との間でパンチスルーを起こし、キャパシタ間が電気的
に結合して蓄積情報の信頼度が損なわれる。
■ Punch-through between capacitors In order to reduce the voltage loss mentioned above, the impurity concentration of the substrate must be lowered, but if it is too low, the depletion layer expands and punch-through occurs between the trench capacitors of adjacent cells, as shown in the figure. This causes electrical coupling between capacitors and impairs the reliability of stored information.

また、トレンチ内の表面に沿って基板と逆導電型の領域
を形成する、いわゆる旧−Cキャパシタの構造にすれば
電圧損失の問題はなくなるが、この逆導電型領域の拡散
深さ分だけ隣接トレンチキャパシタ間の間隔が縮まった
ことになり、パンチスルーの危険性は増す。
In addition, if a so-called old-C capacitor structure is used, in which a region of conductivity type opposite to that of the substrate is formed along the surface of the trench, the problem of voltage loss will be eliminated. The spacing between trench capacitors has become smaller, increasing the risk of punch-through.

更にこの際、トレンチ側壁に不純物を導入するプロセス
は、イオン注入で出来ないため製造が極めて困難である
Furthermore, at this time, the process of introducing impurities into the side walls of the trench cannot be performed by ion implantation, making manufacturing extremely difficult.

■ ソフトエラー 基板中に蓄積電極(反転層)53がら空乏層が広く拡が
り基板中に発生した小数キャリアを捕獲し易く、例えば
α線入射によるソフトエラーを起こし易い。
(2) Soft error The depletion layer spreads widely in the substrate due to the storage electrode (inversion layer) 53, and it is easy to capture minority carriers generated in the substrate, making it easy to cause soft errors due to incidence of alpha rays, for example.

以上のような欠点がトレンチキャパシタの実用化に対し
て大きな障害となっていた。
The above drawbacks have been a major obstacle to the practical use of trench capacitors.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明が解決しようとする問題点は、上記のように従来
のトレンチキャパシタに適用されていたトレンチMO5
構造において生じていた、隣接する蓄積キャパシタ間の
パンチスルーの問題、ソフトエラーの問題、及びセルプ
レート配設による集積度の低下の問題と、更には大きな
蓄積容量を確保する問題である。
The problem to be solved by the present invention is the trench MO5 applied to the conventional trench capacitor as described above.
These problems are the problem of punch-through between adjacent storage capacitors, the problem of soft errors, the problem of a reduction in the degree of integration due to the arrangement of cell plates, and the problem of securing a large storage capacitance.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は、半導体基体に形成された溝と、線溝の内
面に形成され底部に開孔を有する絶縁層と、 該開孔の内部を含む該絶縁層上に皮膜状に形成され、該
開孔部において該半導体基体とオーミックに接続する第
1の導電層と、 該第1の感電層上に形成された誘電体層と、該絶縁層、
第1の導電層、及び誘電体層を介して該構内に埋込まれ
た第2の導電層とによって構成される蓄積キャパシタと
、 該半導体基体面に形成されたMIS)ランジスタとを有
し、 該蓄積キャパシタの該第2の導電層が第3の導電層によ
り該MISトランジスタの一方のソース/ドレイン領域
にオーミックに接続されてなる本発明によるダイナミッ
クランダムアクセスメモリによって解決される。
The above problem consists of a groove formed in a semiconductor substrate, an insulating layer formed on the inner surface of the line groove and having an opening at the bottom, and a film formed on the insulating layer including the inside of the opening. a first conductive layer ohmically connected to the semiconductor substrate at the opening; a dielectric layer formed on the first electrically sensitive layer; and an insulating layer.
a storage capacitor constituted by a first conductive layer and a second conductive layer embedded in the structure via a dielectric layer; and an MIS transistor formed on the semiconductor substrate surface; A dynamic random access memory according to the invention is solved in which the second conductive layer of the storage capacitor is ohmically connected to one source/drain region of the MIS transistor by a third conductive layer.

〔作 用〕[For production]

即ち本発明のDI?AMセルは、トレンチMO3構造に
おける基板S側を対向電極に、トレンチに誘電体層を介
して埋込まれる導電層M側を蓄積電極としてキャパシタ
間の干渉及びソフトエラーを防止し、これによってDR
AFIセルの高性能化、高集積化を図る。
That is, the DI of the present invention? The AM cell uses the substrate S side in the trench MO3 structure as a counter electrode and the conductive layer M side embedded in the trench via a dielectric layer as a storage electrode to prevent interference between capacitors and soft errors, thereby preventing DR.
Achieve higher performance and higher integration of AFI cells.

そして更に、トレンチ側面に絶縁層を介在させてトレン
チ内面に形成される高不純物濃度の対向電極用導電層か
ら製造工程中の熱履歴によって不純物が)・レンチの周
囲に散逸して該対向電極用導電層の不純物濃度が低下す
るのを抑え、該対向電極用導電層の高不純物濃度を確保
して該対向電極用導電層内の空乏層発生を抑止し、これ
によってキャパシタ容量が減少するのを防止する。
Furthermore, impurities are dissipated around the trench due to heat history during the manufacturing process from the highly impurity-concentrated conductive layer for the counter electrode formed on the inner surface of the trench with an insulating layer interposed on the side surface of the trench. By suppressing the impurity concentration of the conductive layer from decreasing and ensuring a high impurity concentration in the conductive layer for the counter electrode, the generation of a depletion layer in the conductive layer for the counter electrode is suppressed, thereby preventing the capacitance from decreasing. To prevent.

(実施例〕 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。(Example〕 The present invention will be specifically explained below with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例によるトレンチキャパシ
タセルを模式的に示す平面図ta+及び側断面図(te
l、第2図(al〜(flは第1の実施例に係る製造方
法を示す工程平面図及び工程断面図、第3図は本発明の
第2の実施例によるトレンチキャパシタセルを模式的に
示す平面図ta)及び側断面図fbl、第4図(a)〜
(flは第2の実施例に係る製造方法を示す工程平面図
及び工程断面図である。
FIG. 1 is a plan view ta+ and a side sectional view (te) schematically showing a trench capacitor cell according to a first embodiment of the present invention.
1, FIG. 2 (al~(fl is a process plan view and a process sectional view showing the manufacturing method according to the first embodiment, and FIG. 3 schematically shows a trench capacitor cell according to the second embodiment of the present invention. Plan view ta) and side sectional view fbl shown in Fig. 4(a) -
(fl is a process plan view and a process cross-sectional view showing the manufacturing method according to the second example.

