JPS6244427B2 - - Google Patents
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- JPS6244427B2 JPS6244427B2 JP52120493A JP12049377A JPS6244427B2 JP S6244427 B2 JPS6244427 B2 JP S6244427B2 JP 52120493 A JP52120493 A JP 52120493A JP 12049377 A JP12049377 A JP 12049377A JP S6244427 B2 JPS6244427 B2 JP S6244427B2
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- Static Random-Access Memory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はMOSトランジスタとMOSダイオード
型コンデンサを並設する半導体集積回路に関する
ものであり、特にメモリ素子などに適したもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a MOS transistor and a MOS diode type capacitor are arranged in parallel, and is particularly suitable for a memory element.
金属層(導電体層)と酸化物層(絶縁体)と半
導体基板から成るMOSダイオードがコンデンサ
として用いられ、而もMOSトランジスタなどと
共に同一基板上に容易に形成されて集積回路にお
ける重要な素子となつていることはよく知られて
いる。そして又このような集積回路においては、
MOSトランジスタの電気的な分離には半導体基
板に高濃度の不純物を注入した不純物層を設ける
こともよく知られていることである。そしてこの
ようなMOSトランジスタと分離層とMOSコンデ
ンサを同一基板上に密に配置した集積回路を小形
化するために、マスクの精度の向上その他いろい
ろの手段が講ぜられているが、最近ではその小型
化も限度に達したかの観を呈している。その打開
策として例えばメモリ素子においてトランジスタ
とコンデンサを二階建形式にすることも提案され
ている(特願昭51−127781)。この構成は基板の
面積の節減という意味では極めて効果的である
が、製造工程が複雑になるので、製造コストの低
減という面で難点がある。 A MOS diode consisting of a metal layer (conductor layer), an oxide layer (insulator), and a semiconductor substrate is used as a capacitor, and it can be easily formed on the same substrate as a MOS transistor, making it an important element in integrated circuits. It is well known that it is becoming popular. Also, in such an integrated circuit,
It is well known that for electrical isolation of MOS transistors, an impurity layer in which a high concentration of impurity is implanted is provided in a semiconductor substrate. In order to miniaturize such integrated circuits in which MOS transistors, isolation layers, and MOS capacitors are densely arranged on the same substrate, various measures such as improving mask precision have been taken, but recently, miniaturization It appears that the government has reached its limit. As a solution to this problem, it has been proposed, for example, to use a two-story structure for transistors and capacitors in memory elements (Japanese Patent Application No. 127781-1981). Although this configuration is extremely effective in terms of reducing the area of the substrate, it complicates the manufacturing process and is therefore problematic in terms of reducing manufacturing costs.
したがつて本発明の目的はMOSトランジスタ
とMOSダイオード型コンデンサを並設する半導
体集積回路の集積度を向上するにある。 Therefore, an object of the present invention is to improve the degree of integration of a semiconductor integrated circuit in which a MOS transistor and a MOS diode type capacitor are arranged side by side.
本発明は、前述のような集積回路の集積度を向
上させるのに、分離層とMOSダイオード型コン
デンサの半導体側電極を共用するようにして占有
面積を縮小するようにしたものである。 In order to improve the degree of integration of the above-mentioned integrated circuit, the present invention reduces the occupied area by sharing the separation layer and the semiconductor side electrode of the MOS diode type capacitor.
本発明によれば、同一半導体基板上にMOSト
ランジスタとMOSダイオード型のコンデンサを
並設し、このコンデンサの、前記MOSトランジ
スタとは接続していない一方の導電体層電極が前
記半導体基板表面に形成され、前記MOSトラン
ジスタと接続している他方の導電体層電極が前記
一方の導電体層電極の上方に誘電体を介して設け
られている集積回路において、前記一方の導電体
層電極が、前記半導体基板と同一導電型であつて
スレシヨルド電圧(フラツトバンド電圧ともい
う)がこの半導体基板に印加すべき電圧と前記コ
ンデンサの他端の電極に印加すべき電圧の和の電
圧より大きくなるような高濃度の不純物層であ
り、且つ前記MOSトランジスタの該コンデンサ
に接続している電極の下に、前記半導体基板と同
一導電型の高濃度不純物層を前記導電体層電極に
接続して設けたことを特徴とする半導体集積回路
が得られる。 According to the present invention, a MOS transistor and a MOS diode type capacitor are arranged side by side on the same semiconductor substrate, and one conductor layer electrode of the capacitor that is not connected to the MOS transistor is formed on the surface of the semiconductor substrate. and in which the other conductor layer electrode connected to the MOS transistor is provided above the one conductor layer electrode via a dielectric, the one conductor layer electrode is connected to the High concentration that is of the same conductivity type as the semiconductor substrate and whose threshold voltage (also called flat band voltage) is greater than the sum of the voltage to be applied to the semiconductor substrate and the voltage to be applied to the electrode at the other end of the capacitor. A highly concentrated impurity layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate is provided below the electrode of the MOS transistor connected to the capacitor and connected to the conductive layer electrode. A semiconductor integrated circuit is obtained.
