JPH08213570A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH08213570A JPH08213570A JP7328454A JP32845495A JPH08213570A JP H08213570 A JPH08213570 A JP H08213570A JP 7328454 A JP7328454 A JP 7328454A JP 32845495 A JP32845495 A JP 32845495A JP H08213570 A JPH08213570 A JP H08213570A
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- memory device
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 26
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 24
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
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- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 MOSトランジスタと容量素子を有する半導
体記憶装置(DRAM)の、半導体基板上の素子占有面
積を縮小する。 【解決手段】 MOSトランジスタのチャンネル及び容
量素子を半導体基板上の溝に垂直に設けた半導体記憶装
置において、溝に形成されるチャンネルを、半導体記憶
装置のビット線に対応する一方向の面にのみ形成する。
体記憶装置(DRAM)の、半導体基板上の素子占有面
積を縮小する。 【解決手段】 MOSトランジスタのチャンネル及び容
量素子を半導体基板上の溝に垂直に設けた半導体記憶装
置において、溝に形成されるチャンネルを、半導体記憶
装置のビット線に対応する一方向の面にのみ形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に関
し、特に1個のスイッチング素子(MOSトランジス
タ)と1個の容量素子から構成される半導体記憶装置の
構造に関する。
し、特に1個のスイッチング素子(MOSトランジス
タ)と1個の容量素子から構成される半導体記憶装置の
構造に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、ダイナミック型RAM(DRA
M)と呼ばれる記憶装置の記憶セルとしては1個のMO
Sトランジスタと1個の容量素子から構成されているも
のが用いられている。
M)と呼ばれる記憶装置の記憶セルとしては1個のMO
Sトランジスタと1個の容量素子から構成されているも
のが用いられている。
【0003】近年の大規模化、微細化の要求を満たす記
憶セル構造として容量素子を半導体基板上に設けた溝に
形成するものが提案されている。従来例として図5にそ
の一例を示す。
憶セル構造として容量素子を半導体基板上に設けた溝に
形成するものが提案されている。従来例として図5にそ
の一例を示す。
【0004】図5(a)は2つのメモリセルの並列配置
を示す平面図、同図(b)は同図(a)のA−A′に於
ける断面図である。第一導電型の半導体基板の表面部に
反対導電型の不純物拡散層1a,1cでMOSトランジ
スタのソース、ドレインを構成している。これら不純物
拡散層1a,1c間の上にはMOSトランジスタのゲー
ト電極とワード線の配線を兼ねる第1の導電層2が形成
されている。不純物拡散層1cに隣接して溝10を有
し、その表面に酸化膜を介して容量素子の一方の電極と
ビット線の配線を兼ねる第2の導電層3が形成されてい
る。5はMOSトランジスタのチャンネル領域(電流経
路)であり、6は配線あるいは素子間を分離する厚い絶
縁層であり、7は素子分離のための半導体基板と同導電
型の不純物拡散層である。
を示す平面図、同図(b)は同図(a)のA−A′に於
ける断面図である。第一導電型の半導体基板の表面部に
反対導電型の不純物拡散層1a,1cでMOSトランジ
スタのソース、ドレインを構成している。これら不純物
拡散層1a,1c間の上にはMOSトランジスタのゲー
ト電極とワード線の配線を兼ねる第1の導電層2が形成
されている。不純物拡散層1cに隣接して溝10を有
し、その表面に酸化膜を介して容量素子の一方の電極と
ビット線の配線を兼ねる第2の導電層3が形成されてい
る。5はMOSトランジスタのチャンネル領域(電流経
路)であり、6は配線あるいは素子間を分離する厚い絶
縁層であり、7は素子分離のための半導体基板と同導電
型の不純物拡散層である。
【0005】この従来例において、容量素子は図5
(b)に示す溝領域dの内部の導電層3とその下の酸化
膜と半導体基板とで形成される平行平板容量として溝の
