JPH03155665A - 半導体メモリ装置 - Google Patents
半導体メモリ装置Info
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- JPH03155665A JPH03155665A JP2207533A JP20753390A JPH03155665A JP H03155665 A JPH03155665 A JP H03155665A JP 2207533 A JP2207533 A JP 2207533A JP 20753390 A JP20753390 A JP 20753390A JP H03155665 A JPH03155665 A JP H03155665A
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- region
- storage node
- capacitor
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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。
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、半導体メモリ装置に係り、特にダイナミック
・ランダム・アクセス・メモリ(以下、DRAMという
)に関する。
・ランダム・アクセス・メモリ(以下、DRAMという
)に関する。
(従来の技術)
第8図は従来のスタック型DRAMのセル構造を示す正
面断面図であって、51はストレージノード電極、52
は電極であるセルプレート、53は容量絶縁膜、54は
スイッチングトランジスタ、55はゲート電極、56は
ソース領域、57はビット線である。
面断面図であって、51はストレージノード電極、52
は電極であるセルプレート、53は容量絶縁膜、54は
スイッチングトランジスタ、55はゲート電極、56は
ソース領域、57はビット線である。
同図において、電荷は、ストレージノード電極51とセ
ルプレート52と、これらの電極51.52に挾まれた
容量絶縁膜53よりなる容量に蓄えられている構成であ
る。
ルプレート52と、これらの電極51.52に挾まれた
容量絶縁膜53よりなる容量に蓄えられている構成であ
る。
そしてスイッチングトランジスタ54のゲート電極55
に印加された電圧により、スイッチングトランジスタ5
4がオン(ON) L、、ストレージノード電極51に
蓄積された電荷がソース領域56とゲート電極55を介
してビット線57に流れ、情報の書込み。
に印加された電圧により、スイッチングトランジスタ5
4がオン(ON) L、、ストレージノード電極51に
蓄積された電荷がソース領域56とゲート電極55を介
してビット線57に流れ、情報の書込み。
読出しを可能にする。
第9図は従来のスタックドトレンチ型DRAMの1つで
ある“ISOLATION−MERGED VERTI
CALCAPACITOR(IVEC)”のセル構造を
示す正面断面図であって、61はトレンチ、62はスト
レージノード電極、63は電極であるセルプレート、6
4は容量絶縁膜、65はスイッチングトランジスタ、6
6はゲート電極、67はソース領域、68はビット線で
ある。
ある“ISOLATION−MERGED VERTI
CALCAPACITOR(IVEC)”のセル構造を
示す正面断面図であって、61はトレンチ、62はスト
レージノード電極、63は電極であるセルプレート、6
4は容量絶縁膜、65はスイッチングトランジスタ、6
6はゲート電極、67はソース領域、68はビット線で
ある。
同図において、電荷は、トレンチ61の側部に形成され
たストレージノード電極62とセルプレート63と、こ
れらの電極62.63に挾まれた容量絶縁膜64よりな
る容量に蓄えられる構成であって、スイッチングトラン
ジスタ65のゲート111[166に印加された電圧に
より、スイッチングトランジスタ65がオンし、ストレ
ージノード電極62に蓄積された電荷がソース領域67
とゲート電極66を介してビット線68に流れ、情報の
書込み、読出しを可能にする。
たストレージノード電極62とセルプレート63と、こ
れらの電極62.63に挾まれた容量絶縁膜64よりな
る容量に蓄えられる構成であって、スイッチングトラン
ジスタ65のゲート111[166に印加された電圧に
より、スイッチングトランジスタ65がオンし、ストレ
ージノード電極62に蓄積された電荷がソース領域67
とゲート電極66を介してビット線68に流れ、情報の
書込み、読出しを可能にする。
上述の構成のメモリセルは1つのSi島に1つのセルを
有しており、容量はSi島69の側壁に形成される。そ
のため、浅いトレンチ61で大きな容量を得ることが可
能になる。
有しており、容量はSi島69の側壁に形成される。そ
のため、浅いトレンチ61で大きな容量を得ることが可
能になる。
ところでDRAMの高集積化に伴いメモリセルの面積は
小さくなり、それと共に容量領域の平面寸法も小さくな
ってきている。
小さくなり、それと共に容量領域の平面寸法も小さくな
ってきている。
そこで上記の従来例のスタック型DRAMのように、層
間、側壁部分に容量を形成したり、あるいはトレンチ型
DRAMのようにSi基板に形成された溝側壁に容量を
形成することにより、ある大きさ以上の容量値を得る工
夫がなされている(スタック型DRAMについては、例
えば、H,Watanabe et、 al、:“5t
