JPS6197960A - semiconductor storage device - Google Patents

semiconductor storage device

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Publication number
JPS6197960A
JPS6197960A JP59218462A JP21846284A JPS6197960A JP S6197960 A JPS6197960 A JP S6197960A JP 59218462 A JP59218462 A JP 59218462A JP 21846284 A JP21846284 A JP 21846284A JP S6197960 A JPS6197960 A JP S6197960A
Authority
JP
Japan
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groove
semiconductor
capacitor
semiconductor substrate
insulating film
Prior art date
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Pending
Application number
JP59218462A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Uchida
明久 内田
Keiichi Higeta
恵一 日下田
Masato Iwabuchi
岩渕 正人
Katsumi Ogiue
荻上 勝己
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59218462A priority Critical patent/JPS6197960A/en
Publication of JPS6197960A publication Critical patent/JPS6197960A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/60Capacitors
    • H10D1/62Capacitors having potential barriers
    • H10D1/66Conductor-insulator-semiconductor capacitors, e.g. MOS capacitors
    • H10D1/665Trench conductor-insulator-semiconductor capacitors, e.g. trench MOS capacitors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/10SRAM devices comprising bipolar components

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] この発明は、半導体集積回路技術さらには半導体装置に
おけるコンデンサの形成に適用して有効な技術シミ関し
、例えばバイポーラトランジスタにおけるフリップフロ
ップ型メモリセル用のスピードアップ・コンデンサの形
成に利用して有効な技術に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to semiconductor integrated circuit technology and technology that is effective when applied to the formation of capacitors in semiconductor devices, such as speed-up for flip-flop type memory cells in bipolar transistors. - Concerning techniques that are effective in forming capacitors.

[背景技術] バイポーラ型半導体メモリにおけるメモリセルの構成と
して、例えば第1図に示すものが知られている(電子通
信学会発行「メモリ」第94頁)。
[Background Art] As a structure of a memory cell in a bipolar semiconductor memory, for example, the structure shown in FIG. 1 is known ("Memory", p. 94, published by the Institute of Electronics and Communication Engineers).

このメモリセルは、フリップフロップを構成するマルチ
エミッタトランジスタQ1.Q2のコレクタとワード線
Wとの間に接続された負荷抵抗R1tR2と並列に、順
方向抵抗の小さなショットキ・バリア・ダイオードD 
1 + D 2を接続することにより、読出し電流が大
きくされ、低消費電力化と読出し速度の高速化が可能に
されている。
This memory cell includes multi-emitter transistors Q1. A Schottky barrier diode D with low forward resistance is connected in parallel with the load resistor R1tR2 connected between the collector of Q2 and the word line W.
By connecting 1 + D 2, the read current is increased, making it possible to reduce power consumption and increase the read speed.

なお1図において、DL、DLは読出し、書込み電流が
流されるディジット線、ISTは定常時(スタンバイ時
)にメモリセルの保持電流が流される電流スタンバイ線
である。
In FIG. 1, DL and DL are digit lines through which read and write currents are passed, and IST is a current standby line through which a holding current of a memory cell is passed during normal operation (standby).

−ところで、上記のようなフリップフロップ型のメモリ
セルを有する半導体メモリにおいては、メモリセルを構
成するショットキ・バリア・ダイオードD 1 + D
 2と並列に、第3図に破線で示すようにスピードアッ
プ・コンデンサC1,C2を設けることにより、動作マ
ージンおよび耐α線強度を向上させるという技術が提案
されている。
-By the way, in a semiconductor memory having a flip-flop type memory cell as described above, the Schottky barrier diode D 1 + D constituting the memory cell
A technique has been proposed in which speed-up capacitors C1 and C2 are provided in parallel with 2, as shown by broken lines in FIG. 3, to improve the operating margin and the strength against alpha rays.

また、そのようなコンデンサとして、ショットキ・バリ
ア・ダイオードの持つ容量を積極的に利用し、ショット
キ・バリア・ダイオードの面積を大きくすることにより
、これと並列に大きな容量が接続されるようにすること
が考えられる。
In addition, as such a capacitor, the capacitance of a Schottky barrier diode can be actively used, and by increasing the area of the Schottky barrier diode, a large capacitance can be connected in parallel with it. is possible.

