JPS6281752A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置の製造方法

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JPS6281752A
JPS6281752A JP60223191A JP22319185A JPS6281752A JP S6281752 A JPS6281752 A JP S6281752A JP 60223191 A JP60223191 A JP 60223191A JP 22319185 A JP22319185 A JP 22319185A JP S6281752 A JPS6281752 A JP S6281752A
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JP
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plate
capacitor
memory device
memory cell
semiconductor memory
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JP60223191A
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Hiroshi Inoue
井上 紘
Masayoshi Ino
伊野 昌義
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • 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】 (産業上の利用分野) 本発明は、溝型(トレンチ型)メモリセルを有する半導
体記憶装置、特にそのメモリセルの構造に関するもので
ある。
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、日経エレクトロ
ニクス、(1985−6−3)日経マグロウヒル社P、
218−220に記載されるものがあった。以下、その
構成を図を用いて説明する。
第2図は従来の半導体記憶装置に係る溝型メモリセルの
一構成例を示す断面図である。
この溝型メモリセルでは、半導体基板1の表面に溝2が
掘られ、その溝2の壁面に、半導体基板1と反対の導電
型反転層からなる第1のプレート3が形成されている。
さらに、第1のプレート3内には、ゲート絶縁膜からな
る誘電体層4を介して、ポリシリコン層からなる第2の
プレート5が充填されている。これら第1のプレート3
、誘電体層4、及び第2のプレート5でメモリ用キャパ
シタCが構成される。
、誘電体層4の一方には、メモリセル分離用のフィール
ド絶縁膜6が、その他方にはゲート絶縁膜7が、それぞ
れ延設されている。ゲート絶縁膜7の下方には、半導体
基板1と反対の導電型ソース領域8と同じく反対の導電
型ドレイン領域からなるビット線9とが形成されている
。さらに、ゲート絶縁膜7の上方には、ゲート電極10
が形成されている。これらソース領域8、ビット線9及
びゲート電極lOでトランスファ(転送)用トランジス
タTRが構成される。
:fS2のプレート5及びゲート電8i10上には、中
間絶縁膜11が形成され、さらにその上に図示しない配
線用の電極及び表面保護用の絶縁膜が積層されている。
ここで、半導体基板1には接地電位vSSが、第2のプ
レート5には電源電位VCC(約5V)がそれぞれ印加
される。
第3図は第2図の等価回路図である。キャパシタC及び
トランジスタTRは、電源電位vCCとビット線9の間
に直列接続され、メモリセルを構成している。このよう
なメモリセルや、センスアンプ等が組合せられ、ダイナ
ミック型RAM  (書込み、読出し可能な記憶装置)
等の半導体記憶装置が構成される。
以上の構成において、キャパシタCに蓄えられる電荷は
、トランジスタTRを通して充電あるいは放電され、そ
のキャパシタCに対する電荷蓄積の有無により、メモリ
セルに情報を記憶することができる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成の半導体記憶装置では、次のよ
うな問題点があった。
従来の装置では、第1のプレート3を反転層で構成し、
第2のプレート5に電源電位vCCを印加しているため
、ノイズがのりやすく、半導体記憶装置が誤動作しやす
いという問題点があった。さらに、第2のプレート5に
電源電位VCCが印加されるため、第1.第2のプレー
ト3,5間の電界が大きくなって誘電体層4の膜厚が厚
くなり、キャパシタの大容量化や、大集積化が困難にな
るという問題点があった。
そこで、これらの問題点を解決するために、第2のプレ
ート5の電位を接地電位vSS、または電源電位VCC
と接地電位VSSの中間電位1/2VCCにすることが
考えられる。
第2のプレート電位をVSS 、または1/2VCCに
するには、第1のプレート3を構成する反転層を、不純
物濃度を一定にして一定の膜厚で溝2内に形成すること
が必要となる。
ところが、このように反転層を精度良く形成するには、
相当の困難性をともなう。すなわち、反転層を形成する
には、一般に半導体基板1に溝2を掘り、その溝2内に
リン等の不純物を含んだ二酸化シリコンを形成し、それ
を拡散源としだ固相拡散によって反転相を形成した後、
その拡散用の二酸化シリコンを取り除く作業を行なう。
しかし、前記固相拡散法は、二酸化シリコン内に含まれ
る不純物の濃度制御が難しく、濃すぎれば、反転層領域
が深くなりすぎて隣接するキャパシタCとのリークを起
こす。また、濃度が不充分であれば、充分な反転層の形
成が困難となる。そのため、従来装置では、第2のプレ
ート5に電源電位vCCを印加せざるを得なかった。
本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、第
2のプレート電位を接地電位VSS 、または中間電位
1/2 VCCにすることが困難な点について解決した
半導体記憶装置を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記問題点を解決するために、半導体基板の
