JPH0795587B2 - 半導体メモリセル及びその製造方法 - Google Patents

半導体メモリセル及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0795587B2
JPH0795587B2 JP4089689A JP8968992A JPH0795587B2 JP H0795587 B2 JPH0795587 B2 JP H0795587B2 JP 4089689 A JP4089689 A JP 4089689A JP 8968992 A JP8968992 A JP 8968992A JP H0795587 B2 JPH0795587 B2 JP H0795587B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
layer
trench
forming
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4089689A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05129551A (ja
Inventor
ケネス・エドワード・ベイルステイン・ジユニア
クラウド・ルイス・ベルテイン
ジヨン・レイ・ペセト
フランシス・ロジヤー・ホワイト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH05129551A publication Critical patent/JPH05129551A/ja
Publication of JPH0795587B2 publication Critical patent/JPH0795587B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H10B12/01—Manufacture or treatment
    • 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
    • H10B12/37—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
    • H10B12/373—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate the capacitor extending under or around the transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
    • H10D30/6741—Group IV materials, e.g. germanium or silicon carbide
    • H10D30/6743—Silicon
    • H10D30/6744—Monocrystalline silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6758—Thin-film transistors [TFT] characterised by the insulating substrates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリセル及びそ
の製造方法に関し、特にダイナミツク・ランダム・アク
セス・メモリ(DRAM)セルのアレイについて、シリ
コン−オン−インシユレータ(SOI)被覆層内に製造
されたトレンチ型コンデンサ及びアクセス素子を有する
整合インセンシテイブDRAMを製造する方法に適用し
て好適なものである。
【0002】
【従来の技術】米国特許第 4,816,884号においては、ト
レンチ型蓄積コンデンサ上に形成された垂直アクセスト
ランジスタを含む半導体メモリセル構造について述べら
れている。比較的浅いトレンチが深いトレンチを覆うよ
うにエピタキシヤル層内に配設される。深いトレンチの
頂部面から浅いトレンチの底部面にくびれ構造が拡大す
る。ソース領域はくびれ構造の周囲にあるエピタキシヤ
ル層内に配設される。
【0003】米国特許第 4,728,623号においては、絶縁
体領域を介して自己整合されたコンタクトウインドウを
形成する方法について述べられている。当該コンタクト
ウインドウは、自己整合するラテラル方向のエピタキシ
ヤル成長によつてソース及びトレンチ間の接続の際に有
用なことが分かる。
【0004】米国特許第 4,507,171号においては、狭い
pn接合領域にコンタクトする方法について述べられて
いる。ほとんど垂直な層にコンタクトするようにほとん
ど水平な導電層を用いることにより、pn接合と電気的
にコンタクトする水平導電層を設ける。当該方法はラテ
ラル方向のPNPトランジスタを製造する際に有用であ
ると言われている。
【0005】1988年1月発行「IBMテクニカル・デイ
スクロージヤ・ブレテイン」第30巻、第8号、「高密度
ラインにコンタクト又はバイアを設けるプロセス」にお
いては、フオトリソグラフイにより解像できるライン幅
を設けるプロセス及びこのラインを既に設けてあるコン
タクト又はバイアに接続する方法について述べられてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改善
された高密度のDRAMセル構造を提案することであ
る。
【0007】本発明の他の目的は、シリコン−オン−イ
ンシユレータ(SOI)領域内に形成されたトレンチ型
コンデンサ及びアクセス素子を含む改善されたメモリセ
ル構造を提案することである。
【0008】本発明のさらに他の目的は、ほとんどイン
センシテイブに整合する改善されたDRAMセルを提案
することである。
【0009】本発明のさらに他の目的は、4つの単位面
積内にメモリセルを構造化できる蓄積トレンチ型コンデ
ンサを埋設したワードライン側壁コンタクト構造を用い
る改善されたDRAMセルを提案することである。
【0010】本発明のさらに他の目的は、フローテイン
グ基板効果を除去するためにSOI素子のチヤネル領域
に基板コンタクトを供給する手段を含む改善されたDR
AMセルを提案することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、半導体メモリセルにおいて、基板
10と、基板10内に少なくとも部分的に形成され、か
つ基板10から誘電的に絶縁された電気的導電領域と、
基板10及び電気的導電領域に形成された絶縁材料から
なる第1の層14と、第1の層14の上にある半導体材
料からなる第2の層16とを含み、第2の層16は複数
の活性素子領域に分割され、各活性素子領域は電気的導
電領域の1つの領域に配設され、各活性素子領域は上に
ある第1の電極手段20に結合することによりアクセス
トランジスタの第1のノードを形成し、第2の電極手段
32に結合することによりアクセストランジスタの第2
のノードを形成し、さらに下層にある電気的導電領域に
結合することによりアクセストランジスタの第3のノー
ドを形成し、第1の電極手段20は対向する一対の垂直
な絶縁側壁を含み、各アクセストランジスタの第2のノ
ード及び第3のノードは垂直側壁の反対側のトランジス
タに配設された電気的導体34から構成されるようにす
る。
【0012】
【作用】本発明の目的は、基板及び当該基板内に少なく
とも部分的に形成され、かつ基板から誘電的に絶縁され
た複数の電気的導電領域を含む半導体メモリセル及びそ
れと同一のセルを製造する方法によつて実現される。電
気的絶縁材料からなる第1の層は基板及び電気的導電領
域上に形成される。シリコンからなる第2の層は第1の
層上に形成されてシリコン−オン−インシユレータ被覆
層を供給する。第2の層は複数の活性素子領域に分割さ
れ、各活性素子領域は電気的導電領域の1つの領域上に
配設される。各活性素子領域は下層の第1の電極すなわ
ちワードラインに結合することにより、アクセストラン
ジスタのゲートノードを形成する。また各活性素子領域
は第2の電極すなわちビツトラインに結合することによ
り、アクセストランジスタのソースノードを形成する。
さらに各活性領域は下層の導電領域に結合することによ
り、アクセストランジスタのドレインノードを形成す
る。ワードラインは対向する一対の垂直な絶縁側壁を含
み、各アクセストランジスタのソースノード及びドレイ
ンノードは垂直側壁の片方に配設された導電体から構成
される。さらにメモリセルのアレイは活性素子領域のチ
ヤネルを当該基板に結合することにより、フローテイン
グ基板効果を削減すなわち除去する構造を含む。
【0013】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0014】図4に示すように、当該明細書において開
示する本発明の3つの実施例は、トレンチ型蓄積コンデ
ンサ2を埋設した表面がSOIの転送素子1を利用する
整合インセンシテイブDRAMセルを提供する。アクセ
ス素子1のソース端子(S)はビツトラインコンタクト
に結合され、ゲート端子(G)はワードライン(WL)
コンタクトに結合され、ドレイン端子(D)はトレンチ
型コンデンサ2のノードに結合される。トレンチ型コン
デンサ2は接地されたシリコン基板に誘電的に結合され
る。側壁コンタクト構造の使用を通じて分かつたこと
は、従来のDRAMセルが8つの単位面積を必要とする
のと比較してトランジスタDRAMセルは4つの単位面
積内に1ビツトの情報記憶を提供することである。1つ
の単位領域は1つの単位長のエツジを有する領域である
と考えられ、この領域においては単位長は最小フオトリ
ソグラフイ基準解像力に対応する。
【0015】標準のワードラインセル形状においてとり
得る最小セル寸法は、最小基準が0.35〔μm〕のとき0.
