JPH022671A - Dynamic random access memory device - Google Patents

Dynamic random access memory device

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JPH022671A
JPH022671A JP63148241A JP14824188A JPH022671A JP H022671 A JPH022671 A JP H022671A JP 63148241 A JP63148241 A JP 63148241A JP 14824188 A JP14824188 A JP 14824188A JP H022671 A JPH022671 A JP H022671A
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capacitor
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layer
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent soft errors from being produced to raise operation reliability by forming a capacitor formed in a trench into a particular structure and further forming a conductive layer of a cell plate of said capacitor such that it extends through a central portion of the bottom of the trench to a semiconductor substrate for conduction. CONSTITUTION:The title device includes capacitors C1, C2 and a MIS transistor Q both formed in a trench 8 formed in a semiconductor substrate 1 of one conductivity type. The capacitors C1, C2 include a first dielectric layer 9 formed to cover therewith a periphery of the bottom of the trench 8 and the sides of the same, a first conductive layer 10 buried in the trench 8 covering the dielectric layer 9 and connected in an ohmic contact to any one region 6 of a source or a drain of a transistor Q, a second dielectric layer 11 formed to cover the conductive layer 10 therewith, and a second conductive layer 12 of an opposite conductivity type to that of the substrate 1 and buried in the trench 8 to cover the dielectric layer 11 therewith. Additionally, the conductive layer 12 is formed such that it extends through a central portion of the bottom of the trench 8 to be conductive with the substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 DRAM装置、特に、該装置に用いられるキャパシタセ
ルの構造に関し、 ソフトエラーの発生を防止して動作信頼性を高めること
を目的とし、 一導電型の半導体基板と、該半導体基板中に形成された
トレンチの内部に形成されたキャパシタと、該半導体基
板に形成され該キャパシタに対し電荷の充放電のスイッ
チングを行うMISトランジスタとを具備し、該キャパ
シタは、該トレンチの底部の周辺部分および側壁部を覆
って形成された第1の誘電体層と、該第1の誘電体層を
覆ってトレンチ内に埋込み形成され該M■Sトランジス
タのソース令頁域またはドレイン領域のいずれか−方の
領域にオーミックに接続された第1の導電層と、該第1
の導電層を覆って形成された第2の誘電体層と、該第2
の誘電体層を覆ってトレンチ内に埋込み形成された、前
記半導体基板と反対導電型の第2の導電層とを有し、該
第2の導電層が前記トレンチの底部の中央部分を貫通し
て前記半導体基板に導通可能に形成されるよう構成する
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The purpose of this invention is to prevent the occurrence of soft errors and increase operational reliability with respect to DRAM devices, particularly the structure of capacitor cells used in the devices. The capacitor includes a substrate, a capacitor formed inside a trench formed in the semiconductor substrate, and an MIS transistor formed in the semiconductor substrate for switching charging and discharging of charge to the capacitor. A first dielectric layer formed to cover the peripheral portion and sidewall portion of the bottom of the trench, and a source narrow page region of the M S transistor that is buried in the trench and covers the first dielectric layer. or a first conductive layer ohmically connected to either of the drain regions;
a second dielectric layer formed over the conductive layer;
a second conductive layer of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate, the second conductive layer being embedded in the trench and covering the dielectric layer of the semiconductor substrate, the second conductive layer penetrating the center portion of the bottom of the trench; and is configured to be electrically conductive to the semiconductor substrate.

[産業上の利用分野] 本発明は、グイナミンク・ランダム・アクセス・メモリ
(以下DRAMと称する)装置に関し、特に、該装置に
用いられるキャパシタセルの構造に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a Guinamink random access memory (hereinafter referred to as DRAM) device, and particularly to the structure of a capacitor cell used in the device.

DRAMセルは高集積化の要求から年々微細化されてき
ている。それに伴い、電荷蓄積容量は減少しており、ソ
フトエラー、出力電圧の低下等が問題となっている。こ
のため、より小さなセル面積でより大きな蓄積容量を実
現する一方で、ソフトエラー等に起因する誤動作を防止
し得るDRAM装置が必要となってきている。
DRAM cells are becoming smaller year by year due to demands for higher integration. As a result, the charge storage capacity has decreased, causing problems such as soft errors and a decrease in output voltage. For this reason, there is a need for a DRAM device that can realize a larger storage capacity with a smaller cell area while preventing malfunctions caused by soft errors and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図には従来形の一例としてのDRAM装置における
メモリセルの構造が断面的に示される。
FIG. 4 shows a cross-sectional structure of a memory cell in a DRAM device as an example of a conventional type.