溝内に形成されたキャパシタと、このキャパシタの充、
放電を行なうトランジスタとを備えたメモリセルを複数
個有し、前記キャパシタに対する電荷蓄積の有無により
情報の記憶を行なう半導体記憶装置において、前記キャ
パシタを、前記溝の壁面に形成された導電膜からなる第
1のプレートと、この第1のプレート内に誘電体層を介
して充填された第2のプレートとで構成したものである
(作 用) 本発明によれば、以上のように半導体記憶装置を構成し
たので、第1あるいは第2のプレートに、電源電位vC
Cよりも低い、接地電位VSSあるいは中間電位!/2
 VCC等を印加することが可能となる。したがって、
Im記問題点を除去できるのである。
(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例に係る半導体記憶装置の
溝型メモリセルを示す断面図である。
この溝型メモリセルでは、大きさlX1014〜lX1
015/cm3程度のP型シリコンからなる半導体基板
20に、ウェットエツチング等で溝21が掘られている
。溝21は5例えばその開口部寸法がlp−m口、深さ
が3〜5gm程度に形成される。
溝21内の壁面には、リン等の不純物をドープしたN型
ポリシリコン膜等からなる第1のプレート22が形成さ
れている。第1のプレート22は、例えば不純物濃度が
I X 1020〜I X 1021/ cm3で、膜
厚が1000〜2000λ程度である。この第1のプレ
ート22を形成する際には、その外周部に、ポリシリコ
ン膜から拡散された反転層23が形成されるが、その反
転層23はあってもなくてもよい。
第1のプレート22内の壁面には、誘電体層24が形成
され、さらにその誘電体層24内に第2のプレート25
が充填されている。誘電体層24は、二酸化シリコン(
Si02)、窒化シリコン(Si3N4)、 あるいは
それらの複合物等により、厚さが例えば100〜20O
A程度に形成される。また、第2のプレート25は、ポ
リシリコン層等で形成され、さらにその第2のプレート
25が溝21の開口部周辺にわたり、厚さが例えば3o
oo〜5000λ程度に延設されている。これら第1の
プレー)22.、d電体層24、及び第2のプレート2
5によってキャパシタC1が構成される。
溝21の開口部に隣接してその一方に、二酸化シリコン
(Si02)等からなるメモリセル分離用のフィールド
絶縁膜26が形成され、さらにその溝開口部の他方に、
N5のソース領域27とN型のドレイン領域からなるビ
ット線28とが形成されている。
ソース領域27及びビット線28は、例えばリン。
ヒ素等の不純物を濃度lX102G〜I X 1021
/cm3で半導体基板200表面に拡散することにより
形成される。その一方のソース領域27は、半導体基板
20の表面で第1のプレート22と接続されている。さ
らに、ソース領域27及びビット線28の上には、例え
ば厚さ200〜300人の二酸化シリコン(Si02)
等でできたゲート絶縁膜28を介して、ゲート電極30
が配設されている。これら、ソース領域27、ビット線
28及びゲート電極30でトランジスタTRIが構成さ
れる。
第2のプレート25及びゲート電極30上には、二酸化
シリコン(Si02)等からなる厚さ例えばGooo〜
8000λの中間絶縁膜31、アルミ等の配線用電極3
2、及びPSG、窒化シリコン等からなる表面保護用の
パッシベーション膜3aが積層状態で配設されている。
ここで、半導体基板20には接地電位vS8が。
第2のプレート25には接地電位VSS 、あるいは中
間電位1/2 VCC:  (約2.5V)が、それぞ
れ印加される。
第4図は第1図の等価回路図である。キャパシタC1及
び)・ランジスタ丁R1は、接地電位vSSまたは中間
電位1/2 VCCとビット線28との間に直列接続さ
れ、メモリセルを構成している。従来装置と同様に、こ
のようなメモリセルやセンスアンプ等を組合せてダイナ
ミック型RAM等の半導体記憶装置が構成される。
その動作は、従来装置と同様に、トランジスタTRIを
通してキャパシタC1に電荷の充、放電が行なわれ、そ
のキャパシタC】に対する電荷の蓄積の有無により、メ
モリセルに情報に記憶する。
本実施例では、従来の反転層に代えてポリシリコン等か
らなる第1のプレート22をキャパシタC1の一方の電
極としているため、従来の障害であった反転層の形成が
不要となる。しかも、第1のプレート22の不純物濃度
や膜厚を精度良く制御して形成することが容易であるた
め、キャパシタC1の他方の電極である第2のプレート
25に、接地電位vSSあるいは中間電位1/2 VC
Cを印加することが可能となる。そのため、ノイズによ
る誤゛  動作を防止できる。さらに、誘電体層24に
加わる電界が小さくなるため、その誘電体層24の膜厚
を薄くでき、これによってキャパシタCIの大容量化や
、キャパシタ面積の減少による大集積化が可能となる。
第5図は本発明の第2の実施例を示す溝型メモリセルの
断面図、および第6図は第5図の等価回路図である。こ
の図面において、上記第1の実施例の第1図および第4
図中の要素と同一の要素には同一の符号が付されている
このメモリセルにおいて、トランジスタTRIの構造は
第1の実施例と同一であるが、キャパシタC2の構造が
異なっている。すなわち、このキャパシタC2では、第
1のプレート42がタングステン(W)、モリブデン(
MO)等の高融点金属膜で形成され、それに接地電位v
SSが印加される。ここで、第1のプレート42及び半
導体基板20は、同電位の接地電位VSSとなるため、
第1のプレート42とソース領域27との接続状態を遮
断し、第2のプレート25とソース領域27とを接続し
ている。
このような構造にしても、第1の実施例と同様の作用、
効果が得られる。
第7図および第8図は本発明の第3の実施例を示す溝型
メモリセルの要部断面図である。
第7図では、キャパシタを構成する第1のプレート52
を、上部の高融点金属膜52−1及び下部のポリシリコ
ン膜52−2からなる複合膜で構成している。このよう
にすると、第1のプレート52の抵抗率を小さくできる
利点がある。
第8図では、キャパシタを構成する第1のプレート82
