JPS62114263A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

Info

Publication number
JPS62114263A
JPS62114263A JP60255292A JP25529285A JPS62114263A JP S62114263 A JPS62114263 A JP S62114263A JP 60255292 A JP60255292 A JP 60255292A JP 25529285 A JP25529285 A JP 25529285A JP S62114263 A JPS62114263 A JP S62114263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
region
semiconductor
substrate
groove
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.)
Granted
Application number
JP60255292A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0685425B2 (ja
Inventor
Masamizu Konaka
小中 雅水
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60255292A priority Critical patent/JPH0685425B2/ja
Publication of JPS62114263A publication Critical patent/JPS62114263A/ja
Publication of JPH0685425B2 publication Critical patent/JPH0685425B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、−個のMOSトランジスタと一個のキャパシ
タによりメモリセルを構成する半導体記憶装置に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
−個のMOS トランジスタと一個のキャパシタにより
メモリセルを構成するダイナミック型半導体記憶装置(
dRAM)が近年、ますます高集積化されている。dR
AMは、高集積化に伴ってメモリセル面積が減少し、キ
ャパシタ面積も減少して、情報電荷蓄積層が非常に小さ
いものとなっている。この結果、メモリセルの記憶情報
が誤読されたり、α線等により半導体基板内に発生する
電荷で情報内容が消失する、といった問題が現われてい
る。
この様な問題を解決する方法として、メモリセル占有面
積を増大することなくキャパシタ面積を実質的に増大す
る構造がいくつか提案されている。
一つは、半導体基板のキャパシタ形成領域内に細溝を堀
り、その溝の1lIIWを利用してキャパシタ面積増大
を図るものである。これにより、キャパシタ容量を溝を
掘らない場合の2〜3倍に増加することができる。しか
しこの構造では、dRAMを更に高集積化する場合、隣
接するメモリセルのキャパシタ間でバンチスルー等によ
り電荷の漏れが生じるという問題が生じる。この対策と
しては、隣接するメモリセル間の距離を大きくすればよ
いが、これはメモリセルの高集積化、高密度化を妨げる
。またキャパシタ溝を浅くすることも考えられるが、溝
側壁からは空乏層が伸び易いために充分に浅くしなけれ
ば効果がなく、これではキャパシタ容量の増大が図れな
い 他の方法として、素子分離領域の溝を利用してキャパシ
タ面積の増大を図る構造が、本出願人により先に提案さ
れている。その構造を第5図により説明する。p型Si
基板21の素子分離領域に溝22が形成され、この溝2
2で囲まれた島状半導体領域の側壁にキャパシタ絶縁膜
23を介してキャパシタ電極24を対向させてMOSキ
ャパシタ、が形成されている。より詳しく言えば、キャ
パシタ電極24は、島状半導体領域の端部の3つの側壁
と上面の一部に対向させている。キャパシタ電極24が
対向する島状半導体領域表面には容量を増大させるため
にn型層25が形成されている。
溝22の底部には、素子分離用の厚い絶縁膜26が埋め
込まれ、その下の基板には反転防止用のp+型@27が
形成されている。島状半導体領域の中はどに、ゲート絶
縁l1I28を介してゲート電極29が形成され、ソー
ス、ドレインとなるn+型層30.31が形成されて、
MOSトランジスタが構成されている。
この構造では、素子分離fIi域の溝を有効利用して大
きいキャパシタ面積を実現することができる。
しかしこの構造でdRAMを高集積化する場合、技術的
に可能な最小の幅で溝を形成することになるが、これで
は溝の深さに限界が生じ、また狭く且つ深く形成された
溝底部に素子分離用絶縁膜を埋込むことも難しい。従っ
である値以上のキャパシタ容量を得るためには溝の幅を
ある程度以上広くしなければならない。
〔発明の目的〕
本発明は上記した点に鑑みなされたもので、より小さい
占有面積でより大きいキャパシタ容量を実現し、信頼性
を低下させることなく高集積化を図った半導体記憶装置
を提供することを目的とする。
〔発明の概要) 本発明にかかる半導体記憶装置は、第5図の構造を基本
とし、その島状半導体領域のキャパシタ電極が対向する
側壁を階段状にしたことを特徴とする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、キャパシタを構成する島状半導体領域
の側壁を階段状に形成することにより、大きい占有面積
を要することなく大きいキャパシタ面積を実現すること
ができる。また、階段状をなして次第に深く且つ狭くな
る素子分離溝の最深部に厚い分離用絶縁膜を設けること
により、隣接するメモリセルのキャパシタ間の分離は確
実に行なわれる。従って本発明によれば、信頼性が高く
且つ高集積化したdRAMが得られる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
第1図(a)〜(d)は一実施例のd RA Mを示す
。(a)は平面図であり、(b)、(C)および(d)
はそれぞれ(a)のA−A′。
B−8−およびC−C′断面図である。これを製造工程
に従って説明すると、p型S+基板1の素子分離領域に
RIEにより溝を堀り、階段状の側壁2を有する長方形
パターンの複数の島状半導体領域を形成する。階段状溝
掘りの具体的な工程例は後述する。素子分離溝には、反
転防止のためのp+型層4を形成し、素子分離用絶縁膜
3を埋込む。p+型層4は、キャパシタa[以外の全て
のn出している階段状溝部に(第1図(C))、またキ
ャパシタ領域には清の最深部にのみ(第1図(d))形
成される。また素子分離用絶縁I’ll 3としては、
MoSトランジスタのゲート電極が走る部分には溝が完
全に平坦になるように厚い絶縁膜31が埋め込まれ(第
1図(C))、キャパシタが形成される部分では階段状
側壁2を露出させるよう最深部にのみ選択的に絶縁膜3
2が埋め込まれる(第1図(b)(d))。これは、一
旦素子分離溝に完全に絶縁膜を埋込み、その後キャパシ
タ領域の絶縁膜を一部エッチングして最深部にのみ所定
厚みの絶縁膜32を残すようにすればよい。
そしてキャパシタ領域となる各島状半導体1域の端部の
3つの側壁と上面に例えば固相拡散を利用してn型11
5を形成し、その表面に熱酸化によりキャパシタ絶縁膜