98〔μm2 〕である。ワードラインのピツチの寸法は、
割り当てられたコンタクトの1/2部分、ワードライ
ン、ドレイン、通過ワードライン及び割り当てられたコ
ンタクトの他方の1/2部分を含み、最小基準単位の4
倍の値すなわち4×0.36〔μm〕= 1.4〔μm〕の長さ
になる。ビツトラインピツチ寸法は素子及び絶縁用スペ
ースを含む。かくしてビツトラインのピツチ寸法は0.35
〔μm〕の2倍すなわち 0.7〔μm〕になる。
【0016】以下に述べる第1の方法によりメモリセル
を標準通過ワードライン最小セル面積の 1.5倍の面積以
内に設計することができる。これはワードラインのピツ
チ寸法において、メモリセルの長さを2つの基準単位に
縮小することによつて達成できる。ビツトラインのピツ
チ寸法が2つの最小ワードラインの寸法に維持されるこ
とにより、基準0.35〔μm〕のとき最小セル面積は 0.7
× 0.7〔μm〕すなわち0.49〔μm2 〕となる。
【0017】本発明の第1実施例に関しては、以下にお
いて詳述する製造ステツプを示す図1及び図2のフロー
チヤートを参照する。一般的に製造ステツプは酸化物層
の下方に埋設される深い電荷蓄積トレンチを形成する。
この構造の頂部上にはシリコン−オン−インシユレータ
(SOI)層が形成されて活性素子領域を与える。側壁
コンタクトの次の製造ステツプにより、メモリセルをそ
れぞれ2つの最小基準単位に縮小することができる。こ
こでSOI島状領域相互接続技術を開示する。
【0018】上述した寸法は現在の処理技術における一
般的な寸法であることを示している。しかしながら本発
明は、素子の寸法が処理技術の進歩によつてさらに削減
されると期待できるので、これらの寸法により製造され
た素子だけに制限されるものではない。また後述の素子
よりも一段と小さい表面積及び一段と深いトレンチを有
する素子を提供することは本発明の範囲内である。
【0019】ステツプ(A)第1のステツプはp型単結
晶シリコン基板10内のトレンチ型電荷蓄積ノードすな
わちコンデンサ12を形状的に特定し、エツチングし、
充填しかつ平面化する。当該トレンチの深さは、ほぼ6
〔μm〕ないし9〔μm〕、片側におけるその頂部表面
積の大きさはほぼ 0.8〔μm〕であり、例えばホウ素に
よりドープされたp型ポリシリコンを充填する。トレン
チの開口部を形状的に特定する酸化物層の厚さは、トレ
ンチ製造処理中にポリシリコン製のトレンチとなり、基
板10の表面より高くなつてほぼ2× 103〔Å〕の高さ
にまで拡張する。トレンチの内部面はSiO2 /Si3
N4 /SiO2 のような適正な誘電体材料が並んでい
る。
【0020】ステツプ(B)次のステツプはトレンチ型
蓄積ノード12上に比較的厚い(例えば 200〔nm〕)酸
化物層14を堆積する。
【0021】ステツプ(C)SOIボンデイング技術及
びエツチバツク技術を用いて、酸化物層14及び下層に
あるトレンチ型蓄積ノード12上に単結晶シリコンの薄
膜層16(例えば 150〔nm〕)を生成する。SOI被覆
層を形成する適正な方法については、1985年12月開催の
IEDM会議「ボンデイング及びエツチバツクによるシ
リコン−オン−インシユレータ(SOI)」と題した記
事の12頁に記述されている。
【0022】ステツプ(D)SOI層16を酸化物層1
8を形成することによつて保護する。また酸化物層18
は次の処理においては絶縁酸化物として作用する。
【0023】ステツプ(E)SOI層16の表面が、S
OI層16内の所望の位置にpチヤネル素子のためのN
−ウエル領域をブロツクマスクを用いて形成するように
注入される。適正な注入材料はヒ素又はリンを含み、そ
の適正な濃度はcm3 当たり原子がほぼ1015の材料であ
る。
【0024】ステツプ(F)同一のマスクを用いて、さ
らにSOI層のN−ウエル領域の底部分、すなわち酸化
物層14に最も近い部分にcm3 当たりの原子がほぼ10
17の濃度のn型ドーパントを注入する。このn型ドーパ
ントを加えることにより後の処理において、次に形成さ
れたワードラインの端末の近くに配設された1つ又は2
つ以上の基板コンタクトバイアを介して、pチヤネル素
子が活性素子チヤネル領域に相互接続される。
【0025】ステツプ(G)P−ウエル領域をnチヤネ
ル素子のために第2のブロツクマスクを用いてSOI層
16内の所望の位置に形成する。適正な注入材料はホウ
素を含み、その適正な濃度はcm3 当たりの原子がほぼ
1015の材料である。
【0026】ステツプ(H)同一のマスクを用いて、さ
らにSOI層のP−ウエル領域の底部分、すなわち酸化
物層14に最も近い部分にcm3 当たりの原子がほぼ10
17の濃度のp型ドーパントを注入する。このp型ドーパ
ントを加えることにより後の処理においてnチヤネル素
子がチヤネル領域に相互接続される。
【0027】ステツプ(I)SOI島状絶縁マスクを設
け、絶縁酸化物層18をエツチングする。この島状絶縁
マスクは次に形成されたビツトラインに平行に走る絶縁
酸化物の直線状のパターン18aの形状を特定し、酸化
物のパターンは埋設されたトレンチ型蓄積ノード12間
の空所に一列に並べられる。すなわち直線状の酸化物の
パターン18aは次に形成されたワードラインの下方を
直交するように走り、次に形成されたワードラインの下
方にある次に形成されたSOI層のストライプ長に沿つ
て、活性素子を他の活性素子と区別する。
【0028】ステツプ(J)ゲート酸化物層19を各シ
リコン島状領域の頂部面に形成する。
【0029】ステツプ(K)ワードライン20の形状を
特定し、配置しかつマスクする前に300〔nm〕の酸化物
で覆う。例えば50〔nm〕の厚さをもつ不活性スペーサ2
2をワードライン20上に形成し、ワードライン20を
それぞれ酸化物によつて内部に閉じ込めてワードライン
間のSOIシリコン層16の表面を露出させるように反
応性イオンエツチング(RIE)する。ワードライン2
0を図5に示すようにオフセツト手段によりトレンチの
上になるように配設して、下層にあるトレンチ型コンデ
ンサ12に対して次に特定された垂直コンタクトを、ワ
ードライン20の側壁を被覆するスペーサ22に隣接し
たところに位置決めする。
【0030】ステツプ(L)次にブロツキングマスクを
用いてn+ ソース及びドレインを露出したSOI表面に
注入する。また必要に応じてp+ ソース及びドレインを
ブロツクマスクを介して注入する。
【0031】ステツプ(M)熱アニール移動サイクルを
実行してドーパントを活性化させ、スペーサ22の下の
ドーパントを外部に拡散させる。これによりワードライ
ンの上方の隣接したところが重なつて、適正なFET動
作が保証される。次に絶縁酸化物18の露出部分及びS
OIシリコン層16の露出部分すなわちワードライン2
0によつて被覆されなかつた部分が反応性イオンエツチ
ングされて除去される。この結果各ワードライン20の
下層にあるSOIシリコン層の直線状のストライプ16
aが現れる。各ストライプ16aは前に設けられた(ス
テツプI)直線状の酸化物パターン18aの一部によつ
て、ワードライン20の長さに沿つて互いに一定の間隔
をもつて分離された複数の活性素子を有する。ソース及
びドレインの従来の望ましい領域は適正なブロツクマス
クにより保護される。上述の第2の一段と深い注入ステ
ツプのために、各SOI層のストライプ16aの底部領
域は基板コンタクトとして機能することにより、SOI
シリコン層のストライプ16aに沿つて配置された活性
素子チヤネルにキヤリアを供給する。
【0032】活性素子を破断して示す図5の断面図は、
ステツプ(M)の処理を完了した後の素子の構成を示
し、熱アニールによつてスペーサ22の下に移動された
n+ 領域を示す。
【0033】ステツプ(N)仮スペーサ24を形成し
て、転写素子のソース及びドレインの双方に側壁コンタ
クトの配置を特定する。不活性スペーサ22は仮スペー
サ24が次に除去されて溶解しないように、仮スペーサ
24の材料はワードライン20上の不活性スペーサ22
と異なる材料でなければならない。この目的を達成する
ための1つの適正な材料は、不活性スペーサ22として
SiO2を用い、仮スペーサ24としてSi3 N4 を用
いる。
【0034】ステツプ(O)像を反転させる準光学側壁
像転写(SIT)マスクを所期のビツトライン方向に沿
つたトレンチ空間に整合させ、従つてステツプ(I)に
より前に形状を特定された絶縁酸化物に整合させる。こ
の型式のマスクを用いる方法は、米国特許第 4,799,990
号に開示されている。
【0035】SITマスクは、次の側壁コンタクトの形
成中にワードラインに沿つて全てのソース及びドレイン
をシヨートさせないように仮スペーサ24をカツトする
ために用いられる。準光学像は側壁コンタクト及び絶縁
酸化物間の重なり誤差を考慮する。すなわち転写素子チ
ヤネルに十分な幅があることを保証することである。図
6はワードライン20のエツジに沿つて破断した垂直断
面図を示し、準リソグラフイによるカツト24aを示
す。ワードラインの下にあり仮スペーサの残りの材料の