を、上部のポリシリコン膜62−1及び下部の高融点金
属膜82−2からなる複合膜で構成している。この際、
高融点金属膜62−2が半導体板20と同電位となるた
め、第2の実施例と同様に、第1のプレート62をソー
ス領域27と分離し、第2のプレート25をソース領域
27と接続する。このようにしても、前記第7図と同様
の利点が得られる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
■ 第7図および第8図では、第1のプレート52.8
2を高融点金属膜及びポリシリコン膜の2層構造とした
が、これらは他の材料で構成することもでき、さらには
3層以上の複合膜で構成してもよい。
■ 上記実施例では、半導体基板2oをP型で構成した
が、これをN型にすると共に、第1のプレー) 22,
42,52.82をP型にしても、上記実施例と同様の
効果が得られる。また、キャパシタGl、C2を相補型
MOS トランジスタ(CMOS)構造の分S層(ウェ
ル)内に形成することもできる。
■ メモリセルの全体構造は、他の構造に種々変形可能
である。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、溝内の壁
面に、導電膜からなる第1のプレートを形成したので、
この第1のプレート、あるいはこれに対向する第2のプ
レートに、所定の電位、例えば接地電位、あるいは接地
電位と電源電位の中間電位を印加することが可能となる
。そのため、半導体記憶装置のノイズによる誤動作を防
止できると共に、キャパシタの薄膜化によるキャパシタ
容量の増大や、キャパシタ面積の減少による集積度の向
上が計れる。従って、1に〜16Mビットのダイナミッ
ク型RAM等のような高密度半導体記憶装置の実現や、
その性能の向上が計れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係る半導体記憶装置の
メモリセルを示す断面図、第2図は従来の半導体記憶装
置のメモリセルを示す断面図。 第3図は第2図の等価回路図、第4図は第1図の等価回
路図、第5図は本発明の第2の実施例を示すメモリセル
の断面図、第6図は第5図の等価回路図、第7図および
第8図は本発明の第3の実施例を示すメモリセルの要部
断面図である。 20・・・・・・半導体基板、21・・・・・・溝、2
2,42,52.62・・・・・・第1のプレート、2
4・・・・・・誘電体層、25・・・・・・第2のプレ
ート、27・・・・・・ソース領域、28・・・・・・
ピント線、30・・・・・・ゲート電極、C1,C2・
・・・・・キャパシ夕、TRI・・・・・・トランジス
タ、vCC・・・・・・電源電位、vSS・・・・・・
接地電位。 出願人代理人   柿  本  恭  成従来のメ七り
毛ルの断面図 第2図 第2図の等価回路図 第3図 第1図の筒器回路図 艷5図 第5図の筒器回路図 52:第1のプレート zノ 本明世月のイ也のメtすtルの要部断面図鬼7 図 62:%1のブし一ト 本弁明のイ也のメ±1ルルの妥都断面図第8図   ”

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板の溝内に形成されたキャパシタと、このキャ
    パシタの充、放電を行なうトランジスタとを備えたメモ
    リセルを複数個有し、前記キャパシタに対する電荷蓄積
    の有無により情報の記憶を行なう半導体記憶装置におい
    て、 前記キャパシタは、前記溝の壁面に形成された導電膜か
    らなる第1のプレートと、この第1のプレート内に誘電
    体層を介して充填された第2のプレートとで構成したこ
    とを特徴とする半導体記憶装置。
JP60223191A 1985-10-07 1985-10-07 半導体記憶装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0810753B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5106774A (en) * 1987-07-10 1992-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of making trench type dynamic random access memory device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59191374A (ja) * 1983-04-15 1984-10-30 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS60198771A (ja) * 1984-03-23 1985-10-08 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS61156865A (ja) * 1984-12-28 1986-07-16 Nec Corp 半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59191374A (ja) * 1983-04-15 1984-10-30 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS60198771A (ja) * 1984-03-23 1985-10-08 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS61156865A (ja) * 1984-12-28 1986-07-16 Nec Corp 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5106774A (en) * 1987-07-10 1992-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of making trench type dynamic random access memory device

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