JPH0320905B2 - - Google Patents

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JPH0320905B2
JPH0320905B2 JP55187295A JP18729580A JPH0320905B2 JP H0320905 B2 JPH0320905 B2 JP H0320905B2 JP 55187295 A JP55187295 A JP 55187295A JP 18729580 A JP18729580 A JP 18729580A JP H0320905 B2 JPH0320905 B2 JP H0320905B2
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JP
Japan
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charge storage
electrode
capacitive element
transistor
storage electrode
Prior art date
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JP55187295A
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English (en)
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JPS57112066A (en
Inventor
Yoshimi Shiotani
Michio Nakamura
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS57112066A publication Critical patent/JPS57112066A/ja
Publication of JPH0320905B2 publication Critical patent/JPH0320905B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の容量素子に係り、特に1
トランジスタ型ランタム・アクセス・メモリ
(RAM)の容量部領域に関する。
従来、1Tr型RAMにおいて容量部は、データ
線部となるソース拡散領域及びトランスフアーゲ
ート部と共に厚い酸化膜からなるいわゆるフイー
ルド酸化膜間の基板表面近傍に形成されていた。
しかし乍ら、半導体集積回路の高集積化が進行す
るにつれ、かかる容量部の占める領域を縮小させ
る必要が生じている。そのため基板表面に形成さ
れる絶縁膜を、誘電率の大きなものとして蓄積電
荷量を増大させる、若しくは容量部を前記フイー
ルド酸化膜上に形成する等の方法が提案されてい
る。取分け該フイールド酸化膜上の導電層により
容量素子を形成するという方法は、小さなセル面
積で、大きな蓄積容量を有する容量素子を得るこ
とが可能で、集積回路の高集積化に有効である。
かかる従来のフイールド酸化膜上の容量素子を
第1図に示す。第1図において、1はp型シリコ
ン基板、2及び3はn+拡散領域、4はフイール
ド酸化膜、5及び7はフイールド酸化膜上に形成
された導電層、6及び9はSiO2等の絶縁膜、8
は多晶質シリコン等からなるゲート電極、10は
Al等の金属からなるビツト線である。
第1図に示される1Tr型RAMでは、フイール
ド酸化膜上の導電層5が容量素子の電荷蓄積電極
を、SiO等の絶縁物層6がキヤパシタ絶縁膜を、
この上の導電層7が共通対向電極を構成し、その
容量素子によつて電荷の蓄積を可能としている。
又、かかる容量部での電荷の有無により記憶状態
の1又は0を読み取つている。
また、上記容量素子の単位面積あたりの蓄積電
荷量をより大きくするために、第2図に示したよ
うに、共通対向電極の下だけに設けられていた電
荷蓄積電極を共通対向電極の上にも形成すること
が検討されている。
第2図において、11は共通対向電極7の上に
形成された絶縁物層であり、12はその上に形成
された電荷蓄積電極をなす導電層である。その他
の部分は、第1図の構造と同一である。
こうすることにより、容量素子の実質的な電極
面積が約2倍となるので、占有面積あたりの電荷
蓄積量も約2倍となり、これに伴い半導体記憶装
置をより微細化することができるという利点があ
る。しかしながら、この構造では、電荷蓄積電極
が容量素子の外側にきて、電気的に遮蔽されなく
なるので、隣接する記憶素子の信号線等からのノ
イズの影響をうけやすくなる上、その電荷蓄積に
寄与する対向電極と対向する部分の面積に対して
電荷蓄積電極からの電荷のリークに関係する上記
以外の表面の面積のしめる割合が相対的に大きく
なるので、電荷のリークがおこりやすくなるとい
う欠点がある。
本発明は、単位占有面積あたりの電荷蓄積量が
大きく、電荷保持特性に優れ、しかも、ノイズの
影響を受けにい、改良された積層容量素子の提供
をその目的とする。
その目的は、半導体基板上のトランジスタに電
気的に接続され半導体記憶装置を構成する積層容
量素子であつて、前記トランジスタを構成する不
純物拡散領域にその一部が接続されて少なくとも
該トランジスタを画定する酸化膜の上方に張り出
すように廷在する第1の導電層からなる電荷蓄積
電極と、該電荷蓄積電極表面を覆う絶縁物層と、
該絶縁物層を介して前記電荷蓄積電極の少なくと
も下面と一側面と上面とを外側から覆うように廷
在する第2の導電層からなる共通対向電極とを有
することを特徴とする積層容量素子、によつて達
成される。
本発明では、電荷蓄積電極の下面と側面と上面
とを覆うように共通対向電極を形成して実質的な
電極面積が増大するようにしているので、単位占
有面積あたりの電荷蓄積量を大きくすることがで
きる。また、電荷蓄積電極が、通常接地されその
電位が安定な共通対向電極で囲まれており、この
共通対向電極が電気的な遮蔽板として働くので、
ノイズの影響を受けにくくなる。さらに、電荷蓄
積電極が共通対向電極で覆われて、電荷のリーク
に関係する前記対向電極と対向しない部分の面積
が小さくなるので、電荷のリークが少なくなり、
電荷保持特性が向上する。
