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JP3128829B2 - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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Publication number
JP3128829B2
JP3128829B2 JP02414488A JP41448890A JP3128829B2 JP 3128829 B2 JP3128829 B2 JP 3128829B2 JP 02414488 A JP02414488 A JP 02414488A JP 41448890 A JP41448890 A JP 41448890A JP 3128829 B2 JP3128829 B2 JP 3128829B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
memory device
insulating layer
semiconductor memory
electrode
Prior art date
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Application number
JP02414488A
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Japanese (ja)
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JPH04225276A (en
Inventor
利幸 西原
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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.)
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Publication date
Priority to JP2239418A priority Critical patent/JP3003188B2/en
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP02414488A priority patent/JP3128829B2/en
Priority to TW080107033A priority patent/TW200602B/zh
Priority to DE69125671T priority patent/DE69125671T2/en
Priority to EP91115019A priority patent/EP0475280B1/en
Priority to KR1019910015732A priority patent/KR100225545B1/en
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Priority to US08/306,434 priority patent/US5424235A/en
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  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばシリコン基板上
の素子形成領域にメモリセルが形成された例えばDRA
M(ダイナミックRAM)等の半導体メモリ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, a DRA in which a memory cell is formed in an element forming region on a silicon substrate.
The present invention relates to a semiconductor memory device such as an M (dynamic RAM).

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、DRAM等の半導体メモリ装置の
高集積化に伴ない、その容量確保のため、情報を記憶す
るキャパシタの構造を積層型(スタック型)としたスタ
ックトキャパシタが使用され始めている。また、セル面
積の縮小化並びにメモリ装置自体の集積化において効率
の良いオープンビット線方式のセル配置が注目されてき
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor memory devices such as DRAMs have become more highly integrated, stacked capacitors having a stacked (stacked) capacitor structure for storing information have been used to secure the capacity. Has begun. Also, attention has been focused on an efficient open bit line type cell arrangement in reducing the cell area and integrating the memory device itself.

【0003】従来のオープンビット線構造による積層容
量型の半導体メモリ装置は、図12に示すように、フィ
ールド絶縁層41が形成されたシリコン基板42の表面
に臨んでスイッチング素子Trの不純物拡散領域が形成
されており、その不純物拡散領域のうちの一方のソース
・ドレイン領域43aには、コンタクトホール44を介
して例えばAl配線層からなるビット線45が接続され、
他方のソース・ドレイン領域43bには、スタックトキ
ャパシタCのキャパシタ下部電極46が接続されてい
る。
In a conventional stacked-capacitance type semiconductor memory device having an open bit line structure, as shown in FIG. 12, an impurity diffusion region of a switching element Tr faces a surface of a silicon substrate 42 on which a field insulating layer 41 is formed. A bit line 45 made of, for example, an Al wiring layer is connected to one of the source / drain regions 43 a of the impurity diffusion regions via a contact hole 44.
The capacitor lower electrode 46 of the stacked capacitor C is connected to the other source / drain region 43b.

【0004】キャパシタ下部電極46は、第2層目の多
結晶シリコン層をパターニングして形成されており、第
1層目の多結晶シリコン層である上記スイッチング素子
Trの各ゲート電極(ワード線)47の上部にまで層間
絶縁層48を介して形成されている。このキャパシタ下
部電極46は、その上部に共通電極とされたキャパシタ
上部電極49が誘導体膜50を介して有しており、これ
らキャパシタ上記電極49、誘電体膜50及びキャパシ
タ下部電極46の積層構造によりスタックトキャパシタ
Cが構成されている。ここで、シリコン基板42上に形
成されたスイッチング素子Trとスタックトキャパシタ
Cとで1つのメモリセルMCが構成される。
The capacitor lower electrode 46 is formed by patterning a second polycrystalline silicon layer. Each gate electrode (word line) of the switching element Tr is a first polycrystalline silicon layer. The upper part 47 is formed via an interlayer insulating layer 48. The capacitor lower electrode 46 has a capacitor upper electrode 49 serving as a common electrode on the upper side of the capacitor lower electrode 46 via a dielectric film 50. The capacitor lower electrode 46 has a laminated structure of the capacitor 49, the dielectric film 50, and the capacitor lower electrode 46. A stacked capacitor C is configured. Here, one memory cell MC is constituted by the switching element Tr and the stacked capacitor C formed on the silicon substrate 42.

【0005】そして、この半導体メモリ装置は、そのス
タックトキャパシタCに必要な電荷の蓄積等が行なわ
れ、上記スイッチング素子Trに制御されながらビット
線45を介しての読出しや書込み等が行なわれる。尚、
51はワード線47の低抵抗化を図るシャント用(裏打
ち用)のメタル配線であり、52はSiO2等からなる層間
絶縁膜である。
In this semiconductor memory device, necessary charges are accumulated in the stacked capacitor C, and reading and writing are performed via the bit line 45 while being controlled by the switching element Tr. still,
Reference numeral 51 denotes a shunt (lining) metal wiring for lowering the resistance of the word line 47, and reference numeral 52 denotes an interlayer insulating film made of SiO 2 or the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体メモリ装置においては、集積化の進度に伴って、
以下のような問題が生じる。
However, in the conventional semiconductor memory device, with the progress of integration,
The following problems occur.