全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。Identical objects are indicated by the same reference numerals throughout the figures.

第1図(al及びfb)において、 1は半導体基体でp−3i基板、 3はセル領域を画定するフィールド絶縁層でSiO□層
、 4はフィールド領域を含んで形成された溝(トレンチ)
、 21はトレンチの側面に形成された厚さが100〜50
0 大成度のキャパシタ画定用5iOz絶縁層、5は1
へレンチの開口部近傍領域を除き上記キャパシタ画定用
SiO□絶縁層を有するトレンチの内面全域に形成され
た、トレンチ底部において基板とコンタクトする第1の
導電層でp+型のポリStよりなるセルプレート(対向
電極)、 6は主として窒化珪素(Si、N4)よりなる誘電体層
、 7はトレンチ内に誘電体層を介し埋込まれた第2の導電
層でn゛型のポリSiよりなる蓄積電極、である。
In FIG. 1 (al and fb), 1 is a semiconductor substrate, which is a p-3i substrate, 3 is a field insulating layer that defines a cell region, which is a SiO□ layer, and 4 is a trench formed including the field region.
, 21 has a thickness of 100 to 50 mm formed on the side surface of the trench.
0 5iOz insulating layer for capacitor definition of large size, 5 is 1
A cell plate made of p+ type polySt, which is a first conductive layer that is in contact with the substrate at the bottom of the trench and is formed on the entire inner surface of the trench having the capacitor-defining SiO□ insulating layer except for the region near the opening of the trench. (Counter electrode), 6 is a dielectric layer mainly made of silicon nitride (Si, N4), 7 is a second conductive layer buried in the trench via the dielectric layer, and is an accumulation made of n-type poly-Si. It is an electrode.

SiO□絶縁層21によって周囲が画定されたトレンチ
4内のセルプレート5、誘電体層6、蓄積電極7で蓄積
キャパシタが構成される。
A storage capacitor is constituted by the cell plate 5, the dielectric layer 6, and the storage electrode 7 in the trench 4 whose periphery is defined by the SiO□ insulating layer 21.

8はゲート絶縁層でSiO□層、 9A、9Bはn゛゛ソース/ドレイン(S / D )
 w4域、9Cはソース/ドレイン領域と同時に形成さ
れたn゛型領領域 10^はチタンシリサイド(TiS+2)層等よりなる
自己セルのワード線(ゲート電極)、 10Bは同じく隣接するセルのワード線である。
8 is a gate insulating layer and is a SiO□ layer, 9A and 9B are n゛゛source/drain (S/D)
In the w4 region, 9C is an n-type region 10^ formed at the same time as the source/drain region, which is the word line (gate electrode) of the own cell made of a titanium silicide (TiS+2) layer, etc., and 10B is the word line of the adjacent cell. It is.

p−3i基板1、ゲート絶縁層8、n゛型S/D領域9
A、9B 、ワード線10Δにより該メモリセルのトラ
ンジスタ(セルトランジスタ)が構成される。
p-3i substrate 1, gate insulating layer 8, n-type S/D region 9
A, 9B, and word line 10Δ constitute a transistor (cell transistor) of the memory cell.

11はSiO□絶縁層、 12八はn゛型ポリSt層よりなる第3の導電層、12
Bは第3の導電層で、トランジスタの5ZDN域例えば
9Bと蓄積キャパシタの蓄積電極7を電気的に接続する
n゛型のポリSi層、 である。
11 is a SiO□ insulating layer, 128 is a third conductive layer made of an n-type polySt layer, 12
B is a third conductive layer, which is an n-type poly-Si layer that electrically connects the 5ZDN region of the transistor, for example 9B, and the storage electrode 7 of the storage capacitor.

該第3の導電層12Bにより、蓄積キャパシタとセル1
〜ランジスタとが接続されてDRAMセルが構成される
The third conductive layer 12B connects the storage capacitor and cell 1
- transistors are connected to form a DRAM cell.

13は層間絶縁層、 14は配線コンタクト窓、 15はS/D領域9八に第3の導電層9八を介してコン
タクトし、層間絶縁層上にワード線と直交する方向に延
在せしめられるアルミニウム(A1)よりなるビット線
、 を示す。
13 is an interlayer insulating layer, 14 is a wiring contact window, and 15 is in contact with the S/D region 98 via the third conductive layer 98, and extends on the interlayer insulating layer in a direction perpendicular to the word line. A bit line made of aluminum (A1) is shown.

同図に示すように本発明に係るトレンチキャパシタセル
においては、トランジスタのS / 09M 域9 B
と蓄積キャパシタの蓄積電極7との電気的接続は第3の
導電層12(12B)によってなされる。
As shown in the figure, in the trench capacitor cell according to the present invention, the S/09M region 9B of the transistor
The electrical connection between the storage electrode 7 of the storage capacitor and the storage electrode 7 of the storage capacitor is made by the third conductive layer 12 (12B).

従ってトレンチ4内の第2の導電層7が情報電荷を蓄積
する蓄積電極となり、基板側の第1の導電層5がセルプ
レート(対向電極)となり、従来と逆になる。
Therefore, the second conductive layer 7 in the trench 4 becomes a storage electrode for accumulating information charges, and the first conductive layer 5 on the substrate side becomes a cell plate (counter electrode), which is the opposite of the conventional structure.

これにより基板側に空乏層が拡がることがなくなるので
、隣接するキャパシタとの間の結合(干渉)はなくなり
、且つソフトエラーも減少する。
This prevents the depletion layer from expanding to the substrate side, thereby eliminating coupling (interference) between adjacent capacitors and reducing soft errors.

そして、上記トランジスタのSi[]領域9Bと蓄積キ
ャパシタの蓄積電極7とを接続する第3の導電層即ちn
゛型ポリSi層12(12B)は、ワード線10A。
Then, a third conductive layer, that is, n
The type poly-Si layer 12 (12B) is the word line 10A.

105間に表出せしめたSi面に選択気相成長させるこ
とにより、マスクプロセスを用いずに、ワード線に自己
整合して形成される。
By performing selective vapor phase growth on the Si surface exposed between 105 and 105, it is formed in self-alignment with the word line without using a mask process.