以下第3図乃至第5図に本発明による1Tr型
RAMの一実施例断面図を示す。各図中、第1図
と同番号により示される部分は第1図と同一の部
分を示している。
第3図に示す実施例はフイールド酸化膜4上に
3層の例えばPをドープしたPoly−Si層5,7,
12をそれぞれ絶縁膜6,11を介して形成した
ものである。導電層5及び12は、それぞれ接続
され、容量素子の共通接地電極となり、又導電層
7はn+型拡散領域2と接続して電荷蓄積電極と
なつている。図面より明確であるように、本発明
においては、該接地電極5及び12と電荷蓄積電
極との対向面積が従来のものと比較して2倍以上
とすることが可能であり、その蓄積電荷量を増大
させている。
また、図にみられるごとく電荷蓄積電極の大部
分が電気的遮蔽板として働く接地電極で囲まれて
いるので、ノイズに対して強くなる。
また、対向電極である接地電極に対向していな
い部分、即ち、接地電極に囲まれていない部分の
面積は、第2図の従来の積層容量素子に比べて著
しく小さくなるので、電荷のリークも従来のもの
より著しく小さくなる。
前記第1図での説明において各積層電極間に形
成される絶縁膜としてSiO2膜を挙げたが、本発
明の適用はこれに限るものではない。例えば第2
図の各導電層間の絶縁膜6及び11として誘電率
の高いSi3N4、又はTa2O5等の膜を通常のCVD法
若しくは酸素雰囲気中におけるスパツタリング等
で形成することが望ましい。かかる絶縁膜を使用
することにより、容量素子の蓄積電荷量を一層増
加させることが可能である。
第4図に、前記積層の導電層7及び12をトラ
ンスフアーゲート8上にまで引き延ばした実施例
を示す。かかる構造を形成することにより、前記
接地電極5及び12と電荷蓄積電極7との対向面
積を更に拡大することが可能である。
この構成によれば、同じ占有面積の容量素子に
おいて、先の第3図に示した実施例の構成に比べ
て1.5倍以上、即ち、第1図の従構成に比べて3
倍以上の電荷蓄積容量がえられる。なお、ゲート
電極をすべてを覆うようにすればより電荷蓄積容
量を大きくできることは、いうまでもない。本実
施例においてもノイズの影響を受けにくく、か
つ、電荷のリークが少なくなる点については、先
の実施例と変わることはない。
第5図は、絶縁物層を介して積層された前記電
荷蓄積電極と対向電極のそれぞれの表面に凹凸を
つけ、その対向面積を増大させるべく、あらかじ
めその表面に凹凸を形成したフイールド酸化膜の
上に積層電極構造を形成した実施例を示す図であ
る。フイールド酸化膜4の表面に凹凸を形成する
方法としては基板表面を選択酸化しフイールド酸
化膜を作成した後直ちに、ゲート部領域にSi3N4
等のマスクを被着せしめたままエツチング処理を
施す方法がある。
このようにして凹凸を形成したフイールド酸化
膜の上に導電層や絶縁層を被着形成すると、その
表面も下地の凹凸を反映して自動的に凹凸が形成
される。そして、実質的に電荷蓄積電極と対向電
極との対向面積が大きくなり、これとともに占有
面積あたりの電荷蓄積容量の増大がはかれる。凹
凸の程度によつても異なるが、電極面が平坦な前
記第3図の構成に比べて、その電荷蓄積量を2倍
程度に大きくすることは容易である。また、かか
るフイールド酸化膜上の凹凸は各層を積み重ねる
につれ緩和されていくためAl等の金属からなる
ビツト線10を形成する際には、十分に平坦化さ
れるため断線等の心配はない。
なお、この構成を、第4図に示した構造の容量
素子に適用すれば、占有面積あたりの電荷蓄積容
量のより一層の増大がはかれることは言うまでも
ない。
以上各実施例からより明確となつたように、本
発明では、半導体記憶装置を構成する容量素子の
単位占有面積あたりの電荷蓄積量を大きく、ま
た、ノイズの影響を受けにくく、さらに、電荷の
リークを少なくすることができるので、半導体記
憶装置の読み出し信号を十分大きくすることがで
き、かつ、信号対雑音比(SN比)が向上するの
で、誤読等のエラーを防止出来る。又、従来と同
程度の読み出し信号を得るための容量素子の占有
面積を大巾に減少させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の積層容量部を有する
1Tr.RAMを、第3図乃至第5図は本発明による
積層容量部を有する1Tr.RAMをそれぞれ示して
いる。 図中1はp型シリコン基板、2,3はn+型拡
散領域、4はフイールド酸化膜、5,7,12は
フイールド酸化膜上まで引き延ばされた導電層、
6,11,9はSiO2等の絶縁層、8はゲート電
極、10はAl等からなるビツト線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上のトランジスタに電気的に接続
    され半導体記憶装置を構成する積層容量素子であ
    つて、前記トランジスタを構成する不純物拡散領
    域にその一部が接続され少なくとも該トランジス
    タを画定する酸化膜の上方に張り出すように廷在
    する第1の導電層からなる電荷蓄積電極と、該電
    荷蓄積電極表面を覆う絶縁物層と、該絶縁物層を
    介して前記電荷蓄積電極の少なくとも下面と一側
    面と上面とを外側から覆うように廷在する第2の
    導電層からなる共通対向電極とを有することを特
    徴とする積層容量素子。 2 前記電荷蓄積電極と該電荷蓄積電極の上面を
    覆う共通対向電極とが前記トランジスタのゲート
    電極上に張り出すように廷在することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の積層容量素子。 3 前記トランジスタを画定する酸化膜と前記共
    通対向電極と前記絶縁物層と前記電荷蓄積電極の
    各々の表面が凹凸状になつていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の積層容量素子。
JP55187295A 1980-12-29 1980-12-29 Laminated capacitive element Granted JPS57112066A (en)

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