5を形成して、第1層多結晶シリコン膜の堆積、パター
ニングによりキャパシタ電極7を形成する。この後、M
oSトランジスタを形成する。即ち、熱酸化によりゲー
ト絶縁118を形成し、この上に第2!多結晶シリコン
膜の堆積、パターニングによりゲート電極9を形成し、
ASのイオン注入によりソース、ドレインとなるn1型
110.11を形成する。この後は図では省略したが、
通常の工程に従い全面をCVDII化膜で覆い、コンタ
クト孔を開けてAR配線を形成してdRAMが完成する
。ゲート電極9は一方向のメモリセルに共通に配設され
てこれがワード線となり、またワード線と直交する方向
のメモリセルについてドレインがA2配線により共通接
続されて、これがビット線となる。
第2図(a)〜(f)は、階段状側壁をもつ素子分離溝
の形成工程例を、第1図(b)の断面について示す。先
ず<aンに示すように、基板1に素子領域を覆う第1の
フォトレジスト・マスク121を形成し、RIEにより
基板表面をエツチングして浅い溝を形成する。この溝に
は、次のPEP工程を容易にするために(b)に示すよ
うに、CVDによる酸化l11131を埋め込んで平坦
化する。そして(C)に示すように、第1のマスク12
xより優かに周辺を拡張した第2のフォトレジストマス
ク122を形成し、再度RIEを行って先に形成した溝
より深い溝を形成する。この溝は再び(d)に示すよう
にCVDによる酸化膜132を埋め込んで平坦化する。
そして(e)に示すように、第2のマスク122より更
に周辺を拡張した第3のフォトレジスト・マスク123
を形成し、再度R1,Eを行って2回目の溝より深い溝
を形成する。こうして既に埋め込んだ酸化膜131.1
32を除去すると、(f)に示すように階段状側壁2を
もつ素子分離溝が形成される。
なお、反転防止用p+型層4は、第2図(a)(C)お
よび(f)の段階でキャパシタ領域およびトランジスタ
領域以外には例えば斜めイオン注入を用いて形成される
。イオン注入の代わりに固相拡散を利用することもでき
る。そして第2図(f)のように素子分離溝が形成され
た後、溝をCvD絶縁絶縁率坦に埋め込み、キャパシタ
電極形成領域についてこの絶縁膜を選択エツチングして
溝の最深部に所定厚みの絶縁膜を残すようにする。
この実施例によれば、島状半導体fRj4の端部の3つ
の階段状側壁と上面の一部を利用してMOSキャパシタ
が形成されるから、垂直壁のみを利用する従来の構造に
比べて小さい占有面積で大きいキャパシタ容量を実現す
ることができる。また隣接するメモリセルのキャパシタ
間の分離は、溝の最深部に埋め込まれた絶縁膜32とそ
の下のp+型M4により確実に行なわれ、キャパシタ領
域に素子弁+m領域の基板界面より深い溝を形成する構
造に比べてバンチスルーなどが生じ難くなっている。従
って信頼性の高い、高集積化d RA M 、?l<得
られる。
第3図は本発明の他の実施例のdRAMを第1図(1)
)の断面に対応させて示したものである。
この実施例では、キャパシタ電極7にMoSトランジス
タのゲート電極9を一部重ねるようにして、ソース領域
のn+型層を省略している。それ以外は先の実施例と同
様である。この実施例によっても先の実施例と同様の効
果が得られる他、電極を重ねることでビット当りの占有
面積がより小さくなり、dRAMの一層の高密度化が図
られるという効果が得られる。
第4図は更に他の実施例のdRAMを第1図(b)の断
面に対応させて示したものである。この実施例では基板
1を高濃度のp+型S1基板11とこれと同じ導電型の
低濃度p型層12との積層構造としている。そして素子
分離溝の最深部がp1型基板11に達するように形成さ
れている。
この実施例の場合は、溝底部に反転防止用のp+型層を
形成する工程が不要となる。
本発明は上記した実施例に限られるものではない。例え
ば、キャパシタ領域に形成されるnR:!層5は、若干
キャパシタ容量が小さくなるが、省略することが可能で
ある。また各部の導電型を実施例と逆にすることも可能
である。更に実施例では素子分III溝を形成する工程
例として浅い溝部分から順次深い溝を形成していく例を
挙げたが、これと逆に先ず小さい窓のマスクを用いてR
IEを行い、順次マスクの窓を大きくして複数回のRI
Eを行うことにより、実施例と同様に階段状側壁を形成
することができる。この場合には、各RIE工程の後に
溝を平坦化する工程が不要となる。その池水発明は、そ
の趣旨を透設しない範囲で更に種々変形して実施するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例のdRAMを
示す図、第2図(a)〜<f)はその素子分離溝の形成
工程を示す図、第3図および第4図は他の実施例のdR
AMを示す図、第5図は従来のdRAMを示す図である
。 1・・・p型5i基板、2・・・階段状側壁、31゜3
2・・・素子分離用絶縁膜、4・・・反転防止用p+型
層、5・・・n型層、6・・・キャパシタ絶縁膜、7・
・・キャパシタ電極、8・・・ゲート絶縁膜、9・・・
ゲート電極、10.11・・・n+型層。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ノ1−4ζ+rツア1 第1図 第3図 第4図 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板の素子分離領域に溝を堀り、溝で囲まれた複
    数の島状半導体領域に一個のMOSトランジスタと一個
    のキャパシタからなるメモリセルを集積形成して構成さ
    れ、かつ前記キャパシタは前記島状半導体領域の側壁に
    絶縁膜を介してキャパシタ電極を対向させて構成された
    半導体記憶装置において、前記島状半導体領域の前記キ
    ャパシタ電極が対向する側壁を階段状としたことを特徴
    とする半導体記憶装置。
  2. (2)前記島状半導体領域は長方形パターンに形成され
    、前記キャパシタはその長手方向端部の3つの側壁と上
    面に絶縁膜を介してキャパシタ電極を対向させて構成さ
    れている特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
  3. (3)前記基板は高濃度半導体基板にこれと同導電型の
    低濃度半導体層が積層されて構成され、階段状側壁をも
    つて形成される溝の最深部が前記高濃度半導体基板に達
    する深さに形成されている特許請求の範囲第1項記載の
    半導体記憶装置。
JP60255292A 1985-11-14 1985-11-14 半導体記憶装置 Expired - Fee Related JPH0685425B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60255292A JPH0685425B2 (ja) 1985-11-14 1985-11-14 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60255292A JPH0685425B2 (ja) 1985-11-14 1985-11-14 半導体記憶装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62114263A true JPS62114263A (ja) 1987-05-26
JPH0685425B2 JPH0685425B2 (ja) 1994-10-26