本発明によれば、集積回路の集積度は極めて大
となり、また特性の安定が得られる。 According to the present invention, the degree of integration of the integrated circuit can be extremely increased, and the characteristics can be stabilized.
次に図面を参照して本発明につき説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明を適用したメモリー素子の構成
を示したもので、aは断面図、bは平面図、cは
等価回路図をそれぞれあらわしている。但しbの
平面図においては図面を見易くするため殆んど全
域に亘つて形成されている酸化膜(後述)を除去
した形で示してある。図において、1はp型半導
体基板、2は選択トランジスタ部、3はデータ蓄
積コンデンサ部であつて、メモリー全体としては
ふつう極めて多くの選択トランジスタおよびデー
タ蓄積コンデンサが整列している。また4および
5はいずれもn+拡散層であつて、選択トランジ
スタ部2のソース電極およびドレーン電極をそれ
ぞれ構成している。そしてこの場合ソース電極4
はメモリー素子のピツト線を形成している。6は
金属配線であつて選択トランジスタ2のゲート電
極であると同時にワード線を形成している。7は
誘電率の高いシリコン酸化膜であつて約1000Åと
非常に薄く、ソース電極4をドレーン電極5の間
の半導体表面に沿つたnチヤネル領域の形成に与
かつている。8は約5000Å程度の導電体層(多結
晶シリコンでもよい)であつて、蓄積コンデンサ
3の一方の電極を形成し、ドレイン電極5に結合
している。9は高誘電体である厚さ約1000Åの酸
化膜である。これは酸化膜7と同じでよい。そし
て10が本発明において特に設けた高濃度のp型不
純物層であつて、蓄積コンデンサ3の他方の電極
を形成している。なおこの素子の平面方向の寸法
は、bにおいてビルト線(ソース電極)4の幅を
約5ミクロンとし、他は図の寸法に比例して考え
ればよい。 FIG. 1 shows the structure of a memory element to which the present invention is applied, in which a is a cross-sectional view, b is a plan view, and c is an equivalent circuit diagram. However, in the plan view of b, in order to make the drawing easier to see, the oxide film (described later) formed over almost the entire area is removed. In the figure, 1 is a p-type semiconductor substrate, 2 is a selection transistor section, and 3 is a data storage capacitor section, and the memory as a whole usually has a large number of selection transistors and data storage capacitors lined up. Further, 4 and 5 are both n + diffusion layers, and constitute the source electrode and drain electrode of the selection transistor section 2, respectively. And in this case source electrode 4
form the pit lines of the memory element. Reference numeral 6 denotes a metal wiring, which serves as the gate electrode of the selection transistor 2 and also forms a word line. Reference numeral 7 is a silicon oxide film having a high dielectric constant, which is very thin at about 1000 Å, and serves to form an n-channel region along the semiconductor surface between the source electrode 4 and the drain electrode 5. Reference numeral 8 is a conductor layer (may be made of polycrystalline silicon) of about 5000 Å, which forms one electrode of the storage capacitor 3 and is coupled to the drain electrode 5. Reference numeral 9 is an oxide film having a thickness of about 1000 Å and having a high dielectric constant. This may be the same as the oxide film 7. A highly concentrated p-type impurity layer 10 is particularly provided in the present invention and forms the other electrode of the storage capacitor 3. Note that the dimensions of this element in the planar direction may be considered in proportion to the dimensions in the figure, with the width of the built line (source electrode) 4 in b being approximately 5 microns.