acked CapacitorCells for
High−density dynamic RAM5
”アイイーデームダイジェストオブテクニカルペーパー
ズ(IEDM Dig、 of Tech、 pape
rs)1988 p、600に記載され、またトレンチ
型DRAMについては、Shigeru Nakaji
ma et、 al、 : “An Isolati
onMerged Vertical Capacit
or Ce1l For LargeCapacity
DARM”アイイーデームダイジェストオブテクニカ
ルベーバーズ(IEDM Dig、 of Tech。
間、側壁部分に容量を形成したり、あるいはトレンチ型
DRAMのようにSi基板に形成された溝側壁に容量を
形成することにより、ある大きさ以上の容量値を得る工
夫がなされている(スタック型DRAMについては、例
えば、H,Watanabe et、 al、:“5t
acked CapacitorCells for
High−density dynamic RAM5
”アイイーデームダイジェストオブテクニカルペーパー
ズ(IEDM Dig、 of Tech、 pape
rs)1988 p、600に記載され、またトレンチ
型DRAMについては、Shigeru Nakaji
ma et、 al、 : “An Isolati
onMerged Vertical Capacit
or Ce1l For LargeCapacity
DARM”アイイーデームダイジェストオブテクニカ
ルベーバーズ(IEDM Dig、 of Tech。
papers)1988 p。240に記載されている
。)(発明が解決しようとする課題) 上記の従来技術において、スタック型D RAMの場合
、メモリセルの小面積化に伴い、容量を形成する眉間、
側壁部分の面積も小さくなるため、容量値も小さくなる
。そこで容量絶縁膜の厚さを小さくすること、高誘導率
を持つ絶縁膜を使用することが考えられるが、信頼性な
どの面で現状では実現が困難である。
。)(発明が解決しようとする課題) 上記の従来技術において、スタック型D RAMの場合
、メモリセルの小面積化に伴い、容量を形成する眉間、
側壁部分の面積も小さくなるため、容量値も小さくなる
。そこで容量絶縁膜の厚さを小さくすること、高誘導率
を持つ絶縁膜を使用することが考えられるが、信頼性な
どの面で現状では実現が困難である。
またIVEC−DRAMにおいて、メモリセルが小面積
化すると、容量値を一定値以上確保するために、深いト
レンチを形成することが必要になり、製造上困難である
という問題があった。
化すると、容量値を一定値以上確保するために、深いト
レンチを形成することが必要になり、製造上困難である
という問題があった。
本発明の第1の目的は、より高い集積度を確保しながら
従来のような容量値を確保できる半導体メモリ装置を提
供することにあり、また第2の目的は、浅いトレンチで
もより高い容量値を確保できる半導体メモリを提供する
ことにある。
従来のような容量値を確保できる半導体メモリ装置を提
供することにあり、また第2の目的は、浅いトレンチで
もより高い容量値を確保できる半導体メモリを提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段)
上記の第1の目的を達成するため、本発明の第1の手段
は、請求項(1)記載のように、複数のメモリセルの各
容量領域が、他のメモリセルの容量領域を相互に含むよ
うに、基板上方に多層形成されたことを特徴とし、さら
に請求項(1)記載において、前記容量領域が、基板面
に並行に形成された構造を有し、最下層容量である第1
メモリセルでは、この第1メモリセルの活性領域と、隣
接する第2メモリセルの活性領域から、第2メモリセル
のストレージノードとスイッチングトランジスタの不純
物拡散領域との接触部を除く領域と、第1メモリセルと
第2メモリセルの分離領域の一部を含み、上層容量であ
る前記第2メモリセルでは、この第2メモリセルの活性
領域と、第1メモリセルと第2メモリセルの分離領域の
一部と、隣接する第1メモリセルの活性領域から、スト
レージノードと不純物拡散領域との接触領域を除く領域
とを含むように構成したことを特徴とし、さらに請求項
(1)記載において、前記容量領域が、基板面に並行に
形成された構造を有し、最下層容量である第1メモリセ
ルでは、この第1メモリセルの活性領域の一部と、隣接
する第2メモリセルの活性領域から、第2メモリセルの
ストレージノードとスイッチングトランジスタの不純物
拡散領域との接触部を除く領域と、第1メモリセルと第
2メモリセルの分離領域の一部と、第1メモリセルの反
対側に隣接するメモリセルの分離領域の一部を含み、上
層容量である前記第2メモリセルでは、この第2メモリ
セルの活性領域の一部と、第1メモリセルと第2メモリ
セルの分離領域の一部と、反対側に隣接するメモリセル
の活性領域から、ストレージノードと不純物拡散領域と
の接触領域を除く領域とを含むように構成したことを特
徴とし、さらに請求項(1)記載において、前記容量領
域が、基板面に並行に形成された構造を有し、最下層容
量である第1メモリセルでは、この第1メモリセルの活
性領域と分離領域の一部と、隣接する第2メモリセルの
活性領域の一部と分離領域の一部と、反対側に隣接する
メモリセルの活性領域の一部と分離領域の一部とを含み
、上層容量である前記第2メモリセルでは、この第2メ
モリセルのストレージノードが前記第1メモリセルのス
トレージノードを第1メモリセルのストレージノード/
