JPS6324659A - Mis型半導体記憶装置 - Google Patents

Mis型半導体記憶装置

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Publication number
JPS6324659A
JPS6324659A JP61166691A JP16669186A JPS6324659A JP S6324659 A JPS6324659 A JP S6324659A JP 61166691 A JP61166691 A JP 61166691A JP 16669186 A JP16669186 A JP 16669186A JP S6324659 A JPS6324659 A JP S6324659A
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JP
Japan
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insulating film
region
recessed groove
capacitor
groove
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Pending
Application number
JP61166691A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihiro Okabe
岡部 文洋
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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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6324659A publication Critical patent/JPS6324659A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H10B12/34DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the transistor being at least partially in a trench in the substrate

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一つのMIS型トランジスタと一つの容量とで
メモリセルを構成するMis型半導体記憶装置に関し、
特にメモリセルの微細化及び高密度化を図った半導体記
憶装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、一つのMIS型トランジスタと一つの容量(キャ
パシタ)とでメモリセルを構成したダイナミック型半導
体記憶装置が知られている。
第5図(a)、  (b)はその−例の平面レイアウト
図及びBBIIIA断面図である。この例では、P型半
導体基板31上にフィールド領域32を形成して素子活
性領域を画成し、この素子活性領域にゲート絶縁膜33
及びゲート電極34を形成し、更にN型不純物を自己整
合的にイオン注入してソース領域35及びドレイン領域
36を形成している。そして、第1の眉間絶縁膜37を
形成し、ドレイン領域36に容量部コンタクト孔41を
開設し、ここに容量部電極38.容量絶縁膜39及び容
量部対向電極40を形成して容量を構成する。
また、第2の眉間絶縁膜42を形成した上で、ソース領
域35にコンタクト孔43を開設し、これを通してソー
ス領域35に導通されるビット線としてのソース電極4
4を形成している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のMIS型半導体記憶装置では、装置記憶
容量を増大させるためには、メモリセルの占有面積を可
及的に小さくする必要があり、これを達成するためには
、MISトランジスタ及び容量部の占有面積を小さく形
成することが要求される。しかしながら、容量部では容
量値が占有面積に比例するため、容量値を所定値以上と
するためにはその面積を低減させることは難しい。また
、MISトランジスタはチャネル長を低減することによ
りその微細化を達成することは可能であるが、この種の
MISトランジスタにおけるソース・ドレイン間のバン
チスルーを防止するためにはある程度のゲート長を確保
することが必要であり、MISI−ランジスタの占有面
積を低減することは困難である。
このため、従来のこの種のメモリセルからなる半導体記
憶装置では、MISトランジスタ及び容量部のいずれの
微細化を図ることも困難であり、結果としてチップ寸法
を大型化しない限りその大容量化を達成することは難し
い。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のMIS型半導体記憶装置は、MISトランジス
タのと有面積を低減してメモリセルの微細化を図り、こ
れにより半導体記憶装置の大容量化を達成することを実
現するものである。
本発明のMIS型半導体記憶装置は、半導体基板に形成
した凹溝の側壁に沿ってチャネル領域を構成し、かつこ
の凹溝の底面及びこれに隣接する半導体基板表面にソー
ス・ドレイン領域を構成したMISトランジスタと、こ
のソース・ドレイン領域の一方に形成した容量部とでメ