p型不純物層10の不純物濃度は充分高くとつ
ておき、そのフラツトバンド電圧VFBが、導電体
層電極8と半導体基板1の間のバイアス電圧が電
源電圧VDDと基板バイアス電圧すなわちバツクゲ
ート電圧VBGとの和になつても半導体表面に多数
担体が消滅せず、空乏層が形成されないようにな
つている。すなわち電圧値を絶対値であらわして
VFB>VDD+VBG (1)
なる関係が保たれるようになつている。このよう
な関係は、たとえばp型シリコンの不純物濃度を
1×1015原子/cm3とし、酸化膜として誘電率εが
約12の酸化シリコンを用いその厚さを約1,000
Åとし、VDDを12V,VBGを−5Vとすれば、注入
すべき不純物の量は、B+ボロンをイオン注入す
るとすれば、約5×1012原子/cm3となる。 The impurity concentration of the p-type impurity layer 10 is kept sufficiently high, and its flat band voltage V FB is determined by the bias voltage between the conductive layer electrode 8 and the semiconductor substrate 1 being equal to the power supply voltage V DD and the substrate bias voltage, that is, the back gate voltage V BG The majority carriers do not disappear on the semiconductor surface even when the sum of In other words, when the voltage value is expressed as an absolute value, the following relationship is maintained: V FB >V DD +V BG (1). Such a relationship can be established, for example, by setting the impurity concentration of p-type silicon to 1×10 15 atoms/cm 3 , using silicon oxide with a dielectric constant ε of approximately 12 as the oxide film, and making the thickness approximately 1,000 μm.
Å, V DD is 12 V, and V BG is −5 V, the amount of impurity to be implanted is approximately 5×10 12 atoms/cm 3 if B + boron ions are implanted.
以上のようにして形成されたp型不純物層10
は、導電体層電極8と半導体基板1間の電圧がV
DD+VBGを越さなければその中に空乏層が実質的
に生じないので、電極8と同じく導電体の層と見
なすことができる。したがつて半導基板1をデー
タ蓄積コンデンサの一方の端子と結合する電源線
1aとして用いることができる。またこのp型不
純物層10は、n+層であるドレーン電極5など
とは反対導電型なので、選択トランジスタ2の分
離に役立つこととなる。しかもこのときはビツト
線4の分離にも役立つている。このため従来独立
に設けられていた分離のための高不純物層が不要
となる。すなわち、選択トランジスタ2のチヤン
ネル,ソース領域およびドレーン領域以外のすべ
ての表面をコンデンサとして用いることができ
る。このことはb図に画かれた導電体層電極8
が、a図では一見小さく見えるが、ビツト線4お
よびワード線6を除いた部分をすべて覆つて非常
に大きくなつていることが分る。そしてこれに対
応して半導基板1の表面も、ビツト線4と、ドレ
ーン電極5と、これとソース電極間のnチヤネル
形成領域以外のすべてにp型不純物層10が形成
されていて、選択トランジスタ2を他から完全に
分離している。なお隣りの素子11(端の一部の
み)との間の空間についてはあとに説明する。 P-type impurity layer 10 formed as above
, the voltage between the conductor layer electrode 8 and the semiconductor substrate 1 is V
Since a depletion layer does not substantially occur in it unless DD +V BG is exceeded, it can be regarded as a conductive layer like the electrode 8. Therefore, the semiconductor substrate 1 can be used as a power supply line 1a coupled to one terminal of a data storage capacitor. Furthermore, since this p-type impurity layer 10 has a conductivity type opposite to that of the drain electrode 5, which is an n + layer, it is useful for separating the selection transistor 2. Moreover, at this time, it is also useful for separating the bit lines 4. Therefore, a high impurity layer for separation, which was conventionally provided independently, becomes unnecessary. That is, the entire surface of the selection transistor 2 other than the channel, source region, and drain region can be used as a capacitor. This means that the conductor layer electrode 8 drawn in figure b
Although it looks small at first glance in Figure A, it can be seen that it has become extremely large, covering all parts except the bit line 4 and word line 6. Correspondingly, a p-type impurity layer 10 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 except for the bit line 4, the drain electrode 5, and the n-channel forming region between this and the source electrode. Transistor 2 is completely isolated from the others. Note that the space between adjacent elements 11 (only a part of the ends) will be explained later.
