JPS6284550A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPS6284550A
JPS6284550A JP60224415A JP22441585A JPS6284550A JP S6284550 A JPS6284550 A JP S6284550A JP 60224415 A JP60224415 A JP 60224415A JP 22441585 A JP22441585 A JP 22441585A JP S6284550 A JPS6284550 A JP S6284550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
buried
substrate
insulating film
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP60224415A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Koyama
小山 昌司
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60224415A priority Critical patent/JPS6284550A/ja
Publication of JPS6284550A publication Critical patent/JPS6284550A/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
    • H10B12/30DRAM 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

(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〉 この発明はROMあるいはEP几OM等に値する半導体
記憶装置に係り、特に、半導体基体にメモリセルユニッ
トとしての電界効果形トランジスタ間で形成した溝内に
、各電界効果形トランジスタのドレイン埋込層間および
チャンネル領域間を分離するように各ソース埋込層と接
続された同一導電型の半導体を絶縁膜を介して設けた半
導体記憶装置に関する。
〈従来の技術〉 従来の半導体記憶装置としては、例えば、第5図および
第6図に示すよりなEF ROMが知られている。第5
図はEF ROMの構造断面図、第6図はその等価回路
図である。第5図において、 11は半導体基板であり
、該半導体基板11上には、紙面に垂直な方向に素子間
絶縁膜30が選択配化勢で形成され、また、図示しない
が、素子間絶縁膜30の両側で紙面に垂直な方向に半導
体基板11と反対導電型の半導体からなるソース埋込層
およびドレイン埋込層がそれぞれ形成されている。これ
らドレイン埋込層およびソース埋込層は、その間の半導
体基板11にチャンネル領域14を設定している。
さらに、半導体基板11上には第1ゲート絶縁膜23が
形成され、この第1ケート絶縁膜23上のチャンネル領
域14に対応した位置に浮遊ゲート電極21が設けられ
ている。この浮遊ゲート電極21上には、第2ゲート絶
縁膜24を介して制御ゲート電極22が設けられている
。この制御ゲート電極22は、セルプレイ内でワード線
を構成する。これらドレイン埋込層、ソース埋込層、浮
遊ゲート電極21および制御ゲート電極22が、行列状
に配列されたメモリセルユニットとしての電界効果形ト
ランジスタを構成している。
なお、20は制御ゲート電極22上に層間絶縁膜19を
介して設けられた金属配線であり、この金属配線20は
ドレイン埋込層に接続されてビット線を構成する。
このよりなEPROMは、第6図の等価回路図に示すよ
うに表わされ、読み出し時または書き込み時のチャンネ
ル電流がビット線からトランジスタおよびソース埋込層
の配線を経て上下の接地線(E 、L)へ分流する。な
お、第6図における抵抗rは1ビツト当7の層抵抗を表
す。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このよりなEF ROMにおいては、層抵抗rが高くな
るとチャンネル注入効率が低下して書き込み速度が低下
し、また、読み出し時にソース電位がバイアスされてト
ランジスタ26の0NIt流が劣化し読み出し速度が低
下することがある。このため、一般には、浅接合化して
読み出し速度の低下を防ぐとともに、アレイ内の接地線
の数を増やして浅接合化による層抵抗の増大の対策とす
る。
しかしながら、接地線の数を増やすためには、アレイサ
