JPS63257263A - Semiconductor storage device - Google Patents
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- JPS63257263A JPS63257263A JP62092708A JP9270887A JPS63257263A JP S63257263 A JPS63257263 A JP S63257263A JP 62092708 A JP62092708 A JP 62092708A JP 9270887 A JP9270887 A JP 9270887A JP S63257263 A JPS63257263 A JP S63257263A
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- 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
- H10B12/37—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体記憶装置に係り、特に溝堀リメモリ
セルを備えたM OS (Metal 0xide S
em1conductor )ダイナミックRA M
(Random AccessMemory )に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, and in particular to a semiconductor memory device including a MOS (Metal Oxide S) having a Mizohori memory cell.
em1conductor) Dynamic RAM
(Random AccessMemory).
従来、この種の半導体記憶装でとして例えば、1984
年のInternational Electron
Device Me−eting (IEDM ’8
4)の講演番号9.6において捉示されたMOSダイナ
ミックRAMの溝堀り型のメモリセル(トレンチセル)
が知られている。Conventionally, in this type of semiconductor memory device, for example, in 1984,
International Electron of the year
Device Me-eting (IEDM '8
4) Trench type memory cell (trench cell) of MOS dynamic RAM as shown in lecture number 9.6
It has been known.
第2図は、このような従来のトレンチセルの構造を示し
た断面図、第3図は前記トレンチセルを折り返しビット
線(folded biむ1ine )用にアレイ配置
した半導体記憶装置の構造図であり、第3図fatは平
面図、第3回出)は同図+alのn−m断面図を示して
いる。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of such a conventional trench cell, and FIG. 3 is a structural diagram of a semiconductor memory device in which the trench cells are arranged in an array for a folded bit line. , FIG. 3 (fat) is a plan view, and FIG.
これらの図において、1はp型シリコン基板である。こ
のp型シリコン基板1には多数のトレンチセルが形成さ
れており、そのうちA領域は第1のメモリセルが形成さ
れている領域を、BjiJt域は第1のメモリセルに隣
接する第2のメモリセルが形成されている領域を抜き出
して示している。In these figures, 1 is a p-type silicon substrate. A large number of trench cells are formed in this p-type silicon substrate 1, of which the A region is the region where the first memory cell is formed, and the BjiJt region is the region where the second memory cell adjacent to the first memory cell is formed. The area where cells are formed is extracted and shown.
各メモリセルの構成は同じであるから、ここではA j
Jl域に形成されたメモリセルの構成を代表して説明す
る。Since the configuration of each memory cell is the same, here A j
The configuration of a memory cell formed in the Jl area will be described as a representative example.
p型シリコン基板1のA!域内には溝部2.があり、こ
の溝部2Iの内面に沿って記憶情報(電荷)が蓄えられ
るn″領域3.と、キャパシタ絶縁膜4.と、第1のポ
リシリコン層からなるセルプレート電極5.とからなる
溝型キャパシタが形成されている。Qlは上述した溝型
キャパシタをアクセスするためのスイッチングトランジ
スタ領域であって、n′領領域ドレイン)6.、n″領
域ソース)79.チャネル部8.がら構成されている
n + 領域(ドレイン)6.は前記溝型キャパシタの
n′頭域3.と連続的に形成されている。A of p-type silicon substrate 1! There is a groove 2 in the area. Along the inner surface of the groove 2I, there is a groove consisting of an n'' region 3 in which storage information (charge) is stored, a capacitor insulating film 4, and a cell plate electrode 5 made of a first polysilicon layer. type capacitor is formed.Ql is a switching transistor region for accessing the above-mentioned trench type capacitor, and includes an n' region (drain) 6., an n'' region source) 79. Channel part 8. is composed of
n + region (drain)6. is the n' head area 3 of the trench type capacitor. are formed continuously.
B領域に形成された隣接メモリセルも同様の構成であっ
て、対応する部分は同一符号(添字2)で示されている
。Adjacent memory cells formed in region B have a similar configuration, and corresponding parts are indicated by the same reference numerals (subscript 2).
