JPH01146355A - Lsi用微細セル構造 - Google Patents

Lsi用微細セル構造

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JPH01146355A
JPH01146355A JP62306281A JP30628187A JPH01146355A JP H01146355 A JPH01146355 A JP H01146355A JP 62306281 A JP62306281 A JP 62306281A JP 30628187 A JP30628187 A JP 30628187A JP H01146355 A JPH01146355 A JP H01146355A
Authority
JP
Japan
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region
type
conductivity type
opening
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP62306281A
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English (en)
Inventor
Kenji Nishida
健治 西田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
    • H10B12/39—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 Integrated Circuits (AREA)
  • 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】 〔(概要〕 ■トランジスタ・1キヤパシタ構造のメモリセルに関し
。
セル面積を小さくすることを目的とし。
第1の導電型の半導体基板に設けられた第1の開孔部に
設けられた第2の導電型の半導体領域。
上記第1の開孔部の内面に設けられた酸化膜および該酸
化膜の上に堆積された第2の導電型の半導体からなるキ
ャパシタ領域と、キャパシタ領域を形成した第1の開孔
部に隣接し、第1の導電型の半導体基板に設けられた第
2の開孔部の底面に形成された第2の導電型のドレイン
領域、第2の開孔部の上部に形成された第2の導電型の
ソース領域、上記ドレイン領域およびソース領域の間の
上記第2の開孔部上に設けられたゲート酸化膜および上
記第2の開孔部を埋め、ゲート電極としての第2の導電
型の半導体からなるMOSトランジスタ領域とからなる
ように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、LSI用微細セル構造、特に1トランジスタ
・lキャパシタ構造のメモリセルに関する。
DRAMは、1個のトランジスタと1個のキャパシタか
らなるメモリセルを集積した構造をしている。
集積度が増大するのに従って、MO3LS+も微細化さ
れ、それに適したメモリセルの構造が求められている。
現在、IMDRAMでは、キャパシタを半導体基板の内
部や上部に設けたり、多層配線を多用することにより、
1ビツトのセル面積を縮小するようにしている。
しかしながら、DRAMの集積度がますます増太し、1
6Mビット以上になると、キャパシタを半導体基板の内
部や上部に設けたり、多層配線を多用することぐらいで
は、とても対応することができなくなってくる。
そこで、新たなメモリセルの構造が必要とされている。
〔従来の技術〕
第13図は、従来例を示す図である。
第13図において、101はP型Si基板、102はフ
ィールドSiO□膜、103はn“型のドレイン領域、
104はn“型のソース領域、105はゲート5ift
膜、106はゲート電極、107はキャパシタ絶縁膜5
108はn型ポリシリコン、109は5io211焚、
110および111はAI主電極ある。
P型Si基板101は、フィールドSiO□膜102に
より各メモリセルに区画されている。
メモリセル用のMOSトランジスタは、P型Si基板1
01上に形成された。n“型のドレイン領域103.n
’型のソース領域104.ゲート5ift膜105およ
びゲート電極106から構成されている。ゲート電極1
06の材料としては、ポリシリコン、金属、金属のシリ
サイド等が用いられる。
メモリセル用のキャパシタは、キャパシタ絶縁膜107
およびn型ポリシリコン108から構成されている。キ
ャパシタ絶縁膜107の材料としては、 SiO□、S
iJ、等が用いられる。
n°型のソース領域104からはA1電極20が取り出
され、キャパシタの上部電極であるn型ポリシリコン1
08からAI電極Illが取り出されている。
この例では、P型Si基板101の表面に、水平方向に
動作するMOSトランジスタが設けられており、P型S
i基板101の上部のSiO□膜10膜中09中Sトラ
ンジスタのドレイン領域103と一部が重なる形でキャ
パシタが設けられている。