イズも大きくしなければならず、集積度が低下してしま
うという問題点があった。
さらに、とのEPROMにあっては、半導体基板11を
浮く選択酸化して得られる酸化膜を素子間絶縁膜30と
して用いているため、その形成時にバーズ・ピークと称
せられる酸化膜の活性領域への侵入(第5図中、符号3
0aで示す)が生じてしまうという問題点があった。
く問題点を解決するための手段〉 この発明にかかる半導体記憶装置は、上記2つの問題点
を鑑み、半導体基体にメモリセル間で酸化層等の絶縁膜
により表面が嫌われた溝を形成してバーズ・ピークを生
じさせること無くメモリセル間を分離するとともに、絶
縁膜によって覆われた溝内に接地電位に保持され各メそ
リセルのソース埋込層と接続した半導体物質を埋め込ん
で接地線との間の抵抗を減少させること全要旨とする。
〈実施例〉 以下、この発明にかかる半導体記憶装置の実施例を図面
に基づいて説明する。
第1図から第3図はこの発明をEP f(、OMに適用
した一実施例を示し、第1図がパターン平面図、第2図
(a)が第1図の…a−…a矢視檎造断面図、第2図(
b)が第1図のlb−…b矢視構造断面図、第3図が等
価回路図である。
第1図および第2図(a) 、 (b)において、11
は半導体基板(基体)であり、半導体基板11には、該
基板11と反対導電型の半導体から成るソース埋込層1
2とドレイン埋込層13とがそれぞれ行列状に所定間隔
を隔てて形成され、これらソース埋込層12とドレイン
埋込層13との間にチャンネル領域14が設定されてい
る。また、半導体基板11には第2図(a) 、 (b
)K詳示するように、各ドレイン埋込層13の間、各チ
ャンネル領域14の間かつソース埋込層12の間で基盤
の目状に溝15が形成されている。この溝15は、各ド
レイン埋込層13問および各チャンネル領域14間に介
在する部分(第1図上下方向に延在する部分、以下。
列溝15aと称す)の表面に基板11を酸化させてなる
絶縁膜16が形成され、この殉情15a内およびソース
埋込層12間に介在する部分(第1図中左右方向に延在
する部分、以下、有溝15bと称す)内に半導体物質1
7が埋め込まれている。
この半導体物質17は、ドープド多結晶シリコン等の基
板11と反対導電型の半導体から成り、殉情15a内で
は各ドレイン埋込層13およびチャンネル領域14と絶
縁膜16により絶縁されているが、有溝15bのパター
ン18周縁がソース埋込層12および半導体基板11と
直接に接触して該ソース埋込層12と電気的に接続され
ている。
基板11.ソース埋込層12およびドレイン埋込層13
の上部には層間絶縁膜19が形成され、この層間絶縁@
19上にビット線を構成する金属配線20(第1図中図
示せず)が設けられ、また、層間絶縁膜19内にチャン
ネル領域14と対応した位置で浮遊ゲート電極21およ
び制御ゲート電極22が設けられている。浮遊ゲート電
極21は、チャンネル領域14に対応した寸法の矩形状
を成し、チャンネル領域14上に第1ゲート絶縁膜23
により隔てられて設けられている。制御ゲート電極22
は、各浮遊ゲート電極21と第2ゲート絶縁膜24によ
シ隔てられて第1図中左右方向に処在し、セルアレイ内
でワード線を構成している。
上述したソース埋込層12.ドレイン埋込層13゜チャ
ンネル領域14.浮遊ゲート電極21および制御ゲート
電極22のそれぞれ1つの組み合せで、メモリセルとし
ての電界効果形トランジスタ26が構成される。なお、
25はドレイン埋込層13へのコンタクト孔である。
このよりなEF ROMは次のように製造される。
まず、P型8i基板等の半導体基板11をドレイン埋込
層13.ソース埋込層12およびチャンネル領域14と
なる部分だけ残してリアクティブイオンエッチ等の手法
を用いて工、チングし、基板11表面に基盤の目状に1
.2μ程度の深さで溝15を形成する。ここで、この溝
15は、パターン偏差の小さいリアクティブイオンエッ
チ等で形成されるため、所望のパターンに形成すること
ができバーズビーク等が発生することは無い。そして、
この基板11を酸化させて全面に酸化膜を成長させた後
、周知のフォトリングラフイー技術等の手法を用いてパ
ターン18の部分の酸化膜をエツチングし、さらに、全
面に多結晶シリコン等の半導体膜を成長させ該半導体膜
に基板11と反対導電型の不純物をドーピングして溝1
5内に半導体物質17を形成する。この時、パターン1
8内の半導体膜を鐙て基板11にも不純物が拡散し、こ
の部分に接合ができる。次に、エッチパック等の手法で
111115以外の半導体膜を除去して基板11の表面