後ろにあるSOIシリコン層のストライプ16aの一部
を絶縁酸化物18aの一部のように破線で示す。
【0036】ステツプ(P)メモリセルアレイ内の残り
の空所を最初の不活性スペーサ材料と同一の材料から構
成される整合絶縁材料26で充填する。図7に示すよう
に整合絶縁材料26を平坦化して、仮スペーサ24の頂
部を露出する。さらにメモリセルアレイの周囲にあるこ
の整合絶縁材料26を除去するためにマスクが必要とな
る。
【0037】ステツプ(Q)仮スペーサ24の露出部分
を適正なエツチ液を用いて除去する。所与の例に従つ
て、SiO2 ではなくSi3 N4 をエツチングする適正
なエツチ液は高温H3 PO4 である。
【0038】ステツプ(R)次にRIEを用いて、埋設
されたトレンチ型蓄積ノード12上の酸化物をエツチン
グし、かくして当該トレンチ内にポリシリコンを露出さ
せる。各ワードライン20を下層にあるトレンチ12に
整合させると、図8に示すようにアクセス素子のドレイ
ンにだけコンタクトの開口部ができる。埋設されたトレ
ンチ型蓄積ノード12の上部領域は酸化物14内に伸長
するが、ワードライン20の反対側のエツチングすなわ
ちソースコンタクトを形成するためにエツチングして
も、酸化物層14内で終端するので基板12には到達し
ない。
【0039】ステツプ(S)次に側壁コンタクト28を
形成する。このステツプは、スペーサ22及び整合絶縁
材料26間の空所に再度充填するためにポリシリコンの
ような整合導体フイルムを堆積し、その後図9に示すよ
うに当該フイルムを平坦化して凹みを設けることによつ
て達成される。図示のようにSOIシリコン層のストラ
イプ16aは各トレンチ12内のフイルムに電気的に接
続される。次に形成されたビツトラインのためのコンタ
クト28aがワードライン20のほぼ頂部にまで持ち上
げられる。
【0040】ステツプ(T)さらに不活性酸化物層32
を次に堆積する。
【0041】ステツプ(U)マスクをパターン化して不
活性酸化物層32をエツチングすることにより側壁ビツ
トラインコンタクト28aを露出させる。好適にはこの
ステツプにおいて用いられる技術の重なり誤差の範囲内
になるように当該酸化物層の厚さを選択する。
【0042】ステツプ(V)最後に導体を配置してビツ
トラインコンタクト34を形成し、図10に示すような
構造を提供する。メモリアレイの次の全ての処理は実質
的に従来の技術による。
【0043】本発明のこの第1の処理の実施例には幾つ
かの利点がある。第1の利点は、この実施例は寄生コン
デンサ、改善された絶縁、N−ウエルのP−ウエルへの
隣接を含むSOI構造の使用による固有の利点をすべて
実現することである。第2の利点は、整合インセンシテ
イブセルが与えられることにより、フオトグラフイツク
によるすべての像が最小基準単位にあることである。第
3の利点は、SOI層の底部に新たな注入がなされるこ
とによつて、SOI転写素子のチヤネル領域をコンタク
トするメカニズムが提供され、これによつて従来のSO
I素子において生ずる周知のフローテイング基板効果を
除去することである。また側壁コンタクト構造を埋設さ
れた電荷蓄積トレンチ12と共に用いることにより、従
来の通過ワードライン構成に関する2つの要因によつて
最小セルの寸法を削減することができる。
【0044】本発明の第1の実施例について述べてきだ
が、次にシリコン島状領域に改善された電子供給源を与
え、従つてフローテイングチヤネル効果を一層除去する
第2の実施例について述べる。この改善策はSOI構造
の多くの利点を維持すると共に、従来の素子の特性をも
有する。
【0045】上述のように本発明の第1の実施例は、基
板10のコンタクト及び転写素子のチヤネル領域に対す
る電子供給源として動作させるためにワードライン20
に自己整合し、かつワードライン20の下を走るSOI
シリコン層の直線状のパターンすなわち「ストライプ」
を利用する。また当該ストライプにより、回路に同一の
利益が与えられて、回路が支持される。しかしながら転
写素子は当該チヤネルを減損させ、素子がワードライン
20に到達する途中に電源から絶縁されてフローテイン
グ基板効果を表す場合がある。すなわちストライプを介
して、埋設されたSOI酸化物にまで到達する素子の領
域が減損しているので、当該ストライプの一部がそれと
対応する電源から切り離される。
【0046】この潜在的な問題を解決するために本発明
のこの第2の実施例においては、メモリアレイ内の素子
間の自己整合ストライプにコンタクトを与える方法を提
供する。このコンタクトはSOI酸化物層14を介して
その下層にある基板10に当該ストライプを接続する。
これは、新たなマスクを用いて蓄積トレンチマスクに整
合させることによつて達成される。基板コンタクトマス
クを使用した場合のセルのレイアウトの平面図を図12
に示す。すなわち次に形状的に特定されたワードライン
20及びビツトライン34の配置を参考のために示す。
基板コンタクトマスクが確実に蓄積トレンチ12をシヨ
ートさせないようにし、ワードライン20をトレンチ1
2に第2番目に整合させるようにするために、セルの寸
法を一段と大きくする必要がある。すなわち基準0.35
〔μm〕に対してセルの寸法は、0.75〔μm〕に( 0.7
+0.28) を乗じたもの、すなわち0.74〔μm2 〕とな
る。パリレン又は他の適正な直線を使用してセルのサイ
ズの増大を最小限にすることにより、コンタクトホール
のサイズを必要なサイズに削減することができる。この
技術により形状を特定された最小像が 0.2〔μm〕の場
合、セルの寸法は0.62〔μm2 〕である。この2つの場
合のセルの寸法の基準が 0.5〔μm〕の場合、それぞれ
のセルの寸法は 1.5〔μm2 〕及び 1.2〔μm2 〕とな
る。
【0047】メモリセルの第2の実施例を図11に示
す。この実施例は2つの素子に共有されるコンタクトを
利用し、2つの隣接した素子のドレイン間に絶縁空間を
与える。この設計によりいくつかの処理レベルにおいて
わずかながら基準を緩和することができ、当該処理をわ
ずかに簡易化できる。図11のメモリセルは図10の実
施例の4つの単位面積の代わりに5つの単位面積で1ビ
ツトの情報を与える。
【0048】図13及び図14を参照して以下に製造ス
テツプについて詳述する。一般的にすなわち上述の第1
の実施例においては、一連の処理ステツプにより酸化物
層の下に埋設された深い電荷蓄積トレンチが形成され
る。この構造の頂部上にシリコン−オン−インシユレー
タ(SOI)層を形成して活性素子領域を与える。ここ
でSOI島状領域相互接続技術を開示する。
【0049】ステツプ(A)第1のステツプは第1の実
施例のステツプ(A)と同じであり、p型シリコン基板
10内にトレンチ型蓄積ノード12を形状的に特定し、
エツチングし、充填しかつ平面化する。当該トレンチの
深さはほぼ6〔インチ〕ないし9〔インチ〕、その片側
における頂部面積はほぼ 0.8〔μm〕であり、例えばホ
ウ素をドープされたp型ポリシリコンを充填する。
【0050】ステツプ(B)次のステツプはトレンチ型
蓄積ノード12上に比較的厚い(例えば 200〔nm〕)酸
化物層14を堆積する。
【0051】ステツプ(C)SOIボンデイング技術及
びエツチバツク技術を用いて、酸化物層14及びその下
層にあるトレンチ型蓄積ノード12上に単結晶シリコン
の薄膜層16(例えば 150〔nm〕) を生成する。
【0052】ステツプ(D)酸化物層18を形成してS
OI層16を保護する。また酸化物層18は後の処理に
おいて絶縁酸化物として作用する。
【0053】ステツプ(E)第1の実施例のように、N
ウエル領域をpチヤネル素子のためにブロツクマスクを
用いてSOI層内の所望の位置に形成する。適正な注入
材料はヒ素又はリンを含み、その適正な濃度はcm3 当た
りの原子が1015の材料である。また上述のように、SO
IのNウエル領域の底部分すなわち酸化物層14に最も
近い部分にcm3 当たりの原子がほぼ1017の濃度のn型ド
ーパントを注入する。このn型ドーパントを加えること
により、後の処理においてp型チヤネル素子がチヤネル
領域に相互接続される。
【0054】ステツプ(F)Pウエル領域をnチヤネル
素子のために第2のブロツクマスクを用いてSOI層1
6内の所望の位置に注入する。適正な注入材料はホウ素
を含み、その適正な濃度はcm3 当たりの原子がほぼ1015
の材料である。上述のように、SOI層のPウエル領域
の底部分すなわち酸化物層14に最も近い部分にcm3 当
たりの原子がほぼ1017の濃度のp型ドーパントを注入す
る。このp型ドーパントを加えることにより、後の処理
においてn型チヤネル素子がチヤネル領域に相互接続さ
れる。
【0055】ステツプ(G)基板コンタクトマスクの形
状を特定して下層にあるトレンチに整合させる。基板コ
ンタクトマスクのレイアウトを図12に示し、基板コン
タクトマスクを用いた後の図を図15に示す。基板コン
タクトマスクの目的はバイアすなわちコンタクトホール
11の形状を特定することであり、これによりストライ