隣接メモリセル間は、溝部2..2!との間に形成され
た厚い選択酸化膜9によって分離されている。また、各
メモリセルのチャネル部81,82は第2のポリシリコ
ン層からなるワード&’X10によって接続され、スイ
ッチングトランジスタQ、、Q、のn′領領域ソース)
7I、7tはピント線11によって接続されている。Between adjacent memory cells is a trench 2. .. 2! They are separated by a thick selective oxide film 9 formed between them. In addition, the channel portions 81 and 82 of each memory cell are connected by a word &'
7I and 7t are connected by a focus line 11.
上述したトレンチセルは、通常、p型シリコン基板1に
負電位(約−3V)が設定され、また電荷蓄積ノードと
なるn”fii域35.3□には、書き込まれる記憶情
報rQ、、r1.に対応して約5vまたはOvの電位が
印加される。In the trench cell described above, a negative potential (approximately -3V) is normally set on the p-type silicon substrate 1, and storage information rQ, , r1 to be written is stored in the n"fii region 35.3□, which serves as a charge storage node. A potential of approximately 5V or Ov is applied corresponding to .
このようにして、従来の半導体記憶装置は、半導体基板
内に形成された溝部内に電荷蓄積容量(n″領域3.と
セルプレート電極51との間の容りを設けることにより
、小さな面積内に大きな電荷蓄積容量を実現して半導体
記憶装置の高集積化を図り、さらにはα線等に対するソ
フトエラー耐量やその他のノイズ耐量を向上させている
。In this way, the conventional semiconductor memory device can store charge within a small area by providing a charge storage capacitor (a space between the n'' region 3. and the cell plate electrode 51) in the groove formed in the semiconductor substrate. By realizing a large charge storage capacity, semiconductor memory devices are highly integrated, and furthermore, soft error resistance against alpha rays and other noise resistance is improved.
しかしながら、従来の半導体記憶装置において、高集積
化のために電荷蓄積ノードとなるnl&Ji域33.3
tの距離り、 (第2図参照)を余りに小さくすると
、例えば、n“領域3.にOV、、n”領域3.に5v
が書き込まれた場合に形成される空乏層12..12□
がつながる、いわゆるバンチスルー現象を生じ、隣接メ
モリセル間にリークが発生して記憶情報が破壊されてし
まうという問題を招く、このような隣接メモリセル間の
パンチスルー現象は、この種の半導体記憶装置の高集積
化に対して大きな障害になっていた。However, in conventional semiconductor memory devices, the nl & Ji region 33.3, which serves as a charge storage node for higher integration,
If the distance t (see FIG. 2) is too small, for example, OV in n" region 3., OV in n" region 3. 5v
The depletion layer 12. formed when written. .. 12□
This type of punch-through phenomenon between adjacent memory cells causes a so-called bunch-through phenomenon in which the adjacent memory cells are connected, resulting in leakage between adjacent memory cells and destruction of stored information. This has been a major obstacle to higher integration of devices.
そこで、このような障害を回避するために、p型シリコ
ン基板1内に高濃度のpウェル層を形成し、その中にト
レンチセルを作成して空乏層の拡がりを抑えることも考
えられるが、このような高濃度のpウェル層を用いると
メモリセルと基板と一
のブレイクダウン電圧が下がってしまうという別異の問
題点を生じる。Therefore, in order to avoid such a problem, it is conceivable to form a highly concentrated p-well layer in the p-type silicon substrate 1 and create a trench cell therein to suppress the spread of the depletion layer. The use of such a highly doped p-well layer causes a different problem in that the breakdown voltage between the memory cell and the substrate decreases.
また、半導体基板としてエピタキシャル基板を使用する
ことも考えられるが、エピタキシャル基板は請価である
から、この種の半導体記憶装置に要求されるコストの低
減に反して不都合である。It is also possible to use an epitaxial substrate as the semiconductor substrate, but since the epitaxial substrate is inexpensive, this is inconvenient as it goes against the cost reduction required for this type of semiconductor memory device.
