JPS63155660A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS63155660A JPS63155660A JP61301162A JP30116286A JPS63155660A JP S63155660 A JPS63155660 A JP S63155660A JP 61301162 A JP61301162 A JP 61301162A JP 30116286 A JP30116286 A JP 30116286A JP S63155660 A JPS63155660 A JP S63155660A
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- dram cell
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Classifications
-
- 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
- H10B12/39—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench
- H10B12/395—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench the transistor being vertical
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- Semiconductor Memories (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
縦型トランジスタ・サイドウオール・ゲート電極および
サイトウォールド・キャパシタをもったDRAMセルで
ある。
サイトウォールド・キャパシタをもったDRAMセルで
ある。
本発明は半導体装置、更に詳しく言えば、縦型トランジ
スタ、サイドウオール・ゲート電極(基板の凸部の両側
部に形成されたゲート電極)およびサイトウォールド・
キャパシタ電極(基板の凸部の両側部に形成されたキャ
パシタ電極)をもったダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリ (DRAM)セルに関する。
スタ、サイドウオール・ゲート電極(基板の凸部の両側
部に形成されたゲート電極)およびサイトウォールド・
キャパシタ電極(基板の凸部の両側部に形成されたキャ
パシタ電極)をもったダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリ (DRAM)セルに関する。
DRAMセルの構造としてはいくつかのものが知られて
いる。
いる。
プレーナ型と呼称されるDRAMセルは第3図(alと
fb)の断面図と平面図に示され、同図において、31
はシリコン基板、32と33は同基板に形成されたソー
ス領域とドレイン領域、34は多結晶シリコン(ポリシ
リコン)で作ったワードライン(WL)となるトランス
ファーゲート、35はポリシリコンで作ったセルプレー
ト、36はドレイン領域33とコンタクトをとったアル
ミニウム(i)のビットライン(BL) 、37は二酸
化シリコン(5i02)のゲート酸化膜(膜厚は例えば
300人)、38は例えば150人の膜厚の5i02の
キャパシタ絶縁膜、39は例えば燐をドープした燐・シ
リケート・ガラス(psc; ) HIテ、ビットライ
ン36ノ上にはPSG (71カバー膜が作られている
。
fb)の断面図と平面図に示され、同図において、31
はシリコン基板、32と33は同基板に形成されたソー
ス領域とドレイン領域、34は多結晶シリコン(ポリシ
リコン)で作ったワードライン(WL)となるトランス
ファーゲート、35はポリシリコンで作ったセルプレー
ト、36はドレイン領域33とコンタクトをとったアル
ミニウム(i)のビットライン(BL) 、37は二酸
化シリコン(5i02)のゲート酸化膜(膜厚は例えば
300人)、38は例えば150人の膜厚の5i02の
キャパシタ絶縁膜、39は例えば燐をドープした燐・シ
リケート・ガラス(psc; ) HIテ、ビットライ
ン36ノ上にはPSG (71カバー膜が作られている
。
第3図(blは同図(a)のDRAMセルの平面図で、
シリコン基板上には図示の一点鎖線を中心として線対称
に図示の構造が多く作られる。
シリコン基板上には図示の一点鎖線を中心として線対称
に図示の構造が多く作られる。
スタックドキャパシタ型DRAMセルは第4図に断面図
で示され、この型のDRAMセルは第3図(a)のキャ
パシタ40がポリシリコン膜41を図示の如く形成し、
その上にセルプレート35が積み重ねられた(スタック
ド)構成となっていてキャパシタンスの増大が実現され
ている。
で示され、この型のDRAMセルは第3図(a)のキャ
パシタ40がポリシリコン膜41を図示の如く形成し、