【0007】即ち、上層のビット線45とソース・ドレ
イン領域43aとのコンタクトをとる必要から、スタッ
クトキャパシタCを構成するキャパシタ下部電極46及
びキャパシタ上部電極49を、ビット線45とシリコン
基板42間のコンタクト部分を避けて形成する必要があ
る。このため、メモリセルMC内のキャパシタ占有部分
が圧迫され、セル容量の十分なる確保が困難になるとい
う不都合がある。
That is, since it is necessary to make contact between the upper bit line 45 and the source / drain region 43a, a capacitor lower electrode 46 and a capacitor upper electrode 49 constituting the stacked capacitor C are formed between the bit line 45 and the silicon substrate 42. Need to be formed avoiding the contact portion. For this reason, the portion occupied by the capacitor in the memory cell MC is squeezed, and it is difficult to secure a sufficient cell capacity.

【0008】また、ビット線45がキャパシタ上部電極
49とメタル配線51間に挟まれたかたちで存在してい
るため、ビット線45の充放電時にビット線45からキ
ャパシタ上部電極49やワード線47に干渉を及ぼし、
これが干渉雑音として現われると共に、ワード線47に
印加する電圧を高レベルにした時においても、ビット線
45に干渉雑音がのるという問題がある。これら干渉雑
音は、ビット線45に絡んで発生し、データを劣化させ
るという不都合を引起し、特に、今回対象としているオ
ープンビット線構造を用いた場合において顕著である。
Since the bit line 45 exists between the capacitor upper electrode 49 and the metal wiring 51, the bit line 45 is connected to the capacitor upper electrode 49 and the word line 47 when the bit line 45 is charged and discharged. Cause interference,
This appears as interference noise, and there is a problem that even when the voltage applied to the word line 47 is at a high level, the interference noise is applied to the bit line 45. These interference noises are generated by being entangled with the bit line 45 and cause a disadvantage of deteriorating data. In particular, the interference noise is remarkable when the open bit line structure targeted at this time is used.

【0009】また、従来における半導体メモリ装置の場
合、シリコン基板42上に配線を幾層も積み重ねるた
め、シャント用メタル配線51とシリコン基板42間の
距離mが増大化する。一般に、シャント用メタル配線5
1は、周辺回路との結線等にも使用されるが、上記の如
くメタル配線51とシリコン基板42間の距離mが増大
すると、周辺回路におけるメタル配線51とシリコン基
板42間の低抵抗なコンタクト形成が困難になり、メタ
ル配線51の段差被覆性が悪くなる。
In the case of the conventional semiconductor memory device, since a number of wirings are stacked on the silicon substrate 42, the distance m between the shunt metal wiring 51 and the silicon substrate 42 is increased. Generally, metal wiring for shunt 5
1 is also used for connection to a peripheral circuit, etc., but as described above, when the distance m between the metal wiring 51 and the silicon substrate 42 increases, a low-resistance contact between the metal wiring 51 and the silicon substrate 42 in the peripheral circuit. The formation becomes difficult, and the step coverage of the metal wiring 51 is deteriorated.

【0010】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、例えば、オープンビ
ット線構造においてスタックトキャパシタの大容量化が
図れると共に、各配線間の干渉雑音の抑圧が図れ、メモ
リ装置自体の高集積化を促進することができる半導体メ
モリ装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to increase the capacity of a stacked capacitor in an open bit line structure and to reduce interference noise between wirings. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of suppressing the above and promoting the high integration of the memory device itself.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、基体15上の
半導体層1にメモリセルMC1 及びMC2 が形成されて
なる半導体メモリ装置Aにおいて、上記半導体層1の下
部に、第1絶縁層10を介して形成され、かつメモリセ
ルMC1 及びMC2 と電気的に接続されるビット線2を
有すると共に、このビット線2の下部に、第2絶縁層1
0(26)を介して帯状のビット線シールド用導電体1
2を有し、このビット線シールド用導電体12は各ビッ
ト線2間を貫通して第1絶縁層10に向かって突出し、
このビット線シールド用導電体12に、ビット線シール
ド用電源を上記基体15の裏面から供給して構成する。
また本発明は、上記半導体メモリ装置Aにおいて、基体
15がシリコン基板13及び15を貼り合わせて形成さ
れた構成とするを可とする。
The present invention SUMMARY OF], in a semiconductor memory device A memory cell MC 1 and MC 2 in the semiconductor layer 1 on the substrate 15 is formed, the lower portion of the semiconductor layer 1, the first insulating It is formed through the layer 10, and which has a memory cell MC 1 and MC 2 and bit line 2 is electrically connected to the lower portion of the bit line 2, the second insulating layer 1
0 (26) through the band-shaped bit line shield conductor 1
The bit line shielding conductor 12 has
And projecting toward the first insulating layer 10 through
A power supply for the bit line shield is supplied to the bit line shield conductor 12 from the back surface of the base 15.
Further, the present invention provides the semiconductor memory device A
15 is formed by bonding the silicon substrates 13 and 15 together.
It is permissible to adopt a different configuration.