プ長の下方にある間隔を置いた複数の位置において、次
に形成されたSOIシリコン層のストライプ16aを基
板10に結合する。
【0056】ステツプ(H)次に絶縁酸化物18、SO
I層16及びSOI絶縁体14を各コンタクトホール1
1内においてエツチングする。このエツチング処理によ
り、基板コンタクトマスクによつて形状を特定するよう
に各コンタクトマスクホール11の底部においてシリコ
ン基板10を露出させる。
【0057】ステツプ(I)次にp+ ポリシリコン11
aをコンタクトホール11内に堆積して(nチヤネルア
レイ素子を想定する)、これによつてSOIシリコン層
を基板10に導電的に結合する。
【0058】ステツプ(J)堆積されたポリシリコン1
1aを平面化し、かつ僅かに凹みを設けることにより、
ポリシリコン11a及びSOIシリコン層16間にコン
タクトを維持する。
【0059】ステツプ(K)さらに厚さ50〔nm〕の絶縁
酸化物11bを堆積して、基板コンタクトを次に配置さ
れたワードラインから不活性化させる。また必要に応じ
てこの時、この堆積された絶縁酸化物11bを平面化し
てもよい。
【0060】これまでの処理で基板コンタクト11を形
成したが、次のアレイの処理は図1のステツプ(I)か
ら続く。次の処理ステツプは以下のように続く。
【0061】ステツプ(L)SOI島状絶縁マスクの形
状を特定して、絶縁酸化物層18をエツチングする。上
述のように、このマスクは次に形成されたビツトライン
に平行に走る直線状の酸化物パターン18aの形状を特
定する。直線状のパターン18aを埋設されたトレンチ
型蓄積ノード12間の空所に整合させる。
【0062】ステツプ(M)ゲート酸化物層を形成す
る。
【0063】ステツプ(N)ワードライン20の形状を
特定し、配置し、かつマスクする前に厚さ 300〔nm〕の
酸化物で覆う。例えば厚さ50〔nm〕の不活性スペーサ2
2をワードライン20上に形成し、ワードライン20を
それぞれ酸化物によつて内部に閉じ込めてワードライン
間のSOIシリコンを露出させるように反応性イオンエ
ツチング(RIE)する。その結果、前に形成されたコ
ンタクトホール11は当該ワードラインの下になる。
【0064】ステツプ(O)次にn+ ソース及びドレイ
ンをブロツクマスクを介して注入する。またp+ ソース
及びドレインをブロツクマスクにより注入する。
【0065】ステツプ(P)熱アニール移動サイクルを
実行してドーパントを活性化させ、スペーサ22の下の
ドーパントを外部に拡散させる。これによりワードライ
ンの上方の隣接したところが重なつて、適正なFET動
作が保証される。次に絶縁酸化物18の露出部分及びS
OIシリコン層16の露出部分を反応性イオンエツチン
グし、これによつてSOIシリコン層のストライプ16
aが形成され、各ストライプは複数の位置においてコン
タクトホールすなわちバイア11によつて基板10に結
合される。
【0066】ステツプ(Q)仮スペーサ24を形成し
て、転写素子のソース及びドレインの双方に対して側壁
コンタクトの配置を特定する。上述のように不活性スペ
ーサ22としてSiO2 を用い、仮スペーサ24として
Si3 N4 を用いてもよい。
【0067】ステツプ(R)像を反転させる準光学SI
Tマスクを所期のビツトライン方向に沿つたトレンチの
空所に整合させ、従つて前に形状を特定された絶縁酸化
物に整合させる。図6はワードライン20のエツジに沿
つて破断した垂直断面図を示し、準リソグラフイツクカ
ツト24aを示す。
【0068】ステツプ(S)メモリセルアレイ内の残り
の空所を整合絶縁体材料26で充填する。図7に示すよ
うに整合絶縁体材料26を平面化して、仮スペーサ24
の頂部を露出させる。
【0069】ステツプ(T)仮スペーサ24の露出部分
をH3 PO4 のような適正なエツチ液を用いて除去す
る。
【0070】ステツプ(U)RIE酸化物エツチングを
用いて埋設されたトレンチ型蓄積ノード12上の酸化物
をエツチングし、かくして当該トレンチ内のポリシリコ
ンを露出させる。図8に示すように各ワードライン20
をその下層にあるトレンチに整合することにより、素子
のドレインにだけコンタクトの開口部ができる。
【0071】ステツプ(V)次に側壁コンタクト28を
形成する。このステツプは、スペーサ22及び整合材料
26間の空所に再充填するためにポリシリコンのような
整合フイルムを堆積し、その後図9に示すように当該ポ
リシリコンを平面化して凹みを設けることによつて達成
される。かくして当該ノードは各トレンチ12内のポリ
シリコンに電気的に接続され、次に形成されたビツトラ
インのためのコンタクト28aをワードライン20のほ
ぼ頂部まで持ち上げる。
【0072】ステツプ(W)さらに不活性酸化物層32
を次に堆積する。
【0073】ステツプ(X)マスクをパターン化して不
活性酸化物層32をエツチングすることにより側壁ビツ
トラインコンタクト28aを露出させる。
【0074】ステツプ(Y)ビツトライン34の導体を
堆積して図10に示すような構造を提供する。メモリア
レイの次のすべての処理は従来の技術による。
【0075】図11は本発明に従つて構造化されたメモ
リセルの第2の実施例を示す。このメモリセルの実施例
は、4つの単位面積の代わりに5つの単位面積内に1ビ
ツトの情報を記憶する。
【0076】これまで本発明の2つの処理例について述
べてきたが、これより本発明による第3の実施例につい
て述べる。本発明の第3の実施例は基板コンタクト13
と共に、電気的導電SOIシリコン板を利用するSOI
構造のDRAMセルを提供し、これにより活性素子チヤ
ネル領域に電子供給源を与えてフローテイング基板効果
をさらに最小限にする。上述のように本発明のこの第3
の実施例は、下層に埋設されたトレンチ型電荷蓄積ノー
ド及び垂直側壁コンタクト構造をもつ表面がSOI構造
の転写素子を用いる。またこのように形成されたDRA
Mメモリセルは、8つの単位面積を必要とする従来のD
RAMセルに比較して4つの単位面積内に1ビツトの情
報を記憶する。
【0077】さらに本発明の第3の実施例は、SOIシ
リコン層の導電板を設けて活性素子にキヤリアを供給す
ることにより、フローテイング基板効果を抑制するDR
AMセルについて述べる。上述の第1の実施例において
は、SOIシリコンのストライプがワードラインの下を
走つてワードラインに自己整合することにより、このよ
うなコンタクトを供給する。上述の第2の実施例におい
ては、当該ストライプ及び基板10間に新たにコンタク
ト(11)を設けることにより、ストライプを介して、
埋設されたSOI酸化物14に到達する素子の領域が減
損するので、当該ストライプをその対応する電源から切
り離さないようにする。
【0078】この実施例の導電板16bは図3の頂部に
はつきりと見え、1つ以上の経路を介して各素子のチヤ
ネル領域にコンタクトを与える。その結果本発明の第3
の実施例に従つて構造化されたいくつかのメモリアレイ
に対しては基板10の下のSOIのチヤネルからのコン
タクトを必要としないように決められる。この場合必要
とされるセルの最小の寸法は、上述の第1の実施例のよ
うに0.35〔μm〕を基準とした場合 0.5〔μm2 〕とな
る。基板10へのチヤネルコンタクトが必要な場合、基
板コンタクト及びその下層にあるトレンチ型蓄積ノード
12間の重なり条件のために当該セルの寸法は0.69〔μ
m2 〕まで増大する。例えば直線状のコンタクトホール
を用いて、最小基準以下の 0.2〔μm〕までコンタクト
の大きさを削減する場合、セルの寸法を0.58〔μm2 〕
まで削減する必要がある。同様に基準値 0.5〔μm〕を
利用したとき、基板へのチヤネルコンタクトがない場合
セルは 1.0〔μm2 〕、チヤネルへのコンタクトに十分
な大きさを利用する場合セルは 1.4〔μm2 〕、幅 0.2
〔μm〕のチヤネルコンタクトを用いた場合セルは1.1
〔μm2 〕となる。
【0079】この第3の実施例に対する処理ステツプを
図16及び図17に示し、以下に述べる。SOIチヤネ
ルから下の基板10にコンタクト13を新たに設けるス
テツプはステツプG、H、I及びJとして含まれる。し
かしながら上述のように、基板コンタクト13に特別な
適用が必要でない場合は、これらのステツプを除外して
もよい。
【0080】ステツプ(A)〜(F)は図13のステツ
プ(A)〜ステツプ(F)と同じように実行され、これ
らステツプ(A)〜(F)にはSOI酸化物14に隣接
するSOIシリコン層16の底部に一段と高い濃度で注
入された領域を与えるステツプが含まれる。
【0081】ステツプ(G)チヤネルコンタクトマスク
の形状を特定し、その下層にあるトレンチに整合させ
る。図3にはチヤネルコンタクトマスクを使用した後の
頂部が示され、複数のチヤネルコンタクト13が埋設さ
れたトレンチ型蓄積ノード12間に形状を特定されるこ
とが分かる。
【0082】ステツプ(H)次に絶縁酸化物18、SO
I層16及びSOI絶縁体14を形状を特定された各チ
ヤネルコンタクト13領域内でエツチングする。このエ
ツチングステツプにより各コンタクト位置の底部にシリ