その上にセルプレート35が積み重ねられた(スタック
ド)構成となっていてキャパシタンスの増大が実現され
ている。
トレンチ型DRAMセルは第5図の断面図に示され、セ
ルプレート35は基板31に4〜5μmの深さに掘った
トレンチ43内に埋没した形状に形成される。
ルプレート35は基板31に4〜5μmの深さに掘った
トレンチ43内に埋没した形状に形成される。
基板がセルプレートとなったソース側にコンタクトをと
るセルプレート型DRAMセルは第6図に断面図で示さ
れ、ポリシリコン層44はソース側にコンタクトをとり
、セルプレートは基板31によって構成される。
るセルプレート型DRAMセルは第6図に断面図で示さ
れ、ポリシリコン層44はソース側にコンタクトをとり
、セルプレートは基板31によって構成される。
最近は第7図に断面図で示されるトレンチト・トランジ
スタ・キャパシタ(TTC)型DRAMセルが発表され
、この型のDRAMセルは基板31に8μm程度の深さ
のトレンチ42を形成し、ビットライン拡散層44を形
成し、ワードライン34はトレンチ42の上方に、また
キャパシタは同トレンチ内にワードラインの下に形成さ
れ、セルプレートは基板によって構成されている。
スタ・キャパシタ(TTC)型DRAMセルが発表され
、この型のDRAMセルは基板31に8μm程度の深さ
のトレンチ42を形成し、ビットライン拡散層44を形
成し、ワードライン34はトレンチ42の上方に、また
キャパシタは同トレンチ内にワードラインの下に形成さ
れ、セルプレートは基板によって構成されている。
上記したトレンチ型DRAMセルでトランジスタの形成
には、一般的に選択成長したエピタキシャル1iを用い
る。
には、一般的に選択成長したエピタキシャル1iを用い
る。
DRAMセルにおいては、集積度を高めることと、キャ
パシタンスの増大が問題となり、これら2つの要求は互
いに相反する性質をもつ。すなわち、DRAMセルを微
細化する一方でいかにしてキャパシタンスを大にとるか
が重要な問題である。
パシタンスの増大が問題となり、これら2つの要求は互
いに相反する性質をもつ。すなわち、DRAMセルを微
細化する一方でいかにしてキャパシタンスを大にとるか
が重要な問題である。
集積度については、100mm 2のチップを標準とし
て、プレーナ型DRAMセルでは1メガビツト、スタッ
クドキャパシタでは4メガビツトが限界であり、トレン
チ型基板プレート型では16メガビツトが限界であろう
といわれ、TTC型については現在のところ知られてい
ないがより高い集積度が得られるのではないかといわれ
ている。
て、プレーナ型DRAMセルでは1メガビツト、スタッ
クドキャパシタでは4メガビツトが限界であり、トレン
チ型基板プレート型では16メガビツトが限界であろう
といわれ、TTC型については現在のところ知られてい
ないがより高い集積度が得られるのではないかといわれ
ている。
キャパシタンスの大きさについては、DRAMに必要な
キャパシタンスは、ソフトエラー・レートを抑える見地
から30〜40fFが一般的である。トレンチ型はキャ
パシタンスの確保の点からは有利であるが、前記した如
< TTC型では8μmとかなりの深さのトレンチが必
要で製造が難しくなる問題がある。
キャパシタンスは、ソフトエラー・レートを抑える見地
から30〜40fFが一般的である。トレンチ型はキャ
パシタンスの確保の点からは有利であるが、前記した如
< TTC型では8μmとかなりの深さのトレンチが必
要で製造が難しくなる問題がある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたちので、高密
度化されたDRAMセルを提供することを目的とする。
度化されたDRAMセルを提供することを目的とする。
第1図(a)と(b)は本発明実施例の断面図と平面図
であり、図中、11はシリコン基板、12はサイドウオ
ール・ゲート電極(ゲート電極)、13はサイトウォー
ルド・キャパシタ電極(キャパシタ電極)、14はソー
ス領域、15はドレイン電極、16は絶縁膜(例えば燐
・シリケート・ガラス(PSG)膜)、17はビットラ
イン、18はカバー膜である。
であり、図中、11はシリコン基板、12はサイドウオ
ール・ゲート電極(ゲート電極)、13はサイトウォー
ルド・キャパシタ電極(キャパシタ電極)、14はソー
ス領域、15はドレイン電極、16は絶縁膜(例えば燐
・シリケート・ガラス(PSG)膜)、17はビットラ
イン、18はカバー膜である。
本発明においては、シリコン基板11の1つの凸部11
aを第1図(b)に示される如く化学気相成長(CVD
)法で堆積したCVD SiO2で埋め込まれたア
イソレーション領域19によって分離された凸部となし
、凸部11aの隣の凸部11bはセルプレートとなるグ
ランド(GND)された凸部であり、凸部11aの両側
部にはワードラインとなるゲート電極12が設けられて
縦型トランジスタを構成し、また凸部11bの両側部に
はキャパシタ電極13が設けられてキャパシタを構成し
、ドレイン領域15からビットライン17が引き出され