しかしながら、ショットキ・バリア・ダイオードの持つ
容量をスピードアップ・コンデンサとして利用した場合
、容量値を大きくして動作マージンや耐α線強度を向上
させるには、ショットキ・バリア・ダイオードの面積を
大きくしなければならず。しかしその反面こ九によって
メモリセルの占有面積が大きくなって高集積化が図れな
くなるとともに、所望のVf値すなわち順方向電圧特性
が得られなくなるという不都合がある。
However, when using the capacitance of a Schottky barrier diode as a speed-up capacitor, the area of the Schottky barrier diode must be increased in order to increase the capacitance value and improve the operating margin and alpha radiation resistance. Not necessarily. On the other hand, however, this disadvantageously increases the area occupied by the memory cell, making it difficult to achieve high integration, and making it impossible to obtain a desired Vf value, that is, forward voltage characteristics.

[発明の目的コ この発明の目的は、スピードアップ・コンデンサを有す
るフリッププロップ型メモリセルからなる半導体メモリ
の集積度を向上させることにある。
OBJECTS OF THE INVENTION An object of the invention is to improve the degree of integration of semiconductor memories consisting of flip-flop memory cells with speed-up capacitors.

この発明の他の目的は、スピードアップ・コンデンサを
有するフリッププロップ型メモリセルからなる半導体メ
モリにおいて、セル面積を増大させることなく、動作マ
ージンおよび耐α線強度を向上させ得るようなメモリセ
ル構造を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a memory cell structure that can improve the operating margin and resistance to alpha rays without increasing the cell area in a semiconductor memory consisting of a flip-flop type memory cell having a speed-up capacitor. It is about providing.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要コ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

すなわち、フリップフロップ型メモリセルからなる半導
体メモリにおいて、半導体基板の主面に溝を掘り、この
溝の内面に絶縁膜を形成してから導電体で埋めたものを
、スピードアップ・コンデンサとして使用することによ
り、/JXさな面積で大きな容量を実現できるようにし
、かつショットキ・バリア・ダイオードの順方向電圧特
性も最適化できるようにして、半導体メモリの集積度を
向上させるとともに、メモリセルの動作マージンおよび
耐α線強度を向上させるという上記目的を達成するもの
である。
In other words, in a semiconductor memory consisting of a flip-flop type memory cell, a groove is dug in the main surface of the semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the groove, and then the groove is filled with a conductor and used as a speed-up capacitor. This makes it possible to achieve large capacity in a small area and to optimize the forward voltage characteristics of the Schottky barrier diode, improving the degree of integration of semiconductor memory and improving memory cell operation. This achieves the above-mentioned objective of improving margin and alpha ray resistance.

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below using the drawings.

[実施例1] 第1図は、本発明をスタティック型バイポーラメモリに
おけるフリップフロップ構成のメモリセルに適用した場
合の第1実施例を示す。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a memory cell having a flip-flop configuration in a static bipolar memory.

この実施例のメモリセルは、第3図に示されているフリ
ップフロップ型メモリセルにおいて、破線で示されたコ
ンデンサC1t C2を独立の素子として形成した構成
にされる。第1図には、このうち鎖線Aで囲まれた素子
、すなわちマルチエミッタ・トランジスタQ1とそのコ
レクタに接続されたショットキ・バリア・ダイオードD
1とスピードアップ・コンデンサC1およびペースに接
続された反対側のトランジスタの負荷抵抗R2が示され
ている。
The memory cell of this embodiment has a configuration in which the capacitors C1t-C2 shown by broken lines are formed as independent elements in the flip-flop type memory cell shown in FIG. In FIG. 1, the elements surrounded by a dashed line A, namely a multi-emitter transistor Q1 and a Schottky barrier diode D connected to its collector, are shown.
1 and the speed-up capacitor C1 and the opposite transistor load resistor R2 connected to the pace.

この実施例では、P型シリコン半導体基板1上に選択的
に形成されたN+埋込M2およびこのN+埋込層2上に
気相成長されてなるN〜型エピタキシャル層3を貫通す
るようにU溝4a、4bが形成されている。
In this embodiment, U is formed so as to penetrate through an N+ buried layer M2 selectively formed on a P type silicon semiconductor substrate 1 and an N~ type epitaxial layer 3 formed by vapor phase growth on this N+ buried layer 2. Grooves 4a and 4b are formed.

