JPH03133173A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03133173A JPH03133173A JP1272064A JP27206489A JPH03133173A JP H03133173 A JPH03133173 A JP H03133173A JP 1272064 A JP1272064 A JP 1272064A JP 27206489 A JP27206489 A JP 27206489A JP H03133173 A JPH03133173 A JP H03133173A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[概 要]
第1の絶縁膜を埋め込んだ第1のトレンチ及び第2のト
レンチにより規定され、一導電型半導体基板に形成され
た反対導電型の第1の不純物領域と第2のトレンチの底
部及び第3のトレンチの側面部に形成された反対導電型
の第2の不純物領域をソースドレイン領域とし、第2の
トレンチの側壁に第2の絶縁膜を介して形成された第1
の導電膜をゲート電極とする縦方向のMOSトランジス
タを形成し、及び第2のトレンチの底部及び第3のトレ
ンチの側面部に形成された反対導電型の第2の不純物領
域を電荷蓄積電極とし、第3のトレンチの側壁及び底部
に形成された第3の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜とし、第
3の絶縁膜を介して第3のトレンチを埋め込んだ第2の
導電膜をセルプレート電極とするキャパシタを形成する
ことによりダイナミックランダムアクセスメモリー(D
RAM)装置を構成する構造に形成されているため、縦
方向のMOS)ランジスタを形成できることにより、表
面上のゲート電極面積を必要としないこと及び単一のト
レンチ内に2つのキャパシタを形成できることによる高
集積化を、ビット線に接続するn中型の第1の不純物領
域を底部の平坦な拡散層を形成できることにより接合耐
圧をあげること及びゲート電極とセルプレート電極をト
レンチ内に埋め込むことができることによりステップカ
バレッジの良い配線体を形成できることによる高信頼性
を可能とした半導体装置。
レンチにより規定され、一導電型半導体基板に形成され
た反対導電型の第1の不純物領域と第2のトレンチの底
部及び第3のトレンチの側面部に形成された反対導電型
の第2の不純物領域をソースドレイン領域とし、第2の
トレンチの側壁に第2の絶縁膜を介して形成された第1
の導電膜をゲート電極とする縦方向のMOSトランジス
タを形成し、及び第2のトレンチの底部及び第3のトレ
ンチの側面部に形成された反対導電型の第2の不純物領
域を電荷蓄積電極とし、第3のトレンチの側壁及び底部
に形成された第3の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜とし、第
3の絶縁膜を介して第3のトレンチを埋め込んだ第2の
導電膜をセルプレート電極とするキャパシタを形成する
ことによりダイナミックランダムアクセスメモリー(D
RAM)装置を構成する構造に形成されているため、縦
方向のMOS)ランジスタを形成できることにより、表
面上のゲート電極面積を必要としないこと及び単一のト
レンチ内に2つのキャパシタを形成できることによる高
集積化を、ビット線に接続するn中型の第1の不純物領
域を底部の平坦な拡散層を形成できることにより接合耐
圧をあげること及びゲート電極とセルプレート電極をト
レンチ内に埋め込むことができることによりステップカ
バレッジの良い配線体を形成できることによる高信頼性
を可能とした半導体装置。
[産業上の利用分野]
本発明はMIS型半導体装置に係り、特に高集積なキャ
パシタとトランスファーゲートを有するDRAMのメモ
リーセルに関する9 従来、DRAMのメモリーセルの縮小に関しては微細な
キャパシタを形成することのみがおこなわれ、さまざま
なタイプのスタック型キャパシタ及びトレンチ型キャパ
シタが検討され、使用されてきたが、将来的に製造プロ
セスの容易さを考慮し、より微細なキャパシタを形成す
るためには、必要な容量を確保することが比較的容易な
トレンチ型キャパシタにやや分があるように思われる9
しかし、従来のトレンチ型キャパシタでは、キャパシタ
の平面上の面積は縮小できても、レイアラ■・の関係上
隣り合うトレンチ型キャパシタ間の分離間隔に限界が見
えつつあり、高集積化への妨げになるということ、又、
キャパシタは高集積化されてもMOSトランジスタから
なるトランスファーゲートには同等高集積化がなされて
おらずメモリーセルの縮小には限界があるという問題が
顕著になってきている9そこで、トランスファーゲート
を高集積化し、且つキャパシタ間の分離を改善した高集
積なトレンチ型キャパシタを有するメモリーセルを形成
できる手段が要望されている9[従来の技術] 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図であり、トレ
ンチ型キャパシタを持つDRAMのメモリーセルを示し
ている。51はp−型シリコン(Si)基板、52はp
型ウェル領域、53はp十型不純物領域、54はn十型
不純物領域、55はフィールド酸化膜、56はキャパシ
タ絶縁膜、57はセルプレート電極(多結晶シリコン膜
)、58はゲート酸化膜、59はワード線(多結晶シリ
コン膜)、60はブロック用酸化膜、61は燐珪酸ガラ
ス(PSG)膜、62はビ、。
パシタとトランスファーゲートを有するDRAMのメモ
リーセルに関する9 従来、DRAMのメモリーセルの縮小に関しては微細な
キャパシタを形成することのみがおこなわれ、さまざま
なタイプのスタック型キャパシタ及びトレンチ型キャパ
シタが検討され、使用されてきたが、将来的に製造プロ
セスの容易さを考慮し、より微細なキャパシタを形成す
るためには、必要な容量を確保することが比較的容易な
トレンチ型キャパシタにやや分があるように思われる9
しかし、従来のトレンチ型キャパシタでは、キャパシタ