第4図の例示は埋込みおよび積層型キャパシタセル(B
uried and 5tacked Capacit
or Ce1l ; B S CC1第46回応物予稿
集P、423.1985年10月)を有するDRAMの
場合を示す。
The example in FIG. 4 is a buried and stacked capacitor cell (B
uried and 5tacked Capacit
BS CC1 46th Proceedings of the 46th Annual Conference on Applied Materials P, 423. October 1985).

図中、lはp型の半導体基板、2はセル領域を画定する
ためのフィールド絶縁層、3はゲート絶縁層、4はワー
ド線(ゲート電極)、5および6はそれぞれ高濃度(n
”型)のソース領域およびドレイン領域、7は基板内に
形成される寄生トランジスタの動作を阻止するための高
濃度(p”型〕の領域、8は基板中に形成されたトレン
チ、9aはトレンチ側面に形成されたキャパシタの誘電
体層、10aはキャパシタの蓄積電極、llaはキャパ
シタの誘電体層、12aはキャパシタの対向電極(セル
プレート)、13は層間絶縁層、そして14はソース領
域5にコンタクトするように層間絶縁層13上に形成さ
れたビット線を示す。
In the figure, l is a p-type semiconductor substrate, 2 is a field insulating layer for defining a cell region, 3 is a gate insulating layer, 4 is a word line (gate electrode), and 5 and 6 are high concentration (n
"type" source and drain regions; 7 is a high concentration (p" type) region for blocking the operation of a parasitic transistor formed in the substrate; 8 is a trench formed in the substrate; 9a is a trench A dielectric layer of the capacitor formed on the side surface, 10a is a storage electrode of the capacitor, lla is a dielectric layer of the capacitor, 12a is a counter electrode (cell plate) of the capacitor, 13 is an interlayer insulating layer, and 14 is a source region 5. A bit line formed on the interlayer insulating layer 13 so as to be in contact with it is shown.

第4図の構成において、半導体基板1と、ゲート絶縁層
3と、ワード線(ゲート電極)4と、ソース領域5およ
びドレイン領域6とによりメモリセルの金属・酸化物・
半導体(MOS)l−ランジスタ、より広くは金属・絶
縁物・半導体(MrS)トランジスタ、が形成される。
In the configuration shown in FIG. 4, a semiconductor substrate 1, a gate insulating layer 3, a word line (gate electrode) 4, a source region 5, and a drain region 6 form a memory cell using metal, oxide, and
Semiconductor (MOS) l-transistors, more broadly metal-insulator-semiconductor (MrS) transistors, are formed.

また、対向電極として機能する半導体基板1と、誘電体
層9aと、蓄積電極10aとによりメモリセルの第1の
キャパシタが形成され、一方、蓄積電極10aと、誘電
体層11aと、対向電極(セルプレート)12aとによ
りメモリセルの第2のキャパシタが形成される。このよ
うに、埋込み構造および積層構造の双方を利用して2つ
のキャパシタを形成することにより、メモリセル単位の
面積を増大させることなくキャパシタ容量を増大させて
いる。
A first capacitor of the memory cell is formed by the semiconductor substrate 1 functioning as a counter electrode, the dielectric layer 9a, and the storage electrode 10a, while the storage electrode 10a, the dielectric layer 11a, and the counter electrode ( A second capacitor of the memory cell is formed by the cell plate 12a. In this way, by forming two capacitors using both the buried structure and the stacked structure, the capacitance of the capacitor is increased without increasing the area of each memory cell.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来形の構造において、図中矢印で示されるよ
うにα線が基板内に入射したものとする。
In the conventional structure described above, it is assumed that α rays enter the substrate as indicated by the arrows in the figure.

このようなα線(α粒子)は、多くの場合、パッケージ
材料やICメモリ材料に含有されるウランやトリウム等
の放射性元素から放出されるが、該α粒子が基板内に入
射されると、第4図に示されるように電子・正孔対(キ
ャリア)が生じる。
Such α rays (α particles) are often emitted from radioactive elements such as uranium and thorium contained in package materials and IC memory materials, but when the α particles enter the substrate, As shown in FIG. 4, electron-hole pairs (carriers) are generated.