そして、このU溝4a、4bの内側に熱酸化等により酸
化シリコン膜のような比較的薄い絶縁膜5が形成され、
この絶縁膜5の内側に不純物が導入されたポリシリコン
のような導電体6が充填されている。この導電体6と半
導体基板との間の容量を、コンデンサC1として積極的
に使用するものである。
Then, a relatively thin insulating film 5 such as a silicon oxide film is formed inside these U grooves 4a and 4b by thermal oxidation or the like.
The inside of this insulating film 5 is filled with a conductor 6 such as polysilicon into which impurities are introduced. The capacitance between the conductor 6 and the semiconductor substrate is actively used as a capacitor C1.

ショットキ・バリア・ダイオードD1は、上記コンデン
サC1に隣接したN−型エピタキシャル層3の一部に、
選択的にリンのようなN型不純物を導入することによっ
て形成されたN型半導体領域7、その表面に蒸着形成さ
れた白金シリサイド(PtSi)もしくはパラジウム・
シリサイド(Pdst)のような低抵抗の導電体層8お
よびこの上に形成されたチタン・タングステン(T i
 w)のような高融点金属からなるバリア電極9とから
構成されている。
A Schottky barrier diode D1 is provided in a part of the N-type epitaxial layer 3 adjacent to the capacitor C1.
N-type semiconductor region 7 is formed by selectively introducing an N-type impurity such as phosphorus, and platinum silicide (PtSi) or palladium/
A low resistance conductor layer 8 such as silicide (Pdst) and titanium/tungsten (Ti
The barrier electrode 9 is made of a high melting point metal such as w).

特に制限されないが、上記バリア電極9は、ショットキ
・バリア・ダイオードD1を構成する半導体領域7の上
方から、前記コンデンサC1を構成するU溝4a、4b
の上方にかけて一体に形成され、U溝4a、4b内の導
電体6と接触されている。そして、このバリア電極9の
上には、ワード線Wとしてのアルミニウム層10aが連
続的に形成されている。
Although not particularly limited, the barrier electrode 9 extends from above the semiconductor region 7 forming the Schottky barrier diode D1 into the U grooves 4a and 4b forming the capacitor C1.
It is integrally formed above the U grooves 4a and 4b, and is in contact with the conductor 6 in the U grooves 4a and 4b. Further, on this barrier electrode 9, an aluminum layer 10a serving as a word line W is continuously formed.

上記N型半導体領域7に隣接して、N−型エピタキシャ
ル層3の主面には、P型不純物を導入することによって
比較的抵抗値の大きなP型半導体領域11が形成され、
このP型半導体領域11の一端には、その表面の絶縁膜
12に形成されたコンタクトホール13aを介して、上
記ワード線たるアルミニウム層10aの一端が接合され
ている。
Adjacent to the N-type semiconductor region 7, a P-type semiconductor region 11 having a relatively large resistance value is formed on the main surface of the N-type epitaxial layer 3 by introducing P-type impurities.
One end of the aluminum layer 10a, which is the word line, is bonded to one end of the P-type semiconductor region 11 via a contact hole 13a formed in the insulating film 12 on the surface thereof.

また、P型半導体領域11の他端は、マルチエミッタ・
トランジスタQ1のベース領域となるP型半導体領域1
4に接合されている。
Further, the other end of the P-type semiconductor region 11 is a multi-emitter
P-type semiconductor region 1 serving as a base region of transistor Q1
It is joined to 4.

これによって、上記P型半導体領域11は、第3図にお
けるワード線WとトランジスタQ1のベースとの間に接
続される負荷抵抗R2として作用される。
Thereby, the P-type semiconductor region 11 acts as a load resistor R2 connected between the word line W and the base of the transistor Q1 in FIG.

上記P型半導体領域14の上には、N型不純物を導入す
ることによって、エミッタ領域となるN型半導体領域1
5aと15bが形成され、その表面には、コンタクトホ
ール13b、13cを介してアルミニウム層からなるエ
ミッタ電極10b。
By introducing an N-type impurity onto the P-type semiconductor region 14, an N-type semiconductor region 1 which becomes an emitter region is formed.
5a and 15b are formed, and an emitter electrode 10b made of an aluminum layer is formed on the surface thereof through contact holes 13b and 13c.

