JPH04239767A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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Publication number
JPH04239767A
JPH04239767A JP3006365A JP636591A JPH04239767A JP H04239767 A JPH04239767 A JP H04239767A JP 3006365 A JP3006365 A JP 3006365A JP 636591 A JP636591 A JP 636591A JP H04239767 A JPH04239767 A JP H04239767A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
island region
memory device
semiconductor memory
type impurity
Prior art date
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Pending
Application number
JP3006365A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Yasuhira
光雄 安平
Kazuhiro Matsuyama
和弘 松山
Koji Naito
康志 内藤
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 Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3006365A priority Critical patent/JPH04239767A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor memory which has high performance and prevents deterioration of memory characteristic due to a soft error, etc. CONSTITUTION:A single memory cell is formed of a switching transistor having an n<+> type impurity diffused layer 4 to become a drain to be formed on the sidewall of an island region 3, a gate insulating film 5, a gate electrode 6 to become a word line and an n<+> type impurity diffused layer 7 to become a source to be formed on the region 3, and a capacity having storage electrodes 8, 10 formed on the region 3, a capacitor insulating film 11 and a plate electrode 12, and each cell is electrically insulated.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、特にダイナミック・
ランダムアクセス・メモリのメモリセルアレイの高密度
化を図った新規なるデバイス構造を有する半導体記憶装
置に関するものである。
[Industrial Application Field] This invention is particularly applicable to dynamic
The present invention relates to a semiconductor memory device having a novel device structure that increases the density of a memory cell array of a random access memory.

【0002】0002

【従来の技術】従来、1個のトランジスタおよび1個の
容量部からなる「1トランジスタ・1キャパシタ」型の
メモリセルは、素子の構成要素が少ないとともにセル面
積の縮小化が容易であるため、高密度DRAM(ダイナ
ミック・ランダムアクセス・メモリ)用のメモリセルと
して広く使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a "one transistor/one capacitor" type memory cell consisting of one transistor and one capacitor has a small number of element components and the cell area can be easily reduced. It is widely used as a memory cell for high-density DRAM (dynamic random access memory).

【0003】特に、素子に対するより一層の微細化の要
求に応じるために、キャパシタおよびスイッチングトラ
ンジスタの構造を3次元化することが提案されている(
参考文献:K.Sunouchi et al, ”A
 Surrounding Gate Transis
tor Cell for 64/256 Mbit 
DRAMs”IEDM Technical Dige
st.1989.pp23−26. )。図5は従来の
半導体記憶装置の構成を示す断面図である。
In particular, in order to meet the demand for further miniaturization of devices, it has been proposed to make the structures of capacitors and switching transistors three-dimensional (
References: K. Sunouchi et al.
Surrounding Gate Transit
tor Cell for 64/256 Mbit
DRAMs”IEDM Technical Dige
st. 1989. pp23-26. ). FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor memory device.

【0004】図5において、101はp型の半導体基板
、101aは半導体基板101に形成された溝、101
bは島領域、102は島領域101bの表面に形成され
たスイッチングトランジスタのドレインとなるn+ 型
の不純物拡散層、103は溝101aの側壁部に形成さ
れたスイッチングトランジスタのソースとなるn− 型
の不純物拡散層、104は溝101aの側壁部の上部に
形成されたゲート絶縁膜、105は溝101aの上部で
ゲート絶縁膜104上に形成されたゲート電極となるワ
ード線、106はドレインとなるn+ 型の不純物拡散
層102上に形成したビット線、107は溝101aの
側壁部に形成されたキャパシタ絶縁膜、108は溝10
1aの内部に形成されたプレート電極である。また、1
09はメモリセル間のリーク電流を防止するp+ 型の
不純物拡散層、110,111は層間絶縁膜である。
In FIG. 5, 101 is a p-type semiconductor substrate, 101a is a groove formed in the semiconductor substrate 101, and 101 is a groove formed in the semiconductor substrate 101.
b is an island region, 102 is an n+ type impurity diffusion layer which becomes the drain of the switching transistor formed on the surface of the island region 101b, and 103 is an n- type impurity diffusion layer which becomes the source of the switching transistor formed on the side wall of the groove 101a. An impurity diffusion layer, 104 is a gate insulating film formed on the side wall of the trench 101a, 105 is a word line forming a gate electrode formed on the gate insulating film 104 at the top of the trench 101a, and 106 is an n+ drain. 107 is a capacitor insulating film formed on the side wall of the trench 101a, and 108 is the trench 10.
This is a plate electrode formed inside 1a. Also, 1
09 is a p+ type impurity diffusion layer for preventing leakage current between memory cells, and 110 and 111 are interlayer insulating films.