【0012】[0012]

【作用】上述の本発明の構成によれば、ビット線2をス
イッチング素子Tr1 及びTr2 が形成される半導体層
1の下部に第1絶縁層10を介して形成するようにした
ので、メモリセルMC1 及びMC2 のワード線4a及び
4bとビット線用のコンタクト部分3との短絡のおそれ
がなくなり、これに伴ない、両者間の合せ余裕が不要と
なり、その分だけメモリセルMC1 及びMC2 の面積を
縮小化できる。
According to the structure of the present invention described above, the bit line 2 is formed below the semiconductor layer 1 on which the switching elements Tr 1 and Tr 2 are formed via the first insulating layer 10. there is no possibility of short circuit between cells MC 1 and the word lines 4a and 4b and the contact portion 3 of the bit lines of the MC 2, in conjunction with this, alignment margin between them is not necessary, that much memory cells MC 1 and The area of the MC 2 can be reduced.

【0013】また、スタックトキャパシタC1 及びC2
の形成に際して、ビット線用のコンタクト部分3を回避
する必要がないため、メモリセルMC1 及びMC2 内に
おけるスタックトキャパシタC1 及びC2 の占有部分を
大きくしてセル容量を大きくすることができ、メモリセ
ルMC1 及びMC2 の面積を縮小化しても、所定のセル
容量を確保することができる。
Also, the stacked capacitors C 1 and C 2
It is not necessary to avoid the bit line contact portion 3 when forming the semiconductor memory device. Therefore, the occupied portions of the stacked capacitors C 1 and C 2 in the memory cells MC 1 and MC 2 can be increased to increase the cell capacitance. can, be reduced the area of the memory cell MC 1 and MC 2, it is possible to secure a predetermined cell capacity.

【0014】また、メモリセルMC1 及びMC2 の上部
にビット線2が形成されないため、ビット線2及びビッ
ト線2とメタル配線32間に形成される層間絶縁層の厚
み分だけ、メモリセルMC1 及びMC2 側のメタル配線
32とシリコン基板15との離間距離Dが小さくなる。
その結果、メタル配線32の周辺回路への結線における
低抵抗化を促進させることができると共に、メタル配線
32の段差被覆性が良好となる。
Since the bit line 2 is not formed above the memory cells MC 1 and MC 2 , the memory cell MC has a thickness corresponding to the thickness of the bit line 2 and the interlayer insulating layer formed between the bit line 2 and the metal wiring 32. The separation distance D between the metal wiring 32 on the 1 and MC 2 sides and the silicon substrate 15 is reduced.
As a result, it is possible to promote a reduction in resistance in connecting the metal wiring 32 to the peripheral circuit, and to improve the step coverage of the metal wiring 32.

【0015】また、ビット線2とワード線4a、4b間
の距離を増大化させても、メモリセルMC1 及びMC2
上部のステップカバレージ等には影響がないため、上記
増大化が達成でき、しかも、メモリセルMC1及びMC
2 上部にビット線2が存在しないことから、ビット線2
からワード線4a、4bやスタックトキャパシタC1
2 に及ぼす干渉雑音及びワード線4a、4bの電位状
態によるビット線2の干渉雑音並びに寄生容量が低減化
される。
Further, even if the distance between the bit line 2 and the word lines 4a and 4b is increased, the memory cells MC 1 and MC 2
The above-mentioned increase can be achieved because there is no effect on the upper step coverage and the like, and the memory cells MC 1 and MC
2 Since there is no bit line 2 above, the bit line 2
From the word lines 4a and 4b and the stacked capacitor C 1 ,
The interference noise on C 2 and the interference noise on the bit line 2 due to the potential states of the word lines 4a and 4b and the parasitic capacitance are reduced.

【0016】また、各ビット線2間にビット線シールド
用の導電体12を各ビット線2間を貫通して第1絶縁層
10に向かって突出して介在させるようにしたので、ビ
ット線2間の干渉雑音を抑圧でき、データの劣化の防止
が可能となる。
Further, a conductor 12 for shielding a bit line is penetrated between the respective bit lines 2 so as to penetrate between the respective bit lines 2 to form a first insulating layer.
Since it is interposed so as to protrude toward 10, the interference noise between the bit lines 2 can be suppressed, and the deterioration of data can be prevented.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図1〜図11を参照しながら本発明の
実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0018】図1は、本実施例に係る半導体メモリ装置
A、特にDRAMの要部を示す平面図、図2は、図1に
おけるA−A線上の断面図、図3は、図1におけるB−
B線上の断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a main part of a semiconductor memory device A, particularly a DRAM, according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. −
It is sectional drawing on the B line.