の平面上の面積は縮小できても、レイアラ■・の関係上
隣り合うトレンチ型キャパシタ間の分離間隔に限界が見
えつつあり、高集積化への妨げになるということ、又、
キャパシタは高集積化されてもMOSトランジスタから
なるトランスファーゲートには同等高集積化がなされて
おらずメモリーセルの縮小には限界があるという問題が
顕著になってきている9そこで、トランスファーゲート
を高集積化し、且つキャパシタ間の分離を改善した高集
積なトレンチ型キャパシタを有するメモリーセルを形成
できる手段が要望されている9[従来の技術] 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図であり、トレ
ンチ型キャパシタを持つDRAMのメモリーセルを示し
ている。51はp−型シリコン(Si)基板、52はp
型ウェル領域、53はp十型不純物領域、54はn十型
不純物領域、55はフィールド酸化膜、56はキャパシ
タ絶縁膜、57はセルプレート電極(多結晶シリコン膜
)、58はゲート酸化膜、59はワード線(多結晶シリ
コン膜)、60はブロック用酸化膜、61は燐珪酸ガラ
ス(PSG)膜、62はビ、。
ト線(AI配線)を示している9
同図においては、p−型シリコン(Si)基板51に選
択的にp型ウェル領域52が設けられ、前記p型ウェル
領域52にトレンチ型キャパシタ及びトランスファーゲ
ートからなるメモリーセルが形成されている。トレンチ
型キャパシタはトレンチ側面部及び底部にn十型不純物
領域54からなる電荷蓄積電極と、キャパシタ絶縁膜5
6を介してトレンチに埋め込まれた多結晶シリコン膜か
らなるセルプレート電極57を二電極として形成されて
おり、又、n十型不純物領域54には高濃度のp十型不
純物領域53が接する、いわゆるHiCii造のキャパ
シタを形成している。隣り合うトレンチ型キャパシタは
フィールド酸化膜55により分離画定されている。トレ
ンチを深く掘ることにより微細な面積で十分な容量を持
つトレンチ型キャパシタは形成できるが、トレンチ型キ
ャパシタ間にはトレンチ間リークを抑えるため接合分離
型の分離領域を有するため(p十型不純物領域53の濃
度を上げればトレンチ間リークに関する分離領域はさら
に微細にできるが、n十型不純物領域54の接合耐圧が
なくなるため、濃度上昇には限界がある。)さらには高
集積化が期待できないという欠点があった。又、トラン
スファーゲートに対しては何等高集積化がなされていな
いという欠点もあった。
択的にp型ウェル領域52が設けられ、前記p型ウェル
領域52にトレンチ型キャパシタ及びトランスファーゲ
ートからなるメモリーセルが形成されている。トレンチ
型キャパシタはトレンチ側面部及び底部にn十型不純物
領域54からなる電荷蓄積電極と、キャパシタ絶縁膜5
6を介してトレンチに埋め込まれた多結晶シリコン膜か
らなるセルプレート電極57を二電極として形成されて
おり、又、n十型不純物領域54には高濃度のp十型不
純物領域53が接する、いわゆるHiCii造のキャパ
シタを形成している。隣り合うトレンチ型キャパシタは
フィールド酸化膜55により分離画定されている。トレ
ンチを深く掘ることにより微細な面積で十分な容量を持
つトレンチ型キャパシタは形成できるが、トレンチ型キ
ャパシタ間にはトレンチ間リークを抑えるため接合分離
型の分離領域を有するため(p十型不純物領域53の濃
度を上げればトレンチ間リークに関する分離領域はさら
に微細にできるが、n十型不純物領域54の接合耐圧が
なくなるため、濃度上昇には限界がある。)さらには高
集積化が期待できないという欠点があった。又、トラン
スファーゲートに対しては何等高集積化がなされていな
いという欠点もあった。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明が解決しようとする問題点は、従来例に示される
ように、トレンチ型キャパシタはトレンチを深く掘るこ
とにより微細な面積で形成できるが、トレンチ型キャパ
シタ間のリークを抑えるため接合分離型の分離領域を接
合耐圧の低下から微細に形成できないため、さらなる高
集積化ができなかったこと、及びトランスファーゲート
に対しては何等高集積化がなされていないため、メモリ
ーセルの高集積化に対して限界が来つつあることである
。
ように、トレンチ型キャパシタはトレンチを深く掘るこ
とにより微細な面積で形成できるが、トレンチ型キャパ
シタ間のリークを抑えるため接合分離型の分離領域を接
合耐圧の低下から微細に形成できないため、さらなる高
集積化ができなかったこと、及びトランスファーゲート
に対しては何等高集積化がなされていないため、メモリ
ーセルの高集積化に対して限界が来つつあることである
。
[問題点を解決するための手段]
上記問題点は、一導電型半導体基板に形成された反対導
電型の第1の不純物領域と、前記第1の不純物領域の一
部を規定する第1の絶縁膜を埋め込んだ第1のトレンチ
と、前記第1の不純物領域の残りの一部を規定する第2
のトレンチと、前記第2のトレンチの側壁及び底部に形
成された第2の絶縁膜と、前記第2のトレンチの側壁に
前記第2の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜と、
前記第2のトレンチ内に前記第1の導電膜に自己整合し
て形成された第3のトレンチと、前記第2のトレンチの
底部及び前記第3のトレンチの側面部に形成された反対
導電型の第2の不純物領域と、前記第3のトレンチの底
部に形成されな一導電型の不純物領域と、少なくとも前
記第3のトレンチの側壁及び底部に形成された第3の絶
縁膜と、前記第3の絶縁膜を介して少なくとも前記第3
のトレンチを埋め込んだ第2の導電膜とを備えてなる本
発明の半導体装置によって解決される。
電型の第1の不純物領域と、前記第1の不純物領域の一
部を規定する第1の絶縁膜を埋め込んだ第1のトレンチ
と、前記第1の不純物領域の残りの一部を規定する第2
のトレンチと、前記第2のトレンチの側壁及び底部に形
成された第2の絶縁膜と、前記第2のトレンチの側壁に