10cが接合されている。また、このN型半導体領域1
5a、15b間のP型半導体領域14表面には、コンタ
クトホール13dを介してベース電極10dが接合され
ている。
10c is joined. Moreover, this N-type semiconductor region 1
A base electrode 10d is connected to the surface of the P-type semiconductor region 14 between 5a and 15b via a contact hole 13d.

さらに、上記P型半導体領域14に隣接して。Furthermore, adjacent to the P-type semiconductor region 14.

その外側(図では右側)には、N+埋込層2に達するよ
うなコレクタ引上げ口としてのN型半導体領域16が形
成されている。このコレクタ引上げ口(16)の外側か
ら前記コンデンサC1を構成するU溝4a、4bの外側
にかけて、これらの素子を包囲するように、上記N+埋
込層2を貫通するU溝分離領域20が形成されている。
On the outside (on the right side in the figure), an N-type semiconductor region 16 is formed that reaches the N+ buried layer 2 and serves as a collector pull-up port. A U-groove isolation region 20 penetrating the N+ buried layer 2 is formed from the outside of the collector pull-up port (16) to the outside of the U-grooves 4a and 4b constituting the capacitor C1 so as to surround these elements. has been done.

このU溝分離領域20によって分離されたN十埋込層2
と、上記P型半導体領域14および一対のN型半導体領
域15a、15bとによって、マルチエミッタ・トラン
ジスタQ1が構成される。
N0 buried layer 2 separated by this U-groove isolation region 20
A multi-emitter transistor Q1 is constituted by the P-type semiconductor region 14 and the pair of N-type semiconductor regions 15a and 15b.

しかも、U溝分離領域20で分離されたトランジスタQ
1のコレクタ領域としてのN+埋込層2上のエピタキシ
ャル層3内に、ショットキ・バリア・ダイオードD1を
構成するN型半導体領域7が形成されることにより、シ
ョットキ・バリア・ダイオードD、のカソード端子がN
+埋込層2を介じてトランジスタQ1のコレクタに接続
さ、れるようになっている。
Moreover, the transistor Q separated by the U-groove isolation region 20
By forming the N-type semiconductor region 7 constituting the Schottky barrier diode D1 in the epitaxial layer 3 on the N+ buried layer 2 serving as the collector region of the Schottky barrier diode D, the cathode terminal of the Schottky barrier diode D is formed. is N
+ is connected to the collector of the transistor Q1 via the buried layer 2.

なお、上記U溝分離領域20は、前記コンデンサC1と
同じような構造、すなわちエピタキシャル層3およびN
+埋込層2を貫通して半導体基板1に達するようなU溝
を掘って、その内側に絶縁膜21を形成してからポリシ
リコンのような半導体22を充填することによって形成
される。
Note that the U-groove isolation region 20 has the same structure as the capacitor C1, that is, the epitaxial layer 3 and the N
+It is formed by digging a U-groove that penetrates the buried layer 2 and reaching the semiconductor substrate 1, forming an insulating film 21 inside it, and then filling it with a semiconductor 22 such as polysilicon.

この場合、分離領域20のU溝は、コンデンサC1のU
溝4a、4bと同時に形成することができる。同様にし
て、分離領域20とコンデンサC1の各々V溝の内側の
絶縁膜5と21を同時に形成したり、その内側に充填さ
れるポリシリコンロと22も同時にデポジションさせる
ようにすることもできる。
In this case, the U groove of the isolation region 20 is the U groove of the capacitor C1.
The grooves 4a and 4b can be formed simultaneously. Similarly, the insulating films 5 and 21 inside the V-groove of the isolation region 20 and the capacitor C1 can be formed at the same time, and the polysilicon films 5 and 22 to be filled inside them can also be deposited at the same time. .

ただし、構造的には、コンデンサC1の部分の絶縁膜5
が薄い方が容量を大きくすることができ。
However, structurally, the insulating film 5 of the capacitor C1 portion
The thinner the material, the larger the capacity.