図示の例示では、蓄積電極10aは誘電体層9aによっ
て覆われているので、基板内に生じたキャリア(この場
合には電子)が蓄積電極10aに収集されることはない
。そのため、α粒子の入射によって基板内に発生した過
剰キャリア、すなわち電子は、同図に矢印で示されるよ
うにn4型のドレイン領域6およびソース領域5に収集
される。
In the illustrated example, the storage electrode 10a is covered with the dielectric layer 9a, so carriers (electrons in this case) generated within the substrate are not collected in the storage electrode 10a. Therefore, excess carriers, ie, electrons, generated in the substrate by the incidence of α particles are collected in the n4 type drain region 6 and source region 5, as shown by arrows in the figure.

特に、ドレイン領域6はキャパシタの蓄積電極10aに
接続される部分であるので、この領域にキャリアが過度
に収集されると、該領域のポテンシャルが低下し、それ
によって記憶情報が喪失する可能性が生じる。つまり、
ソフトエラーが発生し、それによってDRAMが誤動作
するという不都合が生じる。
In particular, since the drain region 6 is the part connected to the storage electrode 10a of the capacitor, if carriers are excessively collected in this region, the potential of the region decreases, and there is a possibility that stored information will be lost. arise. In other words,
A soft error occurs, causing the DRAM to malfunction.

本発明は、上述した従来技術における課題に鑑み創作さ
れたもので、ソフトエラーの発生を防止して動作信頼性
を高めることができるDRAM装置を提供することを目
的としている。
The present invention was created in view of the problems in the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a DRAM device that can prevent the occurrence of soft errors and improve operational reliability.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述した従来技術における課題は、α粒子の入射等によ
って基板内に発生した過剰キャリアがトランジスタのソ
ース・ドレイン領域に過度に収集されないようにセルの
構造を工夫することにより、解決される。
The above-mentioned problems in the conventional technology can be solved by devising a cell structure so that excess carriers generated in the substrate due to the incidence of α particles or the like are not excessively collected in the source/drain regions of the transistor.

従って、本発明によれば、−導電型の半導体基板と、該
半導体基板中に形成されたトレンチの内部に形成された
キャパシタと、該半導体基板に形成され該キャパシタに
対し電荷の充放電のスイッチングを行うMIS)ランジ
スタとを具備し、該キャパシタは、該トレンチの底部の
周辺部分および側壁部を覆って形成された第1の誘電体
層と、該第1の誘電体層を覆ってトレンチ内に埋込み形
成され該MISI−ランジスクのソース領域またはドレ
イン領域のいずれか一方の領域にオーミックに接続され
た第1の導電層と、該第1の導電層を覆って形成された
第2の誘電体層と、該第2の誘電体層を覆ってトレンチ
内に埋込み形成された、前記半導体基板と反対導電型の
第2の導電層とを有し、該第2の導電層が前記トレンチ
の底部の中央部分を貫通して前記半導体基板に導通可能
に形成されていることを特徴とするDRAM装置が提供
される。
Therefore, according to the present invention, there is provided a semiconductor substrate of a conductive type, a capacitor formed inside a trench formed in the semiconductor substrate, and a switching method for charging and discharging charge of the capacitor formed in the semiconductor substrate. The capacitor includes a first dielectric layer formed covering the peripheral portion and sidewall portion of the bottom of the trench, and a transistor inside the trench covering the first dielectric layer. a first conductive layer embedded in the MISI disk and ohmically connected to either the source region or the drain region of the MISI disk; and a second dielectric layer formed over the first conductive layer. a second conductive layer of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate, the second conductive layer is embedded in the trench and covers the second dielectric layer, and the second conductive layer is located at the bottom of the trench. There is provided a DRAM device characterized in that the DRAM device is formed so as to be electrically conductive to the semiconductor substrate through the central portion of the semiconductor substrate.

〔作 用) 上述した構成によれば、α粒子の入射によって半導体基
板内に生じた過剰キャリアは、トレンチの底部の中央部
分を貫通して該基板に導通可能に形成されている第2の
導電層に積極的に流れ込む。
[Function] According to the above-described configuration, the excess carriers generated in the semiconductor substrate due to the incidence of α particles pass through the center portion of the bottom of the trench and connect to the second conductive layer formed to be electrically conductive to the substrate. Actively flows into the layers.