前記第2の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜と、
前記第2のトレンチ内に前記第1の導電膜に自己整合し
て形成された第3のトレンチと、前記第2のトレンチの
底部及び前記第3のトレンチの側面部に形成された反対
導電型の第2の不純物領域と、前記第3のトレンチの底
部に形成されな一導電型の不純物領域と、少なくとも前
記第3のトレンチの側壁及び底部に形成された第3の絶
縁膜と、前記第3の絶縁膜を介して少なくとも前記第3
のトレンチを埋め込んだ第2の導電膜とを備えてなる本
発明の半導体装置によって解決される。
[作 用]
即ち本発明の半導体装置においては、第1の絶縁膜を埋
め込んだ第1のトレンチ及び第2のトレンチにより規定
され、一導電型半導体基板に形成された反対導電型の第
1の不純物領域と第2のトレンチの底部及び第3のトレ
ンチの側面部に形成された反対導電型の第2の不純物領
域をソースドレイン領域とし、第2のトレンチの側壁に
第2の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜をゲート
電極とする縦方向のMOSトランジスタを形成し、及び
第2のトレンチの底部及び第3のトレンチの側面部に形
成された反対導電型の第2の不純物領域を電荷蓄積電極
とし、第3のトレンチの側壁及び底部に形成された第3
の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜とし、第3の絶縁膜を介し
て第3のトレンチを埋め込んだ第2の導電膜をセルプレ
ート電極とするキャパシタを形成することによりDRA
Mを構成する構造に形成されている。したがって、n十
型不純物領域からなる電荷蓄積電極上のトレンチの側壁
にゲート電極を設けた縦方向のMOSトランジスタを形
成できるため、特別に表面上のゲート電極面積を必要と
しない微細なトランスファーゲートの形成が可能である
。又、単一のトレンチ内に埋め込み絶縁膜及びp十型不
純物領域によりn十型不純物領域からなる電荷蓄積電極
を三領域に分割形成できるなめ、単一のトレンチ内にセ
ルファライン形成した微細な2つのキャパシタの形成が
可能である。さらに、ビット線に接続するn+型不純物
領域を底部の平坦な拡散層に形成できるため、接合耐圧
を上昇させることが可能である。そのうえ、ゲート電極
及びセルプレート電極をトレンチ内に埋め込み形成でき
るなめ、ステツブカバレッジの良い配線体の形成も可能
にすることができる。即ち、極めて高集積且つ高信頼な
半導体集積回路の形成を可能とした半導体装置を得るこ
とができる。
め込んだ第1のトレンチ及び第2のトレンチにより規定
され、一導電型半導体基板に形成された反対導電型の第
1の不純物領域と第2のトレンチの底部及び第3のトレ
ンチの側面部に形成された反対導電型の第2の不純物領
域をソースドレイン領域とし、第2のトレンチの側壁に
第2の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜をゲート
電極とする縦方向のMOSトランジスタを形成し、及び
第2のトレンチの底部及び第3のトレンチの側面部に形
成された反対導電型の第2の不純物領域を電荷蓄積電極
とし、第3のトレンチの側壁及び底部に形成された第3
の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜とし、第3の絶縁膜を介し
て第3のトレンチを埋め込んだ第2の導電膜をセルプレ
ート電極とするキャパシタを形成することによりDRA
Mを構成する構造に形成されている。したがって、n十
型不純物領域からなる電荷蓄積電極上のトレンチの側壁
にゲート電極を設けた縦方向のMOSトランジスタを形
成できるため、特別に表面上のゲート電極面積を必要と
しない微細なトランスファーゲートの形成が可能である
。又、単一のトレンチ内に埋め込み絶縁膜及びp十型不
純物領域によりn十型不純物領域からなる電荷蓄積電極
を三領域に分割形成できるなめ、単一のトレンチ内にセ
ルファライン形成した微細な2つのキャパシタの形成が
可能である。さらに、ビット線に接続するn+型不純物
領域を底部の平坦な拡散層に形成できるため、接合耐圧
を上昇させることが可能である。そのうえ、ゲート電極
及びセルプレート電極をトレンチ内に埋め込み形成でき
るなめ、ステツブカバレッジの良い配線体の形成も可能
にすることができる。即ち、極めて高集積且つ高信頼な
半導体集積回路の形成を可能とした半導体装置を得るこ
とができる。
[実施例]
以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。第
1図(a)(b)は本発明の半導体装置における第1の
実施例の模式図、第2図は本発明の半導体装置における
第2の実施例の模式側断面図、第3図は本発明の半導体
装置における第3の実施例の模式側断面図、第4図(a
)〜(e)は本発明の半導体装置における製造方法の一
実施例の工程断面図である。
1図(a)(b)は本発明の半導体装置における第1の
実施例の模式図、第2図は本発明の半導体装置における
第2の実施例の模式側断面図、第3図は本発明の半導体
装置における第3の実施例の模式側断面図、第4図(a
)〜(e)は本発明の半導体装置における製造方法の一
実施例の工程断面図である。
全図を通じ同一対象物は同一符号で示す。
第1図はp型シリコン基板を用いた際の本発明の半導体
装置における第1の実施例で、(a)は側断面図を、(
b)は平面図を示している。1は1015c111−3
程度のp−型シリコン基板、2は1016C1−3程度
のp型ウェル領域、3は10 cm 程度のn中型
不純物領域分割用のp十型不純物領域、4は1020C
111−3程度の第2のn十型不純物領域(電荷蓄積電
極兼ソースドレイン領域)、5は102102O’程度
の第1のn十型不純物領域(ソースドレイン領域)、6
はトレンチ素子分離用埋め込み酸化膜、7は20nm程
度のゲート酸化膜、8は幅0.37xm程度のワード線
(多結晶シリコン膜)、9は101程度のキャパシタ絶