またU溝分離領域20は寄生容量を持たないようにする
のがよいので1分離領域20内の絶縁膜21は厚い方が
よい。従って、絶縁膜5と21は、別々に形成した方が
よい。また、同様の理由から、コンデンサC1の部分の
U溝4a、4b内には、不純物を含む導電体としてのポ
リシリコンを、そして1分離領域20のU溝内には、不
純物を含まない誘電体としてのポリシリコンを充填する
のがよい。上記U溝分離領域20は、公知のアイソプレ
ー−す技術による比較的厚いフィールド酸化膜に置き換
えることも可能である。
Further, since it is preferable that the U-groove isolation region 20 has no parasitic capacitance, the insulating film 21 within the one isolation region 20 is preferably thicker. Therefore, it is better to form the insulating films 5 and 21 separately. Also, for the same reason, polysilicon as a conductor containing impurities is placed in the U grooves 4a and 4b of the capacitor C1, and dielectric containing no impurities is placed in the U groove of the one isolation region 20. It is preferable to fill it with polysilicon. The U-trench isolation region 20 may be replaced with a relatively thick field oxide film using known iso-placing techniques.

上記実施例のようなメモリセル構造によると、コンデン
サC1となるU溝4a、4bの幅および相互間隔は、現
在の加工技術でそれぞれ1μm程度にしてやることがで
きる。
According to the memory cell structure of the above embodiment, the width and mutual spacing of the U-grooves 4a and 4b, which form the capacitor C1, can each be reduced to approximately 1 μm using current processing technology.

そのため、良好な動作マージンや耐α線強度を得るのに
、ショットキ・バリア・ダイオードDITD2の面積を
大きくしていた従来の方式(第3図)に比べて、本実施
例では、より小さな占有面積のU溝からなるコンデンサ
で同じ大きさの容量を実現できる。その結果、本来のシ
ョットキ・バリアダイオードD 1 r D 2は、従
来のものに比べ10分の1以下の大きさにすることがで
きる。これによって、メモリセル全体の占有面積は、お
よそ20〜30%低減されるようになる。
Therefore, compared to the conventional method (Fig. 3) in which the area of the Schottky barrier diode DITD2 was increased in order to obtain good operating margins and alpha-ray resistance, this embodiment has a smaller occupied area. Capacitance of the same size can be achieved with a capacitor consisting of a U-groove. As a result, the original Schottky barrier diode D 1 r D 2 can be made one-tenth or less smaller than the conventional one. As a result, the area occupied by the entire memory cell can be reduced by approximately 20 to 30%.

また、本実施例によると、コンデンサC1の容量の大き
さを決定するU溝形成領域の大きさと、ショットキ・バ
リア・ダイオードD1の大きさは別々に設計できるので
、動作マージンを向上させるためのショットキ・バリア
・ダイオードのVf特性と耐α線強度向上のためのコン
デンサの容量値を独立に最適化することができる。その
ため、高速バイポーラメモリのフリップフロップ型メモ
リセルの動作マージンおよび耐α線強度を同時に向上さ
せることができる。
Furthermore, according to this embodiment, the size of the U-groove forming region, which determines the capacitance of the capacitor C1, and the size of the Schottky barrier diode D1 can be designed separately. - The Vf characteristics of the barrier diode and the capacitance value of the capacitor for improving α-ray resistance can be independently optimized. Therefore, it is possible to simultaneously improve the operating margin and the resistance to alpha rays of the flip-flop type memory cell of the high-speed bipolar memory.

[実施例2] 上記実施例では、U溝分離領域20のU溝と、コンデン
サC1の部分のU溝4a、4bを同時に形成しているた
め、U溝4a、4bはN+埋込層2を貫通して基板1に
まで達してしまう。そのため、U溝4a、4b内のポリ
シリコン(6)と基板1との間の容量Csがワード線た
るアルミニウム層10aに接続されることになる。これ
によって、ワード線の負荷が重くなるという不都合があ
る。
[Example 2] In the above example, since the U groove of the U groove isolation region 20 and the U grooves 4a and 4b of the capacitor C1 are formed at the same time, the U grooves 4a and 4b are formed with the N+ buried layer 2. It penetrates and reaches the substrate 1. Therefore, the capacitance Cs between the polysilicon (6) in the U grooves 4a, 4b and the substrate 1 is connected to the aluminum layer 10a which is a word line. This disadvantageously increases the load on the word line.