【0005】図5に示すように、従来の半導体記憶装置
は、半導体基板101の島領域101bの表面に形成さ
れたドレインとなるn+ 型の不純物拡散層102,島
領域101bの側壁部に形成されたソースとなるn− 
型の不純物拡散層103,ゲート絶縁膜107およびワ
ード線となるゲート電極105からなるスイッチングト
ランジスタと、島領域101bの側壁部に形成されたn
+ 型の不純物拡散層102,キャパシタ絶縁膜107
およびプレート電極108からなる容量部とからなる。
As shown in FIG. 5, the conventional semiconductor memory device has an n+ type impurity diffusion layer 102 which serves as a drain formed on the surface of an island region 101b of a semiconductor substrate 101, and an n+ type impurity diffusion layer 102 formed on the side wall of the island region 101b. The n-
A switching transistor consisting of a type impurity diffusion layer 103, a gate insulating film 107, and a gate electrode 105 serving as a word line, and an n-type transistor formed on the side wall of the island region 101b.
+ type impurity diffusion layer 102, capacitor insulating film 107
and a capacitor section consisting of a plate electrode 108.

【0006】このように、従来の半導体記憶装置は、キ
ャパシタおよびスイッチングトランジスタが、溝101
aの内部に3次元的に形成されたものである。
As described above, in the conventional semiconductor memory device, the capacitor and the switching transistor are connected to the trench 101.
It is three-dimensionally formed inside a.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体記憶装置では、プレート電極108,キャパシタ
絶縁膜107およびプレート電極108に対向して形成
されたn− 型の不純物拡散層103からなる容量部は
、半導体基板1に形成した溝101aの内部に存在する
。 その結果、従来の半導体記憶装置を構成する容量部は、
結晶欠陥に起因して半導体基板1中に発生するリーク電
流の影響を受けたり、半導体基板1に入手したα粒子が
電子・正孔を発生させ、そのノイズ電荷がn− 型の不
純物拡散層103付近に広がった空乏層およびキャパシ
タ絶縁膜107に入り込むことにより発生するソフトエ
ラーにより、メモリ特性が劣化するという問題があった
However, in the conventional semiconductor memory device, the capacitor section consisting of the plate electrode 108, the capacitor insulating film 107, and the n- type impurity diffusion layer 103 formed opposite to the plate electrode 108 is , exists inside the groove 101a formed in the semiconductor substrate 1. As a result, the capacitor section that constitutes a conventional semiconductor memory device is
The n-type impurity diffusion layer 103 is affected by leakage current generated in the semiconductor substrate 1 due to crystal defects, or α particles obtained in the semiconductor substrate 1 generate electrons and holes, and the noise charges are generated in the n- type impurity diffusion layer 103. There is a problem in that memory characteristics deteriorate due to soft errors that occur due to the depletion layer that has spread in the vicinity and enters the capacitor insulating film 107.

【0008】この発明の目的は、上記問題点に鑑み、ソ
フトエラー等によるメモリ特性の劣化を防止した高性能
な半導体記憶装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor memory device that prevents deterioration of memory characteristics due to soft errors and the like.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、第1導電型の半導体基板に形成した溝と、こ
の溝に囲まれた前記半導体基板の一部からなる島領域と
、この島領域の上部に形成したソースとなる第2導電型
の第1の半導体層と、この第1の半導体層上に形成した
蓄積電極と、この蓄積電極の表面に形成したキャパシタ
絶縁膜と、このキャパシタ絶縁膜上に形成したプレート
電極と、前記島領域の側壁部の下部に形成したドレイン
となる第2導電型の第2の半導体層と、前記島領域の側
壁部上に形成したゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上
に形成したワード線となるゲート電極と、前記第2の半
導体層に電気的に接続したビット線とを備えたものであ
る。
Means for Solving the Problems A semiconductor memory device according to claim 1 includes: a groove formed in a semiconductor substrate of a first conductivity type; an island region formed of a part of the semiconductor substrate surrounded by the groove; a first semiconductor layer of a second conductivity type forming a source formed on the top of the island region; a storage electrode formed on the first semiconductor layer; a capacitor insulating film formed on the surface of the storage electrode; A plate electrode formed on the capacitor insulating film, a second semiconductor layer of a second conductivity type forming a drain formed under the side wall of the island region, and a gate insulating layer formed on the side wall of the island region. The semiconductor device includes a film, a gate electrode formed on the gate insulating film and serving as a word line, and a bit line electrically connected to the second semiconductor layer.

