JPS62193168A - 1トランジスタ型dram装置 - Google Patents

1トランジスタ型dram装置

Info

Publication number
JPS62193168A
JPS62193168A JP61034692A JP3469286A JPS62193168A JP S62193168 A JPS62193168 A JP S62193168A JP 61034692 A JP61034692 A JP 61034692A JP 3469286 A JP3469286 A JP 3469286A JP S62193168 A JPS62193168 A JP S62193168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
electrode layer
electrode
trench
semiconductor substrate
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
JP61034692A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0746700B2 (ja
Inventor
Norio Koike
典雄 小池
Sumio Terakawa
澄雄 寺川
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics 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 Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP61034692A priority Critical patent/JPH0746700B2/ja
Publication of JPS62193168A publication Critical patent/JPS62193168A/ja
Publication of JPH0746700B2 publication Critical patent/JPH0746700B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • H10B12/377DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate having a storage electrode extension located over the transistor

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は1トランジスタ型DRAM装置特に高密度高信
頼性の1トランジスタ型DRAM装置に関する。
従来の技術 近年、半導体メモリ装置の高密度化が進み、特にDRA
Mの高集積化、大容量化は著しい。このようなりRAM
の発展はそのチップサイズの半分以上の面積を占めるメ
モリセルの高密度化技術の発展に負う所が大きい。現在
、一層の高密度化を目的として種々の立体構造DRAM
セルが提案されて来ている。従来、この種の立体構造D
RAMTechnical Papers)1!244
−247 ) 0第2図において、1はビットラインを
形成するドレイン、2は信号読み出し用トランスファゲ
ートを構成するMOSトランジスタのゲート酸化膜、3
はワード線を構成する、例えばポリシリコンで形成され
たゲート電極、4はメモリセルのソース拡散部、5はメ
モリセルのキャパシタを構成する絶縁薄膜、6はセルプ
レートを形成する例えばポリシリコンを用いたプレート
電極、了はセル間分離用厚膜、8は基板、10は層間絶
縁膜である。これはいわゆるトレンチ構造といわれるメ
モリセル構造の一例でFCCセル(Folded Co
pacitor Ce1l )と呼ばれるものである。
トレンチを基板8の深さ方向に形成するため、トレンチ
深さの制御により蓄積用容量もメモリセルとして必要と
される値(50fF以上と一般にいわれている。)を充
分確保できる。またFCC構造においては、トレンチを
単に信号蓄積キャパシタとしてだけでなく素子分離にも
利用しており、セル間分離用厚膜7を厚くとることによ
りセル間リーク電流を充分低くとることができる。
また、立体化構造セルの別の一例として、スタックド構
造があり、これは第3図に示す様な構成である(例えば
、1986.6.30日経エレクトロニクスp209〜
231)。第3図において、1はビットラインを形成す
るドレイン、2は信号読み出し用トランスファゲートと
なるMOS)ランジスタのゲート酸化膜、3はワード線
を構成する、例えばポリシリコンで形成されたゲート電
極、4はメモリセルのソース拡散部、6はメモリセルの
キャパシタを構成する絶縁膜、6はセルプレートを形成
する例えばポリシリコンを用いたプレート電極、7はセ
ル間分離用厚膜、8は基板、9はメモリセルのソース部
を構成する導電性電極、10は層間絶縁膜である。キャ
パシタは6のセルプレートと9のメモリセルのソース部
を形成する導電性電極の間に形成され、9の電極のワー
ド線上の部分や側面部をキャパシタとして利用できるこ
とによりセル容量の増加が得られる。α線ソフトエラー
はメモリセルのソース部下のpn接合領域に形成される
空乏層をα粒子が通過することにより生ずるが、このス
タックド構造では、メモリセルのソース拡散部と基板と
の間のpn接合領域が、従来の平面型や前述のトレンチ
構造メモリセルに比べて非常に小さく、そのためα線ソ
フトエラーに対して極めて強くなる。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、FCCをはじめとするトレ