縁膜、10はセルプレート電極(多結晶シリコン膜)、
11は50nm程度のブロック用酸化膜、12は0.9
m程度の燐珪酸ガラス(PSG)膜、13は1/Am程
度のビット線(AI配線)、14は深さもl程度の第1
のトレンチ、15は深さ12程度の第2のトレを示して
いる。
装置における第1の実施例で、(a)は側断面図を、(
b)は平面図を示している。1は1015c111−3
程度のp−型シリコン基板、2は1016C1−3程度
のp型ウェル領域、3は10 cm 程度のn中型
不純物領域分割用のp十型不純物領域、4は1020C
111−3程度の第2のn十型不純物領域(電荷蓄積電
極兼ソースドレイン領域)、5は102102O’程度
の第1のn十型不純物領域(ソースドレイン領域)、6
はトレンチ素子分離用埋め込み酸化膜、7は20nm程
度のゲート酸化膜、8は幅0.37xm程度のワード線
(多結晶シリコン膜)、9は101程度のキャパシタ絶
縁膜、10はセルプレート電極(多結晶シリコン膜)、
11は50nm程度のブロック用酸化膜、12は0.9
m程度の燐珪酸ガラス(PSG)膜、13は1/Am程
度のビット線(AI配線)、14は深さもl程度の第1
のトレンチ、15は深さ12程度の第2のトレを示して
いる。
同図においては、酸化膜6を埋め込んだ素子分離用の第
1のトレンチ14及び第2のトレンチ15により規定さ
れ、p−型シリコン基板1の表面に形成された第1のn
十型不純物領域5と第2のトレンチ15の底部及び第3
のトレンチ16の側面部に形成された第2のn十型不純
物領域4をソースドレイン領域とし、第2のトレンチ1
5の側壁にゲート酸化膜7を介して形成された多結晶シ
リコン膜8をゲート電極とするトランスファーゲートと
、第2のトレンチ15の底部及び第3のトレンチ16の
側面部に形成された第2のn十型不純物領域4を電荷蓄
積電極とし、第3のトレンチ16の側壁及び底部に形成
された第3の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜9とし、キャパ
シタ絶縁膜9を介して第3のトレンチ16を埋め込んだ
多結晶シリコン膜10をセルプレート電極とするトレン
チ型キャパシタからなるDRAMのメモリーセルが形成
されている9トレンチ型キヤパシタは単一のトレンチに
おいて、電荷蓄積電極となる第2のn十型不純物領域4
が側面部を酸化膜6を埋め込んだ素子分離用の第1のト
レンチ14により、底部をp十型不純物領域3により分
割され、独立の三領域になっており、2つのトレンチ型
キャパシタを形成している。(第3のトレンチ底部にお
けるp十型不純物領域の形成法は製造方法において詳述
するが、−度底部に形成しなn十型不純物領域をエツチ
ング除去して後、側面部のn十型不純物領域に接触しな
いように底部にのみp十型不純物領域を形成したもので
ある9)したがって、n十型不純物領域からなる電荷蓄
積電極上のトレンチの側壁にゲート電極を設けた縦方向
のMOSトランジスタを形成できるため、特別に表面上
のゲート電極面積を必要としない微細なトランスファー
ゲートの形成が可能である。又、単一のトレンチ内に埋
め込み絶縁膜及びp十型不純物領域によりn十型不純物
領域からなる電荷蓄積電極を三領域に分割形成できるた
め、単一のトレンチ内にセルファライン形成した微細な
2つのキャパシタの形成が可能である。さらに、ビット
線に接続するn十型不純物領域を底部の平坦な拡散層に
形成できるため、接合耐圧を上昇させることが可能であ
る。そのうえ、ゲート電極及びセルプレート電極をトレ
ンチ内に埋め込み形成できるなめ、ステップカバレッジ
の良い配線体の形成も可能にすることができる。
1のトレンチ14及び第2のトレンチ15により規定さ
れ、p−型シリコン基板1の表面に形成された第1のn
十型不純物領域5と第2のトレンチ15の底部及び第3
のトレンチ16の側面部に形成された第2のn十型不純
物領域4をソースドレイン領域とし、第2のトレンチ1
5の側壁にゲート酸化膜7を介して形成された多結晶シ
リコン膜8をゲート電極とするトランスファーゲートと
、第2のトレンチ15の底部及び第3のトレンチ16の
側面部に形成された第2のn十型不純物領域4を電荷蓄
積電極とし、第3のトレンチ16の側壁及び底部に形成
された第3の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜9とし、キャパ
シタ絶縁膜9を介して第3のトレンチ16を埋め込んだ
多結晶シリコン膜10をセルプレート電極とするトレン
チ型キャパシタからなるDRAMのメモリーセルが形成
されている9トレンチ型キヤパシタは単一のトレンチに
おいて、電荷蓄積電極となる第2のn十型不純物領域4
が側面部を酸化膜6を埋め込んだ素子分離用の第1のト
レンチ14により、底部をp十型不純物領域3により分
割され、独立の三領域になっており、2つのトレンチ型
キャパシタを形成している。(第3のトレンチ底部にお
けるp十型不純物領域の形成法は製造方法において詳述
するが、−度底部に形成しなn十型不純物領域をエツチ
ング除去して後、側面部のn十型不純物領域に接触しな
いように底部にのみp十型不純物領域を形成したもので
ある9)したがって、n十型不純物領域からなる電荷蓄
積電極上のトレンチの側壁にゲート電極を設けた縦方向
のMOSトランジスタを形成できるため、特別に表面上
のゲート電極面積を必要としない微細なトランスファー
ゲートの形成が可能である。又、単一のトレンチ内に埋
め込み絶縁膜及びp十型不純物領域によりn十型不純物
領域からなる電荷蓄積電極を三領域に分割形成できるた
め、単一のトレンチ内にセルファライン形成した微細な
2つのキャパシタの形成が可能である。さらに、ビット
線に接続するn十型不純物領域を底部の平坦な拡散層に
形成できるため、接合耐圧を上昇させることが可能であ
る。そのうえ、ゲート電極及びセルプレート電極をトレ
ンチ内に埋め込み形成できるなめ、ステップカバレッジ
の良い配線体の形成も可能にすることができる。
第2図は本発明の半導体装置における第2の実雄側の模