を平坦にし、この表面を酸化させることで第1グー上絶
縁膜23を形成する。この時、基板11を酸化させると
、溝15内の半導体物質17には不純物ドーピングによ
る増速酸化効果で他の部分より厚い酸化膜が形成される
この後は、例えば、浮遊ゲート電極21をドーピングさ
れた多結晶シリコン膜をパターニングすることで形成し
、また、この多結晶シリコン膜を酸化して第2ゲート絶
縁膜24を形成し、そして同様に、制御ゲート電極22
をドーピングされた多結晶シリコン膜をパターニングす
ることで形成する。続いて、イオン注入法等の手法を用
いて基板11と逆導電型の不純物(P、As等)を注入
し、ソース拡散層12およびドレイン拡散層13を得る
。このソース拡散層12は、明らかなように、パターン
1.8の溝15の側部で溝、15内の半導体物質17と
接触して電気的に導通する。なお、この不純物の注入時
に不純物が1#15内の半導体物質17上の第1ゲート
絶縁膜23をつきぬけても何ら支障は無い。したがって
、半導体物質17上の第1ゲート絶縁膜23を薄くでき
、基板11をより平坦にすることができ上述した制御ゲ
ート電極22のパターニングが容易である。この後、表
tl上KP S G 、 B P 8−G6ルイハxハ
y l 8i03等の層間絶縁膜19を形成し、また、
ドレイン埋込層13に通じるコンタクト孔25を形成し
、゛さらに、AJ等の金属配線20を設ける。以上で製
造が完了する。
このよりなEPROMは、溝15内の半導体物質17が
セルアレイ内で接地電位の接地線に接続されて接地電位
の埋め込み配線とじて機能するため、第3図に示すよう
に、メモリセルユニットである。電界効果形トランジス
タ26が行列状に配列された抵抗rによって上下の接地
線E−Lに接続された回路として表わされる。このため
、電界効果形トランジスタ26のソース埋込層12から
接地線E−Lへ流れる電流は各抵抗rに分かれて流れ全
体としての抵抗値が小さくなる。また、その抵抗rの値
も溝150半導体物質17の厚さく断面積)すなわち溝
15の深さ寸法を大きくすることで容易に小さくするこ
とができる。したがって、チャンネル注入効率の低下を
防止することができるようになるとともに、アレイ内の
接地線の数を少くしてアレイサイズを縮少することがで
きるようになる。なお、本発明者の実鋏によれば、本笑
施例の構成において、深さ1.2μの#115内に抵抗
10Ω/口のドーピングされた多結晶シリコンから成る
半導体物質17を埋め込むと、その抵抗値は従来のもの
と比較して1725程度になることが確認されている。
さらに、このEP ROMは、基板11にパターン偏差
の少い工、チングで形成される溝15内に絶縁膜16を
介し半導体物質17を埋め込むことで各電界効果形トラ
ンジスタ26を分離するため、バーズビーク尋の欠陥が
生じることを防止できる。
そして、溝15内の半導体物質17が接地′1位に保持
されるため、キャリアの注入等に原因した寄生チャンネ
ルができて隣接ビット線間でリーク電流が流れることも
無く、各電界効果形トランジスタ26を安定した分離状
態に維持できる。
第4図には、この発明をFLOMに適用した他の実施例
を示す。第4図は前述した第2図(a)と同様の断面図
である。なお、前述した実施例と同一の部分には、同一
の符号を付して説明は省略する。
同図に示すように、ゲート電極が基板11上にゲート絶
縁膜23を介して設けられた制御ゲート電極22のみか
ら成り、この制御ゲート電極22上に層間絶縁膜19を
介して金属配線2oが設けられている。この制御ゲート
電極22はワード線を構成している。
このROMにあっても、前述した実施例と同様に、抵抗
値を小さくすることができ、また、その分離状態が安定
し、さらに、バースビーク等の欠陥を防止できる。
なお、言うまでも無いが、前述した実施例中における材
料等の具体名称は1つの例示にすぎず、他の手段を任意
に選択できる。例えば、溝15内の半導体物質17は、
多結晶シリコンの成長、リン拡散および酸化を組み合せ
て形成することもでき、また例えば、ゲート電極2i、
22はシリサイド膜や高融点金属等で構成することもで
きる。
〈発明の効果〉 以上説明してきたように、この発明にかかる半導体記憶
装置によれば、メモリセル間に形成された溝内に絶縁膜
を介して接地電位に保持されてソース埋込層と接続した
半導体物質を埋め込んだため、バーズビークを生じさせ
ること無く安定して分離することができるとともに、そ
の抵抗値が減少して接地線を少くすることができ、アレ
イサイズの小屋化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図はこの発明にかがる半導体記憶装置の