【0019】このメモリ装置Aは、図1に示すように、
SiO2等からなる絶縁層に囲まれた素子形成領域1の中央
部分において、横方向に延びるビット線(破線で示す)
2とのコンタクト部分3を対称として左右に、上下方向
に延びる2本のワード線4a及び4bが形成されてな
り、図2に示すように、一方のワード線4aと、コンタ
クト部分3におけるN型のソース・ドレイン領域5c及
び図面上、ワード線4a右側のN型のソース・ドレイン
領域5aとで構成されたスイッチング素子Tr1 上に絶
縁層6を介して蓄積ノードとなる多結晶シリコン層によ
る1つの電極(以下、単に蓄積ノード電極と記す)7a
が形成され、この蓄積ノード電極7aと上記ソース・ド
レイン領域5aとが電気的に接続されている。また、他
方のワード線4bと、コンタクト部分3におけるソース
・ドレイン領域5c及び図面上、ワード線4b左側のN
型のソース・ドレイン領域5bとで構成されたスイッチ
ング素子Tr2 上に絶縁層6を介して蓄積ノード電極7
bが形成され、この蓄積ノード電極7bと上記ソース・
ドレイン領域5bとが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the memory device A includes:
A bit line (shown by a broken line) extending in the lateral direction at a central portion of the element forming region 1 surrounded by an insulating layer made of SiO 2 or the like.
2, two word lines 4a and 4b extending in the vertical direction are formed left and right with the contact part 3 with the contact part 3 being symmetrical, and as shown in FIG. by the source and drain regions 5c and on the drawing, the storage node via the insulating layer 6 on the switching element Tr 1 which is composed of the source and drain regions 5a of the word lines 4a right N-type polycrystalline silicon layer 1 One electrode (hereinafter simply referred to as a storage node electrode) 7a
Is formed, and the storage node electrode 7a is electrically connected to the source / drain region 5a. Further, the other word line 4b, the source / drain region 5c in the contact portion 3, and the N on the left side of the word line 4b in the drawing.
The storage node electrode 7 via the insulating layer 6 on the switching element Tr 2 composed of the source / drain region 5 b
b is formed, and the storage node electrode 7b and the source
The drain region 5b is electrically connected.

【0020】また、蓄積ノード電極7a及び7bを含む
上面には、SiO2やSiN 等の薄膜の誘電体膜8を介して多
結晶シリコン層による共通電極のセルプレート電極9が
形成され、これらセルプレート電極9、誘電体膜8及び
蓄積ノード電極7a、7bとで、夫々スタックトキャパ
シタC1 及びC2 が構成されている。
On the upper surface including the storage node electrodes 7a and 7b, a cell plate electrode 9 of a common electrode made of a polycrystalline silicon layer is formed via a thin dielectric film 8 such as SiO 2 or SiN. plate electrode 9, the dielectric film 8 and the storage node electrode 7a, between 7b, respectively stacked capacitor C 1 and C 2 is formed.

【0021】そして、これらスイッチング素子Tr1
Tr2 及びスタックトキャパシタC1 、C2 で夫々2つ
のメモリセルMC1 、MC2 が構成され、このメモリセ
ルMC1 並びにMC2 が、図1に示すように、ワード線
4a、4bとビット線2の交差点のすべてに形成されて
所謂オープンビット線方式の配列となっている。
The switching elements Tr 1 ,
Tr 2 and stacked capacitors C 1 , C 2 form two memory cells MC 1 , MC 2 , respectively, and these memory cells MC 1 , MC 2 are connected to word lines 4 a, 4 b and bit lines, as shown in FIG. The so-called open bit line type array is formed at all intersections of the line 2.

【0022】しかして、本例においては、図2に示すよ
うに、素子形成領域1下に絶縁層10を介してビット線
2が形成され、このビット線2と素子形成領域1内のソ
ース・ドレイン領域5cとが例えばpoly plug
技術による多結晶シリコン層11により電気的に接続さ
れて、ビット線2用のコンタクト部分3が素子形成領域
1直下に形成されたかたちとなっている。また、図3に
示すように、各ビット線2間には、夫々絶縁層10を介
して多結晶シリコン層によるシールド電極12がビット
線2に沿って形成されている。このシールド電極12
は、上記絶縁層10下に形成された多結晶シリコン層1
3と該多結晶シリコン層13から夫々ビット線2間の絶
縁層10に向って上方に突出する帯状の電極部14とか
ら成る。そして、このシールド電極12は、多結晶シリ
コン層13直下のシリコン基板15の裏面から供給され
る電位Vcc又はVssによって電気的に固定される。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the bit line 2 is formed under the element forming region 1 via the insulating layer 10, and the bit line 2 and the source / source in the element forming region 1 are formed. The drain region 5c is, for example, poly plug
The contact portions 3 for the bit lines 2 are formed directly under the element forming region 1 by being electrically connected by a polycrystalline silicon layer 11 by technology. As shown in FIG. 3, a shield electrode 12 of a polycrystalline silicon layer is formed between each bit line 2 via an insulating layer 10 along the bit line 2. This shield electrode 12
Is the polycrystalline silicon layer 1 formed under the insulating layer 10
3 and a strip-shaped electrode portion 14 projecting upward from the polycrystalline silicon layer 13 toward the insulating layer 10 between the bit lines 2. The shield electrode 12 is electrically fixed by the potential Vcc or Vss supplied from the back surface of the silicon substrate 15 immediately below the polycrystalline silicon layer 13.