式側断面図で、1〜17は第1図と同じ物を、18は第
2のn−型不純物領域、19は第1のn−型不純物領域
を示している。
式側断面図で、1〜17は第1図と同じ物を、18は第
2のn−型不純物領域、19は第1のn−型不純物領域
を示している。
同図においては、LDD (L i ght 1 yD
oped Drain)構造のショートチャネルトラ
ンジスタを形成しており、第1のn十型不純物領域5及
び第2のn十型不純物領域4に接して第1のn−型不純
物領域19及び第2のn−型不純物領域18がそれぞれ
形成されている点を除き、第1の実施例と同じ構造に形
成されている0本実施例においては、第1の実施例の効
果に加え、トランスファーゲートをより微細に形成でき
るため高速化を可能にすることができる。
oped Drain)構造のショートチャネルトラ
ンジスタを形成しており、第1のn十型不純物領域5及
び第2のn十型不純物領域4に接して第1のn−型不純
物領域19及び第2のn−型不純物領域18がそれぞれ
形成されている点を除き、第1の実施例と同じ構造に形
成されている0本実施例においては、第1の実施例の効
果に加え、トランスファーゲートをより微細に形成でき
るため高速化を可能にすることができる。
第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図で、1.3〜17は第1図と同じ物を、20
はチャネル領域形成用のp十型不純物領域を示している
。
式側断面図で、1.3〜17は第1図と同じ物を、20
はチャネル領域形成用のp十型不純物領域を示している
。
同図においては、DSA(DiffusionSelf
Aligned)[造のショートチャネルトランジ
スタを形成しており、第2のn十型不純物領域4に接し
てゲート電極下の一部に延在するp十型不純物領域から
なるチャネル領域が形成されている点を除き、第1の実
施例と同じ構造に形成されている9本実施例においては
、第1の実施例の効果に加え、トランスファーゲートを
より微細に形成できることによる高速化及び電荷蓄積電
極形成用の第2のn十型不純物領域4をチャネル領域形
成用のp十型不純物領域で完全に囲むように形成できる
ため、HiC7i造のトレンチ型キャパシタを形成でき
るできることによる高集積化及び高性能化を可能にする
ことができる。
Aligned)[造のショートチャネルトランジ
スタを形成しており、第2のn十型不純物領域4に接し
てゲート電極下の一部に延在するp十型不純物領域から
なるチャネル領域が形成されている点を除き、第1の実
施例と同じ構造に形成されている9本実施例においては
、第1の実施例の効果に加え、トランスファーゲートを
より微細に形成できることによる高速化及び電荷蓄積電
極形成用の第2のn十型不純物領域4をチャネル領域形
成用のp十型不純物領域で完全に囲むように形成できる
ため、HiC7i造のトレンチ型キャパシタを形成でき
るできることによる高集積化及び高性能化を可能にする
ことができる。
次いで本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例に
ついて第4図(a)〜(e)及び第1図を参照して説明
する。
ついて第4図(a)〜(e)及び第1図を参照して説明
する。
第4図(a)
p−型シリコン基板1に酸化膜21及び窒化膜22を成
長させる0次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利
用し、レジスト(図示せず)をマスク層として、硼素を
イオン注入してp型ウェル領域2を、燐をイオン注入し
てn型ウェル領域(図示せず)をそれぞれ選択的に順次
画定する。次いで高温ランニングし所望の深さを持つp
型ウェル領域2及びn型ウェル領域(図示せず)を形成
する9次いで不要なレジストを除去する9次いで通常の
フォトリソグラフィー技術を利用し、レジスト(図示せ
ず)をマスク層として、窒化膜22、酸化膜21、p−
型シリコン基板1の一部(深さ8,1AIII程度)を
選択的に順次エツチングし、第1のトレンチ14を形成
する。次いでレジストを除去する。次いで通常のフォト
リソグラフィー技術を利用し、レジスト(図示せず)及
び窒化膜22をマスク層として、硼素をイオン注入して
p十型チャネルストッパー領域17を、燐をイオン注入
してn十型チャネルストッパー領域(図示せず)をそれ
ぞれ選択的に順次第1のトレンチ14底部に形成する。
長させる0次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利
用し、レジスト(図示せず)をマスク層として、硼素を
イオン注入してp型ウェル領域2を、燐をイオン注入し
てn型ウェル領域(図示せず)をそれぞれ選択的に順次
画定する。次いで高温ランニングし所望の深さを持つp
型ウェル領域2及びn型ウェル領域(図示せず)を形成
する9次いで不要なレジストを除去する9次いで通常の
フォトリソグラフィー技術を利用し、レジスト(図示せ
ず)をマスク層として、窒化膜22、酸化膜21、p−
型シリコン基板1の一部(深さ8,1AIII程度)を
選択的に順次エツチングし、第1のトレンチ14を形成
する。次いでレジストを除去する。次いで通常のフォト
リソグラフィー技術を利用し、レジスト(図示せず)及
び窒化膜22をマスク層として、硼素をイオン注入して
p十型チャネルストッパー領域17を、燐をイオン注入
してn十型チャネルストッパー領域(図示せず)をそれ
ぞれ選択的に順次第1のトレンチ14底部に形成する。
次いで不要なレジストを除去する。次いで化学気相成長
酸化膜6を成長させ、異方性ドライエツチングをおこな
い、第1のトレンチ14に埋め込む。次いで通常のフォ
トリソグラフィー技術を利用し、レジスト(図示せず)
をマスク層として、窒化膜22、酸化膜21、埋め込み
酸化膜6の一部(深さ1.LJm程度)、p−型シリコ
ン基板1の一部(深さIPm程度)を選択的に順次エツ
チングし、第2のトレンチ15を形成する。(この第2
のトレンチ15の深さがトランジスタのゲート長になる
。)次いでレジストを除去する。