【0010】請求項2記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置において、ビット線が前記溝の
底部に形成した導電体膜からなることを特徴とする。請
求項3記載の半導体記憶装置は、請求項1または請求項
2記載の半導体記憶装置において、蓄積電極が一部分を
電気的に接続して積層させた導電体層からなることを特
徴とする。
A semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor memory device according to the first aspect, wherein the bit line is made of a conductive film formed at the bottom of the trench. A semiconductor memory device according to a third aspect of the invention is the semiconductor memory device according to the first or second aspect, characterized in that the storage electrode is made of conductor layers that are stacked with parts electrically connected to each other.

【0011】[0011]

【作用】この発明の構成によれば、蓄積電極,キャパシ
タ絶縁膜およびプレート電極からなる容量部を島領域上
に備えたものであり、また、ソースとなる第2導電型の
第1の半導体層,ドレインとなる第2導電型の第2の半
導体層,ゲート絶縁膜およびワード線となるゲート電極
からなるスイッチングトランジスタを島領域の側壁部す
なわち溝の内部に備えたものである。したがって、容量
部を構成するキャパシタ絶縁膜は、半導体基板から離れ
た位置に存在し、これにより、信号電荷の蓄積を半導体
基板から離れたキャパシタ絶縁膜で行うことができる。
[Function] According to the structure of the present invention, a capacitor portion consisting of a storage electrode, a capacitor insulating film, and a plate electrode is provided on the island region, and the first semiconductor layer of the second conductivity type is provided as a source. , a switching transistor comprising a second semiconductor layer of a second conductivity type serving as a drain, a gate insulating film, and a gate electrode serving as a word line is provided on the side wall portion of the island region, that is, inside the trench. Therefore, the capacitor insulating film constituting the capacitor section is located at a position apart from the semiconductor substrate, and thus signal charges can be stored in the capacitor insulating film apart from the semiconductor substrate.

【0012】さらに、請求項2記載の構成によれば、ド
レインとなる第2導電型の第2の半導体層に電気的に接
続したビット線として溝の底部に形成した導電体膜を用
いることにより、配線抵抗の低減を図ったビット線を得
ることができる。さらに、請求項3記載の構成によれば
、蓄積電極が、一部分を電気的に接続して積層させた導
電体層からなる。したがって、蓄積電極の表面積を拡大
することができ、これにより、蓄積容量を増大させるこ
とができる。
Furthermore, according to the second aspect of the present invention, by using the conductive film formed at the bottom of the groove as the bit line electrically connected to the second semiconductor layer of the second conductivity type which becomes the drain. , a bit line with reduced wiring resistance can be obtained. Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the storage electrode is made of conductive layers that are partially electrically connected and laminated. Therefore, the surface area of the storage electrode can be expanded, thereby increasing the storage capacity.

【0013】[0013]

【実施例】図1は、この発明の第1の実施例の半導体記
憶装置の構成を示す断面図、図2は同半導体記憶装置の
構成を示す平面図である。なお、図1は図2のI−I’
線における断面図である。図1および図2において、1
はp型の半導体基板、2は半導体基板1に形成した溝、
3は溝2に囲まれた半導体基板1の一部からなる島領域
、4は島領域3の側壁部の下部に形成したドレインとな
るn+ 型の不純物拡散層、5は島領域3の側壁部上に
形成したゲート絶縁膜、6はゲート酸化膜5上に形成し
たワード線となるゲート電極、7は半導体基板1の島領
域3の上部に形成したソースとなるn+ 型の不純物拡
散層である。このように、ドレインとなるn+ 型の不
純物拡散層4,ゲート絶縁膜5およびワード線となるゲ
ート電極6および島領域の上部に形成したソースとなる
不純物拡散層7からなるスイッチングトランジスタは、
半導体基板1に形成した溝2内すなわち島領域3の側壁
部上に存在し、縦型構造である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the structure of the same semiconductor memory device. Note that FIG. 1 is I-I' in FIG.
FIG. In Figures 1 and 2, 1
is a p-type semiconductor substrate, 2 is a groove formed in the semiconductor substrate 1,
3 is an island region consisting of a part of the semiconductor substrate 1 surrounded by the groove 2; 4 is an n+ type impurity diffusion layer forming a drain formed at the lower part of the side wall of the island region 3; 5 is a side wall of the island region 3. 6 is a gate electrode formed on the gate oxide film 5 and serves as a word line; 7 is an n+ type impurity diffusion layer that serves as a source and is formed on the island region 3 of the semiconductor substrate 1. . In this way, the switching transistor is composed of the n+ type impurity diffusion layer 4 as the drain, the gate insulating film 5, the gate electrode 6 as the word line, and the impurity diffusion layer 7 as the source formed on the upper part of the island region.
It exists in the groove 2 formed in the semiconductor substrate 1, that is, on the side wall of the island region 3, and has a vertical structure.