しかも、従来U溝分離法が適用された半導体装置では、
U溝を掘った後でP型不純物のイオン打ち込みを行なっ
て、U溝分離領域20の下部に第2図に示すようにP+
型のチャンネルストッパ層23を形成することが行なわ
れる。そのため、そのようなプロセスをそのまま本発明
に適用すると、コンデンサC1となる部分のU溝4a、
4bの下部にもP+型拡散層が形成されて、基板1との
間の容量が第1図の、構造のものよりも大きくなり、ワ
ード線の負荷が更に重くなってしまう。
Moreover, in semiconductor devices to which the conventional U-groove separation method has been applied,
After digging the U-groove, P-type impurity ions are implanted to form a P+ layer in the lower part of the U-groove isolation region 20 as shown in FIG.
Forming a channel stopper layer 23 of the mold is then performed. Therefore, if such a process is directly applied to the present invention, the U-groove 4a of the portion that becomes the capacitor C1,
A P+ type diffusion layer is also formed in the lower part of 4b, and the capacitance with the substrate 1 becomes larger than that of the structure shown in FIG. 1, and the load on the word line becomes even heavier.

そこで、第2の実施例では、U溝4a、4bの下部に、
そのすぐ上のN+埋込層2と結合されるようなN+型半
導体領域17を形成しである。
Therefore, in the second embodiment, at the bottom of the U grooves 4a and 4b,
An N+ type semiconductor region 17 is formed to be coupled to the N+ buried layer 2 immediately above it.

そのため、第1図の実施例では、U溝4a、4b内のポ
リシリコン(6)とN−型エピタキシャル層3およびN
+埋込層2との間の容量のみが有効な容量として、ワー
ド線とトランジスタQ1のコレクタとの間に接続されて
いたものが、この実施例では、上記容量に加えてポリシ
リコン(6)とN+型半導体領域17との間の容量も有
効に接続されてコンデンサC1の容量が増大される。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the polysilicon (6) in the U grooves 4a, 4b and the N-
In this embodiment, in addition to the above capacitance, polysilicon (6) is connected between the word line and the collector of transistor Q1, with the only effective capacitance being the capacitance between The capacitance between the capacitor C1 and the N+ type semiconductor region 17 is also effectively connected, increasing the capacitance of the capacitor C1.

しかも、この実施例によると、第1図の実施例では、ポ
リシリコンロと基板lとの間に存在していた容量Csが
なくなる。そのため、ワード線の負荷が軽くなり、ワー
ド線の選択レベルへの立上がりが速くなるという利点も
ある。
Moreover, according to this embodiment, the capacitance Cs that existed between the polysilicon layer and the substrate l in the embodiment of FIG. 1 is eliminated. Therefore, there is an advantage that the load on the word line is reduced and the rise of the word line to the selection level becomes faster.

なお、上記N+型半導体領域17は、U溝4a。Note that the N+ type semiconductor region 17 is a U groove 4a.

4bを形成した後、チャンネルストッパ層23形成のた
めのイオン打込みの前あるいは後に、U溝4a、4bの
底部にN型不純物をイオン打込みもしくは熱拡散によっ
て注入して形成してやることができる。
4b and before or after the ion implantation for forming the channel stopper layer 23, N-type impurities can be implanted into the bottoms of the U grooves 4a and 4b by ion implantation or thermal diffusion.

上記実施例では、コンデンサC1となる部分のU溝を2
条に形成したものを示したが、U溝を3条あるいは4条
以上形成することもできる。また、ショットキ・バリア
・ダイオードD1+D2やマルチエミッタ・トランジス
タQ1.Q2および負荷抵抗R□、R2の構造は、上記
実施例に限定されるものではない。
In the above embodiment, the U groove in the part that becomes the capacitor C1 is 2
Although the U-groove formed in strips is shown, it is also possible to form three or four or more U-grooves. In addition, Schottky barrier diodes D1+D2 and multi-emitter transistors Q1. The structures of Q2 and load resistors R□ and R2 are not limited to the above embodiments.