コン基板10が露出される。
【0083】ステツプ(I)次にp+ ポリシリコン13
aをコンタクトエリア内に堆積する(nチヤネルアレイ
素子を想定する)。堆積されたポリシリコン13aを平
面化して凹みを設け、ポリシリコン13a及びSOI1
6シリコン間のコンタクトを維持する。
【0084】ステツプ(J)さらに厚さ50〔nm〕の絶縁
酸化物13bを堆積して基板コンタクト13を不活性化
させる。
【0085】ステツプ(K)Al2 O3 のようなエツチ
ング阻止材料を均一に堆積する。
【0086】ステツプ(L)SOI島状絶縁マスクの形
状を特定し、Al2O3 層及び絶縁酸化物18をエツチ
ングする。上述のようにこのマスクは、次に形成された
ビツトラインに平行に走つて埋設されたトレンチ型蓄積
ノード12間の空所に整合される直線状の酸化物パター
ンを特定する。絶縁酸化物の下のSOI層は、基板から
チヤネルには複数のパスがあることを保証する。
【0087】ステツプ(M)ゲート酸化物層19を形成
する。
【0088】ステツプ(N)ワードライン20の形状を
特定し、配置し、かつマスクする前に厚さ 300〔nm〕の
酸化物で覆う。例えば厚さ50〔nm〕の不活性スペーサ2
2をワードライン20上形成し、各ワードライン20を
酸化物により内部に閉じ込めてワードライン間のSOI
シリコン層16の表面を露出させるように反応性イオン
エツチング(RIE)する。
【0089】ステツプ(O)次にマスクの形状を特定
し、マスクを用いてSOIシリコンを異方性にエツチン
グすることにより、次の処理が生ずるまでにウインドウ
を設ける。図3のように、当該マスクは、エツチングさ
れたウインドウが前に形状を特定された絶縁パターン間
に配設されるように整合される。当該ウインドウはワー
ドラインの方向にある素子間を絶縁する機能(a)及び
次に特定されたソース及びドレインが位置決めされる領
域を与える機能(b)の2元的な機能を与える。前に堆
積されたAl2 O3 はエツチング障壁として作用し、絶
縁酸化物18の下のSOIシリコン層を誤つてエツチン
グしないようにさせる。エツチング阻止は、コンタクト
が島状領域及び基板10間で利用されるときは任意な処
理であるが、このようなコンタクトを利用しない場合は
必要になる。ステツプ(O)の完了後、当該構造は図5
のようになるが、n+ の拡散はない。
【0090】留意すべきは、ウインドウを開口した後に
残つたSOIシリコン層16の一部は、基板コンタクト
13を介して基板10に任意に取り外し自在の導電板1
6bとして機能することである。
【0091】ステツプ(P)次に仮スペーサを前に開口
されたウインドウエリア内のポリシリコンワードライン
20のエツジに形成する。当該材料は除去される前に高
温に耐えなければならない。SiN4 はその1つの適正
な材料である。
【0092】ステツプ(Q)従来のソース及びドレイン
が支持回路内において必要な場合、n+ 及びp+ ソース
並びにドレインをマスクして注入する場合にステツプ
(R)を実行する。
【0093】ステツプ(S)SITによる準光学像を例
えば幅0.20〔μm〕に形状的に特定し、ワードラインに
直交するように走らせる。SIT準光学像をビツトライ
ン方向においてメサマスクの中央に整合させる。次に仮
スペーサ材料をエツチングするとワードラインのエツジ
まで当該材料が走つて狭いストライプ36を残し、活性
素子チヤネルの中央に整合する。図18に見られるよう
にこの狭いストライプ36は、アクセストランジスタの
ソース及びドレイン端子にコンタクトすると共に、ドー
パントのソースを与える領域を特定する。
【0094】留意すべきは、最初の2つの実施例はn+
(p+ )拡散ドーパントを与えるために注入を用いる。
必要でないドーパントはRIEステツプ中に次に除去さ
れる。SIT像は拡散により作らるコンタクトの場所を
特定するために用いられる。かくして比較的大きな領域
を選択して適切なマージンを与えることによりコンタク
トを達成する。
【0095】第1及び第2実施例とは対照的に、第3実
施例において用いられたセルは、後のステツプ(T)及
び(V)のように狭いストライプ36によつて形状を特
定された領域内に配設されるポリシリコンからのドーパ
ントの外部拡散に依存する。これらのドーパントはあら
ゆる方向に外部拡散するが、後に必要のない位置を除去
しない。かくして図18のストライプ36の整合には、
絶縁体の下にドーパントが拡散されないように考慮する
ことが重要である。すなわちドーパントはメサウインド
ウ内に残るのが望ましい。またセルの寸法を最小限にす
るためには、ストライプ36の幅を 0.2〔μm〕の最小
幅にする必要がある。
【0096】その結果図6のストライプ24を図18の
ストライプ36と同じ幅にする必要があるが、ストライ
プ36をストライプ24と同じ幅にするのは一般的に好
ましくない。
【0097】ステツプ(T)ウインドウエツチング(ス
テツプO)によつて特定された開口部を堆積された酸化
物で充填して平面化する。このステツプ後の構造は図7
である。その後残つた仮スペーサ材料22(ストライプ
36)をエツチングする。この結果ワードライン20の
エツジに整合されたホールが反対側に形成され、ホール
のうちの1つは下層にあるトレンチ12と共に登録され
る。
【0098】ステツプ(U)RIE酸化物エツチングを
用いて、埋設されたトレンチ12上の酸化物をエツチン
グし、かくしてトレンチのポリシリコンを露出させる。
各ワードライン20を下層にあるトレンチ12に有益に
整合することにより、図8に示すように素子のノード側
にだけコンタクトの開口部を設けることができる。
【0099】ステツプ(V)次にステツプ(T)及び
(U)において形成された各開口部を縮退的にドープさ
れたシリコンで充填する。このステツプは平面化及び凹
みを設けるステツプの前になされる。アニーリングステ
ツプを実行して堆積されたポリシリコン内のドーパント
を駆逐することにより、アレイ素子のソース及びドレイ
ンを形成し素子を支持することが望まれる。側壁スペー
サ拡散の型(n+ 及びp+ )を双方必要とする場合、新
たにマスクを利用して仮スペーサを除去し、拡散の型を
1つの型式にする。
【0100】ステツプ(W)シヨート熱アニール移動サ
イクルを利用してゲートにソース及びドレインドーパン
トを確実に重ねる。処理サイクル中のこの時点における
アレイの活性素子の断面図を図9に示す。
【0101】ステツプ(X)不活性酸化物の他の層を堆
積する。
【0102】ステツプ(Y)マスクをパターン化するこ
とにより、次に形成されたビツトラインのためのコンタ
クトをエツチングする。
【0103】ステツプ(Z)その後導体を配置して特定
することにより、図10のようにビツトライン32を与
える。メモリアレイの次の処理は従来の処理である。
【0104】上述の通り本発明をその最適な実施例に基
づいて特定的に図示、説明したが、本発明の精神及び範
囲から脱することなく形式及び詳細構成の双方について
種々の変更を加えても良い。例えば1987年発行、第11
巻、ED34、IEEE会報「Si/CaF2 /Si構造上
のSiゲートCMOS素子」のような良質のSiを生成
する他のSOI構造技術を用いても良い。
【0105】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、基板及び
当該基板内に少なくとも部分的に形成され、かつ基板か
ら誘電的に絶縁された複数の電気的導電領域を設けるこ
とにより、シリコン−オン−インシユレータ(SOI)
領域内に形成されたトレンチ型コンデンサ及びアクセス
素子を含む改善された半導体メモリセル構造を簡易かつ
確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1の処理方法に従つた半導体
製造ステツプを示すフローチヤートである。
【図2】図2は本発明の第1の処理方法に従つた半導体
製造ステツプを示すフローチヤートである。
【図3】図3は本発明の第3の実施例に従つて構造化さ
れたDRAMアレイの一部を示す平面図である。
【図4】図4はアクセス素子及びトレンチコンデンサを
含むメモリセルのアレイのうちの1つのメモリセルを示
す略線図である。
【図5】図5は種々の処理ステツプ後の本発明のDRA
Mセルを示す断面図である。
【図6】図6は種々の処理ステツプ後の本発明のDRA
Mセルを示す断面図である。
【図7】図7は種々の処理ステツプ後の本発明のDRA
Mセルを示す断面図である。
【図8】図8は種々の処理ステツプ後の本発明のDRA
Mセルを示す断面図である。
【図9】図9は種々の処理ステツプ後の本発明のDRA
Mセルを示す断面図である。
【図10】図10は完成したDRAMセルのアレイの一
部を示す断面図である。
【図11】図11は完成したDRAMセルの他の実施例
を示す断面図である。
【図12】図12は本発明の第2の実施例で用いられた
基板コンタクトマスクを示す平面図である。
【図13】図13は本発明の第2の処理方法に従つた半
導体製造ステツプを示すフローチヤートである。