これによりセルの微細化、高集積化が図れる。This allows cells to be miniaturized and highly integrated.

更に本発明の構造においては、トレンチの側面にキャパ
シタの周囲を画定する絶縁@21が設けられるので、S
’/D領域9A、 9Bの形成など以後の製造工程にお
いて行われる熱処理工程で、該トレンチの内面に形成さ
れる高不純物濃度のセルプレート(対向電極)即ち10
19 cm −3程度の高不純物濃度を有するp゛型ポ
リSi層(第1の導電層)5からトレンチ4周囲のp−
3i基板1内へ不純物が拡散してその不純物濃度が減少
するのが抑止され、これによって該p゛型ポリSi層(
第1の導電層)5における誘電体N6との界面の空乏層
生成による該キャパシタの蓄積容量の低下は防止される
Furthermore, in the structure of the present invention, since the insulation @21 defining the periphery of the capacitor is provided on the side surface of the trench, S
In the heat treatment process performed in subsequent manufacturing processes such as the formation of the '/D regions 9A and 9B, a highly impurity-concentrated cell plate (counter electrode) 10 is formed on the inner surface of the trench.
From the p-type poly-Si layer (first conductive layer) 5 having a high impurity concentration of about 19 cm -3 to the p-
The diffusion of impurities into the 3i substrate 1 and the decrease in the impurity concentration are suppressed, thereby preventing the p-type poly-Si layer (
A decrease in the storage capacity of the capacitor due to the formation of a depletion layer at the interface with the dielectric N6 in the first conductive layer 5 is prevented.

なお上記構造において第1の導電層(セルプレート)5
ばトレンチ底部に形成されているキャパシタ画定用Si
O□絶縁層21の開孔部22において基板1とオーミッ
クにコンタクトし、基板1と同電位に保たれる。
Note that in the above structure, the first conductive layer (cell plate) 5
For example, Si for capacitor definition formed at the bottom of the trench.
It makes ohmic contact with the substrate 1 at the opening 22 of the O□ insulating layer 21, and is kept at the same potential as the substrate 1.

次ぎに上記実施例に係るトレンチキャパシタセルの製造
方法の概略を、第2図ta)〜tf)に示す工程平面図
と工程断面図及び第1図を参照して説明する。
Next, the outline of the method for manufacturing the trench capacitor cell according to the above embodiment will be explained with reference to the process plan view and process cross-sectional view shown in FIGS. 2 (ta) to tf) and FIG. 1.

第2図(al参照 先ずp−3i基板1面の素子形成領域上に選択酸化用の
耐酸化膜として、例えば5i3Na層(またはSi3N
4 とSiO□との複合層)2を形成し、これをマスク
にしてSi基板1を酸化し、フィールド絶縁層として厚
さ4000人のSiO□層3を形成する。
First, as an oxidation-resistant film for selective oxidation, for example, a 5i3Na layer (or Si3N
A composite layer 2 of 4 and SiO□ is formed, and using this as a mask, the Si substrate 1 is oxidized to form a SiO□ layer 3 with a thickness of 4000 nm as a field insulating layer.

第2図(bl参照 次いで通常のりソグラフイとりアクティブ・イオンエツ
チング(RIE)を用いて、フィールド絶縁層3の一部
を含めて耐酸化頭載に深さ例えば3〜/4pmのトレン
チ4を形成する。
FIG. 2 (see BL) Then, using conventional lamination and active ion etching (RIE), a trench 4 having a depth of, for example, 3 to 4 pm is formed on the oxidation-resistant head, including a part of the field insulating layer 3. .

次いで熱酸化を行ってトレンチ4の内面に厚さ例えば3
00人程0の厚さのキャパシタ画定用の5i02絶縁層
21を形成する。この厚さは特に制約はないが余り厚過
ぎるとトレンチの実効寸法が小さくなるので1000Å
以下が望ましい。
Next, thermal oxidation is performed to give the inner surface of the trench 4 a thickness of, for example, 3.
A 5i02 insulating layer 21 for capacitor definition is formed to have a thickness of about 0.00 mm. There are no particular restrictions on this thickness, but if it is too thick, the effective dimensions of the trench will become small, so it should be 1000 Å.
The following are desirable.

次いで基板面に垂直方向に優勢な異方性エツチング手段
例えばりアクティブ・イオンエツチング(RIE)によ
りl・レンチ4底部の5i02絶縁層21を選択的に除
去し、この部分にp−3i基板1面を表出する開孔22
を形成する。
Next, the 5i02 insulating layer 21 at the bottom of the l-wrench 4 is selectively removed by an anisotropic etching method that is predominant in the direction perpendicular to the substrate surface, such as active ion etching (RIE), and the 1st surface of the p-3i substrate is etched in this area. Opening 22 that exposes
form.

第2図(C1参照 次いで、トレンチ4の内面を含む基板面全面にCVD法
により硼素を高濃度にドープした厚さ1000人程度0
p゛型ポリSi層を形成し、等方性エツチング(プラズ
マエツチング)を行ってトレンチ4の内面のみにp゛型
ポリSi層5を残留せしめる。
Figure 2 (see C1) Next, the entire surface of the substrate including the inner surface of the trench 4 is doped with boron at a high concentration by CVD to a thickness of about 1000.
A p-type poly-Si layer 5 is formed and isotropically etched (plasma etching) to leave the p-type poly-Si layer 5 only on the inner surface of the trench 4.

該p1型ポリSi層5はトレンチ4底部において前記S
iO□層21の開孔22を介しp−3i基板1に接触し
、電気的に接続される。
The p1 type poly-Si layer 5 is connected to the S at the bottom of the trench 4.
It contacts the p-3i substrate 1 through the opening 22 of the iO□ layer 21 and is electrically connected.