側面及び底面に構成される。このように構成される容量
素子は半導体基板表面に占める素子領域の面積が、同一
の容量値をもつ容量素子を平面状の半導体基板表面に形
成する場合よりはるかに小さい。
(b)に示す溝領域dの内部の導電層3とその下の酸化
膜と半導体基板とで形成される平行平板容量として溝の
側面及び底面に構成される。このように構成される容量
素子は半導体基板表面に占める素子領域の面積が、同一
の容量値をもつ容量素子を平面状の半導体基板表面に形
成する場合よりはるかに小さい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の記憶セ
ルでは半導体基板表面に占める面積を縮小したのは容量
素子のみである。MOSトランジスタについては、図5
(b)に示す様に、ゲートチャンネル領域5の長さy、
データの入出力部分となる不純物拡散層1aでx/2
(不純物拡散層1aは隣の記憶セルのMOSトランジス
タと共有しているため)、容量素子の一端に接続される
不純物拡散層1cとしてZ、合計で(x/2)+y+z
の長さが必要になっている。図5に示した従来の記憶セ
ルの構造では、この長さよりMOSトランジスタ領域を
縮小できず、記憶セル領域の半導体基板表面に占める面
積の縮小に限界があるという欠点があった。
ルでは半導体基板表面に占める面積を縮小したのは容量
素子のみである。MOSトランジスタについては、図5
(b)に示す様に、ゲートチャンネル領域5の長さy、
データの入出力部分となる不純物拡散層1aでx/2
(不純物拡散層1aは隣の記憶セルのMOSトランジス
タと共有しているため)、容量素子の一端に接続される
不純物拡散層1cとしてZ、合計で(x/2)+y+z
の長さが必要になっている。図5に示した従来の記憶セ
ルの構造では、この長さよりMOSトランジスタ領域を
縮小できず、記憶セル領域の半導体基板表面に占める面
積の縮小に限界があるという欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体記憶
装置は、スイッチング素子及び容量素子が接続されて構
成される半導体記憶装置において、半導体基板上に設け
られた溝にスイッチング素子及び容量素子が垂直方向に
形成され、スイッチング素子の電流経路が溝の一側面に
のみ形成されることを特徴とする。具体的には、溝が突
起部と当該突起部の一側面方向に所定の間隔を離間して
形成された深い溝で構成され、この溝を有する一導電型
の半導体基板と、半導体基板の表面及び深い溝内の表面
に形成された絶縁層と、突起部である半導体基板の表面
及び突起部と深い溝との間の半導体基板の表面に形成さ
れた、半導体基板と逆導電型の第1及び第2の不純物拡
散層と、第2の不純物拡散層の上部の絶縁層上に形成さ
れた第1の導電層と、深い溝内の絶縁層上にこの深い溝
を埋めるように形成された第2の導電層とを有し、第1
の導電層、第1及び第2の不純物領域及び突起部の一側
面で構成されたスイッチング素子と、第2の導電層と深
い溝内の表面の絶縁層と半導体基板とで構成された容量
素子により形成された一つの半導体記憶装置であって、
スイッチング素子の電流経路が突起部の一側面にのみ形
成されることを特徴とする。
装置は、スイッチング素子及び容量素子が接続されて構
成される半導体記憶装置において、半導体基板上に設け
られた溝にスイッチング素子及び容量素子が垂直方向に
形成され、スイッチング素子の電流経路が溝の一側面に
のみ形成されることを特徴とする。具体的には、溝が突
起部と当該突起部の一側面方向に所定の間隔を離間して
形成された深い溝で構成され、この溝を有する一導電型
の半導体基板と、半導体基板の表面及び深い溝内の表面
に形成された絶縁層と、突起部である半導体基板の表面
及び突起部と深い溝との間の半導体基板の表面に形成さ
れた、半導体基板と逆導電型の第1及び第2の不純物拡
散層と、第2の不純物拡散層の上部の絶縁層上に形成さ
れた第1の導電層と、深い溝内の絶縁層上にこの深い溝
を埋めるように形成された第2の導電層とを有し、第1
の導電層、第1及び第2の不純物領域及び突起部の一側
面で構成されたスイッチング素子と、第2の導電層と深
い溝内の表面の絶縁層と半導体基板とで構成された容量
素子により形成された一つの半導体記憶装置であって、
スイッチング素子の電流経路が突起部の一側面にのみ形
成されることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【0009】図1は本発明の第1の実施の形態を表わし
たもので、同図(a)は平面図、同図(b)は同図
(a)のA−A′断面図、同図(c)は同図(a)のB
−B′断面図である。半導体基板には溝領域bと溝領域
cとを有している。半導体基板表面にはこの半導体基板
と反対導電型の不純物拡散層1aを有し、溝領域bの底
面にはやはり半導体基板とは反対導電型の不純物拡散層
1bを有している。不純物拡散層1b上には絶縁膜を介