酸化膜6を成長させ、異方性ドライエツチングをおこな
い、第1のトレンチ14に埋め込む。次いで通常のフォ
トリソグラフィー技術を利用し、レジスト(図示せず)
をマスク層として、窒化膜22、酸化膜21、埋め込み
酸化膜6の一部(深さ1.LJm程度)、p−型シリコ
ン基板1の一部(深さIPm程度)を選択的に順次エツ
チングし、第2のトレンチ15を形成する。(この第2
のトレンチ15の深さがトランジスタのゲート長になる
。)次いでレジストを除去する。
第4図(b)
次いでゲート酸化膜7を成長させる。次いで不純物を含
んだ第1の多結晶シリコン膜を成長させ、異方性ドライ
エツチングし、第2のトレンチ15の側壁にワード線(
多結晶シリコン膜)8を形成する。次いで不要部のゲー
ト酸化M7をエツチング除去する。次いでエツチングの
マスク層となる酸化膜23を形成する。この酸化膜23
は不純物を含んだ多結晶シリコン膜8には厚く、p−型
シリコン基板1には薄く形成されるので、この膜厚差を
利用してp−型シリコン基板1上の酸化膜をエツチング
除去し、不純物を含んだ多結晶シリコン膜8には若干酸
化膜23を残す。
んだ第1の多結晶シリコン膜を成長させ、異方性ドライ
エツチングし、第2のトレンチ15の側壁にワード線(
多結晶シリコン膜)8を形成する。次いで不要部のゲー
ト酸化M7をエツチング除去する。次いでエツチングの
マスク層となる酸化膜23を形成する。この酸化膜23
は不純物を含んだ多結晶シリコン膜8には厚く、p−型
シリコン基板1には薄く形成されるので、この膜厚差を
利用してp−型シリコン基板1上の酸化膜をエツチング
除去し、不純物を含んだ多結晶シリコン膜8には若干酸
化膜23を残す。
第4図(C)
次いで残された酸化膜23をマスク層として第2のトレ
ンチ15内に露出しなp−型シリコン基板114埋め込
み酸化膜6、ワード線(多結晶シリコン膜)8及び窒イ
ピ膜22をマスク層として、砒素を回転イオン注入して
、第3のトレンチ16の側面部及び底部に第2のn十型
不純物領域4を形成する。
ンチ15内に露出しなp−型シリコン基板114埋め込
み酸化膜6、ワード線(多結晶シリコン膜)8及び窒イ
ピ膜22をマスク層として、砒素を回転イオン注入して
、第3のトレンチ16の側面部及び底部に第2のn十型
不純物領域4を形成する。
第4図(d)
次いで第3のトレンチ16の底部を17J II程度異
方性ドライエツチングし、第3のトレンチ16の底部に
p−型シリコン基板1を露出する9次いで前記第1のト
レンチ14埋め込み酸化膜6、ワード線(多結晶シリコ
ン膜)8及び窒化膜22をマスク層として、硼素をイオ
ン注入して、第3のトレンチ16の底部にn中型不純物
領域4分割用のp十型不純物領域3を形成する。
方性ドライエツチングし、第3のトレンチ16の底部に
p−型シリコン基板1を露出する9次いで前記第1のト
レンチ14埋め込み酸化膜6、ワード線(多結晶シリコ
ン膜)8及び窒化膜22をマスク層として、硼素をイオ
ン注入して、第3のトレンチ16の底部にn中型不純物
領域4分割用のp十型不純物領域3を形成する。
第4図(e)
次いで酸化膜23をエツチング除去する。次いでキャパ
シタ絶縁膜8(酸化M/窒化M/酸化膜からなる3層膜
)を成長する9次いで第2の多結晶シリコン膜を成長さ
せ、異方性ドライエツチングし、第2のトレンチ15及
び第3のトレンチ16に埋め込みセルプレート電極9を
形成する。次いで不要のキャパシタ絶縁膜8をエツチン
グ除去する。
シタ絶縁膜8(酸化M/窒化M/酸化膜からなる3層膜
)を成長する9次いで第2の多結晶シリコン膜を成長さ
せ、異方性ドライエツチングし、第2のトレンチ15及
び第3のトレンチ16に埋め込みセルプレート電極9を
形成する。次いで不要のキャパシタ絶縁膜8をエツチン
グ除去する。
次いで不要の窒化膜22、酸化膜21を順次エツチング
除去する9次いでイオン注入用の薄い酸化膜(図示せず
)を成長する9次いで通常のフォトリソグラフィー技術
を利用し、レジスト(図示せず)、第1のトレンチ14
埋め込み酸化膜6及びワード線(多結晶シリコン膜)8
をマスク層として、硼素をイオン注入してp十型ソース
ドレイン領域(図示せず)を、砒素をイオン注入して第
1のn+型不純物領域(ソースドレイン領域)5をそれ
ぞれ選択的に順次画定する。次いで不要のレジストを除
去する。次いで不要のイオン注入用の薄い酸化膜をエツ
チング除去する。
除去する9次いでイオン注入用の薄い酸化膜(図示せず
)を成長する9次いで通常のフォトリソグラフィー技術
を利用し、レジスト(図示せず)、第1のトレンチ14
埋め込み酸化膜6及びワード線(多結晶シリコン膜)8
をマスク層として、硼素をイオン注入してp十型ソース
ドレイン領域(図示せず)を、砒素をイオン注入して第
1のn+型不純物領域(ソースドレイン領域)5をそれ
ぞれ選択的に順次画定する。次いで不要のレジストを除
去する。次いで不要のイオン注入用の薄い酸化膜をエツ
チング除去する。
第1図
次いで通常の技法を適用することによりブロック用酸化
膜11及び燐珪酸ガラス(PSG)膜12の成長、高温
熱処理による各不純物領域の深さの制御、電極コンタク
ト窓の形成、A1配線13(ビット線を含む)の形成等
をおこなって半導体装置を完成する。
膜11及び燐珪酸ガラス(PSG)膜12の成長、高温
熱処理による各不純物領域の深さの制御、電極コンタク
ト窓の形成、A1配線13(ビット線を含む)の形成等
をおこなって半導体装置を完成する。
以上実施例に示したように、本発明の半導体装置によれ
ば、n十型不純物領域からなる電荷蓄積電極上のトレン
チの側壁にゲート電極を設けた縦方向のMOS)ランジ
スタを形成できるため、特別に表面上のゲート電極面積
を必要としない微細なトランスファーゲートの形成が可
能である9又、単一のトレンチ内に埋め込み絶縁膜及び
p十型不純物領域によりn+型不純物領域からなる電荷
蓄積電極を三領域に分割形成できるため、単一のトレン
チ内にセルファライン形成した微細な2つのキャパシタ
の形成が可能である。さらに、ビット線に接続するn十
型不純物領域を底部の平坦な拡散層に形成できるため、