このp″型ポリSi層5を形成するのは、トレンチ4の
内面に基板1と同一電位の高不純物濃度の領域を作るこ
とを目的としており、これによって基板部分をセルプレ
ート(対向電極)として用いるためである。そしてこの
p゛型ポリSi層5はトレンチ4の側面部においてトレ
ンチ4の周囲を画定するSiO□絶縁層21上に被着さ
れているので、その後の製造工程における熱処理によっ
てドープされている不純物原子(ここでは硼素、n基板
を用いる際には砒素または燐)が基板1中に拡散して散
逸するのが防がれる。これによってp゛型ポリSi層即
ちセルプレート5は高不純物濃度領域として保たれるの
で、蓄積キャパシタの電極として用いた際空乏層の発生
によって蓄積容量が減少するのが防止される。
The purpose of forming this p'' type poly-Si layer 5 is to create a region with high impurity concentration at the same potential as the substrate 1 on the inner surface of the trench 4, so that the substrate portion can be used as a cell plate (counter electrode). Since this p-type poly-Si layer 5 is deposited on the SiO□ insulating layer 21 that defines the periphery of the trench 4 on the side surface of the trench 4, it is doped by heat treatment in the subsequent manufacturing process. This prevents impurity atoms (here, boron, arsenic or phosphorus when an n-type substrate is used) from being diffused into the substrate 1 and dissipated. Since the region is maintained as a high impurity concentration region, the storage capacitance is prevented from decreasing due to the generation of a depletion layer when used as an electrode of a storage capacitor.

次いで選択酸化時に用いた耐酸化膜2を除去した後、上
記p+型ポリSi層5を有するトレンチ4の内面を含む
全面に誘電体層として、厚さ例えば100人程鹿のSi
3N4層(またはSi02層、またはこれらの複合層5
6を酸化、または成長によって形成する。
Next, after removing the oxidation-resistant film 2 used in the selective oxidation, a dielectric layer is formed on the entire surface including the inner surface of the trench 4 having the p+ type poly-Si layer 5 to a thickness of, for example, about 100 mm.
3N4 layer (or Si02 layer, or a composite layer of these 5
6 is formed by oxidation or growth.

この層は酸素雰囲気中でアニールすることにより、絶縁
耐圧が向上することが知られている。
It is known that the dielectric strength of this layer can be improved by annealing it in an oxygen atmosphere.

第2図(dl参照 次いで、トレンチ4内を含む基板1上に、トレンチを充
分に埋める程度の厚さに砒素または燐を高濃度にドープ
したn′″型ポリポ934層長し、次いで等方性のエツ
チング手段により基板上の該ポ’JSi層を選択的に除
去し、トレンチ4内を上記誘電体層6を介して完全に埋
めるn゛型ポリSi層7を形成する。このn゛型ポリS
i層7即ち第2の導電層は蓄積電極として機能する。
FIG. 2 (see dl) Next, on the substrate 1 including the inside of the trench 4, a layer of n''' type polypolymer 934 doped with a high concentration of arsenic or phosphorus is formed to a thickness sufficient to fill the trench, and then isotropically The poly-Si layer 7 on the substrate is selectively removed by etching means to form an n-type poly-Si layer 7 that completely fills the trench 4 with the dielectric layer 6 interposed therebetween. Poly S
The i-layer 7, ie, the second conductive layer, functions as a storage electrode.

第2図(el参照 次いでトレンチ4外に表出する誘電体層6を除去しSi
基板1面を露出させた後、通常のMO5トランジスタの
形成方法に従い基板1の表面を酸化し、メモリセルのM
OS )ランジスタ及び周辺回路の門O3)ランジスタ
のゲート絶縁層として厚さ例えば280人程鹿のSiO
□層8を形成する。この際900’c程度の低温で酸化
を行うと、p+型ボ’JSi層(蓄積電極)7表面の5
i02層8は600人程0の厚さになる。
FIG. 2 (see el) Next, the dielectric layer 6 exposed outside the trench 4 is removed and the Si
After exposing the surface of the substrate 1, the surface of the substrate 1 is oxidized according to the usual method for forming MO5 transistors, and the M of the memory cell is
OS) Gate of transistors and peripheral circuits O3) SiO with a thickness of about 280 mm as the gate insulating layer of transistors
□ Form layer 8. At this time, if oxidation is performed at a low temperature of about 900'c, 50% of the surface of the p+ type bo'JSi layer (storage electrode) 7 is
i02 layer 8 has a thickness of about 600 layers.

次いで該主面上に例えば4000人程度0厚さにチタン
シリサイド(TiSiz)等のゲート材料となる物質を
被着し、次いでその上に厚さ1000人程度0pi02
層11Aを被着し、パターンニングを行ってSiO□層
11Aを上部に有するTi5izワード線パターンを形
成し、次いで該主面上に再び1500人程度0Si02
層11Bを形成し、異方性エツチング手段によりワ−ド
線バクーンの上面及び側面にSiO□層1.IA若しく
はSiO□層11Bを残留せしめ(以上公知の技術)、
表面が絶縁層となる5i02層11(11A、11B)
に覆われたTiSi2よりなるワード線10A、 IO
B等を形成する。この際ワード線に覆われないSi基板
1面及びトレンチ4に埋込まれたポリSi層7の表面は
露出される。
Next, a material to be a gate material such as titanium silicide (TiSiz) is deposited on the main surface to a thickness of about 4000 mm, and then a material to be a gate material such as titanium silicide (TiSiz) is deposited on the main surface to a thickness of about 1000 mm.
Layer 11A is deposited and patterned to form a Ti5iz word line pattern with SiO□ layer 11A on top, and then about 1500 SiO2 layers are deposited again on the main surface.
A layer 11B is formed, and an SiO□ layer 1. Leaving the IA or SiO□ layer 11B (the above known techniques),
5i02 layer 11 (11A, 11B) whose surface becomes an insulating layer
Word line 10A, IO made of TiSi2 covered with
Form B etc. At this time, the surface of the Si substrate 1 not covered by the word line and the surface of the poly-Si layer 7 buried in the trench 4 are exposed.

次いで通常の方法によりワード線(ゲート電極)1〇八
をマスクにして砒素を選択的にイオン注入してn+型ソ
ース/ドレイン領域9A及び9Bを形成する。この際ト
レンチ4内に埋込まれたn゛型ポリSt層7にもn゛型
の不純物導入領域9Cが形成される。
Next, using the word line (gate electrode) 108 as a mask, arsenic is selectively ion-implanted to form n+ type source/drain regions 9A and 9B using a conventional method. At this time, an n-type impurity doped region 9C is also formed in the n-type polySt layer 7 buried in the trench 4.

第2図(f)参照 次いで、選択気相成長手段により上記基板上に厚さ40
00人程度0砒素または燐を高濃度にドープしたn゛型
のポリSi層の選択成長を行う。
Refer to FIG. 2(f). Next, a film with a thickness of 40 mm is deposited on the substrate by selective vapor growth means.
An n-type poly-Si layer doped with a high concentration of arsenic or phosphorus is selectively grown.