(発明が解決しようとする問題点〕 従来の1トランジスタ・1キヤパシタ構造のメモリセル
では、MOSトランジスタが水平方向に形成されている
ので、メモリセルの面積を小さくできないという問題が
生じていた。
本発明は、セル面積を小さくすることのできるLSI用
微細セル構造、特にlトランジスタ・lキャパシタ構造
のメモリセルを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、!トランジスタ・1キヤパシタ構造のメモリ
セルを構成するMOSトランジスタを垂直方向に形成す
ることにより、メモリセルの面積を小さくしたものであ
る。
第1図に示す本発明の1実施例構成図を用いて。
本発明の手段について説明する。
以下の説明において、p型およびn型のいずれか一方を
「第1の導電型」と称し、他方を「第2の導電型」と称
する。
第1の導電型の半導体基板1に設けられた第1の開孔部
21に設けられた第2の導電型の半導体領域8.上記第
1の開孔部21の内面に設けられた酸化膜10および該
酸化膜10の上に堆積された第2の導電型の半導体11
によりキャパシタ領域が形成されており、キャパシタ領
域を形成した第1の開孔部21に隣接し、第1の導電型
の半導体基板1に設けられた第2の開孔部22の底面に
形成された第2の導電型のドレイン領域14.第2の開
孔部22の上部に形成された第2の導電型のソース領域
15.上記ドレイン領域14およびソース領域15の間
の上記第2の開孔部上に設けられたゲート酸化膜17お
よび上記第2の開孔部22を埋め、ゲート電極としての
第2の導電型の半導体18からMOSトランジスタ碩域
が構成されている。
〔作用〕
本発明では、第1の導電型の半導体基板1に設けられた
第1の開孔部21に設けられた第2の導電型の半導体領
域8.上記第1の開孔部21の内面に設けられた酸化膜
10および該酸化膜10の上に堆積された第2の導電型
の半導体11により構成されたキャパシタがトレンチ構
造をしており。
また、キャパシタ領域を形成した第1の開孔部21に隣
接し、第1の導電型の半導体基板1に設けられた第2の
開孔部22の底面に形成された第2の導電型のドレイン
領域14.第2の開孔部22の上部に形成された第2の
導電型のソース領域15、上記ドレイン領域14および
ソース領域15の間の上記第2の開孔部上に設けられた
ゲート酸化膜17および上記第2の開孔部22を埋め、
デー4電極としての第2の導電型の半導体18から構成
されたMOSトランジスタが垂直方向に動作する縦形構
造であるので、1トランジスタ・1キヤパシタ構造のメ
モリセルの面積を小さくすることが可能になる。
〔実施例〕
第1図は9本発明の1実施例構成図である。
第1図において、1はP型Si基板、5はpI型の分離
領域、6はフィールドSiO□膜、8はn8型領域、1
0はSi0g膜、11はn型ポリシリコン。
14はn゛型トドレイン領域15はnゝ型ソース領域、
17はゲートSi0g膜、18はn型ポリシリコン、2
0はn型ポリシリコン、21は第1の開孔部、22は第
2の開孔部、23はAI配線、24はAI配線である。
p型Si基板lに設けられたp゛型の分離領域5および
フィールドSiO□膜6により3個々のメモリセルが区
画されており、p型St基板1に設けられた第1の開孔
部21に設けられたn゛型領領域8上記第1の開孔部2
1の内面に設けられたSiO□膜10膜上0SiO□膜
10膜上0堆積されたn型ポリシリコン11によりキャ
パシタ領域が形成されており、キャパシタ領域を形成し
た第1の開孔部21に隣接し、p型St基板1に設けら
れた第2の開孔部22の底面に形成されたn゛型のドレ
イン領域14.第2の開孔部22の上部に形成されたn
゛型のソース領域15.上記ドレイン領域14およびソ
ース領域15の間の上記第2の開孔部上に設けられたゲ
ー)SiO□膜17膜上7上記第2の開孔部22を埋め
、ゲート電極としてのn型ポリシリコン18からMOS
トランジスタ領域が構成されている。
次に、第1図に示した1トランジスタ・1キヤパシタ構
造のメモリセルの製造方法を説明する。
第2図〜第12図は、第1図に至る各工程を示す図であ
る。以下、第1図、第2図〜第12図を用いて9本発明
のメモリセルの製造方法を説明する。
(工程1.第2図参照) 表面にSi0g膜2.5i2)ia膜3が設けられたp
型Si基板1を用意し、 5i3Na膜3の上に素子分
離領域形成用のパターンを有するレジストを塗布する。
(工程2.第3図参照) レジスト4をマスクとし、 、CF4 +Q、ガスを用
いてドライ・エツチングすることにより、 5i3Na
膜3を一部除去する。その後、加速エネルギー180k
eV、  ドーズ量lXl0’π/dでBをイオン注入
してp゛゛分離領域5を形成する。
(工程3.第4図参照) レジスト4を剥離した後、熱酸化によりフィールドSi
O2膜6を形成する。
(工程4.第5図参照) フィールドSiO2膜6の隣のp型Si基板1中に反応
性イオン・エツチング(RI E)により9幅1μmの
第1開孔部7を形成する。第1開孔部7は。
この後形成するn“型領域8を深く形成するためのもの