基板コンタクトを中心に180度回紙回転第2メモリセ
ルのコンタクト位置に平行移動した形状を有し、さらに
最上層容量である第3メモリセルでは、この第3メモリ
セルのストレージノードが前記第1メモリセルのストレ
ージノードを第3メモリセルの位置に平行移動した形状
を有するように構成したことを特徴とする。
は、請求項(1)記載のように、複数のメモリセルの各
容量領域が、他のメモリセルの容量領域を相互に含むよ
うに、基板上方に多層形成されたことを特徴とし、さら
に請求項(1)記載において、前記容量領域が、基板面
に並行に形成された構造を有し、最下層容量である第1
メモリセルでは、この第1メモリセルの活性領域と、隣
接する第2メモリセルの活性領域から、第2メモリセル
のストレージノードとスイッチングトランジスタの不純
物拡散領域との接触部を除く領域と、第1メモリセルと
第2メモリセルの分離領域の一部を含み、上層容量であ
る前記第2メモリセルでは、この第2メモリセルの活性
領域と、第1メモリセルと第2メモリセルの分離領域の
一部と、隣接する第1メモリセルの活性領域から、スト
レージノードと不純物拡散領域との接触領域を除く領域
とを含むように構成したことを特徴とし、さらに請求項
(1)記載において、前記容量領域が、基板面に並行に
形成された構造を有し、最下層容量である第1メモリセ
ルでは、この第1メモリセルの活性領域の一部と、隣接
する第2メモリセルの活性領域から、第2メモリセルの
ストレージノードとスイッチングトランジスタの不純物
拡散領域との接触部を除く領域と、第1メモリセルと第
2メモリセルの分離領域の一部と、第1メモリセルの反
対側に隣接するメモリセルの分離領域の一部を含み、上
層容量である前記第2メモリセルでは、この第2メモリ
セルの活性領域の一部と、第1メモリセルと第2メモリ
セルの分離領域の一部と、反対側に隣接するメモリセル
の活性領域から、ストレージノードと不純物拡散領域と
の接触領域を除く領域とを含むように構成したことを特
徴とし、さらに請求項(1)記載において、前記容量領
域が、基板面に並行に形成された構造を有し、最下層容
量である第1メモリセルでは、この第1メモリセルの活
性領域と分離領域の一部と、隣接する第2メモリセルの
活性領域の一部と分離領域の一部と、反対側に隣接する
メモリセルの活性領域の一部と分離領域の一部とを含み
、上層容量である前記第2メモリセルでは、この第2メ
モリセルのストレージノードが前記第1メモリセルのス
トレージノードを第1メモリセルのストレージノード/
基板コンタクトを中心に180度回紙回転第2メモリセ
ルのコンタクト位置に平行移動した形状を有し、さらに
最上層容量である第3メモリセルでは、この第3メモリ
セルのストレージノードが前記第1メモリセルのストレ
ージノードを第3メモリセルの位置に平行移動した形状
を有するように構成したことを特徴とする。
また上記の第2の目的を達成するため、本発明の第2の
手段は、請求項(5)記載のように、一導電型半導体基
板に複数のトレンチを形成し、このトレンチ間に形成さ
れたSi島上に複数のメモリセル領域を設け、前記Si
島側壁に積層型容量領域を設け、1つのメモリセルの容
量領域と他のメモリセルの容量領域とが相互に延びるよ
うに構成したことを特徴とし、さらに請求項(5)記載
において、前記Si島表面の不純物拡散領域の一箇所と
ビット線が接触するように構成したことを特徴とする。
手段は、請求項(5)記載のように、一導電型半導体基
板に複数のトレンチを形成し、このトレンチ間に形成さ
れたSi島上に複数のメモリセル領域を設け、前記Si
島側壁に積層型容量領域を設け、1つのメモリセルの容
量領域と他のメモリセルの容量領域とが相互に延びるよ
うに構成したことを特徴とし、さらに請求項(5)記載
において、前記Si島表面の不純物拡散領域の一箇所と
ビット線が接触するように構成したことを特徴とする。
(作 用)
上記の第1の手段によれば、各々のメモリセル領域が層
状に形成されることにより、スタック型DRAMの場合
、平面上のメモリセル領域内に容量を形成するものに比
較し、メモリセル面積が小さくとも大きな容量値がとり
得ることになる。
状に形成されることにより、スタック型DRAMの場合
、平面上のメモリセル領域内に容量を形成するものに比
較し、メモリセル面積が小さくとも大きな容量値がとり
得ることになる。
また上記の第2の手段によれば、トレンチ型DRAMの
場合、Si島側壁に積層状に形成された1つのメモリセ
ルの容量領域と他のメモリセルの容量領域とが相互に延
び合うことになり、メモリセル面積が小さくなっても深
いトレンチを形成することなく、一定の容量値をとり得
るようになる。
場合、Si島側壁に積層状に形成された1つのメモリセ
ルの容量領域と他のメモリセルの容量領域とが相互に延
び合うことになり、メモリセル面積が小さくなっても深
いトレンチを形成することなく、一定の容量値をとり得
るようになる。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の第1実施例の正面断面図、第2図は第
1実施例の平面図であり、第1図は第2図のA−A’線
断面図である。
1実施例の平面図であり、第1図は第2図のA−A’線
断面図である。
同図において、lは一導電型半導体基板、3はSi島、
4は第1メモリセル、5は第2メモリセル、6,7は容
量を形成するストレージノード電極(第2図において、
各々、−点鎖線と二点鎖線で示す)、8,9はスイッチ
ングトランジスタ、10、11はソース領域、12は容