そのため、トランジスタのソースまたはドレイン領域に
収集されるキャリアの量は相対的に低減され、該領域の
ポテンシャルの変動は抑制されるので、記憶情報が喪失
する可能性を回避することができる。つまり、ソフトエ
ラーの発生を防止してDRAMの動作信頼性を高めるこ
とができる。
Therefore, the amount of carriers collected in the source or drain region of the transistor is relatively reduced, and fluctuations in the potential of the region are suppressed, so that the possibility of loss of stored information can be avoided. In other words, it is possible to prevent the occurrence of soft errors and improve the operational reliability of the DRAM.

なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細につ
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。
Note that other structural features and details of the operation of the present invention will be explained using the embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には本発明の一実施例としてのD RAM装置に
用いられるメモリセルの構造が示され、同図において(
a)は該メモリセルの断面、(b)はその等価回路を示
す。
FIG. 1 shows the structure of a memory cell used in a DRAM device as an embodiment of the present invention.
(a) shows a cross section of the memory cell, and (b) shows its equivalent circuit.

第1図において、1はp型シリコン(Si)からなる半
導体基板、2はセル領域を画定するための二酸化珪素(
SiO□)からなるフィールド絶縁層、3はSiO□か
らなるゲート絶縁層、4はチタンシリサイド(TiSi
z)等からなるワード線(ゲート電極)、5および6は
それぞれ高濃度(n”型)のソース領域およびドレイン
領域を示す。また、7は高濃度(p’型)の領域であっ
て、基板内に形成される寄生MOSトランジスタが動作
するのを阻止する、すなわちチャネルストッパとして機
能する領域を示す。
In FIG. 1, 1 is a semiconductor substrate made of p-type silicon (Si), and 2 is silicon dioxide (Si) for defining a cell region.
3 is a gate insulating layer made of SiO□, 4 is a titanium silicide (TiSi
z), etc.; 5 and 6 indicate high concentration (n" type) source and drain regions, respectively; 7 is a high concentration (p' type) region; It shows a region that prevents a parasitic MOS transistor formed in the substrate from operating, that is, a region that functions as a channel stopper.

8はフィールド領域を含んで基板中に形成されたトレン
チ、9はトレンチ側面に形成されたSiO□からなる絶
縁層であって、キャパシタの誘電体として機能する領域
、lOはポリSiからなるキャパシタの蓄積電極、11
はSiO□からなる絶縁層であって、キャパシタの誘電
体として機能する領域、12は高濃度(n”型)のポリ
Siからなるキャパシタの対向電極(セルプレート)、
13は5in2からなる層間絶縁層、14はソース領域
5にコンタクト孔を介してコンタクトし、層間絶縁層1
3上にワード線(ゲート電極)4と直交する方向に延び
るアルミニウム(AI)等のビット線を示す。そして、
15は対向電極(セルプレート)12と基板1との間に
形成されたn゛型領領域あって、該領域は、対向電極(
セルプレート)内のポリSiからn型不純物が拡散する
ことによって形成される。
8 is a trench formed in the substrate including a field region, 9 is an insulating layer made of SiO□ formed on the side surface of the trench and serves as a dielectric of the capacitor, and IO is a region of the capacitor made of poly-Si. Storage electrode, 11
12 is an insulating layer made of SiO□ and functions as a dielectric of the capacitor; 12 is a counter electrode (cell plate) of the capacitor made of high concentration (n'' type) poly-Si;
13 is an interlayer insulating layer made of 5in2, 14 is in contact with the source region 5 through a contact hole, and the interlayer insulating layer 1
3 shows a bit line made of aluminum (AI) or the like extending in a direction perpendicular to the word line (gate electrode) 4. and,
Reference numeral 15 denotes an n-type region formed between the counter electrode (cell plate) 12 and the substrate 1;
It is formed by the diffusion of n-type impurities from poly-Si in the cell plate.