てなるものである。
aを第1図(b)に示される如く化学気相成長(CVD
)法で堆積したCVD SiO2で埋め込まれたア
イソレーション領域19によって分離された凸部となし
、凸部11aの隣の凸部11bはセルプレートとなるグ
ランド(GND)された凸部であり、凸部11aの両側
部にはワードラインとなるゲート電極12が設けられて
縦型トランジスタを構成し、また凸部11bの両側部に
はキャパシタ電極13が設けられてキャパシタを構成し
、ドレイン領域15からビットライン17が引き出され
てなるものである。
上記した構成で、第1図(alの一点鎖線で囲まれた部
分が1つの単位セルを構成し、トランジスタは縦型構成
をとるのでDRAMセルの高密度化が達成される。
分が1つの単位セルを構成し、トランジスタは縦型構成
をとるのでDRAMセルの高密度化が達成される。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
再び第1図(a)と(b)とを参照すると、本発明にか
かるDRAMセルは、シリコン基板11の凸部11aと
ゲート電極12とによって構成される縦型トランジスタ
および凸部11bとキャパシタ13とによって形成され
るキャパシタからなる。
かるDRAMセルは、シリコン基板11の凸部11aと
ゲート電極12とによって構成される縦型トランジスタ
および凸部11bとキャパシタ13とによって形成され
るキャパシタからなる。
凸部11aは第1図(b)の平面図に示される如くアイ
ソレーション領域19で分離されている。アイソレーシ
ョン領域19は、シリコン基板11に第1図に見て横方
向のトレンチを形成し、CVD 5i02を堆積しそ
れをエツチングにより平坦化することによって形成され
る。凸部11aと11bは、第1図(a)に見て紙面の
垂直方向(同図(blの上下方向)にトレンチ(27)
をエツチングバックすることによって形成される。
ソレーション領域19で分離されている。アイソレーシ
ョン領域19は、シリコン基板11に第1図に見て横方
向のトレンチを形成し、CVD 5i02を堆積しそ
れをエツチングにより平坦化することによって形成され
る。凸部11aと11bは、第1図(a)に見て紙面の
垂直方向(同図(blの上下方向)にトレンチ(27)
をエツチングバックすることによって形成される。
凸部11aの上方部分にはドレイン領域15が形成され
、かつ、凸部11aの両側部にはゲート電極12が配置
されてトランジスタが作られ、ドレイン領域から例えば
アルミニウム(八β)で形成したビットライン17が引
き出されている。
、かつ、凸部11aの両側部にはゲート電極12が配置
されてトランジスタが作られ、ドレイン領域から例えば
アルミニウム(八β)で形成したビットライン17が引
き出されている。
凸部11bの両側部にはキャパシタ電極13が形成され
、キャパシタ電極13の下とゲート電極12の下との間
にソース領域14が作られている。ソース領域は第1図
(a)に点線で示される拡がりをもつよう形成してもよ
い。
、キャパシタ電極13の下とゲート電極12の下との間
にソース領域14が作られている。ソース領域は第1図
(a)に点線で示される拡がりをもつよう形成してもよ
い。
上記した構成とすることにより、第1図に一点鎖線で囲
まれる部分で1つの単位セルが作られ、このセルで凸部
11aの縦型トランジスタの半分と凸部11bに形成さ
れたキャパシタの半分を利用するものであるので、DR
AMセルの高密度化に有利である。
まれる部分で1つの単位セルが作られ、このセルで凸部
11aの縦型トランジスタの半分と凸部11bに形成さ
れたキャパシタの半分を利用するものであるので、DR
AMセルの高密度化に有利である。
キャパシタの容量を増大することが希望される場合には
、第1図(C)に示されるように凸部11bの上とキャ
パシタ電極の上にポリシリコン20を堆積するとよい。
、第1図(C)に示されるように凸部11bの上とキャ
パシタ電極の上にポリシリコン20を堆積するとよい。
次に、第2図を参照して第1図(alの本発明実施例を
作る工程を説明する。
作る工程を説明する。
第2図(alには、シリコン基板11に凸部11aと1
1bとが形成され終った構造が示される。凸部11aの
図に見て表と裏には、CVD SiO2で埋め込んだ
アイソレーション領域19(第1図(b))が形成され
ている。凸部11a、 11bを含む基板表面には熱酸
化によって酸化膜(5i02膜)21とシリコン窒化膜
(Si3Ng膜)22を形成し、かつ、凸部11aには
チャネルカットとvth制御用に不純物をイオン注入す
る。
1bとが形成され終った構造が示される。凸部11aの
図に見て表と裏には、CVD SiO2で埋め込んだ
アイソレーション領域19(第1図(b))が形成され
ている。凸部11a、 11bを含む基板表面には熱酸
化によって酸化膜(5i02膜)21とシリコン窒化膜
(Si3Ng膜)22を形成し、かつ、凸部11aには
チャネルカットとvth制御用に不純物をイオン注入す
る。