ンチ構造、スタックド構造のそれぞれについて次の様な
問題があった。
まずトレンチ構造のメモリセルは、蓄積容量については
トレンチを所定の深さに選べば必要な大きさの値が得ら
れるが基板深部にトレンチを埋込んでいるため、プレー
ト電極下の基板中の空乏層が大きくなり、α線ン7トエ
ラー率が同一容量の平面型セルに比べて一桁以上も悪く
なる。そのためa線ソフトエラー率を低くするには、平
面上のキャパシタセル面積部分を大きくする必要があり
高集積化には不利となる。
これに対し、トレンチの側面あるいは底面にイオンを打
ち込む事により、いわゆるHi−Cセル構造を形成して
空乏層の伸びを押える事もできるが、高濃度注入の結果
としてリーク電流の増大や、プロセスの複雑化などが生
じ、実用上問題がある。
またトレンチの面にそった薄い絶縁膜を形成する必要が
あるが、トレンチの面の結晶軸に対する方位によって、
絶縁膜(例えばS 102 )の酸化レートが異なり一
様な厚さの絶縁膜を成長させることが難しく、絶縁耐圧
のバラツキと低下が生じ実用上問題となっている。
また、メモリセルのキャパシタを構成する絶縁膜の誘電
率の増大と絶縁耐圧の増大の両立のために前記絶縁膜に
Si3N4とS 102の多層構造を用いる必要がある
が、トレンチ内壁を構成する基板の単結晶シリコンに、
Si3N4のストレスによる影響が発生し、基板シリコ
ンに欠陥等が形成され、リーク電流が大きくなり実用上
問題となる。
これらの問題は、高集積化大容量化を更に推し進める際
には、一層重大な障害となることは明らかである。
一方スタックト構造は、メモリセルのソース拡散部のp
n接合部の領域が小さく、そのためソフトエラーに強い
という利点をもつ。また素子分離中が平面型セルに比べ
て大きくとれ、素子間リークを容易に押えることができ
るoしかし、その構造上メモリセル容量の増大に限界が
あり、素子の微細化高集積化に伴ってメモリセル容量が
不足するのは必至である。
本発明はこのような問題点を解決するもので、蓄積容量
の増大を実現し、高集積化、大容量化が可能で、ンフト
エラー率、リーク電流が大巾に低減し、キャパシタを構
成する絶縁膜の形成が容易なメモリセル構造を備えた半
導体メモリ装置を提供することを目的としたものである
0 問題点を解決するだめの手段 前記の問題点を解決するために本発明は、一導電型の半
導体基板の所定の領域に形成されたトレンチと、前記ト
レンチの内壁及び前記トレンチの周辺部の前記半導体基
板に形成された素子分離用絶縁厚膜と、前記周辺部の素
子分離用絶縁厚膜に隣接した前記半導体基板と反対導電
型の信号読み出し用MOSトランジスタのソース領域と
、前記ソース領域に隣接した前記半導体基板上に形成さ
れり前記Mo S )ランジスタのゲート絶縁膜と、前
記ゲート絶縁膜に隣接した前記ソース領域と反対側の前
記半導体基板表面近傍に形成された前記半導体基板と反
対導電型のビットライン用ドレイン領域と、前記素子分
離用絶縁厚膜のトレンチ周辺部上及び前記ゲート絶縁膜
上に設けられたワードライン用第1電極と、前記第1電
極上に形成された眉間絶縁膜と、前記素子分離用絶縁膜
上に設けられたワードライン用第1電極と、前記第1電
極上に形成された眉間絶縁膜と、前記素子分離用絶縁厚
膜上及び前記層間絶縁膜上に形成された下部セルプレー
ト用第2電極層と、前記第2電極層と前記ソース領域の
間に設けられた層間絶縁膜と、前記第2電極層上に形成
されたメモリセルの下部キャパシタの誘電体用絶縁膜と
、前記下部キャパシタ誘電体用絶縁膜上に形成され前記
ソース領域に電気的にコンタクトする第3電極層と、前
記第3電極層上に形成されたメモルセルの上部キャパシ
タの誘電体用絶縁膜と、前記上部キャパシタの誘電体用
絶縁膜上に形成され前記第2電極層と電気的接続部を有
する上部セルプレート用第4電極層とより構成され、か
つ前記トレンチ内の隣接するセルの第3電極層間に第4
電極層が挿入されている事を特徴とする1トランジスタ
型DRAM装置を提供する。
作  用 この構成により、次の様な作用がある。
蓄積容量がトレンチ内に埋め込まれた部分とそれ以外の
平面上の部分から成っており、さらに第3電極の上部、
下部、及び側面部のすべてがセルキャパシタとなるため
に容量が極めて増大する0同じセル面積、同じトレンチ
深さのFCC構造と比較してもセル容量は缶板上となる
。我々の計算に基づけばセル面積が8)Ivy?の場合
(4MビットDRAM相当)、トレンチ深さを3)1m
とることによりセル容量を約120fFとることができ
、セル面積が5)tイの場合(16MピットDRAM相
当)には、同じくトレンチ深さ3,11mとることによ
り、約eofFとることができ、1つのメモリセルに最
低必要とされる容量の5ofFを充分に満たすことがで
きる0 また、ソース部の面積を設計上、あるいはプロセス技術
上許容できる限り/J’lさくすることにより、メモリ
セルのソース拡散部と基板との間のpn接合領域を小さ
くすることができるため、メモリセルのリーク電流を極
めて小さくとることができる。
また前記pn接合領域が小さいため、それに伴う空乏層
も非常に小さくなり、これによりα線ンフトエラーを抜
本的に低減させることができる。加えてキャパシタとな
る薄い絶縁膜を形成する場合ポリシリコンの酸化レート
は方位に依存せず一様な厚さの絶縁膜を成長させること
ができ、絶縁耐圧のバラツキと低下を押えることができ
る。
さらにメモリセルのキャパシタを構成する絶縁膜として
St  N とSiO2との多層構造を用いた場合でも
、メモリセルのキャパシタを構成する第2及び第3電極
をポリシリコンで形成すれば、Si3N4のストレスに
よる影響を基板に及ぼさずに吸収できることになり多層
絶縁膜の安定形成にも極めて有利となる。
実施例 第1図とは本発明の一実施例による1トランジスタ型D
