JPH0441508B2 - - Google Patents

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JPH0441508B2
JPH0441508B2 JP61138937A JP13893786A JPH0441508B2 JP H0441508 B2 JPH0441508 B2 JP H0441508B2 JP 61138937 A JP61138937 A JP 61138937A JP 13893786 A JP13893786 A JP 13893786A JP H0441508 B2 JPH0441508 B2 JP H0441508B2
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JP
Japan
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conductivity type
type region
insulating film
opposite conductivity
region
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JP61138937A
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English (en)
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JPS62115768A (ja
Inventor
Toshio Wada
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 この発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
(MIST)を用いた集積回路装置に関し、半導体
記憶装置(ICメモリ)として論理処理装置の情
報記憶に用いられるものである。
情報処理に用いられるLCメモリは、集積回路
技術の発展により大規模高密度化し、且つ特性上
の向上も著じるしい。近来主として用いられる
ICメモリはMISTを用いた集積回路装置であり、
メモリセルとしてMISTと容量素子とを有し、
MISTによるスイツチング作用で容量素子への電
荷量を情報として蓄積・検出するものである。大
規模化に伴ない容量素子の容量の効率化が必要と
なり、既知の技術では容量素子として半導体表面
に絶縁ゲート膜を介して電極を設け、該電極に電
源電圧を印加して電極と半導体表面に誘起される
表面反転層との容量効果を容量素子として用いて
いる。しかし乍ら、容量素子の効率化はメモリセ
ルの占有面積を大きく支配するため、単に反転層
の利用による容量効果では現在の大規模の傾向に
不充分である。
この発明の目的は、効率の高い容量素子と
MISTから成るメモリセルを有しかつ信頼性の高
い集積回路装置を提供することである。
この発明の特徴は、一導電型の半導体基体の一
主面に選択的に設けられた該半導体基体に一部埋
設せる厚い絶縁膜と、該厚い絶縁膜に隣接せる該
半導体基体の活性領域とを具備し、該活性領域に
設けた絶縁ゲート型電界効果トランジスタ部と容
量素子部とをメモリセルとして備えた集積回路に
おいて、前記トランジスタ部はアドレス線と結合
せるゲート電極、該ゲート電極の一方の側の基体
部分に設けられ、デイジツト線に結合せる深い接
合の第1の逆導電型領域および該ゲート電極の他
方の側の基体部分に設けられ前記容量素子部と結
合せる深い接合の第2の逆導電型領域とを有し、
前記容量素子部は、前記トランジスタの前記第
1、第2の逆導電型領域よりも浅い接合をもつて
該第2の逆導電型領域より延在し前記厚い絶縁膜
に接する第3の逆導電型領域と、該第3の逆導電
型領域の底面に接し、前記トランジスタの第2の
逆導電型領域よりも浅く形成されかつ該第2の逆
導電型領域から延在し前記厚い絶縁膜に接する前
記半導体基体より高濃度の一導電型領域とから
PN接合容量を構成し、該一主面上に設けられ該
トランジスタ部より延在し該厚い絶縁膜に接する
薄い絶縁膜と、該薄い絶縁膜上に設けられ該トラ
ンジスタ部側より延在し該厚い絶縁膜上にいたる
電極と、該第3の逆導電型領域とからMOS型容
量を構成した集積回路装置にある。そしてこの第
3の逆導電型領域の底面が半導体基板に比して10
〜104倍程度の高濃度の一導電型領域とPN接合を
有することが好ましい。又、MOS容量も増大さ
せたPN接合容量もいずれもトランジスタ部と厚
い絶縁膜との間の全体を使用しているから理想的
