具有电容器的半导体存储器件的制造方法技术

一种具有电容器的半导体存储器件的制造方法，包括在基底上形成覆盖住晶体管的第一绝缘层；形成穿过该绝缘层并与漏和源极之一连接的第一导电层；形成柱状层及其侧壁的第二导电层；在各导电层上交替形成第一和第二膜层；在第二膜层上方形成第二绝缘层；形成第三导电层并对其构图，使各导电层与第二膜层构成存储电极；去除柱状层与各绝缘层，形成介电层；及在介电层表面形成第四导电层以构成相对电极。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为96112884.4，申请日为1996年9月26日，专利技术名称为“”申请案的分案申请。本专利技术涉及一种，特别是涉及一种动态随机存取存储器的一存储单元(Memory Cell)结构的制造方法，其中该存储单元包含一转移晶体管(Transfer Transistor)和一树型(tree-type)存储电容器。附图说明图1是一DRAM的一存储单元的电路示意图。如图所示，一个存储单元是由一转移晶体管T和一存储电容器C组成。转移晶体管T的源极连接到一对应的位线BL，漏极连接到存储电容器C的一存储电极6(storageelectrode)，而栅极则连接到一对应的字线WL。存储电容器C的一相对电极8(opposed electrode)连接到一固定电压源，而在存储电极6和相对电极8之间则设置一电介质膜层7。在传统DRAM的存储容量少于1Mb时，在集成电路的制造过程中，主要是利用二维空间的电容器来实现。亦即泛称的平板型电容器(planar typecapacitor)。一平板型电容器需占用半导体基底的一相当大的面积来存储电荷，故并不适合应用于高度集成化的情况下。高集成化的DRAM，例如大于4M位的存储容量，需要利用三维空间的电容器来实现，例如所谓的叠层型(stacked type)或沟槽型(trench type)电容器。与平板型电容器比较，叠层型或沟槽型电容器可以在存储单元的尺寸已进一步缩小的情况下，仍能获得相当大的电容量。虽然如此，当存储器件更高度集成化时，例如具有64Mb容量的DRAM，单纯的三维空间电容器结构已不再适用。一种解决方式是利用所谓的鳍型(fin type)叠层电容器。鳍型叠层电容器的相关技术可参考Ema等人的论文“3-Dimensional Stacked Capacitor Cell for16M and 64M DRAMs”，International Electron Devices Meeting，pp.592-595，Dec.1988。鳍型叠层电容器主要是其电极和电介质膜层由多层叠层，延伸成一水平鳍状结构，以便增加电极的表面积。DRAM的鳍型叠层电容器的相关美国专利可以参考第5,071,783号、第5,126,810号、第5,196,365号和第5,206,787号。另一种解决方式是利用所谓的筒型(cylindrical type)叠层电容器。筒型叠层电容器的相关技术可参考Wakamiya等人的论文“Novel Stacked CapacitorCell for 64-Mb DRAM”，1989 Symposium on VLSI Technology Digest ofTechnical Papers，pp.69-70。筒型叠层电容器主要是其电极和电介质膜层延伸成一垂直筒状结构，以便增加电极的表面积。DRAM的筒型叠层电容器的相关美国专利可以参考第5,077,688号。随着集成度的不断增加，DRAM存储单元的尺寸仍会再缩小。如本领域的技术人员所知，存储单元尺寸缩小，存储电容器的电容值也会减小。电容值的减小将导致因α射线入射所引起的软错误(soft error)机会增加，因此，人们仍在不断寻找新的存储电容器结构及其制造方法，希望在存储电容器所占的平面尺寸被缩小的情况，仍能维持所需的电容值。因此，本专利技术的一主要目的就是在提供一种，其所制成的电容器具有一树状结构，以增加电容器的存储电极的表面积。根据本专利技术的一个优选实施例，提供一种，其中该半导体存储器件包括一基底、一形成在该基底上的转移晶体管、以及一电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上的存储电容器，该制造方法包括下列步骤a.在该基底上形成一第一绝缘层，覆盖住该转移晶体管；b.形成一第一导电层，穿过至少该第一绝缘层，与该转移晶体管的该漏极和源极区之一电连接；c.在该第一导电层上方形成一柱状绝缘层；d.在该柱状绝缘层表面形成一第二导电层；e.在该第二导电层上方形成一第二绝缘层，该第二绝缘层大致填满对应于漏极区上方区域的该第二导电层的凹口中的空间；f.对该第二导电层与该第二绝缘层构图，分开其位于该柱状绝缘层上方的部分；g.对该柱状绝缘层构图，形成一开口；h.在该开口侧壁和底部以及该第二导电层和该第二绝缘层上方形成一第三导电层；i.对该第三导电层和该第二导电层构图，分开位于该开口底部的该第三道电层以及位于与该第一导电层电连接的源极和漏极区之一上方的该第三导电层和该第二导电层，该第三导电层的一末端大致连接在该第一导电层的周边，与该第一导电层构成一类树干状导电层，而该第二导电层的一末端连接在该第三导电层的内表面上，构成一类树枝状电导层，且该第一、第二、第三导电层构成该存储电容器的一存储电极；j.