量領域を形成するセルプレート、13aは第1メモリセ
ル4のゲート電極(ワード線と共通)、13bは第2メ
モリセル5のゲート電極、14はドレイン(不純物拡散
領域)、15は電荷転送線であるビット線、16.16
a、 16bは多結晶SLパッド、17はナイトライド
膜、18は容量絶縁膜、19a、 19bは分離領域と
なる酸化膜埋込み絶縁分離膜、20はストレージノード
/基板コンタクト、21はH2O層、22はBPSG層
である。
4は第1メモリセル、5は第2メモリセル、6,7は容
量を形成するストレージノード電極(第2図において、
各々、−点鎖線と二点鎖線で示す)、8,9はスイッチ
ングトランジスタ、10、11はソース領域、12は容
量領域を形成するセルプレート、13aは第1メモリセ
ル4のゲート電極(ワード線と共通)、13bは第2メ
モリセル5のゲート電極、14はドレイン(不純物拡散
領域)、15は電荷転送線であるビット線、16.16
a、 16bは多結晶SLパッド、17はナイトライド
膜、18は容量絶縁膜、19a、 19bは分離領域と
なる酸化膜埋込み絶縁分離膜、20はストレージノード
/基板コンタクト、21はH2O層、22はBPSG層
である。
第1図において、電荷は、ストレージノード電極6,7
とセルプレート12と、これらの電極6゜7.12に挾
まれた容量絶縁膜18よりなる容量領域の容量に蓄えら
れる。
とセルプレート12と、これらの電極6゜7.12に挾
まれた容量絶縁膜18よりなる容量領域の容量に蓄えら
れる。
基板1は酸化膜埋込み絶縁分離膜19a、 19bによ
りSi島3が形成されており、1つのSi島3は2つの
メモリセル、すなわち下層容量となる第1メモリセル4
と上層容量となる第2メモリセル5とからなる。
りSi島3が形成されており、1つのSi島3は2つの
メモリセル、すなわち下層容量となる第1メモリセル4
と上層容量となる第2メモリセル5とからなる。
前記第1メモリセル4のストレージノード電極6は、第
1メモリセル4のコンタクト領域(Siバッド18aの
領域に相当)から第1メモリセル4のワード電極13a
、電荷転送線15と不純物拡散領域14との接触領域の
直上を通り、第2メモリセル5のワード電極13bの直
上まで延びており、さらに第1メモリセル4に隣接する
メモリセルとの分離領域19aの直上にも延びている。
1メモリセル4のコンタクト領域(Siバッド18aの
領域に相当)から第1メモリセル4のワード電極13a
、電荷転送線15と不純物拡散領域14との接触領域の
直上を通り、第2メモリセル5のワード電極13bの直
上まで延びており、さらに第1メモリセル4に隣接する
メモリセルとの分離領域19aの直上にも延びている。
一方、第2メモリセル5のストレージノード電極7は、
第2メモリセル5のコンタクト領域(Siパッド18b
に相当)から第2メモリセル5のワード電極13b、電
荷転送線15と不純物拡散領域工4との接触領域、第1
メモリセル4のワード電極13aの直上まで延びており
、さらに第2メモリセル5に隣接するメモリセルとの分
離領域19bの直上にも延びており、ストレージノード
電極6と重なり合っている。
第2メモリセル5のコンタクト領域(Siパッド18b
に相当)から第2メモリセル5のワード電極13b、電
荷転送線15と不純物拡散領域工4との接触領域、第1
メモリセル4のワード電極13aの直上まで延びており
、さらに第2メモリセル5に隣接するメモリセルとの分
離領域19bの直上にも延びており、ストレージノード
電極6と重なり合っている。
前記第1.第2メモリセル4,5の容量絶縁膜18は、
オキシナイトライド膜により形成したが、Ta、O,な
どの高誘電体膜により形成してもよい。
オキシナイトライド膜により形成したが、Ta、O,な
どの高誘電体膜により形成してもよい。
なお層間膜にはCVD法により形成されたHTO層21
.BPSG層22を用いた。
.BPSG層22を用いた。
前記ワード電@13a、 13bはシリサイド/ポリシ
リコン構造であり、膜厚は0.25−である。前記電荷
転送線15はポリシリコンより形成され、膜厚は0.2
5−である。さらに前記ストレージノード電極6.7と
セルプレート12と共にポリシリコンにより形成され、
膜厚は0.14である。第2図において、ストレージノ
ード電極6,7のコンタクト20部分の設計寸法(第2
図に因で示す)は0,40PXO04o4、ワード線1
3a、 13bの幅は0.4−1電荷転送線15の幅は
0.4戸m、そして素子分離19a、 19b部分の幅
の最小値は0.4戸m、メモリセル4,5の面積Sは1
.8戸”となる。なお、第2図において、第1メモリセ
ル4のストレージノード電極6を−点鎖線で、また第2
メモリセル5のストレージノード電極7を二点鎖線で示
した。また短かい斜線で囲まれた領域Cは活性化領域(
11,14に相当)である。
リコン構造であり、膜厚は0.25−である。前記電荷
転送線15はポリシリコンより形成され、膜厚は0.2
5−である。さらに前記ストレージノード電極6.7と
セルプレート12と共にポリシリコンにより形成され、
膜厚は0.14である。第2図において、ストレージノ
ード電極6,7のコンタクト20部分の設計寸法(第2
図に因で示す)は0,40PXO04o4、ワード線1
3a、 13bの幅は0.4−1電荷転送線15の幅は
0.4戸m、そして素子分離19a、 19b部分の幅
の最小値は0.4戸m、メモリセル4,5の面積Sは1
.8戸”となる。なお、第2図において、第1メモリセ
ル4のストレージノード電極6を−点鎖線で、また第2