この際SiO□層11及び3上にはポリSi層は成長せ
ず、Si面が表出するソース/ドレイン領域9A、9B
及びn゛型ポリSi層7即ち蓄積電極上面のn1lf域
9C上にn”型ポリSiよりなる第3の導電層12A及
び12Bが形成される。なお表出している誘電体層6及
びキャパシタ画定用のSiO□層21層端1には該n゛
型ポリSi層は成長しないが、その厚さが200Å以下
で間隔が極めて狭くなるのでソース/ドレイン領域9B
上のポリSi層と蓄積電極7上のポリSi層とは連続し
た第3の導電層12B となり、ソース/トレイン領域
9Bと蓄積電極7の導通がとられる。
At this time, no poly-Si layer is grown on the SiO□ layers 11 and 3, and the source/drain regions 9A and 9B where the Si plane is exposed.
And third conductive layers 12A and 12B made of n'' type poly Si are formed on the n'' type poly Si layer 7, that is, the n1lf region 9C on the upper surface of the storage electrode. Although the n-type poly-Si layer does not grow on the layer end 1 of the SiO□ layer 21 for the purpose, since its thickness is less than 200 Å and the spacing is extremely narrow, the source/drain region 9B
The upper poly-Si layer and the poly-Si layer on the storage electrode 7 form a continuous third conductive layer 12B, so that the source/train region 9B and the storage electrode 7 are electrically connected.

第1図(al及び(bl参照 そして以後通常の方法により、基板全面に層間絶縁層1
3を被着し、ビット線がセルにコンタクトするソース/
ドレイン領域9A上にコンタクト窓14を開け、^1等
よりなるビット線15を形成する。
FIG. 1 (see al and (bl), and hereinafter, an interlayer insulating layer 1 is applied over the entire surface of the substrate by a conventional method.
3 and the source/bit line contacts the cell.
A contact window 14 is opened on the drain region 9A, and a bit line 15 made of ^1 etc. is formed.

以上のようにして完成した本発明に係るメモリセルは、
次のような特徴を有する。
The memory cell according to the present invention completed as described above is
It has the following characteristics.

■ 蓄積キャパシタの対向電極、つまりセルプレートは
基板自体、詳しくはI・レンチ側面に設けられた絶縁層
上に被着され、トレンチ底面において基板とコンタクト
し該コンタクト部を介し基板と同電位に給電された導電
層である。このため基板を接地すれば対向電極電位は極
めて安定し、いわゆる電圧バンプによる動作マージンの
減少や誤動作が生じにくい。
■ The counter electrode of the storage capacitor, that is, the cell plate, is deposited on the substrate itself, more specifically on the insulating layer provided on the side surface of the I-wrench, contacts the substrate at the bottom of the trench, and supplies power to the same potential as the substrate through the contact portion. conductive layer. Therefore, if the substrate is grounded, the potential of the counter electrode is extremely stable, and a reduction in operating margin and malfunction due to so-called voltage bumps are less likely to occur.

■ 基板は1つの大きな等電位の電極板であって、キャ
パシタ間がどんなに接近してもその間の干渉が一切ない
■ The substrate is one large equipotential electrode plate, and no matter how close the capacitors are, there is no interference between them.

この干渉とは、キャパシタ間のバンチスルーによる電荷
のリーク、及びキャパシタ間が空乏層で接することによ
って一方のキャパシタで起こった充電・放電による電位
変化が静電結合により他のキャパシタに及んで、その蓄
積電荷量を変調してしまうことである。
This interference is caused by charge leakage due to bunch-through between capacitors, and when capacitors are in contact with each other through a depletion layer, potential changes due to charging and discharging that occur in one capacitor extend to the other capacitor due to capacitive coupling. This modulates the amount of accumulated charge.

■ 蓄積電極は絶縁層(誘電体層)で囲まれ、基板内に
空乏層が拡がることがないので、ソフトエラーの障害を
起こし難い。
■ The storage electrode is surrounded by an insulating layer (dielectric layer), and a depletion layer does not spread within the substrate, so soft errors are less likely to occur.

■ 蓄積キャパシタはn゛型ポリSt層〜誘電体層〜p
゛型ポリSi層の構造をしており、反転層を用いていな
いので書込み電圧の損失はない。
■ Storage capacitor consists of n-type polyst layer ~ dielectric layer ~ p
Since it has a structure of a type poly-Si layer and does not use an inversion layer, there is no write voltage loss.

■ メモリセルの構造上、Mis)ランジスタのソ2〇 一ス/ドレイン領域の下にキャパシタが埋込まれて形成
されるため、メモリセルはほぼトランジスタ1個分の大
、きさでセル自体が従来に比べ大幅に縮小され、且つ従
来セルにおいて基板上に形成されていたセルプレートが
ないので、セルプレートとキャパシタ及びトランジスタ
間の位置合わせのための寸法余裕をとる必要がなく、メ
モリセルは一層小型になる。
■ Due to the structure of the memory cell, a capacitor is buried under the source/drain region of the Mis) transistor, so the memory cell itself is approximately the size of one transistor. Since it is significantly smaller than conventional cells and there is no cell plate that is formed on the substrate in conventional cells, there is no need to provide a dimensional margin for alignment between the cell plate and the capacitor and transistor, making the memory cell even more compact. Becomes smaller.

■ 蓄積キャパシタの対向電極は基板に形成したトレン
チの内面に被着した高不純物濃度のポリSi層であり、
このポリSi層がトレンチ側面部においては選択的に薄
い絶縁層を介して基板と接せしめらるので、電気的には
基板と同一電位に維持されるが該トレンチ側面部での不
純物の基板側への散逸は阻止され、製造工程中の熱処理
を経ても該ポリSi層の不純物濃度は殆ど低下しない。
■ The counter electrode of the storage capacitor is a poly-Si layer with a high impurity concentration deposited on the inner surface of a trench formed in the substrate.
Since this poly-Si layer is selectively brought into contact with the substrate via a thin insulating layer at the side surfaces of the trench, it is electrically maintained at the same potential as the substrate; The impurity concentration of the poly-Si layer hardly decreases even after heat treatment during the manufacturing process.

n+型半淳体〜誘電体層〜p+型半感体 構造のキャパ
シタでは、蓄積電極に電圧が加わると半導体側に空乏層
が発生し、n+、p+の濃度が低いと空乏層は誘電体層
に重なり、蓄積容量が電圧依存性を持って実効的容量が
減ってしまうという不利な一面を持っているが、本発明
の構造においては、上記のように対向電極の不純物濃度
が低下することがないので、空乏層発生による蓄積容量
の減少が防止される。
In a capacitor with an n+ type semiconductor ~ dielectric layer ~ p+ type semiconductor structure, when a voltage is applied to the storage electrode, a depletion layer is generated on the semiconductor side, and when the concentration of n+ and p+ is low, the depletion layer becomes the dielectric layer. However, in the structure of the present invention, the impurity concentration of the counter electrode can be reduced as described above. Therefore, a decrease in storage capacity due to the generation of a depletion layer is prevented.