従つて本発明によれば、メモリ素子を従来より
相当小さくすることができる。更に附加的な効果
として、蓄積コンデンサの容量が材質および寸法
によつてきまる最大値に近い値を維持することが
できる。従来の特別処理をしない半導体と導電層
の間の容量は印加電圧が大きくなるに従つて小さ
くなるものであり、また実際にはむしろ可変容量
であることを利用することが多かつたものであ
る。但し実用的な立場からいうと、10%程度の容
量変化は特に問題にならないことが多いので、先
の式(1)に示された条件に反しない範囲で不純物濃
度を少なくしてもよい。 Therefore, according to the present invention, the memory element can be made much smaller than the conventional one. An additional advantage is that the capacitance of the storage capacitor can be kept close to a maximum value depending on the material and dimensions. Conventionally, the capacitance between a semiconductor and a conductive layer without special treatment decreases as the applied voltage increases, and in reality, variable capacitance is often utilized. . However, from a practical standpoint, a capacitance change of about 10% is often not a particular problem, so the impurity concentration may be reduced as long as it does not violate the conditions shown in equation (1) above.
以上のようにして形成されたp型不純物層を有
するメモリ素子を等価回路であらわした第1図c
から分るように、この素子は半導体基板1を電源
線1aとして用いることができるので、配線とし
てはビツト線2とワード線3だけで済む2線式メ
モリとなる。 FIG. 1c shows an equivalent circuit of a memory element having a p-type impurity layer formed as described above.
As can be seen from the figure, since this device can use the semiconductor substrate 1 as the power supply line 1a, it becomes a two-wire memory requiring only the bit line 2 and word line 3 as wiring.
なおこのようにして形成された蓄積コンデンサ
の容量には、N+拡散層であるドレーン電極5と
半導体基板1との間の容量も含まれるので、ドレ
ーン電極5を形成する前に半導体基板1と同一導
電型のp+不純物層12を形成しておけば、これ
はp+不純物層10に接続されるので一層効果的
であり、諸条件を適当に選べば、p+不純物層1
2がない場合に比較して50%程度は増加させるこ
とができる。又蓄積コンデンサの容量を更に大き
くするには、酸化膜9として酸化シリコンの代り
に誘電率の更に高い窒化シリコンを用いればよ
い。 Note that the capacitance of the storage capacitor formed in this manner includes the capacitance between the drain electrode 5, which is an N + diffusion layer, and the semiconductor substrate 1, so before forming the drain electrode 5, the capacitance between the semiconductor substrate 1 and the drain electrode 5 is If a p + impurity layer 12 of the same conductivity type is formed, it will be more effective because it will be connected to the p + impurity layer 10. If conditions are selected appropriately, the p + impurity layer 1
It can be increased by about 50% compared to the case without 2. In order to further increase the capacity of the storage capacitor, silicon nitride, which has a higher dielectric constant, may be used as the oxide film 9 instead of silicon oxide.
第1図の素子が製造方法において従来の素子と
異るのは、導電体層8を形成する工程が増加する
だけであり、而もこの工程は特別の工夫をするこ
となく実施することが可能である。したがつて素
子の製造については説明することは省略する。た
だbにおいて、隣接する素子11との間が4ミク
ロン程度空いているが、これはふつうのマスクを
用いるときはこれ以上近づけることは相当高い精
度が要求され、量産という面では好ましくない。
この点についてはあとにその解決法について説明
する。なお細かい点についていえば、絶縁膜13
(厚い部分6000Å程度)は導電体膜8全体に亘つ
て厚い必要はなく、ただコンデンサ3の部分のワ
ード線6の下部だけを厚くすればよい。 The only difference in the manufacturing method of the device shown in FIG. 1 from conventional devices is that the step of forming the conductor layer 8 is increased, and this step can be carried out without any special measures. It is. Therefore, a description of the manufacturing of the device will be omitted. However, in b, there is a gap of about 4 microns between adjacent elements 11, but this is not desirable in terms of mass production, as it would require considerably high precision to make them closer than this when using a normal mask.
A solution to this point will be explained later. Regarding the details, the insulating film 13
(The thick portion is about 6000 Å) does not need to be thick over the entire conductor film 8, but only the lower part of the word line 6 in the capacitor 3 portion needs to be thick.