一実施例を示し、第1図がパターン平面図、第2図(a
)が第1図の…a−1a矢視構造断面図、第2図(b)
が第1図の1b−1b矢矢視構造面図、第3図が等価回
路である。第4図はこの発明にががる半導体記憶装置の
他の実施例の構造断面図である。第5図および第6図は
従来の半導体記憶装置を示し、第5図が構造断面図、第
6図が回路図である。 11・・・・・・半導体基板(半導体基体)、12・・
・・・・ソース埋込層、13・・・・・・ドレイン埋込
層、14・・・・・・チャンネル領域、15・・・・・
・溝、15a・・・・・・殉情、15b・・・・・・打
擲、16・・・・・・絶縁膜、17・・・・・・半導体
物質、18・・・・・・パターン、19・・・・・・層
間絶縁膜、20・・・・・・金属配線、21・・・・・
・浮遊ゲート電極、22・・・・・・制御ゲート電極、
23・旧・・第1ゲート絶縁膜、24・・・・・・第2
ゲート絶縁膜、25・・・・・・コンタクト孔、26・
・・・・・電界効果形トランジスタ。 ?2     、−□。 第2図 寿3 図 栴6凹 簗4′fgJ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基体に該基体と反対導電型の半導体から成るソー
    ス埋込層およびドレイン埋込層を形成するとともに、こ
    れらソース埋込層とドレイン埋込層との間に設定される
    チャンネル領域上にゲート絶縁膜を介しゲート電極を設
    けて構成される電界効果形トランジスタを行列状に配列
    し、これら電界効果形トランジスタの各ドレイン埋込層
    を接続してビット線と成すとともに各ゲート電極を接続
    してワード線と成す半導体記憶装置において、半導体基
    体に電界効果形トランジスタ間で溝を形成するとともに
    、該溝内に各電界効果形のソース埋込層と接続された該
    ソース埋込層と同一導電型の半導体物質を絶縁膜を介し
    埋め込み、これら溝内の絶縁膜および半導体により隣り
    合う電界効果形トランジスタの各ドレイン埋込層間およ
    び各チャンネル領域間を絶縁して分離したことを特徴と
    する半導体記憶装置。
JP60224415A 1985-10-07 1985-10-07 半導体記憶装置 Pending JPS6284550A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60224415A JPS6284550A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 半導体記憶装置

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JP60224415A JPS6284550A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 半導体記憶装置

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JPS6284550A true JPS6284550A (ja) 1987-04-18

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JP60224415A Pending JPS6284550A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 半導体記憶装置

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JP (1) JPS6284550A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6201277B1 (en) * 1993-08-31 2001-03-13 Texas Instruments Incorporated Slot trench isolation for flash EPROM

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6201277B1 (en) * 1993-08-31 2001-03-13 Texas Instruments Incorporated Slot trench isolation for flash EPROM

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