例えば、負荷抵抗R1、R2は、拡散抵抗でなくポリシ
リコン抵抗であってもよい。また、トランジスタQ1.
Q2は、ベース(14)とコレクタ引上げ口(16)と
の間にN−型エピタキシャルN3のみを貫通する比較的
浅いU溝分離領域もしくは酸化膜分離領域が形成された
構造であってもよい。
For example, the load resistors R1 and R2 may be polysilicon resistors instead of diffused resistors. Also, the transistor Q1.
Q2 may have a structure in which a relatively shallow U-groove isolation region or oxide film isolation region is formed between the base (14) and the collector pull-up port (16), penetrating only the N-type epitaxial layer N3.

その場合、コンデンサC1を構成するためのU溝4a、
4bは、その浅いU溝分離領域のU溝と同じ深さに形成
するようにしてもよい。
In that case, a U groove 4a for configuring the capacitor C1,
4b may be formed at the same depth as the U-groove of the shallow U-groove isolation region.

[効果コ (1)フリップフロップ型メモリセルからなる半導体メ
モリにおいて、半導体基板の主面に溝を掘り、この溝の
内側に絶縁膜を形成してから導電体で埋めたものを、ス
ピードアップ・コンデンサとして使用するようにしたの
で、小さな面積で大きな容量が得られるという作用によ
り、メモリセルの占有面積が減少され、半導体メモリの
集積度が向上されるという効果がある。
[Effects (1) In semiconductor memory consisting of flip-flop memory cells, a trench is dug in the main surface of the semiconductor substrate, an insulating film is formed inside the trench, and then a conductor is filled in to speed up the process. Since it is used as a capacitor, a large capacity can be obtained in a small area, which has the effect of reducing the area occupied by the memory cell and improving the degree of integration of the semiconductor memory.

(2)フリップフロップ型メモリセルからなる半導体メ
モリにおいて、半導体基板の主面に溝を掘り、この溝の
内側に絶縁膜を形成してから導電体で埋めたものを、ス
ピードアップ・コンデンサとして使用するようにしたの
で、スピードアップ・コンデンサとショットキ・バリア
・ダイオードの順方向電圧特性を独立に最適化できると
いう作用により、メモリセルの動作マージンおよび耐α
線強度を同時に向上させることができるという効果があ
る6 以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、フリップフロッ
プ型メモリセルの構成は、前記実施例のものに限定され
るものでなく、ショットキ・バリア・ダイオードが省略
された形のもの、あるいはショットキ・バリア・ダイオ
ードと直列に抵抗素子が積極的に接続された構成であっ
てもよい。
(2) In a semiconductor memory consisting of flip-flop memory cells, a groove is dug in the main surface of the semiconductor substrate, an insulating film is formed inside the groove, and then a conductor is filled, which is used as a speed-up capacitor. As a result, the forward voltage characteristics of the speed-up capacitor and Schottky barrier diode can be independently optimized, which improves the operating margin and α resistance of the memory cell.
It has the effect of simultaneously improving the line strength.6 Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples above, the present invention is not limited to the above Examples, and the gist thereof is as follows. It goes without saying that various changes can be made without departing from the above. For example, the configuration of a flip-flop memory cell is not limited to that of the above embodiment, and may be one in which the Schottky barrier diode is omitted, or a resistor element is actively connected in series with the Schottky barrier diode. It may also be a configuration in which they are connected.