モリセルを構成している。
〔実施例〕
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第1図(a)、  (b)は本発明の一実施例の平面レ
イアウト図及びそのAA線に沿う断面図である。
図示のように、P型半導体基板1にチャネルストッパと
してのP型頭域2及びフィールド絶縁膜3を形成して素
子活性領域を画成し、この素子活性領域内には深さ1.
5〜2.0μm程度の凹溝4を形成している。この凹溝
4−の内面及び前記半導体基板1の表面にはゲート絶縁
膜5を形成し、かつ凹84内には側壁に沿ってゲート電
極6を深さ方向に形成している。また、凹溝4の底面及
び凹溝4に隣接する半導体基板1の表面には夫々N型不
純物を導入し、凹溝底面にはソース領域7を、隣接する
半導体基板表面にはドレイン領域8を夫々形成し、これ
でM工SトランジスタTRを構成している。
更に、全体に第1の層間絶縁膜9を形成した上で、前記
ドレイン領域8にコンタクト孔10を開設し、ここに容
量部電極11.容量絶縁膜12及び容量部対向電極13
を積層形成して容量部Cを形成している。
なお、第2の層間絶縁膜14を形成した上で、前記ソー
ス領域7に対向してコンタクト孔15を開設し、これを
通してソース領域7に導通ずるビット線としてのソース
電極16を形成している。
また、第3の眉間絶縁膜17を形成し、この上にはコン
タクト孔19を通して前記ゲート電極6に導通するワー
ド線裏打ち配線18を形成している。
したがって、この構成によれば、MISトランジスタT
Rは凹溝4の側壁に沿ってゲート電極6を形成し、この
側壁を挟む位置の凹溝底面及び半導体基板表面にソース
・ドレイン領域7.8を形成しているので、チャネル領
域は半導体基板1の深さ方向に形成されることになる。
このため、MIsトランジスタTRにおけるパンチスル
ーを防止するためにチャネル長を長く設定しても、この
長さは深さ方向にのみ現れ、平面方向には現れない。こ
れにより、このMISトランジスタTRはチャネル長に
関わらず平面占有面積の低減を図ることができ、メモリ
セルの微細化及び半導体記憶装置の大容量化を実現でき
る。
前記半導体記憶装置の製造方法を第2図(a)〜(f)
及び第3図(a)、(b)に示す。
先ず、第2図(a)のように、P型半導体装置1に深さ
1.5〜2.5μm程度の断面矩形状の凹溝4を選択エ
ツチング法等により形成する。そして、同図(b)のよ
うに表面に500人の厚さの酸化膜21を形成し、更に
この上に1000〜2000人の窒化膜等の耐酸化性膜
22を形成する。これら酸化膜21及び耐酸化性膜22
は、図外のフォトレジストを用いた選択エツチング法に
よりバターニングし、素子活性領域に対応する領域にの
み残存させる。次いで、3 X 1 hO””〜I X
 10 I3am−”のドーズ量で50〜100KeV
のエネルギでP型不純物をイオン注入してチャネルスト
ッパ2を形成する。このとき、イオン注入は半導体基板
1の表面に対して斜め方向から行い、前記凹溝4の側壁
面にも不純物が注入されるようにする。
なお、このときの平面構成は第3図(a)の通りである
次に、前記耐酸化性膜22をマスクにして半導体基板1
の表面酸化を行い、第2図(C)のように前記チャネル
ストツバ2上に6000〜8000人程度の厚さのフィ
ールド絶縁膜3を形成する。
次いで、前記耐酸化性膜22及び酸化膜21を除去した
後、改めて全面を熱酸化して200〜400人程度の厚
さのゲート絶縁膜5を形成する。この後、上述と同様に
斜め方向からのイオン注入により、凹溝4の側壁面にl
Xl0”〜l x l Q 12e1m −”程度の不
純物をイオン注入しておく。
そして、全面に多結晶シリコン膜を2000〜5000
人の厚さに成長させ、コンタクト孔19の箇所をフォト
レジストでマスクした状態で異方性工・ノチングを行な
い、第2図(d)のように凹′a4の側壁にのみ多結晶
シリコン膜を残存させてこれをゲート電極6とする。更
に、半導体基板1の表面垂直方向からN型不純物を3X
10”〜lXl0”C11−”のドーズ量でイオン注入
し、第2図(e)のように、凹溝4の底面にソース領域
7を、また凹溝4に隣接する半導体基板1の表面にドレ
イン領域8を夫々形成し、MISトランジスタTRを完
成する。
次いで、CVD法等により第1の眉間絶縁膜9を全面に
形成し、第2図(f)のように前記ドレイン領域8に対
向する位置にコンタクト孔10を開設する。このときの
平面状態を第3図(b)に示す。
以下、これまでと同様に容量部電極11を選択形成し、
かつこの容量部電極11の表面を覆うように容量絶縁膜
12を形成し、さらにこの上に容量部対向電極13を形
成することにより容量部Cを完成する。更に、第2の眉
間絶縁膜14及びコンタクト孔15を開設後にソース電
極16を形成し、続いて第3の眉間絶縁膜17及びコン
タクト孔19を開設した上でビット線裏打ち配線18を
形成し、これにより第1図の構成を完成する。
ここで、前記工程の一部を第4図(a)〜(C)の工程
に代えることもできる。
この工程は、第2図(C)までは同様であるが、その後
に半導体基板1の垂直方向からN型不純物をイオン注入
し、第4図(a)のように凹溝4の底面及び半導体基板
1の表面に夫々N型不純物層23.24を形成しておく
そして、この状態でゲート絶縁膜5としての酸化膜を成
長させると、N型不純物層23.24の領域では酸化膜
の成長が速く、第4図(b)のようにこの領域には厚い
酸化膜が形成される。