RAM装置のメモリセル部の要部側断面図である。第1
図aにおいて、1はビットラインを形成するドレイン、
2は信号読み出し用トランスファゲートを構成するMO
S)ランジスタのゲート酸化膜、3はワード線を構成す
るポリ7リコンで形成されたゲート電極、4はメモリセ
ルのソース拡散部、5はメモリセルのキャパシタを構成
するS 102絶縁膜、6は下部セルプレートを形成す
るポリシリコンを用いた下部グレート電極、7はセル間
分離用厚膜、8は基板、9はメモリセルのソース部を形
成するポリシリコンを用いた導電性電極、1oは層間絶
縁膜、11は上部セルプレートを形成するポリシリコン
を用いた上部グレート電極である。6の下部プレート電
極と11の上部プレート電極はメモリセル外部において
電気的に接続されている。キャパシタは6のセルプレー
トと9のメモリセルのソース部を形成する導電性電極の
間に形成される。
第1図すは本発明の他の実施例による1トランジスタ型
DRAM装置のメモリセル部の要部断面図であり、第1
図とに示した前記実施例との相違点は、他のメモリセル
(図示していない)のゲート電極を構成するワードライ
ン用第1電極3が層間絶縁膜10を介して、メモリセル
の上部プレート電極を構成する第4電極層11上に配置
されている点である。
発明の効果 以上の様に本発明によれば、半導体メモリ装置は蓄積容
量を極めて大きくできるばかりでなく、ソフトエラー率
及びリーク電流を抜本的に低減でき、プロセス上絶縁薄
膜の形成も容易となる。従って本発明は半導体メモリ装
置の一層の高集積化。
大容量化を極めて容易に実現させるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図a、l)は本発明の実施例による半導体メモリセ
ル部を示す要部側断面図、第2図は従来のトレンチ構造
の一例であるFCC構造メモリセルを示す要部側断面図
、第3図は従来のスタックド構造メモリセルを示す要部
側断面図である。 1 ・・・・ビットラインを形成するドレイン、2・・
・・・・ゲート絶縁膜、3・・・・・ワードラインを形
成するゲート電極、4・・・・・・メモリセルのソース
拡散部、5・・・・・・メモリセルのキャパシタを構成
する絶縁膜、6・・・・・・下部プレート電極、7・・
・・・・分離用厚膜、8・・・・・・基板、9・・・・
・・メモリセルのソース部を構成する導電性電極、10
・・・・・・層間絶縁膜、11・・・・・・上部プレー
ト電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名イ°
−−ビシlンイノとηATうY・し4゜トーーγ−ト糸
口&S莫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一導電型の半導体基板の所定の領域に形成されたト
    レンチと、前記トレンチの内壁及び前記トレンチの周辺
    部の前記半導体基板に形成された素子分離用絶縁厚膜と
    、前記周辺部の素子分離用絶縁厚膜に隣接した前記半導
    体基板表面近傍に形成された前記半導体基板と反対導電
    型の信号読み出し用MOSトランジスタのソース領域と
    、前記ソース領域に隣接した前記半導体基板上に形成さ
    れた前記MOSトランジスタのゲート絶縁膜と、前記ゲ
    ート絶縁膜に隣接した前記ソース領域と反対側の前記半
    導体基板表面近傍に形成された前記半導体基板と反対導
    電型のビットライン用ドレイン領域と、前記素子分離用
    絶縁厚膜のトレンチ周辺部上及び前記ゲート絶縁膜上に
    設けられたワードライン用第1電極と、前記第1電極上
    に形成された層間絶縁膜と、前記素子分離用絶縁厚膜上
    及び前記層間絶縁膜上に形成された下部セルプレート用
    第2電極層と、前記第2電極層と前記ソース領域の間に
    設けられた層間絶縁膜と、前記第2電極層上に形成され
    たメモリセルの下部キャパシタの誘電体用絶縁膜と、前
    記下部キャパシタの誘電体用絶縁膜上に形成され前記ソ
    ース領域に電気的にコンタクトする第3電極層と、前記
    第3電極層上に形成されたメモリセルの上部キャパシタ
    の誘電体用絶縁膜と、前記上部キャパシタの誘電体用絶
    縁膜上に形成され前記第2電極層と電気的接続部を有す
    る上部セルプレート用第4電極層とより構成され、かつ
    前記トレンチ内の隣接するメモリセルの第3電極層間に
    第4電極層が挿入されている事を特徴とする1トランジ
    スタ型DRAM装置。 2 ゲート絶縁膜上及び層間絶縁膜を介して第4電極層
    上に形成された第1電極を有する特許請求の範囲第1項
    記載の1トランジスタ型DRAM装置。
JP61034692A 1986-02-18 1986-02-18 1トランジスタ型dram装置 Expired - Lifetime JPH0746700B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61034692A JPH0746700B2 (ja) 1986-02-18 1986-02-18 1トランジスタ型dram装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61034692A JPH0746700B2 (ja) 1986-02-18 1986-02-18 1トランジスタ型dram装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62193168A true JPS62193168A (ja) 1987-08-25
JPH0746700B2 JPH0746700B2 (ja) 1995-05-17