メモリセル5のストレージノード電極7を二点鎖線で示
した。また短かい斜線で囲まれた領域Cは活性化領域(
11,14に相当)である。
上記第1実施例のセル容量は、オキシナイトライド膜の
酸化膜換算値を5層mとすると、38fFであった。
酸化膜換算値を5層mとすると、38fFであった。
第3図は第1実施例におけるストレージノード領域のマ
スク形状を変更した例を示す平面図である。
スク形状を変更した例を示す平面図である。
同図において、各ストレージノード電極6.7を図示し
た長方形状に変更すると、ストレージノード形成時のり
ソグラフイ、ドライエツチングにおいてパターン間の近
接効果をより抑制でき、256Mbit、 I Gb
itレベルのものでは有効となる。
た長方形状に変更すると、ストレージノード形成時のり
ソグラフイ、ドライエツチングにおいてパターン間の近
接効果をより抑制でき、256Mbit、 I Gb
itレベルのものでは有効となる。
第3図において短かい斜線で囲まれた領域C′は活性化
領域(第1図のソース領域11. ドレイン14に相当
)している。またある特定列には、第1メモリセル4a
、第2メモリセル5aが配置され、さらに前記特定列の
隣接する上下列には第1メモリセル4b、第2メモリセ
ル5bが配置されている。
領域(第1図のソース領域11. ドレイン14に相当
)している。またある特定列には、第1メモリセル4a
、第2メモリセル5aが配置され、さらに前記特定列の
隣接する上下列には第1メモリセル4b、第2メモリセ
ル5bが配置されている。
上記の第1実施例の構造(第2図)におけるビットライ
ン容量(CI)を計算したところ、表1に示すように、
64分割で1分割当り(256ビツトに相当)、99、
OFFになった0表1にC3の具体的な内訳けを示した
。ストレージノード電極6,7がビット線15を覆うよ
うになっており、この間の容量値(51,2fF)が5
2%を占める。対ワード電極、対基板、対フィールド酸
化膜の値は表1に示す値となり、表1から本構造は、6
4MDRAM以降に充分適用可能であると考えられる。
ン容量(CI)を計算したところ、表1に示すように、
64分割で1分割当り(256ビツトに相当)、99、
OFFになった0表1にC3の具体的な内訳けを示した
。ストレージノード電極6,7がビット線15を覆うよ
うになっており、この間の容量値(51,2fF)が5
2%を占める。対ワード電極、対基板、対フィールド酸
化膜の値は表1に示す値となり、表1から本構造は、6
4MDRAM以降に充分適用可能であると考えられる。
表1
第4図は本発明の第2実施例の平面図であり、同図にお
いて活性化領域C”をストレージノード領域のみを示し
ており、この第2実施例は、第1実施例と同様にスタッ
ク型DRAMであって、3つの隣接するメモリセル(第
1メモリセル4.第2メモリセル5.第3メモリセル2
3)のストレージノード電極6(−点鎖線)、7(二点
鎖線)、 24(細い破線)を、各々、層の異なる導体
により形成する。この第2実施例においては、ストレー
ジノード電極6,7.24の3層共、ポリシリコンによ
り形成した。図中の25はスI・レージノード/基板コ
ンタクトである。
いて活性化領域C”をストレージノード領域のみを示し
ており、この第2実施例は、第1実施例と同様にスタッ
ク型DRAMであって、3つの隣接するメモリセル(第
1メモリセル4.第2メモリセル5.第3メモリセル2
3)のストレージノード電極6(−点鎖線)、7(二点
鎖線)、 24(細い破線)を、各々、層の異なる導体
により形成する。この第2実施例においては、ストレー
ジノード電極6,7.24の3層共、ポリシリコンによ
り形成した。図中の25はスI・レージノード/基板コ
ンタクトである。
第2実施例において、最下層容量である第1メモリセル
4では、この第1メモリセル4の活性領域と分離領域の
一部と、隣接する第2メモリセル5の活性領域の一部と
分離領域の一部と、反対側に隣接するメモリセルの活性
領域の一部と分離領域の一部とを含み、上層容量である
前記第2メモリセル5では、この第2メモリセル5のス
トレージノード電極7が前記第1メモリセル4のストレ
ージノード電極6を第1メモリセル4のストレージノー
ド/基板コンタクト25を中心に180度回転し、第2
メモリセル5のコンタクト25の位置に平哲移動した形
状を有し、さらに最上層容量である第3メモリセル23
では、この第3メモリセル23のストレージノード電極
24が前記第1メモリセル4のストレージノード電極6
を第3メモリセル23の位置に平行移動した形状を有す
るように構成しである。
4では、この第1メモリセル4の活性領域と分離領域の
一部と、隣接する第2メモリセル5の活性領域の一部と
分離領域の一部と、反対側に隣接するメモリセルの活性
領域の一部と分離領域の一部とを含み、上層容量である
前記第2メモリセル5では、この第2メモリセル5のス
トレージノード電極7が前記第1メモリセル4のストレ
ージノード電極6を第1メモリセル4のストレージノー
ド/基板コンタクト25を中心に180度回転し、第2
メモリセル5のコンタクト25の位置に平哲移動した形
状を有し、さらに最上層容量である第3メモリセル23
では、この第3メモリセル23のストレージノード電極
24が前記第1メモリセル4のストレージノード電極6
を第3メモリセル23の位置に平行移動した形状を有す
るように構成しである。
メモリセルの面積を0゜74” (256MdRAMに
対応)とする時、第1実施例の構造では、容量は21f
Fとなるが、第2実施例の構造では、36fFになる。