同図(b)の等価回路に示されるように、半導体基板1
と、ゲート絶縁層3と、ワード線(ゲート電極)4と、
ソース領域5およびドレイン領域6とによりメモリセル
のMOSトランジスタ(nチャネル型)Qが形成され、
また、対向電極(セルプレート)として機能する半導体
基板1と、誘電体rF!J9と、蓄積電極10とにより
メモリセルの第1のキャパシタC1が形成され、一方、
蓄積電極10と、誘電体層11と、対向電極(セルプレ
ート)12七によりメモリセルの第2のキャパシタC2
が形成される。
As shown in the equivalent circuit of FIG.
, a gate insulating layer 3, a word line (gate electrode) 4,
A MOS transistor (n-channel type) Q of the memory cell is formed by the source region 5 and the drain region 6,
Furthermore, a semiconductor substrate 1 functioning as a counter electrode (cell plate) and a dielectric material rF! J9 and the storage electrode 10 form the first capacitor C1 of the memory cell;
The storage electrode 10, the dielectric layer 11, and the counter electrode (cell plate) 127 form the second capacitor C2 of the memory cell.
is formed.

なお、本実施例では半導体基板1に一3vのバイアス電
圧が印加され、対向電極(セルプレート)12に2.5
νの電圧が印加され、蓄積電極10の電位は5vとなる
ように設定されている。
In this embodiment, a bias voltage of -3V is applied to the semiconductor substrate 1, and a bias voltage of 2.5V is applied to the counter electrode (cell plate) 12.
A voltage of ν is applied, and the potential of the storage electrode 10 is set to be 5V.

次に、第1図に示されるセルの主要部、すなわちキャパ
シタセルの製造方法について第2図(a)〜(h)の工
程図を参照しながら説明する。
Next, a method for manufacturing the main part of the cell shown in FIG. 1, that is, the capacitor cell, will be explained with reference to the process diagrams in FIGS. 2(a) to 2(h).

まず工程(a)では、P型Si基板1上に熱酸化によっ
てパッド用5iOz絶縁層を形成した後、フォトリソグ
ラフィ法を用いて、フィールド絶縁層が形成されるべき
領域上にP型不純物、例えばボロン(B)をイオン注入
し、チャネルストッパ領域7を形成する。次いで、該領
域7の表面を酸化してフィールド絶縁層2を形成し、そ
の後、バンド用SiO□絶縁層除去後、SiO□絶縁層
(ゲート絶縁層3に相当)を形成し、さらに5iOz絶
縁層上にゲート電極(第2図には図示せず)を形成した
後、n型不純物を高濃度でイオン注入し、ソース領域(
第2図には図示せず)およびドレイン領域6を形成する
First, in step (a), a 5iOz insulating layer for a pad is formed on a P-type Si substrate 1 by thermal oxidation, and then a P-type impurity, e.g. Boron (B) ions are implanted to form a channel stopper region 7. Next, the surface of the region 7 is oxidized to form a field insulating layer 2, and after removing the band SiO□ insulating layer, an SiO□ insulating layer (corresponding to the gate insulating layer 3) is formed, and then a 5iOz insulating layer is formed. After forming a gate electrode (not shown in FIG. 2) on the top, n-type impurity ions are implanted at a high concentration to form the source region (
2) and a drain region 6 are formed.

次の工程(b)では、通常のりソグラフイと反応性イオ
ン・エツチング(RIE)法を用いて、フィールド絶縁
層2の所定の領域においてSi基板1中に約4μmの深
さでトレンチ8を形成する。
In the next step (b), a trench 8 is formed to a depth of about 4 μm in the Si substrate 1 in a predetermined region of the field insulating layer 2 using conventional lamination and reactive ion etching (RIE). .

次の工程(c)では、熱酸化によってトレンチ8の内面
およびフィールド絶縁層2の表面に約200人(20n
m)の厚さでSiO□絶縁層9を形成する。
In the next step (c), about 200 nanometers (20 nm
A SiO□ insulating layer 9 is formed with a thickness of m).

これは、第1のキャパシタCIの誘電体に相当する。This corresponds to the dielectric of the first capacitor CI.

次の工程(d)では、化学気相成長(CVD)法を用い
て、トレンチ8の内面を含む基板面全面に約0.2〜0
.3μmの厚さでポリSi層を形成する。
In the next step (d), chemical vapor deposition (CVD) is used to coat the entire surface of the substrate including the inner surface of the trench 8 with a
.. A poly-Si layer is formed with a thickness of 3 μm.