その他本発明のメモリセルにおいては、基板側がセルプ
レートになっており、基板上に特にセルプレートを形成
することがないので、当該セルのワード線に対し隣に走
るワード線はゲート酸化膜と同等の薄い酸化膜を介して
当該セルの蓄積電極部と接するので、ここに静電容量結
合が生じる。
In addition, in the memory cell of the present invention, the substrate side is the cell plate, and since no cell plate is specifically formed on the substrate, the word line running next to the word line of the cell is equivalent to the gate oxide film. Since it is in contact with the storage electrode portion of the cell through the thin oxide film, capacitive coupling occurs here.

DRAMAこおいてはあるワード線が選択されている時
に隣のワード線は原則的には接地電位にクランプされて
いるので、上記静電結合容量により僅がなから当該セル
の蓄積容量が増大するという効果も生ずる。
In DRAM, when a word line is selected, the adjacent word line is basically clamped to the ground potential, so the capacitive coupling capacitance slightly increases the storage capacity of the cell. This effect also occurs.

第3図は本発明の第2の実施例によるトレンチキャパシ
タセルを模式的に示す平面図(a)及び側断面図(bl
である。
FIG. 3 is a plan view (a) and a side sectional view (bl) schematically showing a trench capacitor cell according to a second embodiment of the present invention.
It is.

この構造において、メモリセルはp基板上のnウコニル
にイ乍られる。
In this structure, the memory cells are embedded in n-conyl on a p-substrate.

図において、 16はn型ウェル、 107はトレンチ内に誘電体層を介して埋込まれた第2
の導電層でp゛型のポリSiよりなる蓄積電極。
In the figure, 16 is an n-type well, and 107 is a second well buried in the trench via a dielectric layer.
A storage electrode made of p-type poly-Si with a conductive layer.

109八、 109Bはp+型S/D領域、109Cは
S/D領域と共に形成されたp+型領領域112Aはp
゛型ポリSi層で第3の導電層、112Bは第3の導電
層で、トランジスタのS/D領域例えば109Bと蓄積
キャパシタの蓄積電極107を電気的に接続するp゛型
ポリSi層を示し、その他の符号は第1図と同一の対象
物を示す。
1098, 109B is a p+ type S/D region, and 109C is a p+ type region 112A formed together with the S/D region.
The third conductive layer 112B is a p-type poly-Si layer that electrically connects the S/D region of the transistor, for example 109B, and the storage electrode 107 of the storage capacitor. , other symbols indicate the same objects as in FIG.

なおこの構造はn型基板上にp型ウェルを有する半導体
基体を用いる際にも適用される。但しこの場合、各導電
層、S/D領域等の導電型は第3図と逆になる。
Note that this structure is also applied when using a semiconductor substrate having a p-type well on an n-type substrate. However, in this case, the conductivity types of each conductive layer, S/D region, etc. are opposite to those in FIG. 3.

第2の実施例に係るトレンチキャパシタセルの製造方法
は概略下記の通りである。
The method for manufacturing the trench capacitor cell according to the second embodiment is roughly as follows.

第4図(al参照 通常の方法によりp−5i基板1面に深さ例えば2μm
程度のnウェル16が形成されてなる半導体基体を用い
、第2図(a)の説明と同様の方法によりnウェル16
面の素子形成領域上にSi:+L層2を形成し、これを
マスクにし熱酸化により厚さ4000人程度0フィール
ドSiO□層3を形成する。
Figure 4 (see al.) By the usual method, a depth of 2 μm, for example, is applied to one surface of the p-5i substrate.
Using a semiconductor substrate having an n-well 16 formed therein, the n-well 16 is formed by a method similar to that described in FIG.
A Si:+L layer 2 is formed on the element formation region of the surface, and using this as a mask, a 0-field SiO□ layer 3 with a thickness of about 4,000 layers is formed by thermal oxidation.

第4図(b)参照 次いで前記実施例同様例えばRIE処理を用いて、フィ
ールド絶縁層3の一部を含めて耐酸化領域に、底部がp
−3i基板1内に達する深さ例えば3〜4μmのトレン
チ4を形成する。
Referring to FIG. 4(b), the oxidation-resistant region including a part of the field insulating layer 3 is then coated with a p-p bottom by using, for example, RIE treatment as in the previous embodiment.
-3i A trench 4 having a depth of, for example, 3 to 4 μm reaching inside the substrate 1 is formed.

次いで熱酸化を行ってトレンチ4の内面に厚さ例えば3
00人程0の厚さのキャパシタ画定用のSiO□絶縁層
21を形成する。
Next, thermal oxidation is performed to give the inner surface of the trench 4 a thickness of, for example, 3.
A SiO□ insulating layer 21 for capacitor definition is formed to have a thickness of about 0.000 mm.

次いでRIE処理によりトレンチ4底部のSin、絶縁
層21を選択的に除去し、この部分にp−3i基板1面
を表出する開孔22を形成する。
Next, by RIE processing, the Sin and insulating layer 21 at the bottom of the trench 4 are selectively removed, and an opening 22 exposing the surface of the p-3i substrate 1 is formed in this portion.

第4図(C)参照 次いで、第1の実施例同様トレンチ4の内面に硼素を高
濃度にドープした厚さ1000人程度0p゛型ポリSt
層5を形成する。該p“型ポリSi層5はトレンチ4底
部において前記Sin2層21の開孔22を介しp−3
i基板1に電気的に接続される。
Refer to FIG. 4(C) Next, as in the first embodiment, the inner surface of the trench 4 is made of 0p type polyester with a thickness of about 1000 doped with boron at a high concentration.
Form layer 5. The p" type poly-Si layer 5 is formed at the bottom of the trench 4 through the opening 22 of the Sin2 layer 21.
It is electrically connected to the i-board 1.