して第1の導電層2が形成されており、この第1の導電
層2は不純物拡散層1aと1bとの段部の半導体基板と
も薄い絶縁膜を介して接している。不純物拡散層1aと
1bとはこれらの間の段部の半導体基板表面をチャンネ
ル領域5とし、第1の導電層2をゲート電極としてMO
Sトランジスタを構成している。第2の導電層3は溝領
域cの内部に絶縁膜を介して形成され、溝領域cの側面
及び底面にあたる半導体基板を対向電極とする平行平板
型容量素子を構成している。配線層4は第2の導電層3
に固定電位を与える配線で、配線層4′は第1の導電層
2に配線されたワード線である。6は素子あるいは配線
を分離する厚い絶縁層であり、7は素子分離用の半導体
基板と同導電型の不純物拡散層である。aは素子間(記
憶セル間)の分離をする為の領域である。かかる記憶セ
ルの構造によれば、MOSトランジスタのチャンネル領
域5(長さy)が溝側面にあり、半導体基板表面に対し
て垂直になっているため平面上の面積はいらない。この
ため、半導体基板表面から見た場合、データの入出力部
分となる不純物拡散層1aのための長さx/2(隣の記
憶セルと共有しているため)と溝領域bの底面にある容
量素子の一端に接続される不純物拡散層1bのための長
さzとの合計の(x/z)+zの長さをMOSトランジ
スタは必要とするだけであり、従来例に比し、チャンネ
ル長yの部分だけMOSトランジスタ領域が縮小され
る。
たもので、同図(a)は平面図、同図(b)は同図
(a)のA−A′断面図、同図(c)は同図(a)のB
−B′断面図である。半導体基板には溝領域bと溝領域
cとを有している。半導体基板表面にはこの半導体基板
と反対導電型の不純物拡散層1aを有し、溝領域bの底
面にはやはり半導体基板とは反対導電型の不純物拡散層
1bを有している。不純物拡散層1b上には絶縁膜を介
して第1の導電層2が形成されており、この第1の導電
層2は不純物拡散層1aと1bとの段部の半導体基板と
も薄い絶縁膜を介して接している。不純物拡散層1aと
1bとはこれらの間の段部の半導体基板表面をチャンネ
ル領域5とし、第1の導電層2をゲート電極としてMO
Sトランジスタを構成している。第2の導電層3は溝領
域cの内部に絶縁膜を介して形成され、溝領域cの側面
及び底面にあたる半導体基板を対向電極とする平行平板
型容量素子を構成している。配線層4は第2の導電層3
に固定電位を与える配線で、配線層4′は第1の導電層
2に配線されたワード線である。6は素子あるいは配線
を分離する厚い絶縁層であり、7は素子分離用の半導体
基板と同導電型の不純物拡散層である。aは素子間(記
憶セル間)の分離をする為の領域である。かかる記憶セ
ルの構造によれば、MOSトランジスタのチャンネル領
域5(長さy)が溝側面にあり、半導体基板表面に対し
て垂直になっているため平面上の面積はいらない。この
ため、半導体基板表面から見た場合、データの入出力部
分となる不純物拡散層1aのための長さx/2(隣の記
憶セルと共有しているため)と溝領域bの底面にある容
量素子の一端に接続される不純物拡散層1bのための長
さzとの合計の(x/z)+zの長さをMOSトランジ
スタは必要とするだけであり、従来例に比し、チャンネ
ル長yの部分だけMOSトランジスタ領域が縮小され
る。
【0010】図2(a)〜(e)は第1の実施の形態の
製造方法を工程順に示す図である。まず、図2(a)に
示す様に、素子形成領域を形成する為にフォトレジスト
11を形成し、第1の溝領域aをエッチングにより形成
する。その後、素子分離のため基板と同導電型の不純物
拡散層7を溝領域aの底面に選択的に形成する。フォト
レジスト11を除去後、溝領域aの中に選択的に絶縁層
6を形成する。次に図2(b)に示す様に、半導体基板
の絶縁層6上に選択的にフォトレジスト11を形成し、
後にMOSトランジスタを形成する溝領域bとなる溝領
域aより浅い溝領域b′を形成する。その際、絶縁層6
と半導体基板とのエッチング速度の違いを利用し、溝領
域a上の絶縁層6をエッチングしない様にする。フォト
レジスト11を除去後、次に図2(c)に示すように、
MOSトランジスタのソース、ドレインを形成する半導
体基板と反対導電型の不純物拡散層1a及び1bを半導
体基板表面及び溝領域b′の底面に形成する。その後、
絶縁層6による薄膜を溝領域b′に形成し、溝領域b′
に選択的に第1の導電層2を形成する。続いて、図2
(d)に示すように、容量素子を形成する為の溝領域c
を形成する。この工程は、フォトレジスト11を溝領域
b′の一部と半導体基板表面とをおおう様に形成し、第
1の導電層2、薄い絶縁層6、不純物拡散層1b、およ
び半導体基板をエッチングする。この際、エッチング速
度の違いを利用して溝領域aの絶縁層6を残す。溝領域
b′上の絶縁層は溝領域aの絶縁層に比べて充分薄い為
溝領域a上の絶縁層6にほとんど影響は無い。続いて図
2(e)に示すように、溝領域cの内部に薄い絶縁層6
を形成し、溝領域cの内部に選択的に第2の導電層3を
形成し全体を絶縁層6でおおう。その後、溝領域aによ
って分離されている、隣接する素子領域に形成された導
電層2,3を接続するコンタクト用開孔を絶縁層6にあ
け、後にコンタクト配線としての導電層4,4′を形成
して第1図に示したメモリセルを得る。
製造方法を工程順に示す図である。まず、図2(a)に
示す様に、素子形成領域を形成する為にフォトレジスト
11を形成し、第1の溝領域aをエッチングにより形成
する。その後、素子分離のため基板と同導電型の不純物
拡散層7を溝領域aの底面に選択的に形成する。フォト
レジスト11を除去後、溝領域aの中に選択的に絶縁層
6を形成する。次に図2(b)に示す様に、半導体基板
の絶縁層6上に選択的にフォトレジスト11を形成し、
後にMOSトランジスタを形成する溝領域bとなる溝領
域aより浅い溝領域b′を形成する。その際、絶縁層6
と半導体基板とのエッチング速度の違いを利用し、溝領
域a上の絶縁層6をエッチングしない様にする。フォト
レジスト11を除去後、次に図2(c)に示すように、
MOSトランジスタのソース、ドレインを形成する半導
体基板と反対導電型の不純物拡散層1a及び1bを半導
体基板表面及び溝領域b′の底面に形成する。その後、
絶縁層6による薄膜を溝領域b′に形成し、溝領域b′
に選択的に第1の導電層2を形成する。続いて、図2
(d)に示すように、容量素子を形成する為の溝領域c
を形成する。この工程は、フォトレジスト11を溝領域
b′の一部と半導体基板表面とをおおう様に形成し、第
1の導電層2、薄い絶縁層6、不純物拡散層1b、およ
び半導体基板をエッチングする。この際、エッチング速
度の違いを利用して溝領域aの絶縁層6を残す。溝領域
b′上の絶縁層は溝領域aの絶縁層に比べて充分薄い為
溝領域a上の絶縁層6にほとんど影響は無い。続いて図
2(e)に示すように、溝領域cの内部に薄い絶縁層6
を形成し、溝領域cの内部に選択的に第2の導電層3を
形成し全体を絶縁層6でおおう。その後、溝領域aによ
って分離されている、隣接する素子領域に形成された導
電層2,3を接続するコンタクト用開孔を絶縁層6にあ
け、後にコンタクト配線としての導電層4,4′を形成
して第1図に示したメモリセルを得る。
【0011】図3は本発明の第2の実施の形態であり、
同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−
A′での断面図、同図(c)は同図(a)のB−B′で
の断面図である。図中の記号は図1,2及び5で使用し
ている記号と同一である。
同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−
A′での断面図、同図(c)は同図(a)のB−B′で
の断面図である。図中の記号は図1,2及び5で使用し
ている記号と同一である。
【0012】この第2の実施の形態では、配線となる部
分になる溝領域aの絶縁層6の上面を溝領域bの底面と
同様度か少し浅い位置にしていることにより導電層2及
び3でそのまま配線を形成することができ、図1におけ
る導電層4,4′が必要なくなる利点がある。
分になる溝領域aの絶縁層6の上面を溝領域bの底面と
同様度か少し浅い位置にしていることにより導電層2及
び3でそのまま配線を形成することができ、図1におけ
る導電層4,4′が必要なくなる利点がある。
【0013】図4(a)〜(e)はこの第2の実施の形
態の製造方法を示す図であり図2(a)〜(e)に対応
する。図4で図2と異なるのは(b)図の工程であり溝
領域b′を形成する際に、溝領域a上の絶縁層6を溝領
域b′の底面と同程度か少し浅い位置までエッチングす
ることにある。この後、導電層2,3を形成する過程に
おいて自己整合的に配線が形成される。
態の製造方法を示す図であり図2(a)〜(e)に対応
する。図4で図2と異なるのは(b)図の工程であり溝
領域b′を形成する際に、溝領域a上の絶縁層6を溝領
域b′の底面と同程度か少し浅い位置までエッチングす
ることにある。この後、導電層2,3を形成する過程に
おいて自己整合的に配線が形成される。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体記憶装置はMOSトランジスタのチャンネル領域を半
導体基板に垂直な溝領域の一側面に形成するので半導体
基板表面に占めるMOSトランジスタ領域の面積を縮小
できる効果がある。また、第2の実施例においては配線
がすべて溝領域の中に形成されるので表面の平担化にも
効果がある。なお、DRAMセルにおけるトランジスタ
はビット線とキャパシタを接続するスイッチ素子とみな
せる。よって、必ずしも高い駆動能力を必要としないた
め、上記のようにチャンネル領域は溝領域の一側面に形
成すれば十分である。
体記憶装置はMOSトランジスタのチャンネル領域を半
導体基板に垂直な溝領域の一側面に形成するので半導体
基板表面に占めるMOSトランジスタ領域の面積を縮小
できる効果がある。また、第2の実施例においては配線