次いで、フォトリソグラフィを用いて、該ポリSi層の
うちトレンチ周囲の領域が残るように、かつ、トランジ
スタのドレイン領域6にオーミック接続される領域が残
るように、他のポリSi層の領域を除去する。これによ
って、キャパシタの蓄積電極10が形成される。
Next, using photolithography, other regions of the poly-Si layer are removed so that the region around the trench remains and the region ohmically connected to the drain region 6 of the transistor remains. do. This forms the storage electrode 10 of the capacitor.

次の工程(e)では、RIE法を用いて、トレンチの底
部の中央部分においてポリSi層10の部分とSiO□
層9の部分を除去する。これによって、トレンチの底部
はいったん半導体基板(p型導電領域)に接触する。
In the next step (e), using the RIE method, the poly-Si layer 10 and the SiO□
Part of layer 9 is removed. As a result, the bottom of the trench once contacts the semiconductor substrate (p-type conductive region).

次の工程(f)では、工程(c)と同様にして、熱酸化
によりトレンチの底部および蓄積電極10の表面に約2
00人(20nm)の厚さでSin□絶縁層11を形成
する。これは、第2のキャパシタC2の誘電体に相当す
る。
In the next step (f), in the same manner as in step (c), about 20% of
A Sin□ insulating layer 11 is formed with a thickness of 0.00 nm (20 nm). This corresponds to the dielectric of the second capacitor C2.

次の工程(g)では、工程(e) と同様にして、RI
E法によりトレンチの底部の中央部分においてSiO□
層11の部分を除去する。これによって、トレンチの底
部は半導体基板(p型導電領域)に接触する。
In the next step (g), in the same manner as in step (e), RI
SiO□ in the central part of the bottom of the trench by the E method
A portion of layer 11 is removed. This brings the bottom of the trench into contact with the semiconductor substrate (p-type conductive region).

最後の工程(h)では、CVD法を用いて誘電体WJ1
1の表面に、トレンチを充分に埋める程度に、例えば砒
素(As)または燐(P)を高濃度にドープしたn゛゛
ポリSi層を成長させ、キャパシタの対向電極(セルプ
レート)12を形成する。次いで、約1000°Cの熱
を加えると、該ポリSi層に含まれているn型不純物が
基板中に拡散し、それによってトレンチの底部の近傍に
n゛型領領域15形成される。
In the last step (h), the dielectric WJ1 is formed using the CVD method.
An n゛゛ poly-Si layer doped with, for example, arsenic (As) or phosphorus (P) at a high concentration is grown on the surface of the capacitor 1 to the extent that the trench is sufficiently filled, thereby forming the counter electrode (cell plate) 12 of the capacitor. . Next, when heat is applied to about 1000° C., the n-type impurity contained in the poly-Si layer diffuses into the substrate, thereby forming an n-type region 15 near the bottom of the trench.

その結果、対向電極(セルプレート)12と基板1は該
n゛型領領域5を介して導通状態となる。
As a result, the counter electrode (cell plate) 12 and the substrate 1 are brought into conduction via the n-type region 5.

後は通常の工程に従い、基板全面に層間絶縁層13を形
成し、ソース領域5上に配線用のコンタクト窓を明け、
八lからなるピント線14を形成する。
After that, according to the usual process, an interlayer insulating layer 13 is formed on the entire surface of the substrate, a contact window for wiring is opened on the source region 5,
A focus line 14 consisting of 8 liters is formed.

次に、第1図のセル構造による効果について第3図を参
照しながら説明する。
Next, the effects of the cell structure shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 3.

前述したように本実施例では、蓄積電極すなわちポリS
i層10の電位は高く設定されているので、第3図に示
されるようにキャパシタの誘電体層9の周囲にはチャネ
ル16および空乏層17が形成される。
As mentioned above, in this embodiment, the storage electrode, that is, the polyS
Since the potential of the i-layer 10 is set high, a channel 16 and a depletion layer 17 are formed around the dielectric layer 9 of the capacitor, as shown in FIG.