接合耐圧を上昇させることが可能である9そのうえ、ゲ
ート電極及びセルプレート電極をトレンチ内に埋め込み
形成できるため、ステップカバレッジの良い配線体の形
成も可能にすることができる。
ば、n十型不純物領域からなる電荷蓄積電極上のトレン
チの側壁にゲート電極を設けた縦方向のMOS)ランジ
スタを形成できるため、特別に表面上のゲート電極面積
を必要としない微細なトランスファーゲートの形成が可
能である9又、単一のトレンチ内に埋め込み絶縁膜及び
p十型不純物領域によりn+型不純物領域からなる電荷
蓄積電極を三領域に分割形成できるため、単一のトレン
チ内にセルファライン形成した微細な2つのキャパシタ
の形成が可能である。さらに、ビット線に接続するn十
型不純物領域を底部の平坦な拡散層に形成できるため、
接合耐圧を上昇させることが可能である9そのうえ、ゲ
ート電極及びセルプレート電極をトレンチ内に埋め込み
形成できるため、ステップカバレッジの良い配線体の形
成も可能にすることができる。
[発明の効果]
以上説明のように本発明によれば、MIS型半導体装置
において、トレンチの側壁にゲート電極を形成した縦方
向のMOSトランジスタからなるトランスファーゲート
と単一のトレンチ内に三領域に分割形成した不純物領域
からなる電荷蓄積電極を持つトレンチ型キャパシタを形
成できるため、縦方向のMOSトランジスタを形成でき
ることにより、表面上のゲート電極面積を必要としない
こと及び単一のトレンチ内に2つのキャパシタを形成で
きることによる高集積化を、ビット線に接続する不純物
領域を底部の平坦な拡散層に形成できることにより接合
耐圧をあげること及びゲート電極とセルプレート電極を
トレンチ内に埋め込むことができることによりステップ
カバレッジの良い配線体を形成できることによる高信頼
性を可能にすることができる。即ち、極めて高集積且つ
高信頼な半導体集積回路の形成を可能とした半導体装置
を得ることができる。
において、トレンチの側壁にゲート電極を形成した縦方
向のMOSトランジスタからなるトランスファーゲート
と単一のトレンチ内に三領域に分割形成した不純物領域
からなる電荷蓄積電極を持つトレンチ型キャパシタを形
成できるため、縦方向のMOSトランジスタを形成でき
ることにより、表面上のゲート電極面積を必要としない
こと及び単一のトレンチ内に2つのキャパシタを形成で
きることによる高集積化を、ビット線に接続する不純物
領域を底部の平坦な拡散層に形成できることにより接合
耐圧をあげること及びゲート電極とセルプレート電極を
トレンチ内に埋め込むことができることによりステップ
カバレッジの良い配線体を形成できることによる高信頼
性を可能にすることができる。即ち、極めて高集積且つ
高信頼な半導体集積回路の形成を可能とした半導体装置
を得ることができる。
第1図(a)(b)は本発明の半導体装置における第1
の実施例の模式図、 第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図、 第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図、 第4図(a)〜(e)は本発明の半導体装置における製
造方法の一実施例の工程断面図、 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図である。 図において、 1はp−型シリコン(Si)基板、 2はp型ウェル領域、 3はn中型不純物領域分割用のp十型不純物領域、 4は第2のn十型不純物領域(電荷蓄積電極兼ソースド
レイン領域)、 5は第1のn十型不純物領域(ソースドレイン領域)、 6はトレンチ素子分離用埋め込み酸化膜、7はゲート酸
化膜、 8はワード線(多結晶シリコン膜)、 9はキャパシタ絶縁膜、 10はセルプレート電極(多結晶シリコン膜)、11は
ブロック用酸化膜、 12は燐珪酸ガラス(PSG)膜、 13はビット線(AI配線)、 14は第1のトレンチ、 15は第2のトレンチ、 16は第3のトレンチ、 17はp十型チャネルストッパー領域、18は第2のn
−型不純物領域、 19は第1のn−型不純物領域、 20はチャネル領域形成用のp十型不純物領域を示す。
の実施例の模式図、 第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図、 第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図、 第4図(a)〜(e)は本発明の半導体装置における製
造方法の一実施例の工程断面図、 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図である。 図において、 1はp−型シリコン(Si)基板、 2はp型ウェル領域、 3はn中型不純物領域分割用のp十型不純物領域、 4は第2のn十型不純物領域(電荷蓄積電極兼ソースド
レイン領域)、 5は第1のn十型不純物領域(ソースドレイン領域)、 6はトレンチ素子分離用埋め込み酸化膜、7はゲート酸
化膜、 8はワード線(多結晶シリコン膜)、 9はキャパシタ絶縁膜、 10はセルプレート電極(多結晶シリコン膜)、11は
ブロック用酸化膜、 12は燐珪酸ガラス(PSG)膜、 13はビット線(AI配線)、 14は第1のトレンチ、 15は第2のトレンチ、 16は第3のトレンチ、 17はp十型チャネルストッパー領域、18は第2のn
−型不純物領域、 19は第1のn−型不純物領域、 20はチャネル領域形成用のp十型不純物領域を示す。
Claims (4)
- (1)一導電型半導体基板に形成された反対導電型の第
1の不純物領域と、前記第1の不純物領域の一部を規定
する第1の絶縁膜を埋め込んだ第1のトレンチと、前記
第1の不純物領域の残りの一部を規定する第2のトレン
チと、前記第2のトレンチの側壁及び底部に形成された
第2の絶縁膜と、前記第2のトレンチの側壁に前記第2
の絶縁膜を介して形成された第1の導電膜と、前記第2
のトレンチ内に前記第1の導電膜に自己整合して形成さ