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであって、基板(ウェル)濃度を濃くシたり、エ
ピタキシャル基板を使用することなく、隣接メモリセル
間のパンチスルー現象を抑えて高a#A化を行うことが
できる半導体記憶装置を提供することを目的としている
。This invention was made to solve these problems, and it is possible to suppress the punch-through phenomenon between adjacent memory cells without increasing the concentration of the substrate (well) or using an epitaxial substrate. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that can achieve high a#A.
この発明に係る半導体記憶装置は、MOSダイナミック
型のメモリセル内に隣接メモリセルにつながる第1の溝
部と第2の溝部とを備え、前記メモリセル内では第1の
溝部と第2の溝部との内面に、当該メモリセルの電荷蓄
積領域が形成されており、前記隣接メモリセルの境界部
分では第1の溝部と第2の溝部との内面に、前記隣接メ
モリセルを分離する素子分離頭載がそれぞれ形成された
ものである。A semiconductor memory device according to the present invention includes a first trench and a second trench connected to an adjacent memory cell in a MOS dynamic memory cell, and a first trench and a second trench in the memory cell. A charge storage region of the memory cell is formed on the inner surface of the memory cell, and an element isolation head for separating the adjacent memory cells is formed on the inner surface of the first trench and the second trench at the boundary between the adjacent memory cells. were formed respectively.
この発明においては、隣接メモリセルの境界部分にある
第1の溝部と第2の溝部との内面に形成された素子分離
領域によって、隣接メモリセル間に発生ずるパンチスル
ーが防止され、しかも、1メモリセル内の第1の溝部と
第2の溝部との内面に形成された電荷蓄積領域によって
、十分大きな電荷蓄積容量が確保される。In this invention, the element isolation region formed on the inner surface of the first groove and the second groove at the boundary between adjacent memory cells prevents punch-through occurring between adjacent memory cells. A sufficiently large charge storage capacity is ensured by the charge storage regions formed on the inner surfaces of the first trench and the second trench within the memory cell.
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、この発明の一実施例に係る半導体記イq装置
の構成図であって、本実施例に係るメモリセルを折り返
しビット線(folded bit 1ine )用に
7レイ配置しており、特に第1図t8)は平面図、第1
図[blは同図fatにおけるI−1断面図である。FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor memory/equipment device according to an embodiment of the present invention, in which memory cells according to the embodiment are arranged in 7 lays for folded bit lines. In particular, Figure 1 t8) is a plan view,
Figure [bl is a sectional view taken along line I-1 in the figure fat.
同図において、第2図および第3回に示した従来例と同
一符号は、同一部分を示しているから、ここでの説明は
省略する。In this figure, the same reference numerals as those in the conventional example shown in FIGS. 2 and 3 indicate the same parts, so a description thereof will be omitted here.
第1図において、21および22は電荷蓄積および素子
分離のためにp型シリコン基板1に形成された第1の溝
部および第2の溝部である。In FIG. 1, 21 and 22 are a first trench and a second trench formed in the p-type silicon substrate 1 for charge storage and element isolation.
第1の溝部21は、第1図falにおける縦方向に配列
された複数のメモリセルを貫くようにつながって形成さ
れている。一方、第2の溝部22は、第1図[alにお
ける横方向に配列された隣接メモリセル間をつなぐよう
に形成されている。The first groove portion 21 is formed so as to penetrate through a plurality of memory cells arranged in the vertical direction in FIG. 1 fal. On the other hand, the second groove portion 22 is formed to connect adjacent memory cells arranged in the horizontal direction in FIG. 1 [al].
第1図(blに示したように、各メモリセルが形成され
る領域、例えば同図に示すA g域内の第1の溝部21
から第2の溝部22の内面に沿って、連続したn′領域
23と、キャパシタ絶縁v24と、第1のポリシリコン
層からなるセルプレート電極25とが形成されており、
これらが1メモリセルの電荷蓄積領域を構成している。As shown in FIG. 1 (bl), the first groove portion 21 in the area where each memory cell is formed, for example, the area Ag shown in the same figure.