第2図は本発明の第2の実施例を示したもの
で、aはその断面を示した図であり、bは等価回
路を示した図である。第1図の場合と異なつてこ
の素子は3トランジスタダイナミツクメモリセル
である。図において、21はデータ蓄積トランジ
スタ、22は読出し選択トランジスタ,23は書
込みトランジスタ、24は蓄積コンデンサであ
り、又X1は読出ワード線、X2は書込みワード
線、Y1は読出しビツト線、Y2は書込みビツトを
あらわしている。そして25は半導体基体、26
で代表される同じような5つの領域はn+層であ
り、各トランジスタ或いは蓄積コンデンサの電極
となつている。この場合導電膜27は蓄積コンデ
ンサ24の一方の電極であると共にデータ蓄積ト
ランジスタ21のゲート電極を兼ねている。した
がつてコンデンサの容量が大きいほどデータの保
持時間が長くなり、再生の条件が緩和される。こ
の素子を製造する方法はn+層26からはじめて
順次上方に形成すればよく、極めて簡単に構成す
ることができる。なお28で代表される約1000Å
の酸化膜が3個同時に形成されるようにすると工
程が簡略化される。 FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which a is a cross-sectional view and b is an equivalent circuit. In contrast to the case of FIG. 1, this element is a three-transistor dynamic memory cell. In the figure, 21 is a data storage transistor, 22 is a read selection transistor, 23 is a write transistor, 24 is a storage capacitor, X1 is a read word line, X2 is a write word line, Y1 is a read bit line, and Y 2 represents a write bit. and 25 is a semiconductor substrate, 26
The five similar regions represented by are the n + layers and serve as the electrodes of each transistor or storage capacitor. In this case, the conductive film 27 serves not only as one electrode of the storage capacitor 24 but also as the gate electrode of the data storage transistor 21. Therefore, the larger the capacitance of the capacitor, the longer the data retention time becomes, and the conditions for reproduction are relaxed. This device can be manufactured in an extremely simple manner, starting from the n + layer 26 and forming it sequentially upward. Approximately 1000Å represented by 28
The process can be simplified by forming three oxide films at the same time.
第3図は本発明の第3の実施例を示した図で、
aは平面図、bはA−A′線で切断した断面を示
している。先に第1図の実施例における説明で素
子間の間隔を或る程度以下にすることに触れた
が、本実施例はこの問題を解決するためのもので
ある。その特長は蓄積コンデンサの導電体層(第
1図の8)を、全体が平坦なもの31と両端が上
がつているもの32の2種類で構成し、これらを
素子交互に配置したものである。特にbから分る
ように、各導電体層は2回に分け2つのレベルで
形成することができるので、中間にマスクのため
のスペースを設ける必要がなく、コンデンサを横
方向(ビツト線33の方向)に隙間なく形成する
ことができ、集積度の向上が可能である。なおワ
ード線34そのほかの導電体層以外の部分の構成
は、第1図の場合と全く同じである。 FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention,
A shows a plan view, and b shows a cross section taken along the line A-A'. Earlier, in the description of the embodiment shown in FIG. 1, it was mentioned that the spacing between the elements was kept below a certain level, but this embodiment is intended to solve this problem. Its feature is that the storage capacitor's conductor layer (8 in Figure 1) is composed of two types: one that is completely flat (31) and one that is raised at both ends (32), and these elements are arranged alternately. . In particular, as can be seen from b, each conductor layer can be formed in two steps and at two levels, so there is no need to provide space for a mask in between, and the capacitors can be formed laterally (below the bit line 33). direction) without any gaps, and it is possible to improve the degree of integration. Note that the construction of the word line 34 and other parts other than the conductor layer is exactly the same as in the case of FIG.
