JPS6333862A - 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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JPS6333862A
JPS6333862A JP61178218A JP17821886A JPS6333862A JP S6333862 A JPS6333862 A JP S6333862A JP 61178218 A JP61178218 A JP 61178218A JP 17821886 A JP17821886 A JP 17821886A JP S6333862 A JPS6333862 A JP S6333862A
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semiconductor substrate
region
trench region
groove
conductive layer
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JP61178218A
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Shinken Okawa
大川 真賢
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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
    • H10B12/39DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench
    • H10B12/395DRAM 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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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〕 本発明は半導体記憶装置に関し、特に1個のMOS)ラ
ンジスタと1個の容量性素子から構成される半導体記憶
装置の構造及びその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
現在、ダイナミック型RAM(DRAM)と呼ばれる記
憶装置の記憶セルとしては1個のMOSトランジスタと
1個の容量素子から構成されているものが用いられてい
る。
近年の大規模化、微細化の要求を満たす記憶セル構造と
して容量素子を半導体基板上に設けた溝に形成するもの
が提案されている。従来例として第5図にその一例を示
す。
第5図(場は2つのメモリセルの並列配置を示す平面図
、同図(b)は同図(匈のA  A/に於ける断面図で
ある。第一導電型の半導体基板の表面部に反対導電型の
不純物拡散層1a、lcでMOSトランジスタのソース
、ドレインを構成している。これら不純物拡散層1a、
lc間の上にはMOS)ランジスタのゲート電極とワー
ド線の配線を兼ねる第1の導電層2が形成されている。
不純物拡散層ICに隣接して溝10を有し、その表面に
酸化膜を介して容量素子の一方の電極とビット線の配線
を兼ねる第2の導電層3が形成されている。5はMOS
)ランジスタのチャンネル領域でアシ、6は配線あるい
は素子間を分離する厚い絶縁J−であシ、7は素子分離
のだめの半導体基板と同導電型の不純物拡散層である。
この従来例において、容量素子は第5図(b)に示す溝
領域dの内部の導電層3とその下の酸化膜と半導体基板
とで形成される平行平板容量として港の側面及び底面に
構成される。このように構成される容量素子は半導体基
板表面に占める素子領域の面積が、同一の容量値をもつ
容f#素子を平面状の半導体基板表面に形成する場合よ
りはる〃為に小さい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の記憶セルでは半導体基板表面に占める面
fJを縮小したのは容量素子のみである。
MOSトランジスタについては、第5図(b)に示す様
に、ゲートチャンネル領域5の長さy1データの入出力
部分となる不純物拡散層1aで工/2(不純物拡散層1
aは隣の記憶セル0量OSトランジスタと共有している
ため)、容量素子の一端に接続される不純物拡散層IC
として21合計でx / 2 +y 十zの長さが必要
になっている。第5図に示した従来の記憶セルの構造で
は、この長さよpMOSトランジスタ領域を縮小できず
、記憶セル領域の半導体基板表面に占める面積の縮小に
限界があるという欠点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
と全盲する一導電型の半導体基板と、この溝内の表面に
形成された絶縁被膜と、この溝内の絶縁被膜上にこの溝
を埋めるように形成された導電体と、半導体基板の突起
部表面および突起部と溝との間の表面部に形成された他
の導電型の不純物領域と、突起部の側面に絶縁層を介し
て形成された導電層とを有し、他の導電型の2つの不純
物領域と突起部側面の導電層とでMOS)ランジスタを
構成し、半導体基板と絶縁被膜と導電体とでMOSトラ
ンジスタに接続された記憶容量を構成している。
また、本発明による半導体記憶装置の製造方法によれば
、半導体基板に内部に選択的に絶縁物を形成した第1の
溝領域によって囲まれた第1の素子領域を形成する工程
と、この第1の素子形成領域内部に第1の溝領域より浅
い第2の溝領域を形成する工程と、この第2の溝領域に
隣接した半導体基板表面及びこの第2の溝領域の底面に
不純物拡散層を形成する工程と、第2の溝領域内部に薄
い絶縁膜を形成する工程と、第2の溝領域に選択的に第
1の導電層を形成する工程と、第2の溝領域に隣接して
第1の溝領域より深い第3の溝領域を形成する工程と、
この第3の溝領域内部に薄い絶縁膜を形成する工程と、
第3の溝領域に選択的に第2の導電層を形成する工程?