【図14】図14は本発明の第2の処理方法に従つた半
導体製造ステツプを示すフローチヤートである。
【図15】図15は図12のマスクを使用した基板コン
タクトを示す部分的に生成されたDRAMセルのアレイ
を示す断面図である。
【図16】図16は本発明の第3の処理方法に従つた半
導体製造ステツプを示すフローチヤートである。
【図17】図17は本発明の第3の処理方法に従つた半
導体製造ステツプを示すフローチヤートである。
【図18】図18は垂直な側壁コネクシヨンを設けるた
めに用いられる準リソグラフイにより形状を特定された
垂直な側壁ストライプを示すDRAMセルのアレイの一
部を示す断面図である。
【符号の説明】
1……アクセス素子、2、12……トレンチ型コンデン
サ、10……シリコン基板、11……コンタクトホー
ル、11a、13a……P+ ポリシリコン、11b、1
3b……絶縁酸化物、13……基板コンタクト、14、
18……酸化物層、16……SOI層、16a……スト
ライプ、16b……導電板、18a……パターン、19
……ゲート酸化物層、20……ワードライン、22……
不活性スペーサ、24……仮スペーサ、24a……カツ
ト、26……絶縁材料、28……側壁コンタクト、28
a……側壁ビツトラインコンタクト、32……不活性酸
化物層、34……ビツトラインコンクタクト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04 27/08 331 E 9055−4M H01L 27/04 C (72)発明者 クラウド・ルイス・ベルテイン アメリカ合衆国、ベルモント州05403、サ ウス・バーリントン、フエザント・ウエイ 33番地 (72)発明者 ジヨン・レイ・ペセト アメリカ合衆国、コロラド州80525、フオ ート・コリンズ、リブ・オーク・コート 1131番地 (72)発明者 フランシス・ロジヤー・ホワイト アメリカ合衆国、ベルモント州05452、エ セツクス、グリーンフイールド・ロード 66番地

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、 上記基板内に少なくとも部分的に形成され、かつ基板か
    ら誘電的に絶縁された電気的導電領域と、 上記基板及び上記電気的導電領域に形成された電気的絶
    縁材料からなる第1の層と、 上記第1の層を被覆する半導体材料からなる第2の層と を具え、 上記第2の層は複数の活性素子領域に分割され、各活性
    素子領域は上記電気的導電領域の1つの領域に配設さ
    れ、 各活性素子領域は第1の電極被覆手段に結合されること
    により、アクセストランジスタの第1のノードを形成
    し、第2の電極手段に結合されることにより、上記アク
    セストランジスタの第2のノードを形成し、さらに下層
    にある上記電気的導電領域に結合されることにより、上
    記アクセストランジスタの第3のノードを形成し、上記
    第1の電極手段は対向する一対の垂直な電気的絶縁側壁
    を含み、上記各アクセストランジスタの上記第2のノー
    ド及び第3のノードはそれぞれ上記垂直側壁の反対側の
    トランジスタに配設された電気的導体からなることを特
    徴とする半導体メモリセル。
  2. 【請求項2】上記第1の電極手段はワードラインを含
    み、上記第2の手段はビツトラインを含むことを特徴と
    する請求項1に記載の半導体メモリセル。
  3. 【請求項3】上記基板はp型単結晶シリコンからなり、
    上記電気的導電領域はp型多結晶シリコンからなること
    を特徴とする請求項1に記載の半導体メモリセル。
  4. 【請求項4】上記各活性素子領域は、上記活性素子領域
    を上記基板に電気的に結合する手段に結合されることに
    より、当該活性素子領域にキヤリアを供給することを特
    徴とする請求項1に記載の半導体メモリセル。
  5. 【請求項5】ダイナミツク・ランダム・アクセス・メモ
    リ・セルのアレイを製造する方法において、 基板を形成するステツプと、 上記基板内に複数のトレンチ型コンデンサを形成するス
    テツプと、 それぞれトレンチ型コンデンサの上に配設されかつ上記
    トレンチ型コンデンサの1つに電気的に結合される複数
    のアクセストランジスタを製造するステツプとを具え、 上記アクセストランジスタ製造ステツプは、 上記基板及びトレンチ型コンデンサ上に、シリコン層と
    該シリコン層及び上記基板間に挿入された絶縁層とを含
    むシリコン−オン−インシユレータ領域を形成するステ
    ツプと、 上記シリコン層を、それぞれ上記トレンチ型コンデンサ
    のうちの1つのトレンチ型コンデンサ上に配設される複
    数の活性素子領域に分割するステツプと、 複数の活性素子領域上に、互いに対向しかつ電気的に絶
    縁された一対の垂直側壁を含むワードライン導体を形成
    するステツプと、 上記垂直側壁上に複数の準リソグラフイによる電気導体
    を形成することにより、上記複数の電気導体のうちの1
    つが上記トレンチ型コンデンサのうちの1つを上層にあ
    る活性素子領域に結合させかつ上記複数の電気導体のう
    ち他のものが上記活性素子領域を、その後、上層に積層
    するように形成されるビツトライン導体に結合させるス
    テツプと、 を含むことを特徴とするダイナミツク・ランダム・アク
    セス・メモリ・セルのアレイ製造方法。
  6. 【請求項6】上記基板を形成するステツプは、p型単結
    晶シリコンからなる基板を形成し、上記複数のトレンチ
    型コンデンサを形成するステツプは、上記基板内にp型
    多結晶シリコンからなる複数の電気的導電領域を形成す
    ることを特徴とする請求項5に記載のダイナミツク・ラ
    ンダム・アクセス・メモリ・セルのアレイ製造方法。
  7. 【請求項7】メモリセルのアレイを製造する方法におい
    て、 Si基板を形成するステツプと、 上記基板内に複数のトレンチコンデンサを製造するステ
    ツプと、 上記基板及びトレンチ型コンデンサ上に上記基板及びS
    i基板間に絶縁層を挿入してなるシリコン−オン−イン
    シユレータ領域を形成するステツプと、 上記Si層内に複数のアクセストランジスタチヤネル領
    域を生成し、個々のアクセストランジスタチヤネル領域
    は上記トレンチ型コンデンサのうちの1つのトレンチ型
    コンデンサ上に配設されるステツプと、 複数のワードラインを形成し、各ワードラインは対向す
    る2つの垂直な側壁を有し、上記複数のアクセストラン
    ジスタチヤネル領域上に形成され、下層にある各アクセ
    ストランジスタチヤネル領域のゲート端子に導電的に結
    合されるステツプと、上記ワードラインの垂直側壁の双方に沿つて第1及び第
    2の電気的垂直コンタクトを生成し、上記アクセストラ
    ンジスタチヤネル領域の特定の領域のための第1の電気
    的垂直コンタクトは上記アクセストランジスタチヤネル
    領域を上記下層にあるトレンチ型コンデンサに電気的に
    結合し、上記反対側の垂直側壁に配設された第2の電気
    的垂直コンタクトは上記アクセストランジスタチヤネル
    領域を当該アクセストランジスタチヤネル領域の上層に
    あるビツトライン導体に電気的に結合するステツプと を
    具えることを特徴とするメモリセルのアレイ製造方法。
JP4089689A 1991-04-30 1992-03-14 半導体メモリセル及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0795587B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/693,880 US5055898A (en) 1991-04-30 1991-04-30 DRAM memory cell having a horizontal SOI transfer device disposed over a buried storage node and fabrication methods therefor
US07/693880 1991-04-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05129551A JPH05129551A (ja) 1993-05-25
JPH0795587B2 true JPH0795587B2 (ja) 1995-10-11

Family

ID=24786503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4089689A Expired - Lifetime JPH0795587B2 (ja) 1991-04-30 1992-03-14 半導体メモリセル及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5055898A (ja)
