JPS60176267A - 半導体記憶装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置およびその製造方法Info
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- JPS60176267A JPS60176267A JP59031719A JP3171984A JPS60176267A JP S60176267 A JPS60176267 A JP S60176267A JP 59031719 A JP59031719 A JP 59031719A JP 3171984 A JP3171984 A JP 3171984A JP S60176267 A JPS60176267 A JP S60176267A
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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
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
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】
本発明は、電荷蓄積部である容量と絶縁ゲート電界効果
トランジスタを含んでなる半導体記憶装置における電荷
蓄積部の構造およびその製造方法に関するものである。
トランジスタを含んでなる半導体記憶装置における電荷
蓄積部の構造およびその製造方法に関するものである。
電荷の形で二進情報を貯蔵する半導体メモリセルはセル
面積が小さいため、高集積、大容量、メモリセルとして
秀れている。特にメモリセルとして一つのトランジスタ
と一つの容量力1らなるメモリセル(以1”1TICセ
ルと略す)は、構成要素も少なく、セル面積も小さいた
め高集積メモリ用メモリセルとして重要である。ところ
でメモリの高集積化によるメモリセルサイズの縮小に伴
い、ITICセル構造における容量部面積が減少してき
ている。そして容量部面積の減少による記憶電荷量の減
少は、耐α粒子問題、センスアンプの感度の劣化を引き
起す。
面積が小さいため、高集積、大容量、メモリセルとして
秀れている。特にメモリセルとして一つのトランジスタ
と一つの容量力1らなるメモリセル(以1”1TICセ
ルと略す)は、構成要素も少なく、セル面積も小さいた
め高集積メモリ用メモリセルとして重要である。ところ
でメモリの高集積化によるメモリセルサイズの縮小に伴
い、ITICセル構造における容量部面積が減少してき
ている。そして容量部面積の減少による記憶電荷量の減
少は、耐α粒子問題、センスアンプの感度の劣化を引き
起す。
従来、このような問題点を解決するため、メモリセル面
積の縮小にもかかわらず大きな記憶容量部を形成する方
法として半導体基板内に溝を設け、この溝の側面と半導
体基板間に容量を形成する方法が仰られている。
積の縮小にもかかわらず大きな記憶容量部を形成する方
法として半導体基板内に溝を設け、この溝の側面と半導
体基板間に容量を形成する方法が仰られている。
第1図に従来よく知られている、溝を用いて容量部を形
成するITICセルの一例を示す。第1図において、3
が容量電極で反転層6との間に薄い絶縁膜2を設けるこ
とにより記憶容量部を形成している。4はスイッチング
トランジスタのゲート電極でワード線に接続されており
、ビット線に接続されている拡散層5と反転層6の間の
電荷の移動を制御する。
成するITICセルの一例を示す。第1図において、3
が容量電極で反転層6との間に薄い絶縁膜2を設けるこ
とにより記憶容量部を形成している。4はスイッチング
トランジスタのゲート電極でワード線に接続されており
、ビット線に接続されている拡散層5と反転層6の間の
電荷の移動を制御する。
しかしながら、従来の、溝を用いて容量部を形成するl
T I Cセルはその構造上容量部としての溝を素子
領域内に形成している。このため溝形成領域部の寸法お
よび溝と分離領域間のマージン分だけセル寸法がどうし
ても大きくなる。今後さらに高集積化が進みセル寸法の
微細化が要求されると従来の溝を用いたITICセルは
その構造上セルサイズの微細化に限界が出てくるという
欠点を有している。
T I Cセルはその構造上容量部としての溝を素子
領域内に形成している。このため溝形成領域部の寸法お
よび溝と分離領域間のマージン分だけセル寸法がどうし
ても大きくなる。今後さらに高集積化が進みセル寸法の
微細化が要求されると従来の溝を用いたITICセルは
その構造上セルサイズの微細化に限界が出てくるという
欠点を有している。
本発明は、溝を用いて容量部を形成するITICセルに
おいて容量部の面積を極度に縮小し高集積化に適した容
量部構造及びその製造方法を提供することを目的とする
。
おいて容量部の面積を極度に縮小し高集積化に適した容
量部構造及びその製造方法を提供することを目的とする
。
本発明によれば、第1導電型半導体基板表面に設けられ
た溝の一対の対向した側壁に形成された一対の第2導電
型領域、少なくとも前記溝部内壁を被う絶縁性物質、前
記絶縁性物質に接し前記溝部を埋める基準電位を与えら
れた導電性物質、前記第1導電型半導体基板表面に設け
られ、前記絶縁性物質に接し、前記第2導電型領域に電
気的に接続し形成されたMI8トランジスタのソース電
極である第2導電型領域を備えたことを特徴とする半導
体記憶装置が得られる。
た溝の一対の対向した側壁に形成された一対の第2導電
型領域、少なくとも前記溝部内壁を被う絶縁性物質、前
記絶縁性物質に接し前記溝部を埋める基準電位を与えら
れた導電性物質、前記第1導電型半導体基板表面に設け
られ、前記絶縁性物質に接し、前記第2導電型領域に電
気的に接続し形成されたMI8トランジスタのソース電
極である第2導電型領域を備えたことを特徴とする半導
体記憶装置が得られる。
さらに本発明によれば、第1導電型半導体基板上に第1
の溝を形成する工程、容量部形成領域の前記第1の溝の
内壁に第1の第2導電型領域を形成する工程、前記第1
の溝底部をエツチングして第2の溝を形成する工程、該
第2の溝底部に第1導電型領域を形成する工程、前記第
1.第2の溝表面に絶縁膜を形成する工程、前記第1.