である。その後、加速エネルギー180〜240 ke
V、  ドーズ1t5X10′′/−でAsをイオン注
入して、深さ2〜2.5μmのn゛型領領域8形成する
。
(工程5.第6図参照) 第1開孔部7を包含する形に9幅2μmの第2開孔部9
をRIHにより形成する。
(工程6.第7図参照) 第2開孔部9の内面に熱酸化により、厚さ50〜200
人のSing膜10膜形0した後、p型Si基板lの上
面全体にCVDによりポリシリコンを堆積させ、その後
、PまたはAsを拡散してn型ポリ2937層11を形
成する。
n゛型領領域8SiO□膜10膜上0n型ポリシリコン
FJIIによりキャパシタが構成される。
(工程7.第8図参照) n型ポリシリコンNilおよび5iOzlli I O
の一部をl?IBによりエツチングして第3開札部12
を形成する。
(工程8.第9図参照) 基板表面全体に熱酸化によりSiO□膜13膜形3する
。ポリシリコンは酸化速度が速いので、n型ポリシリコ
ンfill中にはSiO□Pa13が厚く形成される。
次いで、加速エネルギー50〜IO,0keV、  ド
ーズ量I X 10 IS/csaでAsをイオン注入
してn°型領領域1415および16を形成する。
n゛型領領域14ドレインとなり、n”型領域I5はソ
ースとなる。n゛型トドレイン領域14よびn゛゛ソー
ス領域15の間のSiO□膜13膜形3度エッチングに
より取り除き、再度酸化して厚さ70〜300人のゲー
) SiO□11117として形成しなおす。
(工程9.第10図参照) 基板表面全体にCVDによりポリシリコンを堆積した後
、PまたはAsを拡散してn型ポリシリコン[1Bを形
成する。このn型ポリシリコンN18はゲート電極とな
る。
(工程10.第11図参照) n型ポリシリコンN18をRIEによりエツチングして
第4開孔部19を形成する。
(工程11.第12図参照) 基板表面全体を熱酸化させてSiO2膜20膜形0する
。その後、n゛゛ソース領域15の上のSiO□膜2お
よび5iJn膜3をエツチングにより取り除く。
(工程12.第1図参照) 第4開孔部19にCVDによりポリシリコンを堆積した
後、PまたはAsを拡散してn型ポリ9937層20を
形成する。その(i、At配線23および24を形成す
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来、20μm2以上であったlトラ
ンジスタ・lキャパシタ構造のメモリセルの面積を4.
5μm2以下にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図〜第12図は
第1図に至る製造工程を示す図、第13図は従来例を示
す図である。 第1図において。 1:p型Si基板 8:n゛型領領 域0:5i(h膜 11:n型ポリシリコン層 14 : n’″型ドレイン領域 15 : n”型ソース領域 17 :ゲートSiO!膜 18:n型ポリシリコン層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の導電型の半導体基板(1)に設けられた第1の開
    孔部(21)に設けられた第2の導電型の半導体領域(
    8)、上記第1の開孔部(21)の内面に設けられた酸
    化膜(10)および該酸化膜(10)の上に堆積された
    第2の導電型の半導体(11)からなるキャパシタ領域
    と、 キャパシタ領域を形成した第1の開孔部(21)に隣接
    し、第1の導電型の半導体基板(1)に設けられた第2
    の開孔部(22)の底面に形成された第2の導電型のド
    レイン領域(14)、第2の開孔部(22)の上部に形
    成された第2の導電型のソース領域(15)、上記ドレ
    イン領域(14)およびソース領域(15)の間の上記
    第2の開孔部上に設けられたゲート酸化膜(17)およ
    び上記第2の開孔部(22)を埋め、ゲート電極として
    の第2の導電型の半導体(18)からなるMOSトラン
    ジスタ領域とからなることを特徴とするLSI用微細セ
    ル構造。
JP62306281A 1987-12-03 1987-12-03 Lsi用微細セル構造 Pending JPH01146355A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100898265B1 (ko) * 2001-09-18 2009-05-19 에이저 시스템즈 가디언 코포레이션 수직 교환형 게이트 트랜지스터와 커패시터가 직접화된 구조체 및 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100898265B1 (ko) * 2001-09-18 2009-05-19 에이저 시스템즈 가디언 코포레이션 수직 교환형 게이트 트랜지스터와 커패시터가 직접화된 구조체 및 제조 방법

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