【0023】次に、本例に係る半導体メモリ装置Aの製
造方法を図4〜図11に基いて説明する。尚、図1及び
図2と対応するものについては同符号を記す。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device A according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

【0024】ここで、図4〜図7で示す工程経過図は、
図3と同じ方向の断面を対象にして示すもので、図8〜
図11で示す工程経過図は、図2と同じ方向の断面を対
象にして示すものであり、この製造方法の説明では、図
4〜図7並びに図8〜図11を夫々並行して参照しなが
ら説明する。
Here, the process flow charts shown in FIGS.
The cross section in the same direction as FIG.
The process flow diagram shown in FIG. 11 is directed to a cross section in the same direction as that of FIG. 2. In the description of this manufacturing method, FIGS. 4 to 7 and FIGS. I will explain it.

【0025】まず、図4A及び図8Aに示すように、シ
リコン基板21上の所定箇所、本例では素子分離領域と
なる部分のシリコン表面を例えば2000Å程度選択的
にエッチング除去して凹部22を形成したのち、全面に
熱酸化を施して全面に熱酸化膜(図面上、シリコン表面
から破線までの厚みに相当する)23を形成する。その
後、例えばCVD法により、SiO2からなる絶縁層24を
形成する。以下、上記熱酸化膜23と絶縁層24を含め
て単に絶縁層10と記す。
First, as shown in FIGS. 4A and 8A, the silicon surface of a predetermined portion on the silicon substrate 21, in this example, a portion to be an element isolation region is selectively etched away, for example, by about 2000 ° to form the concave portion 22. After that, thermal oxidation is performed on the entire surface to form a thermal oxide film (corresponding to the thickness from the silicon surface to the broken line in the drawing) 23 on the entire surface. Thereafter, an insulating layer 24 made of SiO 2 is formed by, for example, a CVD method. Hereinafter, the thermal oxide film 23 and the insulating layer 24 are simply referred to as the insulating layer 10.

【0026】次に、図4B及び図8Bに示すように、シ
リコン基板21上の素子形成領域1となる部分の各中央
部分に上記絶縁層10を貫通する開口25を夫々1つず
つ設ける。その後、これら開口25を埋めるように全面
に多結晶シリコン層11をCVD法等により形成したの
ち、エッチバックして、各開口25内に多結晶シリコン
層11を埋め込む(poly plug技術)。その
後、全面にビット線用のタングステン(W)ポリサイド
層2とSiO2からなる絶縁層26を順次積層したのち、同
一マスクにてカットし、各開口25内に埋め込まれた多
結晶シリコン層11上にタングステン(W)ポリサイド
層2と絶縁層26を残す。このとき、タングステン
(W)ポリサイド層2がビット線2となる。
Next, as shown in FIGS. 4B and 8B, an opening 25 penetrating through the insulating layer 10 is provided at each central portion of a portion to be the element forming region 1 on the silicon substrate 21. Thereafter, the polycrystalline silicon layer 11 is formed on the entire surface so as to fill the openings 25 by a CVD method or the like, and then etched back to bury the polycrystalline silicon layers 11 in the openings 25 (poly plug technology). After that, a tungsten (W) polycide layer 2 for bit lines and an insulating layer 26 made of SiO 2 are sequentially laminated on the entire surface, and then cut with the same mask, on the polycrystalline silicon layer 11 embedded in each opening 25. Then, the tungsten (W) polycide layer 2 and the insulating layer 26 are left. At this time, the tungsten (W) polycide layer 2 becomes the bit line 2.

【0027】次に、図4Cに示すように、全面にSiO2
を形成したのち、エッチバックして、ビット線2の側壁
にSiO2膜27を形成する。即ち、サイドウォール27を
形成する。このとき、絶縁層10の上面に凹部28が形
成できるように、オーバーエッチぎみに上記エッチバッ
クを行なう。
Next, as shown in FIG. 4C, an SiO 2 film is formed on the entire surface and then etched back to form an SiO 2 film 27 on the side wall of the bit line 2. That is, the sidewall 27 is formed. At this time, the above-mentioned etch back is performed between overetches so that the concave portion 28 can be formed on the upper surface of the insulating layer 10.

【0028】次に、図5A及び図9Aに示すように、全
面に多結晶シリコン層13を堆積したのち、該多結晶シ
リコン層13の表面を既知の平坦化技術(例えばポリッ
シング等)により平坦化する。この多結晶シリコン層1
3は、ビット線2のサイドオォール27間にも堆積さ
れ、図3で示すビット線2間の干渉雑音を抑圧するシー
ルド電極12を構成する。
Next, as shown in FIGS. 5A and 9A, after a polycrystalline silicon layer 13 is deposited on the entire surface, the surface of the polycrystalline silicon layer 13 is planarized by a known planarizing technique (for example, polishing or the like). I do. This polycrystalline silicon layer 1
Numerals 3 are also deposited between the side walls 27 of the bit lines 2 to form a shield electrode 12 for suppressing interference noise between the bit lines 2 shown in FIG.