対応)とする時、第1実施例の構造では、容量は21f
Fとなるが、第2実施例の構造では、36fFになる。
第5図は、DRAMの従来例の構造と本発明の第1゜第
2実施例の構造におけるセル容量とメモリセル面積の関
係を示したものである。
2実施例の構造におけるセル容量とメモリセル面積の関
係を示したものである。
図中の2層構造とはストレージ電極が2層である第1実
施例に対応し、3層構造とはスト1ノージ電極が3層で
ある第2実施例に対応する。実線。
施例に対応し、3層構造とはスト1ノージ電極が3層で
ある第2実施例に対応する。実線。
破線は容量絶縁膜厚を6層mとした時の簡単な計算結果
であり、図中のプロットは実測値である。第2実施例の
構造により、256MDRAMまで本発明の概念の範囲
で充分対応可能である。
であり、図中のプロットは実測値である。第2実施例の
構造により、256MDRAMまで本発明の概念の範囲
で充分対応可能である。
第6図は本発明の第3実施例の正面断面図、第7図は第
3実施例の平面図であり、第6図は第7図のB−B’線
断面図である。
3実施例の平面図であり、第6図は第7図のB−B’線
断面図である。
同図において、31は一導電型半導体基板、32はトレ
ンチ、33はSi島、34は第1メモリセル、35は第
2メモリセル、36.37は容量領域を形成するストレ
ージノード電極、38.39はスイッチングトランジス
タ、40.41はソース領域、42はソース領域40と
ストレージノード電極36との接触領域、43はソース
領域41とストレージノード電極37との接触領域、4
4は容量領域を形成するセルプレート、45aは第1メ
モリセルのゲート電極、45bは第2メモリセルのゲー
ト電極、46はドレイン(不純物拡散領域)、47はビ
ット線、48は多結晶Siバッド、49は容量絶縁膜を
示す。
ンチ、33はSi島、34は第1メモリセル、35は第
2メモリセル、36.37は容量領域を形成するストレ
ージノード電極、38.39はスイッチングトランジス
タ、40.41はソース領域、42はソース領域40と
ストレージノード電極36との接触領域、43はソース
領域41とストレージノード電極37との接触領域、4
4は容量領域を形成するセルプレート、45aは第1メ
モリセルのゲート電極、45bは第2メモリセルのゲー
ト電極、46はドレイン(不純物拡散領域)、47はビ
ット線、48は多結晶Siバッド、49は容量絶縁膜を
示す。
第6図において、基板31に複数のトレンチ32を形成
して多数のSi島33を形成しており、1つのSi島3
3上には2つのメモリセル、すなわち第1メモリセル3
4と第2メモリセル35が形成されている。
して多数のSi島33を形成しており、1つのSi島3
3上には2つのメモリセル、すなわち第1メモリセル3
4と第2メモリセル35が形成されている。
前記第1メモリセル34のストレージノード電極、36
は、トレンチ32部分において、第1メモリセル34の
スイッチングトランジスタ38のソース領域4゜とSi
島33側壁の上部の接触領域42で接触しており、第7
図に示すように、Si島33側壁周囲を取り囲んで形成
されている。ただし、前記ストレージノード電極36は
第2メモリセル35のソース領域41とSi島33側壁
の上部の接触領域43には形成させない。
は、トレンチ32部分において、第1メモリセル34の
スイッチングトランジスタ38のソース領域4゜とSi
島33側壁の上部の接触領域42で接触しており、第7
図に示すように、Si島33側壁周囲を取り囲んで形成
されている。ただし、前記ストレージノード電極36は
第2メモリセル35のソース領域41とSi島33側壁
の上部の接触領域43には形成させない。
一方、第2メモリセル35のストレージノード電極37
は、第2メモリセル35のスイッチングトランジスタ3
9のソース領域41とSi島33側壁の上部の接触領域
43で接触しており、Si島33側壁全周囲を取り囲み
、第1メモリセル34の容量領域(ストレージノード電
極36とセルプレート44)に重ねて延びるように形成
されている。
は、第2メモリセル35のスイッチングトランジスタ3
9のソース領域41とSi島33側壁の上部の接触領域
43で接触しており、Si島33側壁全周囲を取り囲み
、第1メモリセル34の容量領域(ストレージノード電
極36とセルプレート44)に重ねて延びるように形成
されている。
従って、前記Si島33側壁のトレンチ32部分には積
層型容量がストレージノード電極36.37とセルプレ
ート44とで形成されることになる。
層型容量がストレージノード電極36.37とセルプレ
ート44とで形成されることになる。
前記第1.第2メモリセル34.35のセルプレート4
4は、ポリシリコンにより共有されている。
4は、ポリシリコンにより共有されている。
またビット線47は、第1メモリセル434と第2メモ
リセル35のスイッチングトランジスタ38.39のゲ
ート電極45a、 45b間の不純物拡散領域46の表
面で接触している。
リセル35のスイッチングトランジスタ38.39のゲ
ート電極45a、 45b間の不純物拡散領域46の表
面で接触している。
なお、第1.第2メモリセル34.35共に、容量絶縁
膜はオキシナイトライド族により形成され、酸化膜換算
で5止である。
膜はオキシナイトライド族により形成され、酸化膜換算
で5止である。
第7図を参照して各部の平面上設計寸法を説明すると、
ワード線(ゲート電極と共通)45a、 45bの寸法
は0.4/ffi、ビット線47と不純物拡散領域46