に大きな容量を有する容量素子が得られる。又、
その形成において第3の逆導電型領域よりも高濃
度の一導電型領域がトランジスタ部側に突出する
と、ここの部分がオフセツトとなり動作に支障を
きたすが本発明では深い第2の逆導電型領域の存
在よりそのような懸念はなくなる。又、容量素子
部はトランジスタ部より広い面積を占有する。し
たがつてこの広い面積に設けられる第3の逆導電
型領域がトランジスタ部の第1、第2の逆導電型
領域と同じ様に深く形成したのでは隣りのメモリ
セルとのリツケージが問題となる。しかし本発明
では広い面積となる第3の逆導電型領域は浅いの
で、上記問題は発生しない。一方、トランジスタ
部の逆導電型領域は深いが一般には小さい面積に
しか占有しないから隣りのメモリセルとのリツケ
ージの問題が起こる確率は無視できる。
次にこの発明の特徴をより良く理解するため
に、この発明の実施例につき図を用いて説明す
る。
第1図A〜第1図Dはこの発明の一実施例を実
現する主たる製造工程における断面図である。こ
の実施例は比抵抗10Ω−cmのP型シリコン単結晶
基体101の一主表面の活性領域部に選択的にシ
リコン窒化膜(図示しない)を形成し、該窒化膜
をマスクとして表面濃度1016cm-3程度のボロンを
導入して非活性領域部にP型領域102を形成
し、同時に熱酸化法によりこの部分に1.3μ程度の
厚いシリコン酸化膜103を成長する。このよう
なシリコン窒化膜をマスクとする基体の非活性領
域部への厚いシリコン酸化膜103の成長は選択
酸化法もしくはフラツトMOS技術と呼ばれ、例
えば特公昭50−1379号公報に詳細があるため、こ
こでの説明は省略される。
選択酸化法を施した試料は次に活性領域部から
シリコン窒化膜を除去し、再度熱酸化処理して活
性領域部に約1500〓のシリコン酸化膜104を形
成する。この薄いシリコン酸化膜104は絶縁ゲ
ート膜と呼ばれる絶縁膜である。活性領域部は一
部が第1図Aに示すように厚さ1.5μ程度のフオト
レジスト105で被覆され、このレジスト105
および厚いシリコン酸化膜103をマスクとして
二重にイオン注入が施される。イオン注入は初め
に70KeVで5×1013cm-2のドース量のボロンが注
入され、次に30KeVで1014cm-2の燐が注入され
る。
イオン注入後の基体表面には高濃度のP型領域
106と、該P型領域の内部含まれるN型領域1
07が形成されている。これらの領域106,1
07はフオトレジストの同一開孔からのイオン注
入で薄いシリコン酸化膜104を通過して活性領
域中に選択形成される。薄いシリコン酸化膜10
4の上面には次に容量素子の電極108とMIST
のゲート電極109とが選択的に形成される〔第
1図B〕。
これらの電極108,109は0.4μを介して対
向する。又、P型領域106およびN型領域10
7の端は電極108,109の間にある。
電極108,109はこれの電極間の活性領域
部への燐導入のマスクとして用いられる。燐導入
は熱拡散法が好適であり、電極108,109お
よび厚いシリコン酸化膜103をマスクとして基
体表面に表面濃度1020cm-3で接合深さ1.5μのN型
領域110およびデイジツト線となるN型領域1
11を形成する〔第1図C〕。ここで電極108,
109の間のN型領域110はMISTの一方の出
力領域であると共にN型領域107に結合する結
合部である。又、N型領域111はMISTの他の
出力領域である。N型領域、110,111の形
成の後に基体表面には気相成長が施され、一様に
厚さ0.5μ程度のリンガラスを主成分とする層間絶
縁膜112が形成される。
而後、既知の写真蝕刻法を駆使して試料は第1
図Dに示すように、N型領域111の上面の開孔
を通して層間絶縁膜112の上面を伸びるアルミ
ニウムの電極配線113が導出され、且つ基体1
01の裏面に基体バイアス(SB)を与える基体
電極114が導電結合する。この実施例ではマイ
ナスの電圧が印加される。
このように完成された試料は電極108とN型
領域107との間の容量と並列にN型領域107
と基体電極114との間にPN接合による容量を
有する。このPN接合の容量はN型領域107と
高濃度のP型領域106とのPN接合容量である
ため容量効果が大きい。この実施例においてはシ
リコン酸化膜104を用いた容量が約0.2×10-15
F/μ2であるのに対し、PN接合容量はほぼ同容
量の約0.2×10-15F/μ2である。これらの容量は
基体表面に対して縦方向に形成されるため、素子
の占有面積が小さく且つ効率的な容量素子を得
る。
第2図は上述の実施例の等価回路図である。即