また、U溝分離領域およびスピードアップ・コンデンサ
の構造およびそのプロセスは、上記実施例に限定される
ものでなく1種々の変形例が容易に考えられる。
Further, the structure of the U-groove isolation region and the speed-up capacitor and the process thereof are not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be easily considered.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明をバイポーラメモリにおけるフリップ
フロップ型メモリセルに適用した場合のセルの要部の断
面構造の一実施例を示す断面図、第2図は、本発明の第
2の実施例を示す断面図、第3図は、従来のバイポーラ
メモリにおけるメモリセルの構成例を示す回路図である
。 Ql、Q:z・・・・マルチエミッタ・トランジスタ、
R1、R2・・・・負荷抵抗、D 1 y D 2・・
・・ショットキ・バリア・ダイオード、C1,C2・・
・・スピードアップ・コンデンサ、W・・・・ワード線
。 IST・・・・電流スタンバイ線、DL、DL・・・・
ディジット線、1・・・・半導体基板、2・・・・N+
埋込層3・・・・N−型エピタキシャル層、4a。 4b・・・・U溝、5・・・・絶縁膜、6・・・・導電
体(不純物を含むポリシリコン)、7・・・・N型半導
体領域、9・・・・バリア電極、10a・・・・アルミ
ニウム層(ワード線)、11・・・・P型半導体領域(
負荷抵抗)−,12・・・・絶縁膜、14・・・・P型
半導体領域(ベース領域)−15a、15b・・・・N
型半導体領域(エミッタ領域)、16・・・・N型半導
体領域(コレクタ引上げ口)、17・・・・N中型半導
体領域、20・・・・U溝分離領域、21・・・・絶縁
膜、22・・・・誘電体もしくは導電体(ポリシリコン
)、23・・・・チャンネルストッパ層。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional structure of the main part of a cell when the present invention is applied to a flip-flop type memory cell in a bipolar memory, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a memory cell in a conventional bipolar memory. Ql, Q:z...multi-emitter transistor,
R1, R2... Load resistance, D 1 y D 2...
...Schottky barrier diode, C1, C2...
...Speed-up capacitor, W...Word line. IST...Current standby line, DL, DL...
Digit line, 1...Semiconductor substrate, 2...N+
Buried layer 3...N-type epitaxial layer, 4a. 4b... U groove, 5... Insulating film, 6... Conductor (polysilicon containing impurities), 7... N-type semiconductor region, 9... Barrier electrode, 10a ...Aluminum layer (word line), 11...P-type semiconductor region (
load resistance) -, 12...insulating film, 14...P-type semiconductor region (base region) -15a, 15b...N
type semiconductor region (emitter region), 16... N type semiconductor region (collector pull-up port), 17... N medium semiconductor region, 20... U groove isolation region, 21... Insulating film , 22... Dielectric or conductor (polysilicon), 23... Channel stopper layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、負荷抵抗素子と並列にコンデンサが接続されてなる
フリップフロップ構成のメモリセルからなるメモリアレ
イを備えた半導体記憶装置において、上記コンデンサが
、半導体基板の主面に形成された溝の内側に絶縁膜が形
成され、この絶縁膜の内側に導電体が充填された構造に
されていることを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記溝が半導体基板主面に形成されたエピタキシャ
ル層およびその下の埋込層を貫通して半導体基板に達す
るように形成されているものにおいて、上記溝の下方に
は半導体基板と異なる導電型の半導体層が形成され、こ
の半導体層に上記溝の底部が包囲されるようにされてな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
記憶装置。 3、半導体基板の主面に形成された半導体素子間が、半
導体基板の主面に溝を掘って半導体で埋めてなる溝掘り
分離領域で分離されるようにされた半導体記憶装置にお
いて、フリップフロップ型のメモリセル内の上記コンデ
ンサが、半導体基板の主面に形成された溝の内側に絶縁
膜が形成され、この絶縁膜の内側に導電体が充填された
構造にされていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項もしくは第2項記載の半導体記憶装置。
[Claims] 1. A semiconductor memory device including a memory array consisting of memory cells having a flip-flop configuration in which a capacitor is connected in parallel with a load resistance element, wherein the capacitor is formed on the main surface of a semiconductor substrate. 1. A semiconductor memory device characterized in that an insulating film is formed inside a groove, and a conductor is filled inside the insulating film. 2. In the case where the groove is formed so as to penetrate the epitaxial layer formed on the main surface of the semiconductor substrate and the buried layer thereunder to reach the semiconductor substrate, there is a conductive layer below the groove that is different from the semiconductor substrate. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a semiconductor layer of a type is formed so that the bottom of the groove is surrounded by the semiconductor layer. 3. In a semiconductor memory device in which semiconductor elements formed on the main surface of a semiconductor substrate are separated by a trench isolation region formed by digging a trench in the main surface of the semiconductor substrate and filling it with semiconductor, a flip-flop The capacitor in the type memory cell has a structure in which an insulating film is formed inside a groove formed on the main surface of a semiconductor substrate, and a conductor is filled inside the insulating film. Claim 1
3. The semiconductor memory device according to item 1 or 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61203662A (en) * 1985-03-06 1986-09-09 Nec Corp Semiconductor integrated circuit

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