【0014】また、8,10はソースとなるn+ 型の
不純物拡散層7上に形成した蓄積電極であり、この蓄積
電極8,10は一部分を電気的に接続して積層させた導
電体層(例えばポリシリコン膜等)からなる。また蓄積
電極8,10はソースとなるn+ 型の不純物拡散層7
に電気的に接続してある。9,11は蓄積電極8,10
の表面に形成したキャパシタ絶縁膜であり、ONO膜等
からなる。12はキャパシタ絶縁膜9,11上に形成し
たプレート電極であり、ポリシリコン膜等からなる。
Reference numerals 8 and 10 are storage electrodes formed on the n+ type impurity diffusion layer 7 which serves as a source, and these storage electrodes 8 and 10 are formed by laminating conductor layers (parts of which are electrically connected). For example, a polysilicon film, etc.). In addition, the storage electrodes 8 and 10 are n+ type impurity diffusion layers 7 that serve as sources.
is electrically connected to. 9, 11 are storage electrodes 8, 10
This is a capacitor insulating film formed on the surface of the capacitor, and is made of an ONO film or the like. 12 is a plate electrode formed on the capacitor insulating films 9 and 11, and is made of a polysilicon film or the like.

【0015】このように、蓄積電極8,10,キャパシ
タ絶縁膜11およびプレート電極12からなる容量部は
、半導体基板1の一部からなる島領域3上に存在し、キ
ャパシタ絶縁膜11は半導体基板1から離れた位置に存
在する。単一のメモリセルは、島領域3の側壁部上に形
成したドレインとなるn+ 型の不純物拡散層4,ゲー
ト絶縁膜5およびワード線となるゲート電極6および島
領域3の上部に形成したソースとなるn+ 型の不純物
拡散層7からなるスイッチングトランジスタと、島領域
上3に形成した蓄積電極8,10,キャパシタ絶縁膜1
1およびプレート電極12からなる容量部とからなり、
各メモリセルは溝2により電気的に絶縁されている。
As described above, the capacitive portion consisting of the storage electrodes 8 and 10, the capacitor insulating film 11 and the plate electrode 12 exists on the island region 3 which is a part of the semiconductor substrate 1, and the capacitor insulating film 11 is located on the island region 3 which is a part of the semiconductor substrate 1. It exists at a position far from 1. A single memory cell consists of an n+ type impurity diffusion layer 4 formed on the side wall of the island region 3 as a drain, a gate insulating film 5, a gate electrode 6 as a word line, and a source formed on the top of the island region 3. A switching transistor consisting of an n+ type impurity diffusion layer 7, storage electrodes 8, 10 formed on the island region 3, and a capacitor insulating film 1.
1 and a capacitive part consisting of a plate electrode 12,
Each memory cell is electrically insulated by groove 2.

【0016】なお、13は溝2の底部に形成した絶縁膜
、14は溝2の底部に形成された半導体基板1と同導電
型(p型)の不純物拡散層であり、リーク電流を防止す
る。15は溝2に充填した絶縁膜、16はプレート電極
12上に形成した層間絶縁膜である。また、各メモリセ
ルを構成したドレインとなる各n+型の不純物拡散層間
は、ビット線17により電気的に接続される。
Note that 13 is an insulating film formed at the bottom of the trench 2, and 14 is an impurity diffusion layer of the same conductivity type (p type) as the semiconductor substrate 1 formed at the bottom of the trench 2, to prevent leakage current. . 15 is an insulating film filled in the groove 2, and 16 is an interlayer insulating film formed on the plate electrode 12. Further, bit lines 17 electrically connect the n+ type impurity diffusion layers forming the drains of each memory cell.