第4図は本発明の第4の実施例を示したもの
で、aは平面図、bはaにおいてB−B′で切断し
た断面図、cは同じくC−C′で切断した図であ
る。導電体層として平坦なもの41と両端が上が
つているもの42の2種類用意するのは第3図の
場合と同じであるが、ただ端の上つたところがワ
ード線43の方向であり、したがつて素子はワー
ド線方向に隙間なく形成することができ、ビツト
線44が第1図の場合と全然異つている。後者に
ついて説明すれば、ビツト線44は半導体基板1
からはなれたところに形成されており、半導体基
板中にはソース電極45だけが形成されているこ
とである。これはaで46で示した部分にも導電
体層42(の一部)とp型不純物層47を形成す
る必要があるからである。このためコンタクト4
8を形成してソース電極45とビツト線44を接
続する必要がある。したがつて製造工程が若干複
雑になる。但し技術そのものは従来よく知られた
方法で可能である。 FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a is a plan view, b is a sectional view taken along line B-B' in a, and c is a view taken along C-C' in the same way. . The preparation of two types of conductor layers, a flat one 41 and one with raised ends 42, is the same as in the case of FIG. 3, but the upper end is in the direction of the word line 43, Therefore, the elements can be formed without gaps in the word line direction, and the bit line 44 is completely different from that in FIG. To explain the latter, the bit line 44 is connected to the semiconductor substrate 1.
This is because only the source electrode 45 is formed in the semiconductor substrate. This is because it is necessary to form (part of) the conductor layer 42 and the p-type impurity layer 47 also in the portion indicated by 46 in a. For this reason contact 4
8 to connect the source electrode 45 and the bit line 44. Therefore, the manufacturing process becomes somewhat complicated. However, the technique itself can be performed using conventionally well-known methods.
第5図は本発明の第5の実施例の平面図を示し
たものである。これはコンデンサの導電体層を3
つのレベル51,52および53で形成し、トラ
ンジスタのチヤネル領域、ソース領域およびドレ
ーン領域以外のすべての領域を隙間なくしきつめ
たものである。この実施例は第3図と第4図の実
施例を合わせたもので、ビツト線54およびワー
ド線55は第4図の実施例と同じものを使用す
る。 FIG. 5 shows a plan view of a fifth embodiment of the present invention. This converts the conductor layer of the capacitor into 3
It is formed of three levels 51, 52, and 53, and all regions other than the channel region, source region, and drain region of the transistor are tightly packed without any gaps. This embodiment is a combination of the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, and uses the same bit line 54 and word line 55 as in the embodiment shown in FIG.
第6図は本発明の第6の実施例を示したもの
で、aは断面図、bは平面図をそれぞれ示してい
る。 FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention, in which a is a sectional view and b is a plan view.
また第7図は第6図の素子の等価回路を示して
いる。選択トランジスタ61のゲート電極62が
蓄積コンデンサ63のうちの1つの63aを形成
する電極部分64と共通になつている形式のメモ
リ素子を示している。63bは第1図のものと同
じ構成の他の一方の蓄積コンデンサを形成してい
る。この場合導電膜層65は両コンデンサの共通
電極となり、第1図の場合より蓄積コンデンサ6
3としての容量が倍加し、而も製造工程は第1図
の場合より少なくて済む利点がある。p型不純物
層66は導電体層65と対応する広い表面に形成
されている。ビツト線67(ソース電極)および
ドレーン電極68は第1図の場合と全く同じ構造
でよい。 Further, FIG. 7 shows an equivalent circuit of the element shown in FIG. 6. A memory element of the type is shown in which the gate electrode 62 of the selection transistor 61 is in common with an electrode portion 64 forming 63a of one of the storage capacitors 63. 63b forms the other storage capacitor of the same construction as that in FIG. In this case, the conductive film layer 65 becomes a common electrode for both capacitors, and as compared to the case of FIG.
The capacity as shown in FIG. The p-type impurity layer 66 is formed on a wide surface corresponding to the conductor layer 65. The bit line 67 (source electrode) and drain electrode 68 may have exactly the same structure as in the case of FIG.