ち、この実施例は、ゲート電極がアドレス線Wに
接続し、出力領域の他方がデイジツト線Dに接続
するトランジスタQと、一方の出力領域に負荷す
る絶縁膜を用いた容量CoとPN接合容量CXから成
る容量素子とを含む。容量Coは表面の電極を電
源の低電位端子GNDに接続し、PN接合容量CX
は基体端子SBを基体バイアス源に結合すること
により共に直流電位に固定されて、情報蓄積のた
めの容量として効率の高い電荷蓄積を行う。
この図に1ビツトのメモリセルを示したが、こ
の実施例は同一基体の表面に多数ビツトのメモリ
セルを有する集積回路である。又、上記実施例で
は、基板バイアスを印加することによつて、たと
えばデイジツト線等の容量を減少させて、消費電
力の低減し集積回路装置のスピードを高めてい
る。基板バイアスを印加すればメモリーセルの容
量部のPN接合容量も減少するが本発明では一導
電型の高濃度領域を設けてあるからその減少は最
少限に押えることができる。そして本発明は基板
バイアスを印加してもメモリーセルの容量部へは
実質的に影響されず、上記デイジツト線等への効
果がはるかに大であり、全体としてスピードの大
なる集積回路装置が得られることを認識してなさ
れたものである。さらに本発明が対象としている
メモリーセルでは基板バイアスでトランジスタ一
部の閾値電圧以下の状態におけるドレインリーク
電流も減少する。
以上この発明の一実施例を示したが、この発明
は実施例に示されない他の材料もしくは導電型領
域を用いても実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図Dはこの発明の一実施例の主
要な製造工程におけるそれぞれ断面図、第2図は
第1図の実施例の等価回路図である。図中、10
1はP型シリコン単結晶基体、104は薄いシリ
コン酸化膜、108は容量素子の電極、106は
高濃度のP型領域、107は容量素子を形成する
N型領域、110は容量素子とトランジスタとを
結合するN型領域である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一導電型の半導体基体の一主面に選択的に設
    けられた該半導体基体に一部埋設せる厚い絶縁膜
    と、該厚い絶縁膜に隣接せる該半導体基体の活性
    領域とを具備し、該活性領域に設けた絶縁ゲート
    型電界効果トランジスタ部と容量素子部とをメモ
    リセルとして備えた集積回路において、前記トラ
    ンジスタ部はアドレス線と結合せるゲート電極、
    該ゲート電極の一方の側の基体部分に設けられ、
    デイジツト線に結合せる深い接合の第1の逆導電
    型領域および該ゲート電極の他方の側の基体部分
    に設けられ前記容量素子部と結合せる深い接合の
    第2の逆導電型領域とを有し、前記容量素子部
    は、前記トランジスタの前記第1、第2の逆導電
    型領域よりも浅い接合をもつて該第2の逆導電型
    領域より延在し前記厚い絶縁膜に接する第3の逆
    導電型領域と、該第3の逆導電型領域の底面に接
    し、前記トランジスタの第2の逆導電型領域より
    も浅く形成されかつ該第2の逆導電型領域から延
    在し、前記厚い絶縁膜に接する前記半導体基体よ
    り高濃度の一導電型領域とからPN接合容量を構
    成し、該一主面上に設けられ該トランジスタ部よ
    り延在し該厚い絶縁膜に接する薄い絶縁膜と、該
    薄い絶縁膜上に設けられ該トランジスタ部側より
    延在し該厚い絶縁膜上にいたる電極と、該第3の
    逆導電型領域とからMOS型容量を構成したこと
    を特徴とする集積回路装置。
JP61138937A 1986-06-13 1986-06-13 集積回路装置 Granted JPS62115768A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3387286A (en) * 1967-07-14 1968-06-04 Ibm Field-effect transistor memory
US3740731A (en) * 1971-08-02 1973-06-19 Texas Instruments Inc One transistor dynamic memory cell
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JPS62115768A (ja) 1987-05-27

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