れた第3のトレンチと、前記第2のトレンチの底部及び
前記第3のトレンチの側面部に形成された反対導電型の
第2の不純物領域と、前記第3のトレンチの底部に形成
された一導電型の不純物領域と、少なくとも前記第3の
トレンチの側壁及び底部に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜を介して少なくとも前記第3のトレン
チを埋め込んだ第2の導電膜とを備えてなることを特徴
とする半導体装置。 - (2)単一の前記第2及び第3のトレンチにおいて、前
記反対導電型の第2の不純物領域は前記第1のトレンチ
を埋め込んだ第1の絶縁膜及び前記第3のトレンチの底
部に形成された一導電型の不純物領域とにより二領域に
分割されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体装置。 - (3)前記第2の絶縁膜をゲート酸化膜とし、前記第1
の導電膜をゲート電極とし、前記第1の不純物領域及び
前記第2の不純物領域をソースドレイン領域とするトラ
ンスファーゲートと前記第2の不純物領域を電荷蓄積電
極とし、前記第3の絶縁膜をキャパシタ絶縁膜とし、前
記第2の導電膜をセルプレート電極とするキャパシタか
らなるダイナミックランダムアクセスメモリー装置を構
成していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体装置。 - (4)特許請求の範囲第1項記載の半導体装置がマトリ
ックス状に形成されていることを特徴とする半導体集積
回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1272064A JP3030459B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1272064A JP3030459B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03133173A true JPH03133173A (ja) | 1991-06-06 |
JP3030459B2 JP3030459B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17508593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1272064A Expired - Fee Related JP3030459B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 半導体装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3030459B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6747306B1 (en) | 2003-02-04 | 2004-06-08 | International Business Machines Corporation | Vertical gate conductor with buried contact layer for increased contact landing area |
US7138287B2 (en) | 2003-06-25 | 2006-11-21 | Micron Technology, Inc. | Reduced barrier photodiode/gate device structure for high efficiency charge transfer and reduced lag and method of formation |
-
1989
- 1989-10-19 JP JP1272064A patent/JP3030459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6747306B1 (en) | 2003-02-04 | 2004-06-08 | International Business Machines Corporation | Vertical gate conductor with buried contact layer for increased contact landing area |
US7138287B2 (en) | 2003-06-25 | 2006-11-21 | Micron Technology, Inc. | Reduced barrier photodiode/gate device structure for high efficiency charge transfer and reduced lag and method of formation |
US7187018B2 (en) * | 2003-06-25 | 2007-03-06 | Micron Technology, Inc. | Reduced barrier photodiode/transfer gate device structure of high efficiency charge transfer and reduced lag and method of formation |
US7563631B2 (en) | 2003-06-25 | 2009-07-21 | Micron Technology, Inc. | Reduced barrier photodiode / gate device structure for high efficiency charge transfer and reduced lag and method of formation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3030459B2 (ja) | 2000-04-10 |
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