Family

ID=17276734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60255292A Expired - Fee Related JPH0685425B2 (ja) 1985-11-14 1985-11-14 半導体記憶装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0685425B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04162566A (ja) * 1990-10-25 1992-06-08 Nec Corp 半導体記憶装置
US5155059A (en) * 1988-03-15 1992-10-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing dynamic RAM

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155059A (en) * 1988-03-15 1992-10-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing dynamic RAM
JPH04162566A (ja) * 1990-10-25 1992-06-08 Nec Corp 半導体記憶装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0685425B2 (ja) 1994-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6906372B2 (en) Semiconductor device with vertical transistor formed in a silicon-on-insulator substrate
US4920389A (en) Memory call array structure and process for producing the same
JPS63122162A (ja) メモリ・アレイ
KR860001469A (ko) 반도체 기억장치와 그 제조방법
KR930006930A (ko) 수직형 트랜지스터를 갖는 dram셀 및 그 제조방법
JPS61280654A (ja) 縦型dramメモリセルアレイ
US5428236A (en) Semiconductor memory device having trenched capicitor
US6015731A (en) Method of manufacturing a semiconductor memory device
KR100517219B1 (ko) 동적이득메모리셀을갖는dram셀장치및그의제조방법
JPH0793372B2 (ja) 半導体記憶装置
JPS62257763A (ja) 半導体記憶装置
JPS62114263A (ja) 半導体記憶装置
EP0266572A1 (en) Semiconductor memory device having a plurality of memory cells of single transistor type
JPH07106436A (ja) 半導体メモリ装置及びその製造方法
JPH0783058B2 (ja) Dramセルおよびそのメモリセルアレイならびにその製作方法
JPS6362370A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61234067A (ja) 高密度型dramセル
JPH0536930A (ja) 半導体記憶装置
JP2615731B2 (ja) 半導体メモリ装置
JPS6156449A (ja) 半導体記憶装置
JPS62120067A (ja) ダイナミツクランダムアクセスメモリセル
JPS63252467A (ja) 半導体メモリ装置
JPS63207173A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2526649B2 (ja) 半導体装置
JPH02137263A (ja) 半導体メモリ装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees