JPH02159057A - Semiconductor memory device - Google Patents
Semiconductor memory deviceInfo
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- JPH02159057A JPH02159057A JP63314032A JP31403288A JPH02159057A JP H02159057 A JPH02159057 A JP H02159057A JP 63314032 A JP63314032 A JP 63314032A JP 31403288 A JP31403288 A JP 31403288A JP H02159057 A JPH02159057 A JP H02159057A
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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
- H10B12/37—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate
- H10B12/373—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate the capacitor extending under or around the transistor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体記憶装置に関し、特に、ダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ(DRAM)のメモリセル構造に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a memory cell structure of a dynamic random access memory (DRAM).
従来の技術
高集積半導体記憶装置用メモリセルとして、1つのトラ
ンジスタと1つの容量部から構成されたいわゆる“1ト
ランジスタ型”メモリセルは、構成要素が少なく、セル
面積の微細化が容易なため広く使われている。Conventional technology As a memory cell for highly integrated semiconductor memory devices, the so-called "one-transistor type" memory cell, which is composed of one transistor and one capacitor, is widely used because it has few components and the cell area can be easily miniaturized. It is used.
近年、半導体記憶装置は、高集積化と大容量化が追求さ
れ、素子の微細化が要請されている。1トランジスタ型
メモリセルにおいては、情報判定の容易さを維持するた
めにメモリセル容量の減少は極力避けなければならない
。このため、メモリセルの占有面積を増大させることな
くその容量を増大する工夫が種々なされている。In recent years, higher integration and larger capacity have been pursued in semiconductor memory devices, and there is a demand for miniaturization of elements. In a one-transistor type memory cell, reduction in memory cell capacity must be avoided as much as possible in order to maintain ease of information determination. For this reason, various efforts have been made to increase the capacity of memory cells without increasing their occupied area.
例えば、1988年に開催された国際固体回路会a(I
SSCC)(7)7ブストラクトp246−247に示
されているS CC(Surrounding Hi−
Capaitance cell )構造のメモリセル
が提案されている。第3図は、SCC構造のメモリセル
を示したもので第3図(a)は平面図、第3図(b)は
c−c ’線に沿った断面図である。SCCでは、p型
Si基板1の表面に各セル領域2を囲むように形成した
溝9の側壁のn+拡散層12を電荷蓄積領域としている
。溝9の中は、誘電体膜11を介してプレート電極10
が充填され、容量部が形成されている。スイッチングト
ランジスタは、セル領域2の上部に形成され、ソース領
域6と電荷蓄積領域が接続され、1トランジスタ型メモ
リセルを形成している。3はワード線、7はビット線で
ある。For example, at the International Solid State Circuits Conference a (I) held in 1988,
SSCC) (7) 7 SCC (Surrounding Hi-
A memory cell with a capacity cell structure has been proposed. FIG. 3 shows a memory cell having an SCC structure, in which FIG. 3(a) is a plan view and FIG. 3(b) is a sectional view taken along line cc'. In the SCC, the n+ diffusion layer 12 on the side wall of the groove 9 formed on the surface of the p-type Si substrate 1 so as to surround each cell region 2 is used as a charge storage region. Inside the groove 9 is a plate electrode 10 via a dielectric film 11.
is filled to form a capacitor. The switching transistor is formed in the upper part of the cell region 2, and the source region 6 and the charge storage region are connected to form a one-transistor type memory cell. 3 is a word line, and 7 is a bit line.
また、1984年に開催された国際電子素子会議(I
EDM)のアブストラクトp240〜243に示されて
いるI V E C(Isolation−merge
d Vertical Capacitor cell
)構造のメモリセルが提案されている。第4図は、IV
ECセルを示したもので第4図(a)は平面図、第4図
(b)はD−D 線に沿った断面図である。I VEC
では、p型Si基板lの表面に各セル領域2を囲むしよ
うに形成した溝9の側壁に絶縁膜15を介して電荷蓄積
領域12を形成している。溝9の中は、誘電体膜11を
介してプレート電極10が充填され、容量部を形成して
いる。セル領域2の上部にスイッングトランジスタを形
成し、メモリセルを構成している。3はワード線、7は
ビット線である。Also, the International Conference on Electronic Devices (I) was held in 1984.