A continuous n' region 23, a capacitor insulation v24, and a cell plate electrode 25 made of a first polysilicon layer are formed along the inner surface of the second groove 22,
These constitute the charge storage region of one memory cell.
そして、n″頭域23の一端は、第2図および第3図で
説明した従来例と同様にスイッチングトランジスタのn
゛領域ドレイン)61につながっている。そして、第2
の溝部22の底面中程と、これに連なる側面部とにわた
って、厚い選択酸化膜26.が形成されて隣接メモリセ
ル間を分離している。一方、第1図[alにおける縦方
向に隣接したメモリセル間を分離するために、各メモリ
セル間の境界部分にあたる第2の溝部21の底面および
側面に厚い選択酸化膜26□が形成されている。これら
の選択酸化膜261.26zが形成された素子分離領域
は、第1図+I11において斜線で示された領域に対応
している。One end of the n'' head area 23 is connected to the n of the switching transistor as in the conventional example explained in FIGS.
It is connected to the (area drain) 61. And the second
A thick selective oxide film 26. are formed to isolate adjacent memory cells. On the other hand, in order to isolate memory cells adjacent in the vertical direction in FIG. There is. The element isolation region in which these selective oxide films 261.26z are formed corresponds to the hatched region in FIG. 1+I11.
このように上述した実施例では、隣接メモリセル間でパ
ンチスルー現象が生じる領域を通る第1の溝部21と第
2の溝部22とを形成しく前記領域にあたる各溝部21
,22の溝底面および側面に選択酸化膜26..26□
をそれぞれ形成しているから、上述した領域ではパンチ
スルー現象が生じない。In the embodiment described above, the first groove 21 and the second groove 22 are formed so as to pass through the region where the punch-through phenomenon occurs between adjacent memory cells.
A selective oxide film 26. , 22 is formed on the bottom and side surfaces of the trenches. .. 26□
are formed respectively, so no punch-through phenomenon occurs in the above-mentioned regions.
また、第1の溝部21と第2の溝部22とは、それぞれ
連通しない独立した溝構造になっているから、電荷蓄積
面積が広くなり十分に大きな電荷蓄積容量を確保するこ
とができる。Further, since the first groove portion 21 and the second groove portion 22 have independent groove structures that do not communicate with each other, the charge storage area becomes large and a sufficiently large charge storage capacity can be secured.
しかも、かりに第1図(alに示した第1の溝部21と
第2の溝部22とを連通させると、隣接メモリセル間の
バンチスルー現象にかかわる距離は同一に示すL2にな
るが、本実施例では両溝部21゜22とをそれぞれ独立
させているから、前記パンチスルー現象に係る距離がり
、になる。明らかに、距離り、は距離L2よりも長いか
ら、両溝部21゜22を独立させることはパンチスルー
現象防止の面からも有利である。Moreover, if the first groove part 21 and the second groove part 22 shown in FIG. In the example, since both the grooves 21 and 22 are made independent, the distance related to the punch-through phenomenon is as follows.Obviously, since the distance is longer than the distance L2, both the grooves 21 and 22 are made to be independent. This is also advantageous in terms of preventing punch-through phenomenon.
なお、上述の実施例では、折り返しビット線(fold
ed bit 1ine )用に本発明に係るメモリセ
ルを通用した場合を例に採って説明したが、本発明はこ
れに限られず、例えばオープン・ビット線(open
bit 1ine )に通用しても上述した実施例と同
様の効果を得ることができる。Note that in the above embodiment, a fold bit line (fold
Although the explanation has been given by taking as an example the case where the memory cell according to the present invention is used for an open bit line (ed bit 1ine), the present invention is not limited to this.
bit 1ine), the same effect as in the above embodiment can be obtained.