【0017】ここで、第1の実施例の半導体記憶装置の
製造方法を簡単に説明する。異方性のエッチングにより
半導体基板1に溝2を形成する。この際、この溝2に囲
まれた半導体基板1の一部は、島領域3となる。次に、
CVD法等により溝2の内部に絶縁膜(図示せず)を形
成した後、溝2の底部の絶縁膜を除去する。次に、イオ
ン注入またはSOG等の固相拡散等によりドレインとな
るn+ 型の不純物拡散層4およびビット線17を形成
する。次に、一旦、島領域3の側壁部すなわち溝2の側
壁部に形成した絶縁膜を除去した後、熱酸化により溝2
の側壁部および底部にゲート絶縁膜5および絶縁膜13
を形成し、さらに、このゲート絶縁膜5上にLP−CV
D法等によりポリシリコン膜を堆積することによって、
ワード線となるゲート電極6を形成する。次に、イオン
注入により島領域3の表面にソースとなるn+ 型の不
純物拡散層7を形成する。そして、表面に絶縁膜を堆積
することにより溝2の内部を絶縁膜15で充填した後、
エッチバック法等により表面を平坦化する。
A method of manufacturing the semiconductor memory device of the first embodiment will now be briefly described. A groove 2 is formed in a semiconductor substrate 1 by anisotropic etching. At this time, a part of the semiconductor substrate 1 surrounded by the groove 2 becomes an island region 3. next,
After forming an insulating film (not shown) inside the trench 2 by CVD or the like, the insulating film at the bottom of the trench 2 is removed. Next, an n+ type impurity diffusion layer 4 serving as a drain and a bit line 17 are formed by ion implantation or solid phase diffusion such as SOG. Next, after removing the insulating film formed on the sidewalls of the island region 3, that is, the sidewalls of the trench 2, thermal oxidation is applied to the trench 2.
A gate insulating film 5 and an insulating film 13 are formed on the side walls and bottom of the
Further, LP-CV is formed on this gate insulating film 5.
By depositing a polysilicon film using the D method etc.
A gate electrode 6 that will become a word line is formed. Next, an n+ type impurity diffusion layer 7, which will serve as a source, is formed on the surface of the island region 3 by ion implantation. After filling the inside of the trench 2 with an insulating film 15 by depositing an insulating film on the surface,
The surface is flattened by an etch-back method or the like.

【0018】次に、島領域3上の絶縁膜15に開口窓を
形成し、この開口窓上にLP−CVD法等によりポリシ
リコン膜を堆積し、このポリシリコン膜にソースとなる
n− 型の不純物拡散層と同導電型(n型)の不純物を
拡散することにより、蓄積電極8を形成する。この蓄積
電極8はソースとなるn+ 型の不純物拡散層7に電気
的に接続される。次に、CVD法等により蓄積電極8上
に絶縁膜(図示せず)を堆積する。そして、この絶縁膜
をレジストパターンを用いてエッチングすることにより
、絶縁膜にコンタクト穴を形成した後、このコンタクト
穴上にLP−CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し
、このポリシリコン膜にソースとなるn− 型の不純物
拡散層と同導電型(n型)の不純物を拡散して、蓄積電
極10を形成する。これにより、蓄積電極8,10は多
層構造となり表面積を増大させる。次に表面に残置して
いる絶縁膜を除去した後、蓄積電極8,10の表面に熱
酸化またはCVD法によりキャパシタ絶縁膜11を形成
する。 その後、このキャパシタ絶縁膜11上にLP−CVD法
等によりポリシリコン膜を堆積することによりプレート
電極12を形成することにより、メモリセルの形成を終
了する。
Next, an opening window is formed in the insulating film 15 on the island region 3, a polysilicon film is deposited on this opening window by LP-CVD method, etc. The storage electrode 8 is formed by diffusing an impurity of the same conductivity type (n type) as the impurity diffusion layer. This storage electrode 8 is electrically connected to an n+ type impurity diffusion layer 7 which serves as a source. Next, an insulating film (not shown) is deposited on the storage electrode 8 by CVD or the like. After forming a contact hole in the insulating film by etching this insulating film using a resist pattern, a polysilicon film is deposited on the contact hole by LP-CVD method, etc. The storage electrode 10 is formed by diffusing an impurity of the same conductivity type (n type) as that of the n- type impurity diffusion layer. As a result, the storage electrodes 8 and 10 have a multilayer structure, increasing their surface area. Next, after removing the insulating film remaining on the surface, a capacitor insulating film 11 is formed on the surfaces of the storage electrodes 8 and 10 by thermal oxidation or CVD. Thereafter, a polysilicon film is deposited on this capacitor insulating film 11 by LP-CVD or the like to form a plate electrode 12, thereby completing the formation of the memory cell.