次に、第2図(blに示される如くドープしたPSG膜
23を堆積し、その上にレジスト膜24を図示の如くバ
ターニングし、異方性エツチングで同図に点線で囲む範
囲内のPSGをエツチングし、燐酸系エッチャントでシ
リコン窒化膜22、HPを用いるエツチングで5i02
膜21をエツチングし、レジスト膜24を除去し、PS
Gをエツチングし、引続きシリコン窒化膜22をエツチ
ングで除去する(第2図(C))。
23を堆積し、その上にレジスト膜24を図示の如くバ
ターニングし、異方性エツチングで同図に点線で囲む範
囲内のPSGをエツチングし、燐酸系エッチャントでシ
リコン窒化膜22、HPを用いるエツチングで5i02
膜21をエツチングし、レジスト膜24を除去し、PS
Gをエツチングし、引続きシリコン窒化膜22をエツチ
ングで除去する(第2図(C))。
この工程で、ゲート酸化膜となる凸部11a上の5i0
2膜を、キャパシタ絶縁膜となる凸部11b上の5i0
2膜よりも厚く形成するには、凸部11aをレジストで
マスクし、凸部11b上のSiO+膜を除去し、次にレ
ジストを除去し再度熱酸化により両凸部上に5i02膜
を形成し、膜厚の大なるゲート酸化膜21aとそれより
も薄いキャパシタ絶縁膜21bを作る。
2膜を、キャパシタ絶縁膜となる凸部11b上の5i0
2膜よりも厚く形成するには、凸部11aをレジストで
マスクし、凸部11b上のSiO+膜を除去し、次にレ
ジストを除去し再度熱酸化により両凸部上に5i02膜
を形成し、膜厚の大なるゲート酸化膜21aとそれより
も薄いキャパシタ絶縁膜21bを作る。
上記した工程に代えて、第1のレジスト膜で平坦化し、
第2のレジスト)模を第1のレジスト膜の上に形成し、
第2のレジスト膜の露光、現像で得たパターンをマスク
に第1のレジスト膜を露光、現像し、かくして得られた
第1のレジスト膜のパターンをマスクにしてシリコン窒
化膜と5i02膜をエツチングしてもよい。
第2のレジスト)模を第1のレジスト膜の上に形成し、
第2のレジスト膜の露光、現像で得たパターンをマスク
に第1のレジスト膜を露光、現像し、かくして得られた
第1のレジスト膜のパターンをマスクにしてシリコン窒
化膜と5i02膜をエツチングしてもよい。
次いで、第2図(dlに示される如く全面にドープした
ポリシリコン25(図には点線で示す)を堆積し、ポリ
シリコン25を異方性エツチングしてゲート電極12、
キャパシタ電極13を残し、スルー酸化によって5i0
2膜26を形成する。
ポリシリコン25(図には点線で示す)を堆積し、ポリ
シリコン25を異方性エツチングしてゲート電極12、
キャパシタ電極13を残し、スルー酸化によって5i0
2膜26を形成する。
次いでPSG膜16を堆積し、アニールによってそれを
平坦化し、ドレイン領域15にコンタクト窓27を窓開
けし、八βを蒸着し、バターニングしてビット線17を
形成し、その上にカバー膜18を堆積して第1図(a)
のDRAMセルを作る。
平坦化し、ドレイン領域15にコンタクト窓27を窓開
けし、八βを蒸着し、バターニングしてビット線17を
形成し、その上にカバー膜18を堆積して第1図(a)
のDRAMセルを作る。
以上述べてきたように本発明によれば、DRAMセルは
縦型トランジスタと凸部の両側部に形成されたゲート電
極とキャパシタ電極とを利用するもので、DRAMセル
の高密度化に有利であり、かつ、従来の縦型トランジス
タの如く選択エピタキシャル成長を用いないので、工程
が容易である利点がある。
縦型トランジスタと凸部の両側部に形成されたゲート電
極とキャパシタ電極とを利用するもので、DRAMセル
の高密度化に有利であり、かつ、従来の縦型トランジス
タの如く選択エピタキシャル成長を用いないので、工程
が容易である利点がある。
第1図(alと(blは本発明実施例の断面図と平面図
、第1図(C1は本発明の他の実施例のキャパシタの断
面図、 第2図(alから(dlは本発明実施例を作る工程の図
、第3図はプレーナ型DRAMセルの図で、その(a)
と(blは断面図と平面図、 第4図はスタソクトキャパシタ型DRAFIセルの断面
図、 第5図はトレンチ型DRAMセルの断面図、第6図はセ
ルプレート型DRAMセルの断面図、第7図はTTC型
DRAMセルの断面図である。 第1図と第2図において、 1]はシリコン基板、 11aと11bは凸部、 12はゲート電極、 13はキャパシタ電極、 14はソース領域、 15はトレイン領域、 16はPSG膜、 17はビットライン、 18はカバー膜、 19はアイソレーション領域、 20はポリシリコン、 21は 5i02膜、 21aはゲート酸化膜、 21bはキャパシタ絶縁膜、 22は5isNす膜、 23はPSG膜、 24はレジスト膜、 25はポリシリコン、 26は 5i02膜、 27はトレンチである。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 (′l+)f− −gF−一 一帽 、7帽 +l\ O Q ’! 7CP・v7 ト”rヤ/iシ9 ftj!DRAMk