JP (1) JPH0795587B2 (ja)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5256588A (en) * 1992-03-23 1993-10-26 Motorola, Inc. Method for forming a transistor and a capacitor for use in a vertically stacked dynamic random access memory cell
KR0135067B1 (ko) * 1993-03-22 1998-04-20 문정환 반도체 장치의 메모리셀 제조방법 및 구조
KR0123751B1 (ko) 1993-10-07 1997-11-25 김광호 반도체장치 및 그 제조방법
US5411905A (en) * 1994-04-29 1995-05-02 International Business Machines Corporation Method of making trench EEPROM structure on SOI with dual channels
US5446299A (en) * 1994-04-29 1995-08-29 International Business Machines Corporation Semiconductor random access memory cell on silicon-on-insulator with dual control gates
KR0135803B1 (ko) * 1994-05-13 1998-04-24 김광호 상.하로 분리된 커패시터를 갖는 반도체 메모리장치 및 그 제조방법
US5587604A (en) * 1994-09-22 1996-12-24 International Business Machines Corporation Contacted body silicon-on-insulator field effect transistor
US5627092A (en) * 1994-09-26 1997-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Deep trench dram process on SOI for low leakage DRAM cell
US6175128B1 (en) 1998-03-31 2001-01-16 International Business Machines Corporation Process for building borderless bitline, wordline and DRAM structure and resulting structure
US5670803A (en) * 1995-02-08 1997-09-23 International Business Machines Corporation Three-dimensional SRAM trench structure and fabrication method therefor
US5606188A (en) * 1995-04-26 1997-02-25 International Business Machines Corporation Fabrication process and structure for a contacted-body silicon-on-insulator dynamic random access memory
US6967369B1 (en) * 1995-09-20 2005-11-22 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory circuitry
US7705383B2 (en) * 1995-09-20 2010-04-27 Micron Technology, Inc. Integrated circuitry for semiconductor memory
US5714039A (en) * 1995-10-04 1998-02-03 International Business Machines Corporation Method for making sub-lithographic images by etching the intersection of two spacers
US5893735A (en) * 1996-02-22 1999-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Three-dimensional device layout with sub-groundrule features
KR0176202B1 (ko) * 1996-04-09 1999-04-15 김광호 에스.오.아이형 트랜지스터 및 그 제조방법
DE69738971D1 (de) * 1996-06-28 2008-10-23 Texas Instruments Inc Wortleitungsanordnung für Halbleiter-Speicherbauteil
US5770875A (en) * 1996-09-16 1998-06-23 International Business Machines Corporation Large value capacitor for SOI
KR100291827B1 (ko) * 1997-02-28 2001-07-12 윤종용 반도체메모리장치및그제조방법
US6022782A (en) * 1997-05-30 2000-02-08 Stmicroelectronics, Inc. Method for forming integrated circuit transistors using sacrificial spacer
KR100248507B1 (ko) * 1997-09-04 2000-03-15 윤종용 소이 트랜지스터 및 그의 제조 방법
US5990511A (en) * 1997-10-16 1999-11-23 International Business Machines Corporation Memory cell with transfer device node in selective polysilicon
TW406406B (en) * 1998-01-12 2000-09-21 Siemens Ag DRAM-cells arrangement and its production method
US6046477A (en) * 1998-03-17 2000-04-04 Micron Technology, Inc. Dense SOI programmable logic array structure
US6271555B1 (en) * 1998-03-31 2001-08-07 International Business Machines Corporation Borderless wordline for DRAM cell
US6423596B1 (en) * 1998-09-29 2002-07-23 Texas Instruments Incorporated Method for two-sided fabrication of a memory array
US6228706B1 (en) 1999-08-26 2001-05-08 International Business Machines Corporation Vertical DRAM cell with TFT over trench capacitor
DE19941148B4 (de) 1999-08-30 2006-08-10 Infineon Technologies Ag Speicher mit Grabenkondensator und Auswahltransistor und Verfahren zu seiner Herstellung
US6544837B1 (en) 2000-03-17 2003-04-08 International Business Machines Corporation SOI stacked DRAM logic
US6396121B1 (en) * 2000-05-31 2002-05-28 International Business Machines Corporation Structures and methods of anti-fuse formation in SOI
JP3808700B2 (ja) * 2000-12-06 2006-08-16 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US6593610B2 (en) * 2001-12-13 2003-07-15 Micron Technology, Inc. Memory cell arrays