【0029】次に、図5B及び図9Bに示すように、平
坦化された多結晶シリコン層13の端面に別のシリコン
基板15を貼り合せたのち、他方のシリコン基板21の
裏面から選択研磨を行なう。この選択研磨は、絶縁層1
0が露出するまで行なう。この選択研磨によって、絶縁
層10で囲まれた島状のシリコン薄層、即ち素子形成領
域1が形成されると共に、該絶縁層10による素子分離
領域28が形成される。
Next, as shown in FIGS. 5B and 9B, another silicon substrate 15 is bonded to the end surface of the flattened polycrystalline silicon layer 13, and selective polishing is performed from the back surface of the other silicon substrate 21. Do. This selective polishing is performed on the insulating layer 1.
Repeat until 0 is exposed. By this selective polishing, an island-shaped thin silicon layer surrounded by the insulating layer 10, that is, the element formation region 1 is formed, and the element isolation region 28 is formed by the insulating layer 10.

【0030】次に、図6A及び図10Aに示すように、
全面に熱酸化を施して、素子形成領域1の表面に薄い熱
酸化膜、即ちゲート絶縁膜29を形成したのち、多結晶
シリコン層によるワード線4a及び4bをパターニング
により形成する。その後、ワード線4a及び4bをマス
クとして例えばN型の不純物をイオン注入して素子形成
領域1に夫々3つのソース・ドレイン領域5a、5b及
び5cを形成する。この時点でスイッチング素子Tr1
及びTr2 が形成される。
Next, as shown in FIGS. 6A and 10A,
After performing thermal oxidation on the entire surface to form a thin thermal oxide film, that is, a gate insulating film 29 on the surface of the element forming region 1, word lines 4a and 4b of a polycrystalline silicon layer are formed by patterning. Thereafter, using the word lines 4a and 4b as masks, for example, N-type impurities are ion-implanted to form three source / drain regions 5a, 5b and 5c in the element forming region 1, respectively. At this time, the switching element Tr 1
And Tr 2 are formed.

【0031】次に、図6B及び図10Bに示すように、
全面にSiO2等からなる絶縁層6を形成したのち、ソース
・ドレイン領域5a及び5bに対応する箇所に該絶縁層
6を貫通する開口30を形成する。その後、2層目の多
結晶シリコン層を全面に形成したのち、パターニングし
て、蓄積ノード電極7a及び7bを形成する。このと
き、蓄積ノード電極7a及び7bは、その間の距離dが
ビット線2のコンタクト部分3の開口幅Wとほぼ同じ
か、やや広い程度にまで比較的広く形成される。
Next, as shown in FIGS. 6B and 10B,
After an insulating layer 6 made of SiO 2 or the like is formed on the entire surface, openings 30 penetrating the insulating layer 6 are formed at locations corresponding to the source / drain regions 5a and 5b. After that, a second-layer polycrystalline silicon layer is formed on the entire surface and then patterned to form storage node electrodes 7a and 7b. At this time, the storage node electrodes 7a and 7b are formed relatively wide so that the distance d between them is substantially equal to or slightly larger than the opening width W of the contact portion 3 of the bit line 2.

【0032】次に、図7及び図11に示すように、蓄積
ノード電極7a及び7bを含む全面に薄膜の誘電体膜8
を例えば減圧CVD法等により形成したのち、該誘電体
膜8上に多結晶シリコン層からなる共通電極のセルプレ
ート電極9を形成する。
Next, as shown in FIGS. 7 and 11, a thin dielectric film 8 is formed on the entire surface including the storage node electrodes 7a and 7b.
Is formed by, for example, a low pressure CVD method or the like, and a cell plate electrode 9 of a common electrode made of a polycrystalline silicon layer is formed on the dielectric film 8.

【0033】そして、図2及び図3に示すように、全面
にSiO2等からなる層間膜31を形成したのち、ワード線
4a及び4bの低抵抗化を図るためのシャント用のメタ
ル配線32をパターニングにより形成して本例に係る半
導体メモリ装置Aを得る。尚、これら図2及び図3で
は、上記図7及び図11における絶縁膜10、26及び
27を一括して絶縁膜10として表示した。
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, after an interlayer film 31 made of SiO 2 or the like is formed on the entire surface, a metal wiring 32 for shunt for lowering the resistance of the word lines 4a and 4b is formed. The semiconductor memory device A according to this embodiment is obtained by patterning. In FIGS. 2 and 3, the insulating films 10, 26, and 27 in FIGS. 7 and 11 are collectively shown as the insulating film 10.

【0034】上述の如く、本例によれば、ビット線2を
絶縁層10を介して素子形成領域1の下に形成するよう
にしたので、ビット線用のコンタクト部分3とワード線
4a及び4bとの短絡のおそれがなくなる。これによ
り、両者間の合わせ余裕が不要となり、その分だけメモ
リセルMC1 及びMC2 の面積を縮小化できる。
As described above, according to this embodiment, the bit line 2 is
Since it is formed below the element forming region 1 with the insulating layer 10 interposed therebetween, there is no risk of short-circuit between the bit line contact portion 3 and the word lines 4a and 4b. This makes it unnecessary alignment margin between them, can be reduced the area of the memory cell MC 1 and MC 2 correspondingly.