I V E C (Isolation-merge) shown in abstract p240-243 of
d Vertical Capacitor cell
) memory cell structure has been proposed. Figure 4 shows IV
FIG. 4(a) is a plan view of the EC cell, and FIG. 4(b) is a sectional view taken along line D-D. IVEC
Here, a charge storage region 12 is formed on the side wall of a groove 9 formed on the surface of a p-type Si substrate 1 so as to surround each cell region 2, with an insulating film 15 interposed therebetween. The groove 9 is filled with a plate electrode 10 via a dielectric film 11 to form a capacitive portion. A switching transistor is formed above the cell region 2 to constitute a memory cell. 3 is a word line, and 7 is a bit line.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記SCC構造のメモリセルにおいては
、メモリセルの電荷蓄積領域とスイッチングトランジス
タのドレイン領域の間での、リーク電流や、スイッチン
グトランジスタのソース・ドレイン間のリーク電流が、
分離領域に沿って生じやすく、容量部に蓄えられていた
情報の保持特性を悪化させるという問題があった。Problems to be Solved by the Invention However, in the memory cell of the above-mentioned SCC structure, there is a leakage current between the charge storage region of the memory cell and the drain region of the switching transistor, and a leakage current between the source and drain of the switching transistor. ,
There is a problem in that this tends to occur along the separation region and deteriorates the retention characteristics of information stored in the capacitor.
また上記IVEC構造のメモリセルにおいては、電荷蓄
積領域が高電位のときに、溝側面の半導体界面が反転状
態になりやすく、いわゆる寄生MO8)ランジスタによ
りスイッチングトランジスタのソース・ドレイン間にリ
ーク電流を生じ、情報保持特性を悪化させるという問題
があった。In addition, in the memory cell of the above IVEC structure, when the charge storage region is at a high potential, the semiconductor interface on the side surface of the groove tends to be inverted, causing a leakage current between the source and drain of the switching transistor due to a so-called parasitic MO8) transistor. , there was a problem of deteriorating information retention characteristics.
課題を解決するための手段
本発明の半導体記憶装置は、メモリキャパシタとMOS
トランジスタを含み、メモリセルが島状に残るように周
囲に溝を形成し、電荷蓄積領域は、セル領域の外周に沿
って溝内側壁に形成され、MOSトランジスタは、ビッ
ト線とのコンタクトホールを取り囲むようにリング状に
形成されている。Means for Solving the Problems The semiconductor storage device of the present invention includes a memory capacitor and a MOS
A trench is formed around the memory cell including the transistor so that it remains in an island shape, a charge storage region is formed on the inner wall of the trench along the outer periphery of the cell region, and a contact hole with the bit line is formed for the MOS transistor. It is formed in a ring shape so as to surround it.
作 用
この構成をとることにより、ビット線に接続されている
スイッチングトランジスタのドレイン領域と、電荷蓄積
領域あるいはソース領域の間には絶縁膜による分離領域
は存在しないため、リーク電流は生じない。Operation With this configuration, no leakage current occurs because there is no separation region by an insulating film between the drain region of the switching transistor connected to the bit line and the charge storage region or source region.
実施例 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。Example Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
本発明の第1の実施例を第1図に示す。第1図(a)は
平面図、第1図(b)はl−A ’線に沿った断面図で
ある。p型Si基板1上でトランジスタ領域2が島状に
なるように周囲に溝9を異方性エツチングにより形成す
る。この溝9の側面部及び底面部にp+高濃度拡散層1
4を、及び溝9の側面部のみにn+高濃度拡散層12を
形成する。n+拡散層12は、電荷蓄積領域となってい
る。また、p+拡散層14はn+拡散層12より深(形
成されており、キャパシタ容量増加とリーク電流の抑制
の役割をしており、特に底面部では、メモリセル間の素
子分離の役割をしている。次に溝9の側面部及び底面部
に誘電体膜11を形成し、さらにキャパシタ電極となる
n型ポリシリコン10を溝9の中に充填する。このよう
にn型ポリシリコン10をセルプレート電極として、溝
9の中にキャパシタを形成しており、かつ溝9の底面部
が素子分離領域となっている。次にトラ、ンジスタ領域
2にゲート酸化膜4を形成した後、ゲート電極となるボ
リシリコン電極3を形成する。絶縁膜8を堆積した後、
ビット線コンタクトのための孔13を形成する。メモリ
セルのトランジスタのドレイン領域5をn型不純物の注
入により形成した後、孔13の側壁にS + 02膜を
形成し、アルミ配線を行ってビット線7を形成する。以
上のようにして第1図に示した構造のメモリセルを得る
。A first embodiment of the invention is shown in FIG. FIG. 1(a) is a plan view, and FIG. 1(b) is a sectional view taken along the line 1-A'. A groove 9 is formed on the p-type Si substrate 1 by anisotropic etching around the transistor region 2 so as to form an island shape. A p+ high concentration diffusion layer 1 is formed on the side and bottom portions of this groove 9.