したがって、この後の工程において多結晶シリコン膜を
用いたゲート電極6の形成に際しては、半導体基板1の
垂直方向に向けられた酸化膜が厚く形成されていること
から、多結晶シリコン膜の異方性エツチングに際しての
エツチングの制御を容易なものにできる。
以下の工程は、前例と同じであり、このN型不純物層2
3.24が夫々ソース・ドレイン領域として構成される
ことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、メモリセルを構成するM
ISトランジスタを、半導体基板に形成した凹溝の側壁
に沿ってチャネル領域を形成し、かつこの凹溝の底面及
びこれに隣接する半導体基板表面にソース・ドレイン領
域を形成した構成としているので、MISトランジスタ
のチャネル領域は半導体基板の深さ方向に形成されるこ
とになる。このため、MISトランジスタにおけるパン
チスルーを防止するためにチャネル長を長く設定しても
、この長さは深さ方向にのみ現れて平面方向に現れるこ
とはなく、MISトランジスタのチャネル長に関わらず
平面占有面積の低減を図ることができ、メモリセルの微
細化及び半導体記憶装置の大容量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、  (b)は本発明の一実施例の平面レ
イアウト図とそのAA線断面図、第2図(a)〜(f)
は本発明の半導体記憶装置の製造方法を説明するための
工程断面図、第3図(a)、(b)はその製造工程途中
における平面図、第4図(a)〜(C)は一部の異なる
工程を説明するための工程断面図、第5図(a)、  
(b)は従来構造の平面レイアウト図とそのBB線断面
図である。 ■・・・半導体基板、2・・・チャネルス)7パ、3・
・・フィールド絶縁膜、4・・・凹溝、5・・・ゲート
絶縁膜、6・・・ゲート電極、7・・・ソース領域、8
・・・ドレイン領域、9・・・第1の眉間絶縁膜、10
・・・コンタクト孔、11・・・容量部電極、12・・
・容量絶縁膜、13・・・容量部対向電極、14・・・
第2の眉間絶縁膜、15・・・コンタクト孔、16・・
・ソース電極、17・・・第3の層間絶縁膜、18等ワ
ード線裏打ち配線、21・・・酸化膜、22・・・耐酸
化性膜、23.24・・・N型不純物層、31・・・半
導体基板、34・・・ゲート電極、35・・・ソース領
域、36・・・ドレイン領域、38・・・容量部電極、
39・・・容量絶縁膜、40・・・容量部対向電極、4
4・・・ソース電極。 第1図(a) 第2図 第2図 第2図 第3図 (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)MISトランジスタと、容量部とでメモリセルを
    構成してなる半導体記憶装置において、前記MISトラ
    ンジスタは、半導体基板に形成した凹溝の側壁に沿って
    チャネル領域を構成し、かつこの凹溝の底面及びこれに
    隣接する半導体基板表面にソース・ドレイン領域を構成
    したことを特徴とするMIS型半導体記憶装置。
  2. (2)凹溝の側壁にゲート絶縁膜及びゲート電極を形成
    し、この側壁を挟むように凹溝底面と半導体基板表面に
    ソース・ドレイン領域を形成してなる特許請求の範囲第
    1項記載のMIS型半導体記憶装置。
JP61166691A 1986-07-17 1986-07-17 Mis型半導体記憶装置 Pending JPS6324659A (ja)

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JP61166691A JPS6324659A (ja) 1986-07-17 1986-07-17 Mis型半導体記憶装置

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JP61166691A JPS6324659A (ja) 1986-07-17 1986-07-17 Mis型半導体記憶装置

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JPS6324659A true JPS6324659A (ja) 1988-02-02

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ID=15835951

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JP (1) JPS6324659A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01173751A (ja) * 1987-12-28 1989-07-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPH0456269A (ja) * 1990-06-25 1992-02-24 Matsushita Electron Corp 半導体記憶装置とその製造方法
JPH04144279A (ja) * 1990-10-05 1992-05-18 Nec Corp Mos型半導体記憶装置とその製造方法。

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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