この状態で、図中矢印で示されるようにα線すなわちα
粒子が基板内に入射されると、電子・正孔対(キャリア
)が生じる。α粒子の入射によって生じたキャリアのう
ち過剰キャリア(この場合には電子)は、もちろんその
一部はトランジスタのドレイン領域6あるいはソース領
域5にも流れ込むが、大部分は、空乏層17の電界によ
ってチャネル16へ流れ込む(矢印■で図示)。この電
子は、チャネル内を流れ、トレンチ底部のn゛型領領域
15流れ込む(矢印■で図示)。また、基板から該n゛
型領領域5に直接流れ込む経路もある(矢印■で図示)
In this state, as shown by the arrow in the figure, the α ray, that is, α
When particles enter the substrate, electron-hole pairs (carriers) are generated. Among the carriers generated by the incidence of α particles, some of the excess carriers (electrons in this case) naturally flow into the drain region 6 or source region 5 of the transistor, but most of them are caused by the electric field of the depletion layer 17. It flows into channel 16 (indicated by the arrow ■). These electrons flow within the channel and flow into the n-type region 15 at the bottom of the trench (indicated by the arrow ■). There is also a path that flows directly from the substrate to the n-type region 5 (indicated by the arrow ■).
.

このように、α粒子の入射によって半導体基板1内に生
じた過剰キャリアは、経路■、■および■を介してn゛
型領領域15すなわちキャパシタの対向電極(セルプレ
ート)12内に積極的に流れ込む。そのため、トランジ
スタのドレイン領域6あるいはソース領域5に収集され
るキャリアの量は相対的に低減され、その結果、該領域
のポテンシャルの変動は抑制される。従って、ソフトエ
ラーの発生を防止することが可能となり、ひいてはDR
AMの動作信頼性を高めることができる。
In this way, the excess carriers generated in the semiconductor substrate 1 due to the incidence of α particles actively enter the n-type region 15, that is, the counter electrode (cell plate) 12 of the capacitor, through the paths ■, ■, and ■. Flow into. Therefore, the amount of carriers collected in the drain region 6 or source region 5 of the transistor is relatively reduced, and as a result, fluctuations in the potential of the region are suppressed. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of soft errors, and even DR
The operational reliability of AM can be improved.

なお、上述した実施例においてはnチャネル型のセルに
ついて説明したが、本発明はそれに限らず、逆のpチャ
ネル型のセルについても同様に適用され得ることは明ら
かであろう。
Although the above-mentioned embodiments have been described with respect to n-channel cells, it is clear that the present invention is not limited thereto and can be similarly applied to reverse p-channel cells.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、α粒子の入射等に
よって基板内に発生した過剰キャリアがトランジスタの
ソース・ドレイン領域に過度に収集されないようにセル
の構造を工夫することにより、ソフトエラーの発生を防
止し、それによって動作信頼性を高めることができる。
As explained above, according to the present invention, the structure of the cell is devised so that excess carriers generated in the substrate due to the incidence of α particles etc. are not excessively collected in the source/drain regions of the transistor, thereby reducing soft errors. This can be prevented, thereby increasing operational reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)および(b)は本発明の一実施例としての
DRAM装置に用いられるメモリセルの構造を示す図で
あって、(a)は断面図、(b)は等価回路図、 第2図(a)〜(h)は第1図のセルの主要部の製造工
程図、 第3図は第1図のセル構造による効果を説明するための
断面図、 第4図は従来形の一例としてのDRAM装置におけるメ
モリセルの構造を示す断面図、である。 (符号の説明) ■・・・半導体基+JiCp型)、2・・・フィールド
絶縁層、3・・・ゲート絶縁層、4・・・ワード線(ゲ
ート電極)、5・・・ソース領域(n”型)、6・・・
ドレイン領域(n’型)、7・・・チャネルストッパ領
域(p”型)、8・・・トレンチ、9・・・絶縁層(キ
ャパシタの誘電体層)、10・・・キャパシタの蓄積電
極、11・・・絶縁層(キャパシタの誘電体層)、12
・・・キャパシタの対向電極(セルプレート)、13・
・・層間絶縁層、14・・・ビット線、15・・・n゛
型領領域Q・・・トランジスタ、CI、C2・・・キャ
パシタ。 第1図のセルの主要部の製造工程図 第2図 1・・・半導体基板(p型) 2°°゛フイ一ルド絶縁層 3・・・f−)絶縁層 4・・・ワード線(ケ゛−ト電極) 5・・・ソース領域(n+型) トレンチ 絶縁層(キヤ・やシタの誘電体層) キヤ・εシタの蓄積電極 絶縁層(キヤ・ぞシタの誘電体層) キヤ・ぐシタの対向電極(セルプレ 層間絶縁層 ビット線 ・・n+型領領 域a) 断面図 (b)等価回路図 本発明の一実施例としてのDRAM′AA置に用いらn
るメモリセルの構】青を示す図第1図のセル構造による
効果を説明するだめの断面図部 図 16・・・チャネル 17・・・空乏層 従来形の一例としてのDRAM装置におけるメモリセル
の構造を示す断面図 第 図
1(a) and (b) are diagrams showing the structure of a memory cell used in a DRAM device as an embodiment of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view, (b) is an equivalent circuit diagram, Figures 2 (a) to (h) are manufacturing process diagrams of the main parts of the cell shown in Figure 1, Figure 3 is a sectional view to explain the effects of the cell structure shown in Figure 1, and Figure 4 is the conventional type. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a memory cell in a DRAM device as an example. (Explanation of symbols) ■... Semiconductor base + JiCp type), 2... Field insulating layer, 3... Gate insulating layer, 4... Word line (gate electrode), 5... Source region (n "Type), 6...
Drain region (n' type), 7... Channel stopper region (p" type), 8... Trench, 9... Insulating layer (dielectric layer of capacitor), 10... Storage electrode of capacitor, 11... Insulating layer (dielectric layer of capacitor), 12
...Capacitor counter electrode (cell plate), 13.
...Interlayer insulating layer, 14...Bit line, 15...N-type region Q...Transistor, CI, C2...Capacitor. Manufacturing process diagram of the main parts of the cell shown in Figure 1. Figure 2 1... Semiconductor substrate (p type) 2°° Field insulating layer 3... f-) Insulating layer 4... Word line ( (gate electrode) 5... Source region (n+ type) Trench insulating layer (ca/shita dielectric layer) Capacitor/ε-shita storage electrode insulating layer (capacitor/dielectric dielectric layer) Cross-sectional view (b) Equivalent circuit diagram of the opposite electrode (cell pre-interlayer insulating layer bit line...n+ type region a)
16...Channel 17...Depletion layer of a memory cell in a DRAM device as an example of a conventional type. Cross-sectional diagram showing the structure