【0035】また、スタックトキャパシタC1 及びC2
の形成に際して、ビット線用のコンタクト部分3を回避
する必要がないため、メモリセルMC1 及びMC2 内に
おける各スタックトキャパシタC1 及びC2 の占有部分
を大きくでき、それに伴ないセル容量を大きくすること
ができ、メモリセルMC1 及びMC2 の面積を縮小化し
ても、所定のセル容量を確保することができる。
The stacked capacitors C 1 and C 2
It is not necessary to avoid the contact portion 3 for the bit line when forming the memory cell, so that the occupied portion of each of the stacked capacitors C 1 and C 2 in the memory cells MC 1 and MC 2 can be increased, and the cell capacity accompanying this can be reduced. can be increased, even by reducing the area of the memory cell MC 1 and MC 2, it is possible to secure a predetermined cell capacity.

【0036】また、メモリセルMC1 及びMC2 の上部
にビット線2が形成されないため、ビット線2及びビッ
ト線2とメタル配線32間に形成される層間絶縁層(図
12の層間絶縁層52参照)の厚み分だけ、メモリセル
MC1 及びMC2 側のメタル配線32とシリコン基板1
5との離間距離D(図2参照)が小さくなる。その結
果、メタル配線32の周辺回路への結線における低抵抗
化を促進させることができると共に、メタル配線32の
段差被覆性が良好となる。
Since the bit line 2 is not formed above the memory cells MC 1 and MC 2 , the bit line 2 and an interlayer insulating layer formed between the bit line 2 and the metal wiring 32 (the interlayer insulating layer 52 in FIG. 12) Metal wiring 32 on the memory cells MC 1 and MC 2 side and the silicon substrate 1
5 (see FIG. 2) is reduced. As a result, it is possible to promote a reduction in resistance in connecting the metal wiring 32 to the peripheral circuit, and to improve the step coverage of the metal wiring 32.

【0037】また、ビット線2とワード線4a、4b間
の距離を増大化させても、メモリセルMC1 及びMC2
上部のステップカバレージ等には影響がないため、上記
増大化が達成でき、しかも、メモリセルMC1及びMC
2 上部にビット線2が存在しないことから、ビット線2
からワード線4a、4bやスタックトキャパシタC1
2 に及ぼす干渉雑音及びワード線4a、4bの電位状
態によるビット線2の干渉雑音並びに寄生容量が低減化
される。
Further, even if the distance between the bit line 2 and the word lines 4a and 4b is increased, the memory cells MC 1 and MC 2
The above-mentioned increase can be achieved because there is no effect on the upper step coverage and the like, and the memory cells MC 1 and MC
2 Since there is no bit line 2 above, the bit line 2
From the word lines 4a and 4b and the stacked capacitor C 1 ,
The interference noise on C 2 and the interference noise on the bit line 2 due to the potential states of the word lines 4a and 4b and the parasitic capacitance are reduced.

【0038】また、各ビット線2間にビット線シールド
用の導電体12を各ビット線2間を貫通して絶縁層10
に向かって突出して介在させるようにしたので、ビット
線2間の干渉雑音を抑圧でき、干渉雑音によるデータの
劣化を防止することができる。
Further, a conductor 12 for shielding a bit line is penetrated between the respective bit lines 2 so that the insulating layer 10
, The interference noise between the bit lines 2 can be suppressed, and the deterioration of data due to the interference noise can be prevented.

【0039】以上のことから、本例に係る半導体装置A
によれば、メモリセルMC1 及びMC2 の面積の縮小
化、セル容量の増大化、各配線間の干渉雑音の抑圧が図
れ、集積度並びに信頼性の高い半導体メモリ装置Aを得
ることができる。
As described above, the semiconductor device A according to this embodiment
According to, reduction of area of the memory cell MC 1 and MC 2, increase in the cell capacity, Hakare suppression of interference noise between the wires, it is possible to obtain the degree of integration as well as highly reliable semiconductor memory device A .

【0040】上記実施例は、オープンビット線構造のD
RAMに適用した例を示したが、もちろん折り返しビッ
ト線構造のDRAMにも適用可能である。
In the above embodiment, the D of the open bit line structure is
Although an example in which the present invention is applied to a RAM has been described, it is needless to say that the present invention is also applicable to a DRAM having a folded bit line structure.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明に係る半導体メモリ装置によれ
ば、オープンビット線構造において、スタックトキャパ
シタの大容量化が図れると共に、各配線間の干渉雑音の
抑圧が図れ、半導体メモリ装置自体の高集積化並びに高
信頼性化を図ることができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, in the open bit line structure, the capacity of the stacked capacitor can be increased, interference noise between wirings can be suppressed, and the height of the semiconductor memory device itself can be improved. Integration and high reliability can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例に係る半導体メモリ装置の要部を示す
平面図。
FIG. 1 is a plan view showing a main part of a semiconductor memory device according to an embodiment.