Family

ID=12421428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61034692A Expired - Lifetime JPH0746700B2 (ja) 1986-02-18 1986-02-18 1トランジスタ型dram装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0746700B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01147857A (ja) * 1987-12-03 1989-06-09 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置及びその製造方法
US4905193A (en) * 1987-07-10 1990-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Large scale integrable memory cell with a trench capacitor wherein the trench edge is surrounded by a field oxide region
US5075745A (en) * 1987-12-11 1991-12-24 Oki Electric Industry Co., Ltd. Capacitor cell for use in a semiconductor memory integrated circuit device
JPH04206962A (ja) * 1990-11-30 1992-07-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US5138412A (en) * 1988-09-30 1992-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Dynamic ram, having an improved large capacitance

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4905193A (en) * 1987-07-10 1990-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Large scale integrable memory cell with a trench capacitor wherein the trench edge is surrounded by a field oxide region
JPH01147857A (ja) * 1987-12-03 1989-06-09 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置及びその製造方法
US5075745A (en) * 1987-12-11 1991-12-24 Oki Electric Industry Co., Ltd. Capacitor cell for use in a semiconductor memory integrated circuit device
US5138412A (en) * 1988-09-30 1992-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Dynamic ram, having an improved large capacitance
JPH04206962A (ja) * 1990-11-30 1992-07-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0746700B2 (ja) 1995-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2510265B2 (ja) 半導体メモリ装置及びその製造方法
KR0132577B1 (ko) 집적회로트랜치셀
JP3172321B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPH06204428A (ja) ダイナミックランダムアクセスメモリ装置及びその製造方法
JPH0430573A (ja) 半導体記憶装置
US5763305A (en) Method for forming a semiconductor memory device with a capacitor
JPS63158869A (ja) 半導体メモリ装置
JPH0673368B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH02312270A (ja) Dramセル及びその製造方法
JPS62193168A (ja) 1トランジスタ型dram装置
JP2574231B2 (ja) 半導体メモリ装置
JPS62137863A (ja) 半導体メモリ装置
JPS62190868A (ja) 半導体記憶装置
JPS6350056A (ja) 半導体記憶装置
JPS60224260A (ja) 半導体記憶装置
JPH01302851A (ja) 半導体メモリのメモリセル構造
US6180483B1 (en) Structure and fabrication method for multiple crown capacitor
JPH07193137A (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH0789570B2 (ja) 1トランジスタ型dram装置
JP2827377B2 (ja) 半導体集積回路
JPH05175448A (ja) Mis型半導体記憶装置
JPH0480540B2 (ja)
JPS63318151A (ja) Dramメモリセル
JPS59112646A (ja) 半導体記憶装置
JPH02159057A (ja) 半導体記憶装置