第2の溝内を導゛醒性物質で埋める工程、該導電性物質
の上部を絶縁性物質で被う工程、前記第1の第2導電型
領域に電気的に接続するように第2の第2導電型領域を
形成する工程を含むことを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法が得られる。
の溝を形成する工程、容量部形成領域の前記第1の溝の
内壁に第1の第2導電型領域を形成する工程、前記第1
の溝底部をエツチングして第2の溝を形成する工程、該
第2の溝底部に第1導電型領域を形成する工程、前記第
1.第2の溝表面に絶縁膜を形成する工程、前記第1.
第2の溝内を導゛醒性物質で埋める工程、該導電性物質
の上部を絶縁性物質で被う工程、前記第1の第2導電型
領域に電気的に接続するように第2の第2導電型領域を
形成する工程を含むことを特徴とする半導体記憶装置の
製造方法が得られる。
以下本発明の典型的な実施例を図面を用いて詳述する。
第2図fal 、 (bl 、 (c) 、 td)
、 tel 、 if) 、 (g) 、 th) 。
、 tel 、 if) 、 (g) 、 th) 。
(il 、 (j)は本発明における溝を用いて容量部
を形成する製造プロセスを順を追って示した模式的断面
図である。
を形成する製造プロセスを順を追って示した模式的断面
図である。
第2図(alは、p型シリコン単結晶基板ll上に薄い
二酸化珪素膜12、窒化珪素膜13、および厚い二酸化
珪素膜14を順次形成した後、溝形成領域以外をレジス
ト15で被い、さらにこのレジスト15をエツチングマ
スクとして反応性スパッタエツチングにより前記二酸化
珪素膜15、窒化珪素膜14.二酸化珪素膜13を順次
エツチング除去後ひき続き前記レジス)15および二酸
化珪素膜14をエツチングマスクとして前記シリコン基
板11をエツチングして第1の溝Aを形成した状態を示
す。
二酸化珪素膜12、窒化珪素膜13、および厚い二酸化
珪素膜14を順次形成した後、溝形成領域以外をレジス
ト15で被い、さらにこのレジスト15をエツチングマ
スクとして反応性スパッタエツチングにより前記二酸化
珪素膜15、窒化珪素膜14.二酸化珪素膜13を順次
エツチング除去後ひき続き前記レジス)15および二酸
化珪素膜14をエツチングマスクとして前記シリコン基
板11をエツチングして第1の溝Aを形成した状態を示
す。
第2図(b)は、前記レジスト15を除去した後、熱酸
化法により前記溝A表面に二酸化珪素膜16を形成し、
その後レジスト17を全面に塗布、さらにその表面にシ
リコン18を薄く蒸着し、さらに溝容量部となる領域以
外をレジスト19で被った状態を示す。
化法により前記溝A表面に二酸化珪素膜16を形成し、
その後レジスト17を全面に塗布、さらにその表面にシ
リコン18を薄く蒸着し、さらに溝容量部となる領域以
外をレジスト19で被った状態を示す。
第2図(C1は、前記レジスト19をエツチングマスク
として前記シリコンI8をエツチングし、その後前記シ
リコン18’をエツチングマスクとして前記レジスト1
7をエツチング除去した状態を示す。ここでレジスト1
7をエツチングする1手段としては例えば酸素ガスを用
いた反応性スパッタエッチ技術がある。
として前記シリコンI8をエツチングし、その後前記シ
リコン18’をエツチングマスクとして前記レジスト1
7をエツチング除去した状態を示す。ここでレジスト1
7をエツチングする1手段としては例えば酸素ガスを用
いた反応性スパッタエッチ技術がある。
第2図(cl+は前記シリコン18′を除去した後、前
記レジスト17′をエツチングマスクとして前記二酸化
珪素膜16をエツチング除去し、さらに前記二酸化珪素
膜14をマスクとして容量形成領域の溝内にのみシリコ
ン基板11と異なる導電型不純物例えば燐の拡散層20
を形成した状態を示す。
記レジスト17′をエツチングマスクとして前記二酸化
珪素膜16をエツチング除去し、さらに前記二酸化珪素
膜14をマスクとして容量形成領域の溝内にのみシリコ
ン基板11と異なる導電型不純物例えば燐の拡散層20
を形成した状態を示す。
第2図t6+は、前記二酸化珪素膜14をエツチングマ
スクとして反応性スパックエッチにより前記シリコン基
板11をエツチングし、さらに深い溝Bを形成後、熱酸
化法により前記溝の表面に二酸化珪素膜21を形成し、
続いて前記二酸化珪素膜14をマスクとして溝Bの底に
イオン注入法により基板11と同一導電型不純物層22
を形成した状態を示す。
スクとして反応性スパックエッチにより前記シリコン基
板11をエツチングし、さらに深い溝Bを形成後、熱酸
化法により前記溝の表面に二酸化珪素膜21を形成し、
続いて前記二酸化珪素膜14をマスクとして溝Bの底に
イオン注入法により基板11と同一導電型不純物層22
を形成した状態を示す。
第2図(f)は、レジストを全面に形成した後、前述し
たのと同様に酸素ガスを用いた反応性ス/NOツタエッ
チにより溝の中にのみレジスト23を残した状態を示す
。
たのと同様に酸素ガスを用いた反応性ス/NOツタエッ
チにより溝の中にのみレジスト23を残した状態を示す
。
第2図(g)は前記レジストnをマスクとして前記二酸
化珪素膜14、窒化珪素膜13および二酸化珪素膜12
を順次エツチング除去した状態を示す。
化珪素膜14、窒化珪素膜13および二酸化珪素膜12
を順次エツチング除去した状態を示す。
第2図(h)は、前記レジスト23および二酸化珪素膜
21を除去後ウェハー全面に二酸化珪素膜24、窒化珪
素膜25、およびリンドープした多結晶シリコン26を
順次形成した状態を示す。ここでリンドープ多結晶シリ
コン26は前記溝を十分に埋めるように厚く形成する。
21を除去後ウェハー全面に二酸化珪素膜24、窒化珪
素膜25、およびリンドープした多結晶シリコン26を
順次形成した状態を示す。ここでリンドープ多結晶シリ
コン26は前記溝を十分に埋めるように厚く形成する。
第2図(i)は、前記リンドープ多結晶シリコン26を
表面よりエツチングして溝内にのみリンドープ多結晶シ
リコン26′を残した後、前記窒化珪素膜25をマスク
きして溝に埋めた前記リンドープ多結晶シリコン26′
を酸化し、溝上部に二酸化珪素膜27を形成した状態を
示す。前記窒化珪素膜25は薄く形成するので前記リン
ドープ多結晶シリコンを酸化する際、前記窒化珪素膜2
5は完全に酸化されるが、前記リンドープ多結晶シリコ
ン26′と前記窒化珪素膜25とでは酸化レートに大き
な差があり、素子領域上の二酸化珪素膜厚27′と分離
領域上の二酸化珪素膜厚との間には大きな差がある。
表面よりエツチングして溝内にのみリンドープ多結晶シ
リコン26′を残した後、前記窒化珪素膜25をマスク
きして溝に埋めた前記リンドープ多結晶シリコン26′
を酸化し、溝上部に二酸化珪素膜27を形成した状態を
示す。前記窒化珪素膜25は薄く形成するので前記リン
ドープ多結晶シリコンを酸化する際、前記窒化珪素膜2
5は完全に酸化されるが、前記リンドープ多結晶シリコ
ン26′と前記窒化珪素膜25とでは酸化レートに大き
な差があり、素子領域上の二酸化珪素膜厚27′と分離
領域上の二酸化珪素膜厚との間には大きな差がある。
第2図(j)は前記素子領域上の二酸化珪素膜27′を
除去した後、熱酸化法により素子領域上に薄い二酸化珪
素膜路を形成、しかる後にワード線に接続しているスイ
ッチングトランジスタのゲート電極29 、29’を形
成し、次にビット線に接続している拡散層30A 、
30A’と拡散層20′に電気的に接続している拡散層
3QB 、 30B’とをイオン注入法により同時に形
成した状態を示す。
除去した後、熱酸化法により素子領域上に薄い二酸化珪
素膜路を形成、しかる後にワード線に接続しているスイ
ッチングトランジスタのゲート電極29 、29’を形
成し、次にビット線に接続している拡散層30A 、
30A’と拡散層20′に電気的に接続している拡散層
3QB 、 30B’とをイオン注入法により同時に形
成した状態を示す。
第2図fj)は、本発明によって形成される半導体記憶
装置の模式的断面図を示している。これを用いて本発明
による半導体記憶装置の動作について以下に述べる。電
荷を記憶する場合、ワード線に接続されたスイッチング
トランジスタをONにすることによりビット線に接線さ
れた拡散層30Aから溝の側壁に形成された拡散層20
′に電荷が蓄積されて記憶状態となる。ただし溝の中に
埋めたリンドープ多結晶シリコン26′は接地状態にし
て2く。
装置の模式的断面図を示している。これを用いて本発明
による半導体記憶装置の動作について以下に述べる。電
荷を記憶する場合、ワード線に接続されたスイッチング
トランジスタをONにすることによりビット線に接線さ
れた拡散層30Aから溝の側壁に形成された拡散層20
′に電荷が蓄積されて記憶状態となる。ただし溝の中に
埋めたリンドープ多結晶シリコン26′は接地状態にし
て2く。
この時、蓄積容蓋はほぼ容量電極であるリンドープ多結
晶シリコン26′と拡散層20′との間に形成された絶
縁膜の容量と拡散層20′からシリコン基板11中に広
がった空乏層容量の和で構成される。記憶した電荷を読
み出す場合、ワード線に接続されたスイッチングトラン
ジスタをONにしてビット線に接続した拡散層30Aに
拡散層20′に蓄積された電荷を移動させて読み出しを
行う。
晶シリコン26′と拡散層20′との間に形成された絶
縁膜の容量と拡散層20′からシリコン基板11中に広
がった空乏層容量の和で構成される。記憶した電荷を読
み出す場合、ワード線に接続されたスイッチングトラン
ジスタをONにしてビット線に接続した拡散層30Aに
拡散層20′に蓄積された電荷を移動させて読み出しを
行う。
このように本発明による半導体記憶装置の動作は従来の
ものと同じである。そして従来のと同様記憶容量の増加
も形成する溝の深さを深くすることにより容易にできる
。しかしながら、本発明による半導体記憶装置は溝を分
離領域に形成している、即ち分離領域が容量部を兼ねて
いる点が従来のものと大きく異なる点である。分離領域
に溝を形成することにより、素子領域に溝を形成してい
る従来の半導体記憶装置よりその寸法を大幅に縮小でき
る。そして溝の中に埋めたリンドープ多結晶シリコンを
接地しているので、十分な集子間の分離特性が得られる
。さらに容i!極であるリンドープ多結晶シリコンは溝
の中に埋められているので素子表面が平坦であるという
特徴がある。
ものと同じである。そして従来のと同様記憶容量の増加
も形成する溝の深さを深くすることにより容易にできる
。しかしながら、本発明による半導体記憶装置は溝を分
離領域に形成している、即ち分離領域が容量部を兼ねて
いる点が従来のものと大きく異なる点である。分離領域
に溝を形成することにより、素子領域に溝を形成してい
る従来の半導体記憶装置よりその寸法を大幅に縮小でき
る。そして溝の中に埋めたリンドープ多結晶シリコンを
接地しているので、十分な集子間の分離特性が得られる
。さらに容i!極であるリンドープ多結晶シリコンは溝
の中に埋められているので素子表面が平坦であるという
特徴がある。
以上述べたように本発明によれば、微細な面積において
も記憶容量を大きく取ることができるため、高集積化に
適した半導体記憶装置が容易に得られる。
も記憶容量を大きく取ることができるため、高集積化に
適した半導体記憶装置が容易に得られる。
第1図は従来の溝を用いて容量部を形成したITICセ
ルの模式的断面図であり、第2図(a)。 (b) 、 (C) 、 (d) 、 te) 、 (
f) 、 (gl 、 lhl * (i) t (j
)は、本発明の実施例をプロセスを追って示した模式的
断面図である。 図において各記号はそれぞれ次のものを示す。 1.11:シリコン基板、2 、12 、14 、16
、21 、24 。 27.27’、28:二酸化珪素膜、3 、26’ :
容量電極、4 、29 、29’ :ワード線に接続さ
れたスイッチングトランジスタのゲート電極、5.3O
A、30A’ :ビット線に接続された拡散層、6:反
転層、13.25:窒化珪素膜、15 、17.17’
、 19,23 ニレジスト、18 、18’ :シリ
コン、20 、20’ 、 30B 、 30B’ :
基板と異なる導電型不純物拡散層、22:基板と同一導
電型不純物拡散層、A、B:溝。 71−1 図 72 図 (a) (b) (C) オ 2 図 (d) (e) 9ス (fン 72 図 ((]) (1−1) (i) 72 図 (j)
ルの模式的断面図であり、第2図(a)。 (b) 、 (C) 、 (d) 、 te) 、 (
f) 、 (gl 、 lhl * (i) t (j
)は、本発明の実施例をプロセスを追って示した模式的
断面図である。 図において各記号はそれぞれ次のものを示す。 1.11:シリコン基板、2 、12 、14 、16
、21 、24 。 27.27’、28:二酸化珪素膜、3 、26’ :
容量電極、4 、29 、29’ :ワード線に接続さ
れたスイッチングトランジスタのゲート電極、5.3O
A、30A’ :ビット線に接続された拡散層、6:反
転層、13.25:窒化珪素膜、15 、17.17’
、 19,23 ニレジスト、18 、18’ :シリ
コン、20 、20’ 、 30B 、 30B’ :