次いで第1の実施例同様の方法により上記p゛型ポリS
i層5を有するトレンチ4の内面を含む全面に誘電体層
として、厚さ例えば100人程0のSi3N4層(また
はSiO□層、またはこれらの複合層)6を酸化、また
は成長によって形成する。
Next, by the same method as in the first example, the above p type poly S
A Si3N4 layer (or SiO□ layer, or a composite layer thereof) 6 having a thickness of, for example, about 100 layers is formed as a dielectric layer over the entire surface including the inner surface of the trench 4 having the i-layer 5 by oxidation or growth.

第4図(dl参照 次いで、第1の実施例同様の方法により、トレンチ4内
を上記誘電体層6を介して完全に埋め蓄積電極として機
能するp゛型ポリSi層107を形成する。
Refer to FIG. 4 (dl) Then, by the same method as in the first embodiment, a p-type poly-Si layer 107 is formed, which completely fills the inside of the trench 4 with the dielectric layer 6 interposed therebetween and functions as a storage electrode.

第4図(el参照 次いでトレンチ4外に表出する誘電体層6を除去しnウ
ェル16面を露出させた後、第1の実施例同様通常のM
OS )ランジスタの形成方法に従いnウェル16面に
ゲー) 340g層8を形成し、該ゲートSin□層8
上に表面が絶縁層となる5iOz層IH11a、11b
)に覆われた例えばTiSi2よりなるワード線10A
、 IOB等を形成し、次いで表出するnウェル16面
にワード線(ゲート電極)10^等をマスクにして硼素
をイオン注入してp°型ソース/ドレイン領域109八
及び109Bを形成する。この際、トレンチ4内に埋込
まれたp゛型ポリSi層107にもp″型の不純物導入
領域109Cが形成される。
FIG. 4 (see el) Next, after removing the dielectric layer 6 exposed outside the trench 4 and exposing the surface of the n-well 16, the normal M
OS) 340g layer 8 is formed on the n-well 16 surface according to the transistor formation method, and the gate Sin□ layer 8 is
5iOz layer IH11a, 11b whose surface is an insulating layer on top
) covered with a word line 10A made of TiSi2, for example.
, IOB, etc. are formed, and then boron ions are implanted into the exposed surface of the n-well 16 using the word line (gate electrode) 10^ etc. as a mask to form p° type source/drain regions 1098 and 109B. At this time, a p'' type impurity doped region 109C is also formed in the p'' type poly-Si layer 107 buried in the trench 4.

第4図ffl参照 次いで第1の実施例同様選択気相成長手段によりSi面
が表出するソース/ドレイン領域109A、109B及
びp”型ポリSi層107面のp+領域109C上にp
1型ポリSiよりなる第3のW電層112A及び112
Bを形成する。この際、前述したようにでソース/ドレ
イン領域109B上のポリSi層と蓄積電極107上の
ポリSi層とは連続した第3の導電層112Bとなり、
ソース/ドレイン領域109Bと蓄積電極107の導通
がとられる。
Refer to FIG. 4 ffl Next, as in the first embodiment, a selective vapor growth method is used to form a p
Third W conductive layer 112A and 112 made of type 1 poly-Si
Form B. At this time, as described above, the poly-Si layer on the source/drain region 109B and the poly-Si layer on the storage electrode 107 become a continuous third conductive layer 112B,
The source/drain region 109B and the storage electrode 107 are electrically connected.

第1図(a)及び(bl参照 そして以後通常の方法により、基板全面に層間絶縁層1
3を被着し、ビット線がセルにコンタクトするソース/
ドレイン領域109A上にコンタクト窓14を開け、^
1等よりなるビット線15を形成する。
Refer to FIGS. 1(a) and (bl) and thereafter apply an interlayer insulating layer 1 over the entire surface of the substrate by a conventional method.
3 and the source/bit line contacts the cell.
A contact window 14 is opened on the drain region 109A, and
A bit line 15 made of 1st grade is formed.

以上のようにして完成した第2の実施例に係るメモリセ
ルは、前述した第1の実施例に係る構造の利点に加えて
更に下記のような特徴(利点)を有する。
The memory cell according to the second embodiment completed as described above has the following features (advantages) in addition to the advantages of the structure according to the first embodiment described above.

■ 通常ウェルにはバイアスジェネレータ等によって電
位が供給されるので、その電位が不安定になり勝ちであ
る。そのためキャパシタの対向電極をウェルに固定した
際にはキャパシタの蓄積電極の電位がウェル電位と共に
変動し蓄積情報の信頼度が低下するという問題を生じる
が、該実施例の構造においては、トレンチがウェルを貫
通して基板内に達しており、対向電極は安定した電位が
供給される基板に固定される。
■ Normally, a potential is supplied to the well by a bias generator or the like, so the potential tends to become unstable. Therefore, when the counter electrode of the capacitor is fixed to the well, the potential of the storage electrode of the capacitor fluctuates with the well potential, causing a problem that the reliability of the stored information decreases. The counter electrode is fixed to the substrate to which a stable potential is supplied.

従ってキャパシタの蓄積電極の電位が外乱によって変動
を受は難く、蓄積情報の信頼度が向上する。
Therefore, the potential of the storage electrode of the capacitor is less susceptible to fluctuations due to disturbances, and the reliability of stored information is improved.

■ 対向電極と蓄積電極が同導電型で形成されるので対
向電極内に空乏層が発生せず、実効的な蓄積容量が低下
することがない。
■ Since the counter electrode and the storage electrode are formed of the same conductivity type, no depletion layer is generated within the counter electrode, and the effective storage capacity does not decrease.