とのコンタクト寸法は0.5inaX0.4戸、分離幅
は0.9−であり、メモリセル面積は1.6−″である
。
ワード線(ゲート電極と共通)45a、 45bの寸法
は0.4/ffi、ビット線47と不純物拡散領域46
とのコンタクト寸法は0.5inaX0.4戸、分離幅
は0.9−であり、メモリセル面積は1.6−″である
。
なお、第7図のストレージノード電極36.37とセル
プレート44の各厚さは0.1−である。また容量値は
、トレンチ2深さを1.1−とじて、容量酸化膜を5n
mとすると、45fFを得ることができる。
プレート44の各厚さは0.1−である。また容量値は
、トレンチ2深さを1.1−とじて、容量酸化膜を5n
mとすると、45fFを得ることができる。
なお、第1.第2実施例における製造方法は、ストレー
ジノード電極6,7.24をバターニングした後、ナイ
トライド膜をストッパとして、濃酸系水溶液によりスト
レージノード酸化膜を除去してストレージノード電極6
,7.24を形成する。
ジノード電極6,7.24をバターニングした後、ナイ
トライド膜をストッパとして、濃酸系水溶液によりスト
レージノード酸化膜を除去してストレージノード電極6
,7.24を形成する。
(T、Ema et、 al、 :アイイーデームダイ
ジェストオブテクニカルベーバーズ(rEDM Dig
、 of Tech。
ジェストオブテクニカルベーバーズ(rEDM Dig
、 of Tech。
papers) 1988 p、592〜595参照)
また本発明の構造の第3実施例における製造方法は、r
VE・Cの製法を参照にした。
また本発明の構造の第3実施例における製造方法は、r
VE・Cの製法を参照にした。
(S、Nakajima et、 al、 :IEDM
Dig、 of Tech。
Dig、 of Tech。
p、240.1987)
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の第1の手段によれば、各
々のメモリセル領域が互いに層状に形成されることにな
り、従来のメモリセルと同一の平面上寸法であれば大き
な容量領域を有することができ、集積度が大きくなり、
メモリセル面積が小さくなっても大きな容量値をとり得
る半導体メモリ装置を提供でき、また第2の手段によれ
ば、浅いトレンチでも一定値以上の容量値を得ることが
できる半導体メモリ装置を提供できる。
々のメモリセル領域が互いに層状に形成されることにな
り、従来のメモリセルと同一の平面上寸法であれば大き
な容量領域を有することができ、集積度が大きくなり、
メモリセル面積が小さくなっても大きな容量値をとり得
る半導体メモリ装置を提供でき、また第2の手段によれ
ば、浅いトレンチでも一定値以上の容量値を得ることが
できる半導体メモリ装置を提供できる。
第1図は本発明の第1実施例の正面断面図、第2図は第
1実施例の平面図、第3図は第1実施例におけるストレ
ージノード領域のマスク形状を変更した例を示す平面図
、第4図は本発明の第2実施例の平面図、第5図はセル
容量とメモリセル面積の関係を示す説明図、第6図は本
発明の第3実施例の正面断面図、第7図は第3実施例の
平面図、第8図は従来のスタック型DRAMの正面断面
図、第9図は従来のスタックドレイン型DRAMの正面
断面図である。 1.31・・・一導電型半導体基板、 3,33・・・
Si島、 4,34・・・第1メモリセル、5.35
・・・第2メモリセル、 6,7,24゜36、37・
・・スト1ノ−ジノード電極、 8゜9 、38.39
・・・スイッチングトランジスタ、 10.11.40
.41・・・ソース領域、12 ・・・セルプレート、
13a、 13b、 45a。 45b・・・ゲート電極、14.46・・・不純物拡散
領域、15.47・・・ビット線、16゜16a、 1
6b、 48−”多結晶Siバッド、17・・・ナイト
ライド膜、 18.49・・・容量絶縁膜、19a、
19b・・・酸化膜埋込み絶縁分離膜、20・・・スト
レージノード/基板コンタクト、21・・・HTO層、
22・・・BPSG層、23川第3メモリセル、42゜
43・・・接触領域。
1実施例の平面図、第3図は第1実施例におけるストレ
ージノード領域のマスク形状を変更した例を示す平面図
、第4図は本発明の第2実施例の平面図、第5図はセル
容量とメモリセル面積の関係を示す説明図、第6図は本
発明の第3実施例の正面断面図、第7図は第3実施例の
平面図、第8図は従来のスタック型DRAMの正面断面
図、第9図は従来のスタックドレイン型DRAMの正面
断面図である。 1.31・・・一導電型半導体基板、 3,33・・・
Si島、 4,34・・・第1メモリセル、5.35
・・・第2メモリセル、 6,7,24゜36、37・
・・スト1ノ−ジノード電極、 8゜9 、38.39
・・・スイッチングトランジスタ、 10.11.40
.41・・・ソース領域、12 ・・・セルプレート、
13a、 13b、 45a。 45b・・・ゲート電極、14.46・・・不純物拡散
領域、15.47・・・ビット線、16゜16a、 1
6b、 48−”多結晶Siバッド、17・・・ナイト
ライド膜、 18.49・・・容量絶縁膜、19a、
19b・・・酸化膜埋込み絶縁分離膜、20・・・スト
レージノード/基板コンタクト、21・・・HTO層、
22・・・BPSG層、23川第3メモリセル、42゜
43・・・接触領域。
Claims (6)
- (1)複数のメモリセルの各容量領域が、他のメモリセ
ルの容量領域を相互に含むように、基板上方に多層形成
