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JPS60154664A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

Info

Publication number
JPS60154664A
JPS60154664A JP59010012A JP1001284A JPS60154664A JP S60154664 A JPS60154664 A JP S60154664A JP 59010012 A JP59010012 A JP 59010012A JP 1001284 A JP1001284 A JP 1001284A JP S60154664 A JPS60154664 A JP S60154664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
capacitor
region
grooves
film
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.)
Pending
Application number
JP59010012A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsumasa Koyanagi
光正 小柳
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 JP59010012A priority Critical patent/JPS60154664A/ja
Publication of JPS60154664A publication Critical patent/JPS60154664A/ja
Pending 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】 〔技術分野〕 本発明は溝型容量を情報蓄積部として構成した半導体記
憶装置に関するものである、。
〔背景技術〕
近年の半導体記憶装置は記憶容量の増大の要求に伴なっ
て記憶素子(メモリセル)の微細化が促進され、素子の
高集積化が図られている。例えば、情報蓄積部としての
容量(キャパシタ)と、MO8型電界効果トランジスタ
を含んでなる記憶装置においても例外ではなく、特に占
有面積の大きなキャパシタの微細化が進められている。
特公昭58−12739号に記載の半導体記憶装置ハ、
このような要求に対応したものであり、キャノくシタを
溝型に形成してその占有面積の低減を図っている。
即ち、この装置は、第1図に示すように半導体基板1の
主表面から基板内部へ向けて溝(細孔)2を形成し、こ
の溝の表面上に積層して形成した絶縁膜3と容量電極4
とでキャパシタ5を構成したものであ。そして、この例
では、キャパシタ5に隣設し1M08)ランジスタロと
で1素子型のD−4AM(ダイナミックRAM)を構成
している、したがって、この記憶装置によれば、容量を
同じにすわば従来構造に比較して占有面積を少なくとも
1150に縮小でき、この結果50倍以上の集積度を実
現することができる。
しかしながら、本発明者が前記構成のD−RAMについ
て検討したところ、隣接するメモリセルM−CEL間の
間隔を小さくして集積度を一層増大させようとすると、
夫々のキャパシタ5.5が接近し、所謂バンチスルーに
よるによるリーク電流Xが流わてキャパシタ5.5内の
信号電荷(情報)が消失してしまうという問題の生ずる
ことが判明した。こび)ため、集積度の向上に制限を受
け、前記した発明の実効価値を低減している。
〔発明の目的〕
本発明の目的は隣接するキャパシタ間におけるリーク電
流を抑止ないし防止して信号電荷の消失を防止し、これ
により溝型キャパシタを有するメモリセルの集積度の増
大を達成することのできる半導体記憶装置を提供するこ
とにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図1面からあきらかになるで
あろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明σ)うち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、隣接する溝型容量の略1/2の深さ領域の基
板濃度を他の部位よりも高いもσ)とし、これにより溝
型容量間におけるリーク電流の抑止ないし防止を図り、
素子の高集積度を向上することができる、一方、基板の
主面濃度は増大され5ろことなく、MOS)ランジスタ
における接合容量の増加や基板効果定数の増加を抑制す
ることができる。
〔実施例1〕 第2図および第3図(A1−(D+は本発明の一実施例
装置の断面図およびその製造工程の断面図であり、以下
製造工程順に説明する。
先ず、第3図fA)のようにP型シリコン基板1゜の主
面上に熱酸化により5102膜1】を形成した上で常法
により選択ユッチングし、キャパシタの形成予定箇所に
窓11aを形成する。その上で、この810.illを
マスクとしてドライエツチング法により所要深さの溝1
2を形成する。続いてB(ボロン)等のP型不純物を溝
底面から基板10内にイオン打込みしかつこれを拡散処
理することにより溝12の周囲に高礎度領域(P+領域
)13を形成する。この場合、P″゛領域13け溝12
の深さの略1/2以下の範囲にわf(って形成されズ2
・つ隣接するP+領域13は夫々連続した状態に形成さ
れる。
次いで、第3図(Blのように基板10の上面ないし溝
12の内面にA8(ヒ素)やP(りん)等のN型不純物
を含んだ物質、例えばPSGを堆積してPSG膜J4を
形成しかつ全体を熱処理することによりPSG膜1膜中
4中型不純物を基板10に拡散させる。これにより、溝
12の内面周囲にN+層15が形成される。その後St
O,膜11、PSG膜14を除去し、第3図(CIのよ
うに、公知の選択酸化法(LOCO8法)VCより溝1
2間にフィールド5j02膜16を形成し、また溝12
内面を含む全面に5j02膜(ゲート5iO211休)
17を形成する。
次に、第3図(D+のように全面にポリシリコン膜18
を形成−しかつこれをバターニング−tろことによりゲ
ート電極19とキャパシタ電極20を形成する。そして
、N型不純物を自己整合法によってイオン打込み−する
ことにより、ソース・ドレイン領域21を形成し、かつ
ゲーit極19、キャパシタ電1極20は低抵抗化され
る。このとき、ソース・ドレイン領域21の一方は前記
N+層15に連続される。
しかる士で、5i02やPSG等の層間絶縁膜22を形
成し、コンタクトホールの形成後にアルミニウム配線2