第8図は本発明の第7の実施例を示したもの
で、aは断面図、bは平面図をそれぞれ示したも
のである。この実施例の等価回路は第7図と全く
同じである。基本的には第6図の実施例と同じで
あるが、異る点は、ワード線71と上側のコンデ
ンサの電極72を分離し、トランジスタのゲート
電極73とコンデンサ電極72を一体としたもの
である。これによる利点は、導電体層74とゲー
ト電極73(電極72)を2つの工程に分けて形
成することができ、したがつて先に第3図ないし
第5図の説明における導電体層を多レベルにする
としたと同じ理由で、ゲート電極73と導電体層
74近付けることができる。したがつてドレーン
電極を小さくすることができ、その分だけ集積度
を大きくする効果がある。或いは別の表現を以つ
てすれば、コンデンサ容量を大きくすることがで
きる。 FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention, in which a is a sectional view and b is a plan view. The equivalent circuit of this embodiment is exactly the same as that shown in FIG. It is basically the same as the embodiment shown in FIG. 6, but the difference is that the word line 71 and the upper capacitor electrode 72 are separated, and the transistor gate electrode 73 and capacitor electrode 72 are integrated. be. The advantage of this is that the conductor layer 74 and the gate electrode 73 (electrode 72) can be formed in two separate steps, so that the conductor layer 74 and the gate electrode 73 (electrode 72) can be formed in two steps. For the same reason as the level, the gate electrode 73 and the conductor layer 74 can be placed close to each other. Therefore, the drain electrode can be made smaller, which has the effect of increasing the degree of integration. Or, expressed in another way, the capacitance of the capacitor can be increased.
第9図は本発明の第8の実施例の断面を示した
図であり、コンデンサを凹状に形成し、コンデン
サの領域81と選択トランジスタ82の領域がワ
ード線83の方向に沿つて平坦になつている。等
価回路としては第7図のものと同じである。表面
が平坦であるためワード線83の断線事故の心配
はなくなる。84で代表される各n+電極はイオ
ン注入によつて行うのがよい。 FIG. 9 is a cross-sectional view of an eighth embodiment of the present invention, in which the capacitor is formed in a concave shape, and the capacitor region 81 and the selection transistor 82 region are flat along the direction of the word line 83. ing. The equivalent circuit is the same as that shown in FIG. Since the surface is flat, there is no need to worry about disconnection of the word line 83. Each n + electrode represented by 84 is preferably formed by ion implantation.
第10図は本発明の第2の実施例の断面を示し
たもので、実質的には第9図のものと同じであ
る。ただ異る点は、第9図のものはマスクを用い
てコンデンサを形成すべき部分を凹状にしたのに
対し、本実施では、Siの1.00面をマスクを用いる
ことなくエツチングすることにより、いわゆるV
字グルーブ(溝)を形成したものである。この場
合コンデンサ部の有効面積が第9図のものより若
干増加する利点がある。但し表面の平坦度は若干
低下する。 FIG. 10 shows a cross section of a second embodiment of the invention, which is substantially the same as that of FIG. The only difference is that in the case of Figure 9, a mask was used to make the part where the capacitor was to be formed into a concave shape, whereas in this implementation, the 1.00 plane of Si was etched without using a mask, so-called V
It has a groove formed therein. In this case, there is an advantage that the effective area of the capacitor section is slightly larger than that of FIG. 9. However, the flatness of the surface is slightly reduced.
以上の説明において、半導体基板としてp型の
ものを用いたが、これをn型のものに代えても可
能であることはいうまでもない。このとき各電極
および不純物層の導電型も変える必要があるが、
特に説明する必要もないであろう。 In the above description, a p-type semiconductor substrate is used, but it goes without saying that it is also possible to replace this with an n-type semiconductor substrate. At this time, it is necessary to change the conductivity type of each electrode and impurity layer.
There is no need for any particular explanation.
また以上の実施例はメモリ素子について行つた
が、本発明はこれに限定されるものでなく、
MOSトランジスタとMOSダイオード型コンデン
サを並有する他のすべての半導体論理回路に適用
できることはいうまでもない。 Furthermore, although the above embodiments were carried out regarding memory elements, the present invention is not limited thereto;
Needless to say, the present invention can be applied to all other semiconductor logic circuits that include both MOS transistors and MOS diode type capacitors.