含す裂逼方株セ青み、第2の溝領域に隣接した半導体基
板表面及び第2の溝領域の底面に形成された不純物拡散
層をソース領域あるいはドレイン領域とし、第1の導電
層をゲート電極とするMOS);7ンジスタ、及び第2
の導電層を一方の電極とする容量素子とを含む半導体記
憶装置が製造される。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を表わしたもので、同図
(→は平面図、同図(麺は同図(尋のA−A/断面図、
同図(C)は同図(姉のB−B/断面図である。半導体
基板には溝領域すと溝領域Cとを有している。
半導体基板表面にはこの半導体基板と反対導電型の不純
物拡散層1aを有し、溝領域すの底面にはやはシ半導体
基板とは反対導電型の不純物拡散層1bを有している。
不純物拡散層1 bfl’cは絶縁膜を介して第1の導
電層2が形成されており、この第1の導電層2は不純物
拡散層1aと1bとの段部の半導体基板とも薄い絶縁膜
を介して接している。不純物拡散層1aと1bとはこれ
らの間の段部の半導体基板表面をチャンネル領域5とし
、第1の導電層2をゲート電極としてMOS)ランジス
タを構成している。第2の導電層3は溝領域Cの内部に
絶縁膜を介して形成され、溝領域Cの側面及び底面にあ
たる半導体基板を対向電極とする平行平板型容量素子を
構成している。配線層4は第2の導電層3に固定電位を
支える配線で、配線層4は第1の導電層2に配線された
ワード線である。6は素子あるいは配線を分離する厚い
絶縁間)の分離をする為の領域である。かかる記憶セル
の構造によれば、MOSトランジスタのチャンネル領域
5(長さy)が溝側面にあシ、半導体基板表面に対して
垂直になっているため平面上の面積はいらない。このた
め、半導体基板表面から見た場合、データの入出力部分
となる不純物拡散層1aのための長さx/2(隣の記憶
セルと共有しているため)と溝領域すの底面にある容量
素子のりは必要とするだけでアシ、従来例に比し、チャ
ンネル長yの部分だけMOS)7ンジスタ領域が縮小さ
れる。
第2図(a)〜(el)は第1の実施例の製造方法を工
程順に示す図である。まず、第2図(→忙示す様に、素
子形成領域を形成する為に7オトレジスト11を形成し
、第1の溝領域aをエツチングによ膜形成する。その後
、素子分離のだめの基板と同導電型の不純物拡散層7を
溝領域aの底面に選択的に形成する。フォトレジスト1
1を除去後、溝領域aの中に選択的に絶縁層6を形成す
る。次に第2図(b)に示す様に7オトレジスト11を
形成し、後にMOS)ランジスタを形成する溝領域すと
なる溝領域aより浅い溝領域6′を形成する。その際、
絶縁層6と半導体基板とのエツチング速度の違いを利用
し、溝領域a上の絶縁層6をエツチングしない様にする
。7オトレジスト11を除去後、MOS)ランジスタの
ソース、ドレインを形成する半導体基板と反対導電型の
不純物拡散層1a及び1bを半導体基板表面及び溝領域
b′ の底面に形成する。絶縁層6による薄膜を溝領域
b′に形成し、溝領域blに選択的に第1の導電層2を
形成したものが第2図(C)である。続いて、第2図(
ψに示すように、容量素子を形成する為の溝領域C形成
する。
この工程は、フォトレジスト11を溝領域b′の一部と
半導体基板表面とをおおう様に形成し、導電層2、薄い
絶縁層6および半導体基板をエツチングする。この際、
エツチング速度の違いを利用して溝領域の絶縁層6を残
す。溝領域b′上の絶縁層は溝領域aの絶縁層に比べて
充分薄い為領域a上の絶縁層にほとんど影響は無い。続
いて溝領域Cの内部に薄い絶縁層6を形成し、溝領域C
の内部に選択的に第2の導電層3を形成し全体を絶縁層
6でおおって、第2図(e)を得る。その後、溝領域タ
クト配線としての導電層4,4′を形成して第1図に示
したメモリセルを得る。
第3図は本発明の第2の実施例でアシ、同図(a)は平
面図、同図(b)は同図(勾のA −A’での断面図、
同図(c)は同図(a)のB −B/での断面図である
。図中の記号は第1,2及び5図で使用している記号と
同一である。
この第2の実施例では、配線となる部分になる溝領域a
の絶縁層6の上面を溝領域すの底面と同様変か少し浅い
位置にしていることにより導電層2及び3でそのまま配
線を形成することができ、第1図における導電層4,4
′が必要なくなる利点がある。
第1図(→〜(e)はこの第2の実施例の製造方法を示
す図であシ第2図(尋〜(e)に対応する。第1図で第
2図と異なるのは(b)図の工程であシ溝領域b′を形