【図2】図1におけるA−A線上の断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1;

【図3】図1におけるB−B線上の断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1;

【図4】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法を
図3と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(その
1)。
FIG. 4 is a process flow diagram (part 1) showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 3;

【図5】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法を
図3と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(その
2)。
FIG. 5 is a process flow diagram (part 2) illustrating the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 3;

【図6】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法を
図3と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(その
3)。
FIG. 6 is a process flow diagram (part 3) illustrating the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 3;

【図7】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法を
図3と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(その
4)。
FIG. 7 is a process flow diagram (part 4) showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 3;

【図8】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法を
図2と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(その
1)。
FIG. 8 is a process flow diagram (part 1) showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 2;

【図9】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法を
図2と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(その
2)。
FIG. 9 is a process flow diagram (part 2) showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 2;

【図10】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法
を図2と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(そ
の3)。
FIG. 10 is a process flow diagram (part 3) illustrating the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same cross-sectional direction as in FIG. 2;

【図11】本実施例に係る半導体メモリ装置の製造方法
を図2と同じ断面方向を対象にして示す工程経過図(そ
の4)。
FIG. 11 is a process flow diagram (part 4) illustrating the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment in the same sectional direction as in FIG. 2;

【図12】従来例に係る半導体メモリ装置を示す構成
図。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a semiconductor memory device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 半導体メモリ装置 MC1 及びMC2 メモリセル Tr1 及びTr2 スイッチング素子 C1 及びC2 スタックトキャパシタ 1 素子形成領域 2 ビット線 3 コンタクト部分 4a及び4b ワード線 5a〜5c ソース・ドレイン領域 6及び10 絶縁層 7a及び7b 蓄積ノード電極 8 誘電体膜 9 セルプレート電極 11及び13 多結晶シリコン層 12 シールド電極 14 電極部 15 シリコン基板A Semiconductor memory device MC 1 and MC 2 Memory cell Tr 1 and Tr 2 Switching element C 1 and C 2 Stacked capacitor 1 Element formation area 2 Bit line 3 Contact part 4a and 4b Word line 5a-5c Source / drain area 6 and DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Insulating layer 7a and 7b Storage node electrode 8 Dielectric film 9 Cell plate electrode 11 and 13 Polycrystalline silicon layer 12 Shield electrode 14 Electrode part 15 Silicon substrate

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−89559(JP,A) 特開 平2−35771(JP,A) 特開 平2−240949(JP,A) 特開 昭63−283157(JP,A) 特開 平4−217361(JP,A) 特開 平4−118967(JP,A) 特開 平4−94160(JP,A) 特開 平2−60163(JP,A) 特開 平1−225353(JP,A) 特開 平1−179449(JP,A) 特開 平1−149452(JP,A) 特開 昭64−67956(JP,A) 特開 昭63−269565(JP,A) 特開 昭63−232459(JP,A) 特開 昭63−232458(JP,A) 特開 昭63−157463(JP,A) 特開 昭61−88554(JP,A) 特開 昭60−227461(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04 H01L 27/12 Continuation of the front page (56) References JP-A-64-89559 (JP, A) JP-A-2-35771 (JP, A) JP-A-2-240949 (JP, A) JP-A-63-283157 (JP) JP-A-4-217361 (JP, A) JP-A-4-118967 (JP, A) JP-A-4-94160 (JP, A) JP-A-2-60163 (JP, A) JP-A-1-225353 (JP, A) JP-A-1-179449 (JP, A) JP-A-1-149452 (JP, A) JP-A-64-67956 (JP, A) JP-A-63-269565 (JP, A A) JP-A-63-232459 (JP, A) JP-A-63-232458 (JP, A) JP-A-63-157463 (JP, A) JP-A-61-88554 (JP, A) JP-A-60 -227461 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04 H01L 27/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基体上の半導体層にメモリセルが形成さ
れてなる半導体メモリ装置において、 上記半導体層の下部に、第1絶縁層を介して形成され、
かつ上記メモリセルと電気的に接続されるビット線を有
すると共に、該ビット線の下部に、第2絶縁層を介して
帯状のビット線シールド用導電体を有し、該ビット線シ
ールド用導電体は各ビット線間を貫通して第1絶縁層に
向かって突出し、該ビット線シールド用導電体に、ビッ
ト線シールド用電源を上記基体の裏面から供給すること
を特徴とする半導体メモリ装置。
1. A semiconductor memory device in which a memory cell is formed in a semiconductor layer on a substrate, wherein the memory cell is formed below a semiconductor layer with a first insulating layer interposed therebetween.
And a bit line electrically connected to the memory cell, and below the bit line via a second insulating layer.
A strip-shaped bit line shielding conductor ;
The conductor for the shield penetrates between each bit line and forms the first insulating layer.
A semiconductor memory device protruding toward the semiconductor device , wherein a power supply for bit line shielding is supplied to the conductor for bit line shielding from a back surface of the base.
【請求項2】 上記基体は、シリコン基板を貼り合わせ
て形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半
導体メモリ装置。
2. A substrate is bonded to a silicon substrate.
2. The half according to claim 1, wherein the half is formed.
Conductive memory device.
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