4, and an n+ high concentration diffusion layer 12 is formed only on the side surfaces of the groove 9. The n+ diffusion layer 12 serves as a charge storage region. In addition, the p+ diffusion layer 14 is formed deeper than the n+ diffusion layer 12, and plays the role of increasing capacitor capacity and suppressing leakage current, and especially at the bottom part, plays the role of element isolation between memory cells. Next, dielectric film 11 is formed on the side and bottom parts of trench 9, and n-type polysilicon 10, which will become a capacitor electrode, is filled in trench 9. In this way, n-type polysilicon 10 is formed into a cell. A capacitor is formed in the trench 9 as a plate electrode, and the bottom of the trench 9 serves as an element isolation region.Next, after forming a gate oxide film 4 in the transistor region 2, the gate electrode A polysilicon electrode 3 is formed as follows.After depositing an insulating film 8,
A hole 13 for a bit line contact is formed. After forming the drain region 5 of the transistor of the memory cell by implanting n-type impurities, an S + 02 film is formed on the side wall of the hole 13, and aluminum wiring is performed to form the bit line 7. In the manner described above, a memory cell having the structure shown in FIG. 1 is obtained.
このように本実施例によれば、トランジスタのドレイン
領域5と、電荷蓄積領域12の間には、従来例のSCC
構造のメモリセルような絶縁膜による分離領域が存在し
ないため、リーク電流は生じない。As described above, according to this embodiment, between the drain region 5 of the transistor and the charge storage region 12, the SCC of the conventional example is
Since there is no isolation region formed by an insulating film like in a memory cell structure, no leakage current occurs.
次に本発明の第2の実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第2図は、第2の実施例を示すもので、第2図(a)は
平面図、第2図(b)はB−B ’線に沿った断面図で
ある。p型Si基板1上でトランジスタ領域2が島状に
なるように周囲に溝9を異方性エツチングにより形成し
、溝9の側面部及び底面部に絶縁膜15を形成する。次
に電荷蓄積領域となるn+ポリシリコン12をトランジ
スタ領域2に接続するように溝9の中に形成する。次に
電荷蓄積領域12の側面に誘電体膜11を形成し、さら
にプレート電極となるn+ポリシリコン10を溝9の中
に充填する。以下第1の実施例と同様にして第2図に示
した構造のメモリセルを得る。FIG. 2 shows a second embodiment, where FIG. 2(a) is a plan view and FIG. 2(b) is a sectional view taken along line BB'. A trench 9 is formed on the p-type Si substrate 1 by anisotropic etching around the transistor region 2 so as to form an island shape, and an insulating film 15 is formed on the side and bottom portions of the trench 9. Next, n+ polysilicon 12, which will become a charge storage region, is formed in trench 9 so as to connect to transistor region 2. Next, a dielectric film 11 is formed on the side surface of the charge storage region 12, and the groove 9 is filled with n+ polysilicon 10 which will become a plate electrode. Thereafter, a memory cell having the structure shown in FIG. 2 is obtained in the same manner as in the first embodiment.
本実施例においても、トランジスタのドレイン領域5と
電荷蓄積領域12の間には、絶縁膜による分離領域が存
在しないため、従来例のIVECセルのような寄生MO
8)ランジスタはできず、リーク電流は生じない。In this embodiment as well, since there is no separation region formed by an insulating film between the drain region 5 and the charge storage region 12 of the transistor, parasitic MO as in the conventional IVEC cell
8) No transistor is formed and no leakage current occurs.
発明の詳細
な説明したように本発明は半導体記憶装置によれば、ビ
ット線に接続されているスイッチングトランジスタのド
レイン領域と、電荷蓄積領域あるいはソース領域の間に
は絶縁膜による分離領域は存在しないので、リーク電流
が生じないで、極めて保持特性の良いメモリセルを得る
ことができる。As described in detail, according to the semiconductor memory device of the present invention, there is no separation region by an insulating film between the drain region of a switching transistor connected to a bit line and the charge storage region or source region. Therefore, a memory cell with extremely good retention characteristics can be obtained without causing leakage current.