Claims (1)

【特許請求の範囲】  一導電型の半導体基板(1)と、 該半導体基板中に形成されたトレンチ(8)の内部に形
成されたキャパシタ(C1、C2)と、該半導体基板に
形成され該キャパシタに対し電荷の充放電のスイッチン
グを行うMISトランジスタ(Q)とを具備し、 該キャパシタは、該トレンチの底部の周辺部分および側
壁部を覆って形成された第1の誘電体層(9)と、該第
1の誘電体層を覆ってトレンチ内に埋込み形成され該M
ISトランジスタのソース領域またはドレイン領域のい
ずれか一方の領域(6)にオーミックに接続された第1
の導電面(10)と、該第1の導電層を覆って形成され
た第2の誘電体層(11)と、該第2の誘電体層を覆っ
てトレンチ内に埋込み形成された、前記半導体基板と反
対導電型の第2の導電層(12)とを有し、 該第2の導電層が前記トレンチの底部の中央部分を貫通
して前記半導体基板に導通可能に形成されていることを
特徴とするダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
装置。
[Claims] A semiconductor substrate (1) of one conductivity type; a capacitor (C1, C2) formed inside a trench (8) formed in the semiconductor substrate; The capacitor includes a MIS transistor (Q) that performs charging/discharging switching of a capacitor, and the capacitor includes a first dielectric layer (9) formed to cover the peripheral portion and sidewall portion of the bottom of the trench. and the M layer is buried in the trench and covers the first dielectric layer.
A first ohmically connected region (6) of either the source region or the drain region of the IS transistor.
a second dielectric layer (11) formed to cover the first conductive layer; and a second dielectric layer (11) formed to cover the second dielectric layer and embedded in the trench. It has a second conductive layer (12) of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate, and the second conductive layer is formed so as to be electrically conductive to the semiconductor substrate through a central portion of the bottom of the trench. A dynamic random access memory device characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05121690A (en) * 1990-10-02 1993-05-18 Ramtron Corp Trench capacitor for integrated circuit
US6942924B2 (en) 2001-10-31 2005-09-13 Chemat Technology, Inc. Radiation-curable anti-reflective coating system

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JPS6239053A (en) * 1985-08-14 1987-02-20 Nec Corp Semiconductor memory cell and manufacture thereof

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