されたことを特徴とする半導体メモリ装置。 - (2)前記容量領域が、基板面に並行に形成された構造
を有し、最下層容量である第1メモリセルでは、この第
1メモリセルの活性領域と、隣接する第2メモリセルの
活性領域から、第2メモリセルのストレージノードとス
イッチングトランジスタの不純物拡散領域との接触部を
除く領域と、第1メモリセルと第2メモリセルの分離領
域の一部を含み、上層容量である前記第2メモリセルで
は、この第2メモリセルの活性領域と、第1メモリセル
と第2メモリセルの分離領域の一部と、隣接する第1メ
モリセルの活性領域から、ストレージノードと不純物拡
散領域との接触領域を除く領域とを含むように構成した
ことを特徴とする請求項(1)記載の半導体メモリ装置
。 - (3)前記容量領域が、基板面に並行に形成された構造
を有し、最下層容量である第1メモリセルでは、この第
1メモリセルの活性領域の一部と、隣接する第2メモリ
セルの活性領域から、第2メモリセルのストレージノー
ドとスイッチングトランジスタの不純物拡散領域との接
触部を除く領域と、第1メモリセルと第2メモリセルの
分離領域の一部と、第1メモリセルの反対側に隣接する
メモリセルの分離領域の一部を含み、上層容量である前
記第2メモリセルでは、この第2メモリセルの活性領域
の一部と、第1メモリセルと第2メモリセルの分離領域
の一部と、反対側に隣接するメモリセルの活性領域から
、ストレージノードと不純物拡散領域との接触領域を除
く領域とを含むように構成したことを特徴とする請求項
(1)記載の半導体メモリ装置。 - (4)前記容量領域が、基板面に並行に形成された構造
を有し、最下層容量である第1メモリセルでは、この第
1メモリセルの活性領域と分離領域の一部と、隣接する
第2メモリセルの活性領域の一部と分離領域の一部と、
反対側に隣接するメモリセルの活性領域の一部と分離領
域の一部とを含み、上層容量である前記第2メモリセル
では、この第2メモリセルのストレージノードが前記第
1メモリセルのストレージノードを第1メモリセルのス
トレージノード/基板コンタクトを中心に180度回転
し、第2メモリセルのコンタクト位置に平行移動した形
状を有し、さらに最上層容量である第3メモリセルでは
、この第3メモリセルのストレージノードが前記第1メ
モリセルのストレージノードを第3メモリセルの位置に
平行移動した形状を有するように構成したことを特徴と
する請求項(1)記載の半導体メモリ装置。 - (5)一導電型半導体基板に複数のトレンチを形成し、
このトレンチ間に形成されたSi島上に複数のメモリセ
ル領域を設け、前記Si島側壁に積層型容量領域を設け
、1つのメモリセルの容量領域と他のメモリセルの容量
領域とが相互に延びるように構成したことを特徴とする
半導体メモリ装置。 - (6)前記Si島表面の不純物拡散領域の一箇所とビッ
ト線が接触するように構成したことを特徴とする請求項
(5)記載の半導体メモリ装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20383289 | 1989-08-08 | ||
| JP1-203832 | 1989-08-08 | ||
| JP1-204858 | 1989-08-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155665A true JPH03155665A (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=16480444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2207533A Pending JPH03155665A (ja) | 1989-08-08 | 1990-08-07 | 半導体メモリ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03155665A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03173176A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-26 | Sharp Corp | 半導体記憶装置 |
| JPH04147669A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-21 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 半導体記憶装置 |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP2207533A patent/JPH03155665A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03173176A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-26 | Sharp Corp | 半導体記憶装置 |
| JPH04147669A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-21 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 半導体記憶装置 |
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