LlqtJIfl第4図 セ1し7°レ一ト型DRAM++しの@kJ関第6図 トレンナ籾DRAM七1し。少自動閏 第5図 TTC現! DRAM乞1しのW1加の第7図
、第1図(C1は本発明の他の実施例のキャパシタの断
面図、 第2図(alから(dlは本発明実施例を作る工程の図
、第3図はプレーナ型DRAMセルの図で、その(a)
と(blは断面図と平面図、 第4図はスタソクトキャパシタ型DRAFIセルの断面
図、 第5図はトレンチ型DRAMセルの断面図、第6図はセ
ルプレート型DRAMセルの断面図、第7図はTTC型
DRAMセルの断面図である。 第1図と第2図において、 1]はシリコン基板、 11aと11bは凸部、 12はゲート電極、 13はキャパシタ電極、 14はソース領域、 15はトレイン領域、 16はPSG膜、 17はビットライン、 18はカバー膜、 19はアイソレーション領域、 20はポリシリコン、 21は 5i02膜、 21aはゲート酸化膜、 21bはキャパシタ絶縁膜、 22は5isNす膜、 23はPSG膜、 24はレジスト膜、 25はポリシリコン、 26は 5i02膜、 27はトレンチである。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 (′l+)f− −gF−一 一帽 、7帽 +l\ O Q ’! 7CP・v7 ト”rヤ/iシ9 ftj!DRAMk
LlqtJIfl第4図 セ1し7°レ一ト型DRAM++しの@kJ関第6図 トレンナ籾DRAM七1し。少自動閏 第5図 TTC現! DRAM乞1しのW1加の第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリセルであ
って、 半導体基板(11)に形成されたアイソレーション領域
(19)とトレンチ(27)によって分離された凸部(
11a、11b)が設けられ、 凸部(11a)の上方部分はドレイン領域で、かつ、凸
部(11a)の両側部にはワードラインとなるゲート電
極(12)が配置され、 凸部(11b)の両側にはキャパシタ電極(13)が設
けられ、 キャパシタ電極(13)の下からゲート電極(12)の
下まで延在するソース領域(14)が形成され、ドレイ
ン領域(15)からビットライン(17)が引き出され
てなることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61301162A JPS63155660A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61301162A JPS63155660A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63155660A true JPS63155660A (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=17893533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61301162A Pending JPS63155660A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63155660A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5057896A (en) * | 1988-05-28 | 1991-10-15 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of producing same |
US5283456A (en) * | 1992-06-17 | 1994-02-01 | International Business Machines Corporation | Vertical gate transistor with low temperature epitaxial channel |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301162A patent/JPS63155660A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5057896A (en) * | 1988-05-28 | 1991-10-15 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of producing same |
US5283456A (en) * | 1992-06-17 | 1994-02-01 | International Business Machines Corporation | Vertical gate transistor with low temperature epitaxial channel |
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