第1図(a) 、 (b)は各々本発明の第1の実施例
の半導体記憶装置の平面図および断面構造図、第2図(
a) 、 (b)は、各々第2の実施例の平面図および
断面構造図、第3図(a)、(b)は、各々従来の半導
体記憶装置の平面図および断面構造図、第4図(a)
、 (b)は、各々従来の他の装置の平面図および断面
構造図である。
p型Si基板、2・・・・・・トランジスタ領域、3・
・・・・・ワード線、4・・・・・・ゲート酸化膜、5
・・・・・・ドレイン領域、6・・・・・・ソース領域
、7・・・・・・ビット線、8・・・・・絶縁膜、9・
・・・・・溝、10・・・・・・プレート電極、11・
・・・・・誘電体膜、12・・・・・・電荷蓄積領域、
13・・・・・・ビット線コンタクト窓、14・・・・
・・p+拡散層、15・・・・・・絶縁膜。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はが1名浮
く
蒙
壇
へ鴫
σ1(a) and 1(b) are respectively a plan view and a sectional structural view of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
a) and (b) are a plan view and a cross-sectional structure diagram of the second embodiment, respectively; FIGS. 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional structure diagram of a conventional semiconductor memory device, respectively; Diagram (a)
, (b) are a plan view and a sectional structural view of other conventional devices, respectively. p-type Si substrate, 2...transistor region, 3.
...Word line, 4...Gate oxide film, 5
...Drain region, 6...Source region, 7...Bit line, 8...Insulating film, 9...
...Groove, 10...Plate electrode, 11.
...Dielectric film, 12...Charge storage region,
13...Bit line contact window, 14...
...p+ diffusion layer, 15...insulating film. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano
Claims (2)
メモリセルが島状に残るように前記メモリセルの周囲の
基板に溝を形成し、前記メモリキャパシタが、前記MO
Sトランジスタのソース領域と電気的に接続するように
前記溝の側面に形成した拡散層電極と、前記溝の側面部
に形成した誘電体膜、および前記溝の中に充填した導体
電極から構成され、前記MOSトランジスタは、ビット
線とのコンタクトホールを取り囲むようにリング形状に
形成されていることを特徴とする半導体記憶装置。(1) Includes a memory capacitor and a MOS transistor,
A trench is formed in the substrate around the memory cell so that the memory cell remains in the form of an island, and the memory capacitor is connected to the MO
It is composed of a diffusion layer electrode formed on the side surface of the groove so as to be electrically connected to the source region of the S transistor, a dielectric film formed on the side surface of the groove, and a conductive electrode filled in the groove. . A semiconductor memory device, wherein the MOS transistor is formed in a ring shape so as to surround a contact hole with a bit line.
メモリセルが島状に残るように前記メモリセルの周囲の
基板に溝を形成し、前記メモリキャパシタは、一方の電
極が前記溝の側面部に形成した導体電極、他方の電極が
前記溝の中に充填した導体電極となるように構成され、
前記MOSトランジスタは、ビット線とのコンタクトホ
ールを取り囲むようにリング状に形成されていることを
特徴とする半導体記憶装置。(2) includes a memory capacitor and a MOS transistor;
A groove is formed in the substrate around the memory cell so that the memory cell remains in the form of an island, and the memory capacitor has one electrode as a conductive electrode formed on the side surface of the groove, and the other electrode as a conductive electrode formed in the groove. It is configured to be a conductive electrode filled with
A semiconductor memory device characterized in that the MOS transistor is formed in a ring shape so as to surround a contact hole with a bit line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63314032A JPH02159057A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63314032A JPH02159057A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Semiconductor memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02159057A true JPH02159057A (en) | 1990-06-19 |
Family
ID=18048395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63314032A Pending JPH02159057A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02159057A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7474002B2 (en) * | 2001-10-30 | 2009-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having dielectric film having aperture portion |
-
1988
- 1988-12-13 JP JP63314032A patent/JPH02159057A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7474002B2 (en) * | 2001-10-30 | 2009-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having dielectric film having aperture portion |
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