なお、本発明は上記実施例と反対導電型のDRAMセル
にも勿論適用される。
It should be noted that the present invention is of course applied to a DRAM cell of a conductivity type opposite to that of the above embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以−ヒ説明したように本発明によれば、安定性の高い、
キャパシタ間の干渉のない、キャパシタ耐圧の高い、微
細化、高集積化が可能なトレンチキャパシタ構造のDR
AMセルが得られ、且つ製造工程中の熱処理によりキャ
パシタの対向電極の不純物濃度が低下してキャパシタの
蓄積容量が低下するのが防止され、蓄積情報の信頼度が
向上する。
As explained below, according to the present invention, highly stable
DR with trench capacitor structure that eliminates interference between capacitors, has high capacitor breakdown voltage, and allows for miniaturization and high integration.
An AM cell is obtained, and the impurity concentration of the opposing electrode of the capacitor is reduced due to the heat treatment during the manufacturing process, thereby preventing the storage capacity of the capacitor from decreasing and improving the reliability of stored information.

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

第1図は本発明の第1の実施例によるトレンチキャパシ
タセルを模式的に示す平面図(a)及び側断面図(bl
、 第2図(al〜(flは第1の実施例に係る製造方法を
示す工程平面図及び工程断面図、 第3図は本発明の第2の実施例によるトレンチキャパシ
タセルを模式的に示す平面図(al及び個所面図(bl
、 第4図(al〜(rlば第2の実施例に係る製造方法を
示す工程平面図及び工程断面図、 第5図は従来構造の模式側断面図 である。 図において、 ■は半導体基体でp−3i基板、 2は耐酸化膜、 3はフィールド絶縁層で5i02層、 4は溝(トレンチ)、 5は第1の導電層でp″型のポリSiよりなるセルプレ
ート(対向電極)、 6は窒化珪素(SiJJ よりなる誘電体層、7は第2
の導電層でn1型のポリSiよりなる蓄積電極、 8はゲート絶縁層で5i02層、 9^、9Rはn°型ソース/ドレイ7(S/D) ?J
域、9Cはn“型領域、 10Aはワード線(ゲート電極)、 10Bは同じく隣接するセルのワード線11はSiO□
絶縁層、 12A 、12Bはn′″型ポリポ934層なる第3の
導電層、 13は層間絶縁層、 14は配線コンタクト窓、 15はビット線 16はnウェル、 21はキャパシタ測定用SiO□絶縁層、22は開孔、 107は第2の導電層でp゛型のポリSiよりなる蓄積
電極、 109八、 109Bは p9型ソース/ドレイン(S/D)領域、109Cはp
”型領域、 112八、112Bはp′″型ポリSt層よりなる第3
の導電層、 を示す。
FIG. 1 is a plan view (a) and a side sectional view (bl) schematically showing a trench capacitor cell according to a first embodiment of the present invention.
, FIG. 2 (al to (fl) are process plan views and process cross-sectional views showing the manufacturing method according to the first embodiment, and FIG. 3 schematically shows a trench capacitor cell according to the second embodiment of the present invention. Plan view (al) and partial plan view (bl)
, FIG. 4 (al~(rl) is a process plan view and a process sectional view showing the manufacturing method according to the second embodiment, and FIG. 5 is a schematic side sectional view of a conventional structure. In the figure, (2) is a semiconductor substrate. 2 is a p-3i substrate, 2 is an oxidation-resistant film, 3 is a field insulating layer, 5i02 layer, 4 is a trench, 5 is a first conductive layer, and is a cell plate (counter electrode) made of p'' type poly-Si. , 6 is a dielectric layer made of silicon nitride (SiJJ), and 7 is a second dielectric layer.
The conductive layer is a storage electrode made of n1 type poly-Si, 8 is a gate insulating layer, which is a 5i02 layer, and 9^, 9R are n° type source/drain 7 (S/D)? J
area, 9C is an n" type region, 10A is a word line (gate electrode), and 10B is a word line 11 of an adjacent cell, which is SiO□
Insulating layer, 12A, 12B is a third conductive layer consisting of n''' type polypolymer 934 layer, 13 is an interlayer insulating layer, 14 is a wiring contact window, 15 is a bit line 16 is an n-well, 21 is SiO□ insulation for capacitor measurement 22 is an opening, 107 is a second conductive layer and a storage electrode made of p type poly-Si, 1098, 109B is a p9 type source/drain (S/D) region, and 109C is a p type source/drain (S/D) region.
"type region, 1128, 112B is a third region made of p'" type polySt layer.
A conductive layer of , is shown.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基体に形成された溝と、 該溝の内面に形成され底部に開孔を有する絶縁層と、 該開孔の内部を含む該絶縁層上に皮膜状に形成され、該
開孔部において該半導体基体とオーミックに接続する第
1の導電層と、 該第1の導電層上に形成された誘電体層と、該絶縁層、
第1の導電層、及び誘電体層を介して該溝内に埋込まれ
た第2の導電層とによって構成される蓄積キャパシタと
、 該半導体基体面に形成されたMISトランジスタとを有
し、 該蓄積キャパシタの該第2の導電層が第3の導電層によ
り該MISトランジスタの一方のソース/ドレイン領域
にオーミックに接続されてなることを特徴とするダイナ
ミックランダムアクセスメモリ。 2、該半導体基体が一体の半導体基体よりなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のダイナミックラン
ダムアクセスメモリ。 3、上記半導体基体が上部に反対導電型半導体層を有す
る一導電型半導体基板よりなり、上記溝が該一導電型半
導体基板に達し、上記第1の導電層が上記開孔部を介し
て該一導電型半導体基板にオーミックに接続してなるこ
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
クランダムアクセスメモリ。
[Claims] 1. A groove formed in a semiconductor substrate; an insulating layer formed on the inner surface of the groove and having an opening at the bottom; and a film formed on the insulating layer including the inside of the opening. a first conductive layer that is ohmically connected to the semiconductor substrate at the opening, a dielectric layer formed on the first conductive layer, and the insulating layer;
a storage capacitor configured by a first conductive layer and a second conductive layer embedded in the trench via a dielectric layer; and an MIS transistor formed on the semiconductor substrate surface; A dynamic random access memory characterized in that the second conductive layer of the storage capacitor is ohmically connected to one source/drain region of the MIS transistor by a third conductive layer. 2. The dynamic random access memory according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is an integral semiconductor substrate. 3. The semiconductor substrate is made of a semiconductor substrate of one conductivity type having a semiconductor layer of an opposite conductivity type on the upper part, the groove reaches the semiconductor substrate of one conductivity type, and the first conductive layer is connected to the semiconductor substrate through the opening. The dynamic random access memory according to claim 1, wherein the dynamic random access memory is ohmically connected to a semiconductor substrate of one conductivity type.
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