成する際に、溝領域a上の絶縁層6を溝領域b′の底面
と同程度か少し浅い位置までエツチングすることにある
。この後、導電層2,3を形成する過程において自己整
合的に配線が形成される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明はMOS)ランジスタのチ
ャンネル領域を半導体基板に垂直な溝領域の側面に形成
するので半導体基板表面に占めるMOSトランジスタ領
域の面積を縮小できる効果がある。また、第2の実施例
においては配線がすべて溝領域の中に形成されるので表
面の平担化にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示したもので、同図(
a)は平面図、同図(切は同図(勾のA−A/での断面
図、同図(C)は同図(IL)のB−B’での断面図で
ある。 第2図(匈〜(e)は第1の実施例の製造方法を工程順
に示した断面図である。第3図は本発明■第2の実施例
を示したもので、同図(昧は平面図、同図(b)は同図
(→のA −A/での断面図、同図(C)は同図(a)
OB−B/での断面図である。第1図(a)〜(e)は
第2の実施例の製造方法を工程順に示した断面図である
。 第5図は従来のメモリセルを示したもので、同図(&)
は平面図、同図(b)&″i、i、同図A −A/での
断面図である。 1m、lb、lc・・・・・・基本と反対導電型の不純
物拡散層、2・・・・・・第1の導電層、3・・・・・
・第2の導電層、4.4’・・・・・・配線層、5・・
・・・・MOS)ランジスタのチャンネル領域、6・・
・・・・絶縁層、7・・・・−・基板と同導電屋の不純
物拡散層、11・・・・・・フォトレジスト、a、b、
b’、C,d・・・・・・溝領域。 代理人 弁理士  内 原   背 中1図。 ca 琳2凹 bc   ユ b   こ  α

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)溝とこの溝とは所定の間隔を離間して形成された突
    起部とを有する一導電型の半導体基板と、前記溝内の表
    面に形成された絶縁被膜と、前記溝内の前記絶縁被膜上
    に該溝を埋めるように形成された導電体と、前記半導体
    基板の前記突起部の表面および前記突起部と前記溝との
    間の前記半導体基板の表面部に形成された他の導電型の
    不純物領域と、前記突記部の側面に絶縁層を介して形成
    された導電層とを有し、前記不純物領域と前記突起部の
    側面の前記導電層とでMOSトランジスタを構成し、前
    記半導体基板と前記溝内表面の前記絶縁被膜と前記導電
    体とで前記MOSトランジスタに接続された記憶容量を
    構成したことを特徴とする半導体記憶装置。 2)半導体基板表面に、内部に選択的に絶縁物を形成し
    た第1の溝領域によって囲まれた第1の素子形成領域を
    形成する工程と、前記第1の素子形成領域内部に前記第
    1の溝領域より浅い第2の溝領域を形成する工程と、前
    記第2の溝領域に隣接した半導体基板表面及び前記第2
    の溝領域の底面に不純物拡散層を形成する工程と、前記
    第2の溝領域内部に薄い絶縁膜を形成する工程と、前記
    第2の溝領域に隣接して前記第1の溝領域より深い第3
    の溝領域を形成する工程と、前記第3の溝領域内部に薄
    い絶縁膜を形成する工程と、前記第3の溝領域に選択的
    に第2の導電層を形成する工程とを含むことを特徴とす
    る半導体記憶装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0467401U (ja) * 1990-10-19 1992-06-15

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6123360A (ja) * 1984-07-12 1986-01-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体記憶装置およびその製造方法
JPS6122665A (ja) * 1984-07-11 1986-01-31 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

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