【0019】図3はこの発明の第2の実施例の半導体記
憶装置の構成を示す断面図、図4は同半導体記憶装置の
構成を示す平面図である。なお、図3は図4のII−I
I’線における断面図である。また、第1の実施例と同
符号のものには同符号を付し説明を省略する。図3にお
いて、22は溝2の底部および島領域3の側壁部の下部
に形成した絶縁膜、23は絶縁膜22上に形成されドレ
インとなるn+ 型の不純物拡散層4に電気的に接続し
たビット線であり、ポリシリコン膜,ポリサイドおよび
メタル等の導電性膜からなる。この導電性膜からなるビ
ット線は、不純物拡散層からなるビット線よりも低抵抗
なものとなる。また、24はビット線23上に形成され
てゲート電極6とビット線23とを電気的に絶縁するた
めの絶縁膜である。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the invention, and FIG. 4 is a plan view showing the structure of the semiconductor memory device. Note that FIG. 3 shows II-I in FIG.
It is a sectional view taken along I' line. Further, the same reference numerals as in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In FIG. 3, 22 is an insulating film formed at the bottom of the groove 2 and the lower part of the side wall of the island region 3, and 23 is an insulating film formed on the insulating film 22 and electrically connected to the n+ type impurity diffusion layer 4 which becomes the drain. This is a bit line and is made of a conductive film such as a polysilicon film, polycide, and metal. A bit line made of this conductive film has a lower resistance than a bit line made of an impurity diffusion layer. Further, 24 is an insulating film formed on the bit line 23 to electrically insulate the gate electrode 6 and the bit line 23.

【0020】第1の実施例と同様に、ドレインとなるn
+ 型の不純物拡散層4,ゲート絶縁膜5およびワード
線となるゲート電極6および島領域の上部に形成したソ
ースとなる不純物拡散層7からなるスイッチングトラン
ジスタは、半導体基板1に形成した溝2内すなわち島領
域3の側壁部上に存在し、縦型構造である。また、蓄積
電極8,10,キャパシタ絶縁膜11およびプレート電
極12からなる容量部は、半導体基板1の一部からなる
島領域3上に存在し、特にキャパシタ絶縁膜11は半導
体基板1から離れた位置に存在する。
Similar to the first embodiment, n becomes the drain.
A switching transistor consisting of a + type impurity diffusion layer 4, a gate insulating film 5, a gate electrode 6 serving as a word line, and an impurity diffusion layer 7 forming a source formed on the top of an island region is placed in a groove 2 formed in a semiconductor substrate 1. That is, it exists on the side wall portion of the island region 3 and has a vertical structure. In addition, the capacitive part consisting of the storage electrodes 8 and 10, the capacitor insulating film 11, and the plate electrode 12 exists on the island region 3 consisting of a part of the semiconductor substrate 1, and in particular, the capacitor insulating film 11 is located away from the semiconductor substrate 1. exist in position.