3を形成すれば、第2図に示したMOS)ランジスタM
TとキャパシタCとで1素子型のD−RAMメモリセル
M−CEL(図では2個のメモリセル)を完成すること
ができる。
以上の構成によれば、キャパシタCけ溝12の内面、S
in、膜17およびキャパシタ電極20にて3次元構造
のキャパシタを構成し一平面面積に比較して大きな容量
を得ることができる。これにより、同一容量でも平面占
有面積の低減を図り、キャパシタの微細化を達成し、M
OS)ランジスタMTとで構成するメモリセルM−CE
Lの高集積化を達成で鍍る。一方、高集積化に伴なって
隣接するキャパシタC間の間隔が低減されるが、キャパ
シタCの深さ1/2の領域13は高濃度(P+)に形成
されているため、リーク電流は効果的に防止される。即
ち、本発明者の検討によれば、第1図の従来構造におけ
るキャパシタ間のリーク電流は、その大部分が溝深さの
略1/2以下の部分に集中していることが判明した。し
たがって、溝12の深さ1/2の領域13の基板濃度を
高くしておけばキャパシタC間のリーク電流の殆んで全
てを防止でき、信号電荷の消失を防止することができる
ここで、溝12の深さ1/2の基板領域13を高濃度に
するとキャパシタCの容量低下のおそれがあるが、溝1
2内面に沿ってN 層15を形成しているので容量低下
は防止できる。
他方、溝12の深さ1/2の基板領域13σ)みを高濃
度にしているので、基板10の主面部は従来と同様の濃
度であり、したがって基板10全体を高濃度に形成した
場合に生じるようなMOS)ランジスタMTにおける接
合8にの増加や基板効果定数の増大が生じることはなく
、α線の影響も少くできる。
〔実施例2〕 第4図は本発明の他の実施例の断面図であり、前例と同
様にD−RAMのメモリセルを構成した例である。図中
、第2図と同一部分には同一符号を付している、 本例においては、キャパシタCを構成する溝12の深さ
1/2の領域の基板濃度を高くする構成として、エピタ
キシャル成長基板を使用している。J21Jち、P+型
のシリコン基板層10A上にP一層10Bをエピタキシ
ャル成長させてこれを基板10′として構成し、これに
前例と同様に溝12を形成してキャパシタCを構成した
ものである。この場合、溝12をP一層10BからP+
型基板層10Aにわたって1/2の深さに形成すれば必
然的に溝の1/2の深さ領域が高濃度とされることにな
り、前例のようなイオン打込み工程は省略できる。
また、MOS)ランジスタMTはP一層10B上に形成
することは言うまでもない。
本実施例においても、キャパシタCの深さ1/2の基板
領域が高濃度とされているので、キャパシタC間におけ
るリーク′亀流を有効に防止して信号電荷の消失を防止
でき、これによりメモリセルの高集積化を達成できる。
一方、MOS)ランジスタMTにおける接合容量や基板
効果定数の増大を防止できる。
、〔効果〕 (11溝型に形成したキャパシタの深さ1/2の基板領
域を高濃度に形成しているので、隣接するキャパシタ間
におけるリーク電流を有効に防止し、キャパシタに蓄積
される信号電荷の消失を防止して信頼性の高い記憶装置
を得ることができる、(2)キャパシタの深さ1/2の
領域以外は通常の濃度に保たれるので、MOS)ランジ
スタにおける接合容量や基板効果定数が意に反して増大
されることはない。
(3)溝の内晶にN+層を形成しているので、基板の濃
度を部分的に高くしてもキャパシタの蓄積容量が低下さ
れることはない。
(4)高濃度の領域な、溝を通してのイオン打込法によ
り形成できるので、従来工程に一部工程を付加するだけ
でよく、工程の大幅な変更を必要としない。
(5)前記(1)〜(4)により、高集積度のメモリセ
ル構造を容易に得ることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
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節回で種々変更可
61式であることはいう寸でもない。たとえば、キャパ
シタは反転容量の構成であって本よく、まこN型シリコ
ン基板を用いたP−MO8構造であってもよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であ為1素子型のD−RA
Mメモリセル忙適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなくキャパシタに情報を蓄積する
方式のメモリセル全てに適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来構造の断面図、 第2図は本発明のm1実施例の断面図、第3図fAl〜
の)は製造工程の断面図、第4図は第2実施例の断面図
である。 10・・・半導体基板、IOA・・・P+基板層、10
B・・・P−エピタキシャル層、11・・・5i02膜
、12・・・溝、13・・・深さ1/2の基板領域(高
濃度領域)、15N+層、16・・・フィールドS 1
02膜、17・・・ゲートsto、膜(絶縁膜)、19
・・・ゲート市、極、20・・・キャパシタ電極、21
・・・ソース・ドレイン領域、22・・・層間絶縁膜、
23・・・アルミニウム配線、c・・・キャパシタ、M
T・・・Mosトランジスタ、M−CEL・・・メモリ
セル。 第 2 図 M−Cl/ M−cEt メ執□へ−cmxI;\スー→\ 第 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、情報蓄積部として溝型に形成した容量と、MOSト
    ランジスタとでメモリセルを構成してなる半導体記憶装
    置において、前記容量を構成する溝の深さ略1/2より
    深い基板領域の不純物濃度を高濃度に形成したことを特
    徴とする半導体記憶装置。 2、容f#は半導体基板の主面から基板内部へ向けて形
    成した溝と、この溝の表面上に積層して形成した絶縁膜
    および電極とで構成してなる特許請求の範囲第1項記載
    の半導体記憶装置。 3、高濃度領域は容量を形成する溝の底面からイオン打
    込みしかつ拡散して形成してなる特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の半導体記憶装置。 4、高濃度領域はエピタキシャル成長基板の高濃度層で
    形成してなる特許請求の範囲第1項又は第2項記載の半
    導体記憶装置。
JP59010012A 1984-01-25 1984-01-25 半導体記憶装置 Pending JPS60154664A (ja)

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