以上のように、この発明によれば、MOSグイナミノク
型のメモリセル内に、隣接メモリセルにつながる第1の
溝部と第2の溝部とを形成し、メモリセル内では両溝部
の内面に電荷蓄積領域を形成し、隣接メモリセルの境界
部分では両溝部の内面に隣接メモリセルを分離する素子
分離領域をそれぞれ形成したから、高濃度基板(ウェル
)やエピタキシャル基板を用いることなく、隣接メモリ
セル間のパンチスルーを防止することができるとともに
、1メモリセル内の第1の溝部と第2の溝部にそれぞれ
形成された電荷蓄積領域によって電荷蓄積容量を十分大
きくすることができ、高密度で高い信頼性を備えた半導
体記憶装置を得ることできる。As described above, according to the present invention, a first trench and a second trench connected to an adjacent memory cell are formed in a MOS Guinaminok type memory cell, and charges are accumulated on the inner surfaces of both trenches within the memory cell. At the boundary between adjacent memory cells, an element isolation region is formed on the inner surface of both trenches to separate adjacent memory cells. Punch-through can be prevented, and the charge storage capacity can be made sufficiently large by the charge storage regions formed in the first trench and the second trench in one memory cell, resulting in high density and high reliability. Accordingly, a semiconductor memory device with high performance can be obtained.
第1図はこの発明の一実施例に係るメモリセルを折り返
しビット線用にアレイ配置した半導体記憶装置の構造図
、第2図は従来のメモリセルの構造を示した断面図、第
3図は前記従来のメモリセルを折り返しビット線用にア
レイ配置した半導体記憶装置の構造図である。
図において、1はp型シリコン基板、lOはワード線、
11はビット線、21は第1の溝部、22は第2の溝部
、23はn゛領域24はキャパシタ絶縁膜、25はセル
プレート電極、261゜26□は選択酸化膜である。
なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a structural diagram of a semiconductor memory device in which memory cells according to an embodiment of the present invention are arranged in an array for folded bit lines, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a conventional memory cell, and FIG. FIG. 2 is a structural diagram of a semiconductor memory device in which the conventional memory cells are arranged in an array for folded bit lines. In the figure, 1 is a p-type silicon substrate, lO is a word line,
11 is a bit line, 21 is a first trench, 22 is a second trench, 23 is an n' region 24 is a capacitor insulating film, 25 is a cell plate electrode, and 261°26□ is a selective oxide film. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
としたMOSダイナミック型のメモリセルを備えた半導
体記憶装置において、 前記メモリセルには、隣接メモリセルにつながっている
第1の溝部と第2の溝部とがあり、前記メモリセル内で
は第1の溝部と第2の溝部との内面に、当該メモリセル
の電荷蓄積領域が形成されており、 前記隣接メモリセルの境界部分では第1の溝部と第2の
溝部との内面に、前記隣接メモリセルを分離する素子分
離領域がそれぞれ形成されていることを特徴とする半導
体記憶装置。(1) In a semiconductor memory device including a MOS dynamic memory cell in which the inner surface of a groove formed in a semiconductor substrate is used as a charge storage region, the memory cell has a first groove connected to an adjacent memory cell and a first groove connected to an adjacent memory cell. In the memory cell, a charge storage region of the memory cell is formed on the inner surface of the first trench and the second trench, and at a boundary between the adjacent memory cells, a first trench is formed. A semiconductor memory device characterized in that element isolation regions for separating the adjacent memory cells are formed on the inner surfaces of the trench portion and the second trench portion.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62092708A JPS63257263A (en) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | Semiconductor storage device |
US07/131,635 US4860070A (en) | 1987-01-09 | 1987-12-11 | Semiconductor memory device comprising trench memory cells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62092708A JPS63257263A (en) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | Semiconductor storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63257263A true JPS63257263A (en) | 1988-10-25 |
Family
ID=14061971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62092708A Pending JPS63257263A (en) | 1987-01-09 | 1987-04-14 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63257263A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0317152A2 (en) * | 1987-11-13 | 1989-05-24 | Fujitsu Limited | Trench capacitor and method for producing the same |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP62092708A patent/JPS63257263A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0317152A2 (en) * | 1987-11-13 | 1989-05-24 | Fujitsu Limited | Trench capacitor and method for producing the same |
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