【0021】ここで、第2の実施例の半導体記憶装置の
製造方法を簡単に説明する。第1の実施例と同様にして
、半導体基板1に溝2および島領域3を形成し、島領域
3の側壁部にイオン注入またはSOG等の固相拡散等に
よりドレインとなるn+ 型の不純物拡散層4を形成す
る。そして、溝4の底部および島領域3の側壁部の下部
に絶縁膜22を形成した後、この絶縁膜22上にドレイ
ンとなるn+ 型の不純物拡散層4に電気的に接続した
ビット線23を形成する。このビット線23は不純物を
拡散させたポリシリコン膜,ポリサイドおよびメタル等
の導電性膜からなる。次にビット線23上にCVD法等
により絶縁膜24を形成した後、溝2の側壁部すなわち
島領域3の側壁部に熱酸化によりゲート絶縁膜5を形成
する。そして、このゲート絶縁膜5上にワード線となる
ゲート電極6を形成する。その後、第1の実施例と同様
にして、ソースとなるn+ 型の不純物拡散層7,絶縁
膜15,蓄積電極8,10,キャパシタ絶縁膜11およ
びプレート電極12を形成し、メモリセルの形成を終了
する。
A method of manufacturing the semiconductor memory device of the second embodiment will now be briefly described. In the same manner as in the first embodiment, a groove 2 and an island region 3 are formed in a semiconductor substrate 1, and an n+ type impurity that will become a drain is diffused into the side wall of the island region 3 by ion implantation or solid phase diffusion of SOG or the like. Form layer 4. After forming an insulating film 22 on the bottom of the groove 4 and the lower part of the side wall of the island region 3, a bit line 23 electrically connected to the n+ type impurity diffusion layer 4, which will become the drain, is formed on the insulating film 22. Form. This bit line 23 is made of a conductive film such as a polysilicon film in which impurities are diffused, polycide, and metal. Next, after forming an insulating film 24 on the bit line 23 by CVD or the like, a gate insulating film 5 is formed on the side wall of the trench 2, that is, on the side wall of the island region 3, by thermal oxidation. Then, a gate electrode 6 that will become a word line is formed on this gate insulating film 5. Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, an n+ type impurity diffusion layer 7 serving as a source, an insulating film 15, storage electrodes 8, 10, a capacitor insulating film 11, and a plate electrode 12 are formed, and a memory cell is formed. finish.

【0022】以上、第1および第2の実施例によれば、
ドレインとなるn+ 型の不純物拡散層4,ゲート絶縁
膜5およびワード線となるゲート電極6および島領域の
上部に形成したソースとなる不純物拡散層7からなるス
イッチングトランジスタは、半導体基板1に形成した溝
2内すなわち島領域3の側壁部上に存在し、また、蓄積
電極8,10,キャパシタ絶縁膜11およびプレート電
極12からなる容量部は、半導体基板1の一部からなる
島領域3上に存在する。したがって、容量部を構成する
キャパシタ絶縁膜11は半導体基板1から離れた位置に
存在する。これにより、半導体基板1中に発生したリー
ク電流の影響を受けにくく、ソフトエラー耐性の高い容
量部を有する半導体記憶装置を得ることができる。
According to the first and second embodiments described above,
A switching transistor consisting of an n+ type impurity diffusion layer 4 serving as a drain, a gate insulating film 5, a gate electrode 6 serving as a word line, and an impurity diffusion layer 7 forming a source formed on the top of an island region is formed on a semiconductor substrate 1. A capacitive part that exists within the groove 2, that is, on the side wall of the island region 3, and is made up of the storage electrodes 8, 10, the capacitor insulating film 11, and the plate electrode 12, is located on the island region 3 that is a part of the semiconductor substrate 1. exist. Therefore, the capacitor insulating film 11 constituting the capacitive part is located at a distance from the semiconductor substrate 1. Thereby, it is possible to obtain a semiconductor memory device having a capacitor portion that is less susceptible to leakage current generated in the semiconductor substrate 1 and has high soft error resistance.

【0023】[0023]

【発明の効果】この発明の半導体記憶装置によれば、蓄
積電極,キャパシタ絶縁膜およびプレート電極からなる
容量部を島領域上に備えたものであり、また、ソースと
なる第2導電型の第1の半導体層,ドレインとなる第2
導電型の第2の半導体層,ゲート絶縁膜およびワード線
となるゲート電極からなるスイッチングトランジスタを
島領域の側壁部すなわち溝の内部に備えたものである。 したがって、2次元的にセルの大幅な高密度化を実現で
き、また、信号電荷の蓄積を半導体基板から離れた容量
部で行うことができる。その結果、ソフトエラー等によ
るメモリ特性の劣化を防止した高性能な半導体記憶装置
を得ることができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, a capacitor portion consisting of a storage electrode, a capacitor insulating film, and a plate electrode is provided on an island region, and a capacitor portion of a second conductivity type serving as a source is provided. 1 semiconductor layer, the second layer becomes the drain
A switching transistor including a second conductive semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode serving as a word line is provided on the side wall of the island region, that is, inside the trench. Therefore, it is possible to significantly increase the density of cells two-dimensionally, and signal charges can be stored in a capacitor section that is remote from the semiconductor substrate. As a result, it is possible to obtain a high-performance semiconductor memory device that prevents deterioration of memory characteristics due to soft errors and the like.