第1図は本発明を適用したメモリ素子の構成
を、aは断面図、bは平面図、cは等価回路で示
した図、第2図は本発明の第2の実施例の断面a
と等価回路bを示した図、第3図は本発明の第3
の実施例の平面aと断面bを示した図、第4図は
本発明の第4の実施例の平面aおよび断面(bお
よびc)を示した図、第5図は本発明の第5の実
施例の平面図、第6図は本発明の第6の実施例の
断面aと平面bを示した図、第7図は第6図の素
子の等価回路を示した図、第8図は本発明の第7
の実施例の断面aおよび平面bを示した図、更に
第8図、第9図および第10図は本発明の第7,
第8および第9の実施例の各断面図を示した図で
ある。
記号の説明:1はp型半導体基板、2は選択ト
ランジスタ、3は蓄積コンデンサ、4はソース電
極(n+)、5はドレーン電極(n+)、6はゲート
電極(ワード線)、7は酸化膜、8は導電体層、
9は酸化膜、10はp型不純物層をそれぞれ示し
ている。
FIG. 1 shows the configuration of a memory element to which the present invention is applied, a is a cross-sectional view, b is a plan view, and c is an equivalent circuit diagram, and FIG. 2 is a cross-sectional view a of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the equivalent circuit b of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing plane a and cross section b of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing plane a and cross section (b and c) of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing cross section a and plane b of the sixth embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the element in FIG. 6, and FIG. is the seventh aspect of the present invention.
FIGS. 8, 9 and 10 are diagrams showing the cross section a and plane b of the embodiment of the present invention.
It is a figure which showed each cross-sectional view of 8th and 9th Example. Explanation of symbols: 1 is a p-type semiconductor substrate, 2 is a selection transistor, 3 is a storage capacitor, 4 is a source electrode (n + ), 5 is a drain electrode (n + ), 6 is a gate electrode (word line), 7 is a oxide film, 8 is a conductor layer,
Reference numeral 9 indicates an oxide film, and reference numeral 10 indicates a p-type impurity layer.
Claims (1)
MOSダイオード型のコンデンサを並設し、この
コンデンサの、前記MOSトランジスタとは接続
していない一方の導電体層電極が前記半導体基板
表面に形成され、前記MOSトランジスタと接続
している他方の導電体層電極が前記一方の導電体
層電極の上方に誘電体を介して設けられている集
積回路において、前記一方の導電体層電極が、前
記半導体基板と同一導電型であつてスレシヨルド
電圧がこの半導体基板に印加すべき電圧と前記コ
ンデンサの他端の電極に印加すべき電圧の和の電
圧より大きくなるような高濃度の不純物層であ
り、且つ前記MOSトランジスタの該コンデンサ
に接続している電極の下に、前記半導体基板と同
一導電型の高濃度不純物層を前記導電体層電極に
接続して設けたことを特徴とする半導体集積回
路。1 MOS transistor and
MOS diode type capacitors are arranged in parallel, one conductor layer electrode of the capacitor not connected to the MOS transistor is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the other conductor layer electrode is connected to the MOS transistor. In an integrated circuit in which a layer electrode is provided above the one conductor layer electrode via a dielectric, the one conductor layer electrode is of the same conductivity type as the semiconductor substrate and has a threshold voltage that is higher than that of the semiconductor substrate. The impurity layer has a high concentration such that the voltage is greater than the sum of the voltage to be applied to the substrate and the voltage to be applied to the electrode at the other end of the capacitor, and the impurity layer has a high concentration that is higher than the voltage that is the sum of the voltage to be applied to the substrate and the voltage to be applied to the electrode at the other end of the capacitor. A semiconductor integrated circuit characterized in that a high concentration impurity layer of the same conductivity type as the semiconductor substrate is provided below and connected to the conductor layer electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12049377A JPS5454588A (en) | 1977-10-08 | 1977-10-08 | Semiconductor ic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12049377A JPS5454588A (en) | 1977-10-08 | 1977-10-08 | Semiconductor ic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5454588A JPS5454588A (en) | 1979-04-28 |
| JPS6244427B2 true JPS6244427B2 (en) | 1987-09-21 |
Family
ID=14787548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12049377A Granted JPS5454588A (en) | 1977-10-08 | 1977-10-08 | Semiconductor ic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5454588A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS561559A (en) * | 1979-06-19 | 1981-01-09 | Fujitsu Ltd | One-transistor type dynamic memory cell |
| US5214496A (en) * | 1982-11-04 | 1993-05-25 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor memory |
| JPS6325881A (en) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | Semiconductor memory device |
| JPS6344755A (en) * | 1987-08-10 | 1988-02-25 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Semiconductor integrated circuit device |
| DE19957543C1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-07-19 | Infineon Technologies Ag | Three transistor DRAM cell and associated manufacturing process |
-
1977
- 1977-10-08 JP JP12049377A patent/JPS5454588A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5454588A (en) | 1979-04-28 |
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