がすべて溝領域の中に形成されるので表面の平担化にも
効果がある。なお、DRAMセルにおけるトランジスタ
はビット線とキャパシタを接続するスイッチ素子とみな
せる。よって、必ずしも高い駆動能力を必要としないた
め、上記のようにチャンネル領域は溝領域の一側面に形
成すれば十分である。
【図1】第1の実施の形態
【図2】第1の実施の形態の製造工程を示した断面図
【図3】第2の実施の形態
【図4】第2の実施の形態の製造工程を示した断面図
【図5】従来のメモリセル
【符号の説明】 1a,1b,1c 基板と反対導電型の不純物拡散層 2 第1の導電層 3 第2の導電層 4,4′ 配線層 5 MOSトランジスタのチャンネル領域 6 絶縁層 7 基板と同導電型の不純物拡散層 11 フォトレジスト a,b,b′,c,d 溝領域
Claims (2)
- 【請求項1】 スイッチング素子及び容量素子が接続さ
れて構成される半導体記憶装置において、半導体基板上
に設けられた溝に前記スイッチング素子及び前記容量素
子が垂直方向に形成され、前記スイッチング素子の電流
経路が前記溝の一側面にのみ形成されることを特徴とす
る半導体記憶装置。 - 【請求項2】 突起部と当該突起部の一側面方向に所定
の間隔を離間して形成された溝を有する一導電型の半導
体基板と、前記半導体基板の表面及び前記溝内の表面に
形成された絶縁層と、前記突起部である半導体基板の表
面及び前記突起部と前記溝との間の半導体基板の表面に
形成された、前記半導体基板と逆導電型の第1及び第2
の不純物拡散層と、前記第2の不純物拡散層の上部の絶
縁層上に形成された第1の導電層と、前記溝内の絶縁層
上に当該溝を埋めるように形成された第2の導電層とを
有し、前記第1の導電層、前記第1及び第2の不純物領
域及び前記突起部の一側面で構成されたスイッチング素
子と前記第2の導電層と前記溝内の表面の絶縁層と前記
半導体基板とで構成された容量素子により形成された一
つの半導体記憶装置であって、前記スイッチング素子の
電流経路が前記突起部の一側面にのみ形成されることを
特徴とする半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328454A JPH08213570A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328454A JPH08213570A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 半導体記憶装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61178218A Division JP2512902B2 (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213570A true JPH08213570A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=18210458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7328454A Pending JPH08213570A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08213570A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198856A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Nec Corp | 半導体記憶素子とその製造方法 |
| JPS6273657A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Oki Electric Ind Co Ltd | メモリセルおよびその製造方法 |
| JPS62118567A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-05-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPS62274771A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-28 | Hitachi Ltd | 半導体メモリ |
| JPS62298156A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体記憶装置 |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP7328454A patent/JPH08213570A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970422 |