【0024】さらに、請求項2記載の半導体記憶装置に
よれば、ドレインとなる第2導電型の第2の半導体層に
電気的に接続したビット線として溝の底部に形成した導
電体膜を用いることにより、配線抵抗の低減を図ったビ
ット線を得ることができる。さらに、請求項3記載の半
導体記憶装置によれば、蓄積電極が、一部分を電気的に
接続して積層させた導電体層からなる。したがって、蓄
積電極の表面積を拡大することができ、これにより、蓄
積容量を増大させることができる。
Further, according to the semiconductor memory device according to the second aspect, the conductive film formed at the bottom of the trench is used as the bit line electrically connected to the second semiconductor layer of the second conductivity type which becomes the drain. As a result, a bit line with reduced wiring resistance can be obtained. Furthermore, according to the semiconductor memory device according to the third aspect of the present invention, the storage electrode is made of conductor layers that are stacked and partially electrically connected. Therefore, the surface area of the storage electrode can be expanded, thereby increasing the storage capacity.

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

【図1】図1はこの発明の第1の実施例の半導体記憶装
置の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the invention.

【図2】図2はこの発明の第1の実施例の半導体記憶装
置の構成を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図3】図3はこの発明の第2の実施例の半導体記憶装
置の構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the invention.

【図4】図4はこの発明の第2の実施例の半導体記憶装
置の構成を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the invention.

【図5】図5は従来の半導体記憶装置の構成を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    半導体基板 2    溝 3    島領域 4    n+ 型の不純物拡散層(第2導電型の第2
の半導体層) 5    ゲート絶縁膜 6    ゲート電極 7    n+ 型の不純物拡散層(第2導電型の第1
の半導体層) 8,10    蓄積電極 9    キャパシタ絶縁膜 17,24    ビット線
1 Semiconductor substrate 2 Groove 3 Island region 4 n+ type impurity diffusion layer (second conductivity type second
) 5 Gate insulating film 6 Gate electrode 7 N+ type impurity diffusion layer (second conductivity type first semiconductor layer) 5 Gate insulating film 6 Gate electrode 7
) 8, 10 Storage electrode 9 Capacitor insulating film 17, 24 Bit line

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1導電型の半導体基板に形成した溝
と、この溝に囲まれた前記半導体基板の一部からなる島
領域と、この島領域の上部に形成したソースとなる第2
導電型の第1の半導体層と、この第1の半導体層上に形
成した蓄積電極と、この蓄積電極の表面に形成したキャ
パシタ絶縁膜と、このキャパシタ絶縁膜上に形成したプ
レート電極と、前記島領域の側壁部の下部に形成したド
レインとなる第2導電型の第2の半導体層と、前記島領
域の側壁部上に形成したゲート絶縁膜と、このゲート絶
縁膜上に形成したワード線となるゲート電極と、前記第
2の半導体層に電気的に接続したビット線とを備えた半
導体記憶装置。
1. A groove formed in a semiconductor substrate of a first conductivity type, an island region consisting of a part of the semiconductor substrate surrounded by the groove, and a second island region forming a source formed on the island region.
a first conductive semiconductor layer, a storage electrode formed on the first semiconductor layer, a capacitor insulating film formed on the surface of the storage electrode, a plate electrode formed on the capacitor insulating film, a second semiconductor layer of a second conductivity type forming a drain formed under the side wall of the island region; a gate insulating film formed on the side wall of the island region; and a word line formed on the gate insulating film. A semiconductor memory device comprising a gate electrode and a bit line electrically connected to the second semiconductor layer.
【請求項2】  前記ビット線が前記溝の底部に形成し
た導電体膜からなることを特徴とする請求項1記載の半
導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the bit line is made of a conductive film formed at the bottom of the trench.
【請求項3】  前記蓄積電極が一部分を電気的に接続
して積層させた導電体層からなることを特徴とする請求
項1または2記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the storage electrode is formed of conductor layers stacked with parts electrically connected to each other.
JP3006365A 1991-01-23 1991-01-23 Semiconductor memory Pending JPH04239767A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104135A (en) * 1996-06-21 2004-04-02 Micron Technology Inc Soi type transistor circuit using soi type transistor and method for producing the same

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