DE10242877A1 (de) * 2002-09-16 2004-03-25 Infineon Technologies Ag Halbleitersubstrat sowie darin ausgebildete Halbleiterschaltung und zugehörige Herstellungsverfahren
DE10320874B4 (de) * 2003-05-09 2014-01-09 Qimonda Ag Integrierter Halbleiterspeicher mit einem Transistor verringerter Gate-Oxiddicke
US7365396B2 (en) * 2005-04-14 2008-04-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. SOI SRAM products with reduced floating body effect
US7983765B1 (en) 2005-08-19 2011-07-19 Pacesetter, Inc. Left chamber pressure sensor lead delivery system
JP2010219139A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
US8796754B2 (en) * 2011-06-22 2014-08-05 Macronix International Co., Ltd. Multi level programmable memory structure with multiple charge storage structures and fabricating method thereof
US8835898B2 (en) * 2012-04-20 2014-09-16 International Business Machines Corporation Self-aligned process to fabricate a memory cell array with a surrounding-gate access transistor
CN113539972B (zh) * 2021-07-13 2023-10-27 长鑫存储技术有限公司 存储器及其制作方法
JP7715996B2 (ja) 2021-12-14 2025-07-31 ユナイテッド・セミコンダクター・ジャパン株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4507171A (en) * 1982-08-06 1985-03-26 International Business Machines Corporation Method for contacting a narrow width PN junction region
US4728623A (en) * 1986-10-03 1988-03-01 International Business Machines Corporation Fabrication method for forming a self-aligned contact window and connection in an epitaxial layer and device structures employing the method
US4799990A (en) * 1987-04-30 1989-01-24 Ibm Corporation Method of self-aligning a trench isolation structure to an implanted well region
US4816884A (en) * 1987-07-20 1989-03-28 International Business Machines Corporation High density vertical trench transistor and capacitor memory cell structure and fabrication method therefor
US4958318A (en) * 1988-07-08 1990-09-18 Eliyahou Harari Sidewall capacitor DRAM cell

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05129551A (ja) 1993-05-25
US5055898A (en) 1991-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5055898A (en) DRAM memory cell having a horizontal SOI transfer device disposed over a buried storage node and fabrication methods therefor
US4920065A (en) Method of making ultra dense dram cells
US6767789B1 (en) Method for interconnection between transfer devices and storage capacitors in memory cells and device formed thereby
US5395786A (en) Method of making a DRAM cell with trench capacitor
US5021355A (en) Method of fabricating cross-point lightly-doped drain-source trench transistor
EP0366882B1 (en) An ultra dense DRAM cell array and its method of fabrication
US4954854A (en) Cross-point lightly-doped drain-source trench transistor and fabrication process therefor
US5618745A (en) Method of manufacturing a one transistor one-capacitor memory cell structure with a trench containing a conductor penetrating a buried insulating film
JP3431734B2 (ja) Soi形電界効果トランジスタおよびその製造方法
US5336912A (en) Buried plate type DRAM
US5348905A (en) Method of making diffused buried plate trench DRAM cell array
US4918502A (en) Semiconductor memory having trench capacitor formed with sheath electrode
AU594200B2 (en) A fabrication method for forming a self-aligned contact window and connection in an epitaxial layer and device structures employing the method
EP0167764B1 (en) Dynamic ram cell
TW202240856A (zh) 半導體裝置結構
US5064777A (en) Fabrication method for a double trench memory cell device
KR19990088580A (ko) 5평방동적랜덤액세스메모리셀및그제조방법
US5034787A (en) Structure and fabrication method for a double trench memory cell device
KR100673673B1 (ko) Dram 셀 장치 및 그 제조 방법
US7214572B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US5198383A (en) Method of fabricating a composed pillar transistor DRAM Cell
JPH0740593B2 (ja) Dramセルおよびその製作方法
KR100517219B1 (ko) 동적이득메모리셀을갖는dram셀장치및그의제조방법
EP0550894B1 (en) Trench DRAM cell array
JP3535542B2 (ja) 半導体メモリ装置及びその製造方法