基板と異なる導電型不純物拡散層、22:基板と同一導
電型不純物拡散層、A、B:溝。 71−1 図 72 図 (a) (b) (C) オ 2 図 (d) (e) 9ス (fン 72 図 ((]) (1−1) (i) 72 図 (j)
Claims (2)
- (1)第1導電型半導体基板表面に設けられた溝の一対
の対向した側壁に形成された一対の第2導電型領域、少
なくとも前記溝部内壁を被う絶縁性物質、前記絶縁性物
質に接し前記溝部を埋める基準電位を与えられた導電性
物質、前記第1導電型半導体基板表面に設けられ、前記
絶縁性物質に接し、前記第2導電型領域に電気的に接続
し形成されたM工S トランジスタのソース電極である
第2導電型領域を備えたことを特徴とする半導体記憶装
置。 - (2)第1導電型半導体基板上に第1の溝を形成する工
程、容量部形成領域の前記第1の溝の内壁に第1の第2
導電型領域を形成する工程、前記第1の溝底部をエツチ
ングして第2の溝を形成する工程、該第2の溝底部に第
1導電型領域を形成する工程、前記第1.第2の溝表面
に絶縁膜を形成する工程、前記第1.第2の溝内を導電
性物質で埋める工程、該導電性物質の上部を絶縁性物質
で被う工程、前記第1の第2導電型領域に電気的に接続
するように第2の第2導電型領域を形成する工程を含む
ことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031719A JPH079943B2 (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031719A JPH079943B2 (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176267A true JPS60176267A (ja) | 1985-09-10 |
| JPH079943B2 JPH079943B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=12338854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59031719A Expired - Lifetime JPH079943B2 (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079943B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360557A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Nec Corp | 半導体メモリセル |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137245A (ja) * | 1982-02-10 | 1983-08-15 | Hitachi Ltd | 大規模半導体メモリ |
| JPS58215053A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-14 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP59031719A patent/JPH079943B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137245A (ja) * | 1982-02-10 | 1983-08-15 | Hitachi Ltd | 大規模半導体メモリ |
| JPS58215053A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-14 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360557A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Nec Corp | 半導体メモリセル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079943B2 (ja) | 1995-02-01 |
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