去除该柱状绝缘层与该第二绝缘层；k.在该第一、第二、第三导电层暴露出的表面上，形成一电介质层；以及l.在该电介质层的一表面上，形成一第四导电层以构成该存储电容器的一相对电极。根据本专利技术的又一个特点，第二导电层构成一类树枝状导电层，其包括一多节弯折形剖面的部分，该多节弯折形剖面部分的一末端连接在该第三导电层的内表面上。本专利技术的方法在步骤d之后和步骤e之前，还包括下列步骤在第二导电层表面交替形成第一和第二膜层至少一次，第二膜层由导电材料制成，而第一膜层由绝缘材料制成；其中步骤i还包括分开位于与第一导电层电连接的源极和漏极区之一上方的第二膜层；且其中步骤j还包括去除第一膜层的步骤。第二膜层构成类树枝状导电层的一部分，其包括一多节弯折形剖面的部分，多节弯折形剖面部分的一末端连接在第三导电层的内表面上，且大致与第二导电层平行。根据本专利技术的另一个特点，第三导电层可还包括一第三膜层和一第四膜层；形成的先后次序是，先在第二导电层上方形成第三膜层，接着在开口侧壁形成第四膜层，第四膜层的一末端大致连接在第一导电层的周边，而第三膜层的一末端大致连接在第四膜层的另一末端。根据本专利技术的另一个特点，步骤c还包括下列步骤在第一导电层上形成一厚绝缘层；在厚绝缘层上形成一光致抗蚀剂，不覆盖住预定的凹口部分；蚀刻掉未被覆盖住的厚绝缘层的一部分；浸蚀光致抗蚀剂，再露出一部分厚绝缘层；蚀刻掉露出的厚绝缘层的一部分，使形成的柱状层具有一阶梯状；以及去除光致抗蚀剂。为了使本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更显而易懂，以下结合实施例，并配合附图作详细说明。附图中图1是一DRAM的一存储单元的电路示意图；图2A至2I是一系列剖面图，用以解释本专利技术的一种半导体存储器件制造方法的第一优选实施例，以及本专利技术的一种半导体存储器件的第一优选实施例；图3A至3D是一系列剖面图，用以解释本专利技术的一种半导体存储器件制造方法的第二优选实施例，以及本专利技术的一种半导体存储器件的第二优选首先请参照图2A至2I，以详述本专利技术的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第一优选实施例。请参照图2A，首先将一硅基底10的表面进行热氧化工艺处理，例如以硅的局部氧化(LOCOS)技术来完成，因而形成场区氧化层12，其厚度例如约3000A。接着，再将硅基底10进行热氧化工艺处理，以形成一栅极氧化层14，其厚度例如约150。然后，利用一CVD(化学气相沉积)或LPCVD(低压CVD)法，在硅基底10的整个表面上沉积一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电容器的半导体存储器件的制造方法，其中该半导体存储器件包括一基底、一形成在该基底上的转移晶体管、以及一电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上的存储电容器，该制造方法包括下列步骤：ａ．在该基底上形成一第一绝缘层，覆盖住该转移晶体 管；ｂ．形成一第一导电层，穿过至少该第一绝缘层，与该转移晶体管的该漏极和源极区之一电连接；ｃ．在该第一导电层上方形成一柱状绝缘层；ｄ．在该柱状绝缘层表面形成一第二导电层；ｅ．在该第二导电层上方形成一第二绝缘层，该第二绝缘层大 致填满对应于漏极区上方区域的该第二导电层的凹口中的空间；ｆ．对该第二导电层与该第二绝缘层构图，分开其位于该柱状绝缘层上方的部分；ｇ．对该柱状绝缘层构图，形成一开口；ｈ．在该开口侧壁和底部以及该第二导电层和该第二绝缘层上方形成一第 三导电层；ｉ．对该第三导电层和该第二导电层构图，分开位于该开口底部的该第三导电层以及位于与该第一导电层电连接的源极和漏极区之一上方的该第三导电层和该第二导电层，该第三导电层的一末端大致连接在该第一导电层的周边，与该第一导电层构成一类树干 状导电层，而该第二导电层的一末端连接在该第三导电层的内表面上，构成一类树枝状电导层，且该第一、第二、第三导电层构成该存储电容器的一存储电极；ｊ．去除该柱状绝缘层与该第二绝缘层；ｋ．在该第一、第二、第三导电层暴露出的表面上，形成一电介 质层；以及ｌ．在该电介质层的一表面上，形成一第四导电层以构成该存储电容器的一相对电极。...

【技术特征摘要】
1.一种具有电容器的半导体存储器件的制造方法，其中该半导体存储器件包括一基底、一形成在该基底上的转移晶体管、以及一电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上的存储电容器，该制造方法包括下列步骤a.在该基底上形成一第一绝缘层，覆盖住该转移晶体管；b.形成一第一导电层，穿过至少该第一绝缘层，与该转移晶体管的该漏极和源极区之一电连接；c.在该第一导电层上方形成一柱状绝缘层；d.在该柱状绝缘层表面形成一第二导电层；e.在该第二导电层上方形成一第二绝缘层，该第二绝缘层大致填满对应于漏极区上方区域的该第二导电层的凹口中的空间；f.对该第二导电层与该第二绝缘层构图，分开其位于该柱状绝缘层上方的部分；g.对该柱状绝缘层构图，形成一开口；h.在该开口侧壁和底部以及该第二导电层和该第二绝缘层上方形成一第三导电层；i.对该第三导电层和该第二导电层构图，分开位于该开口底部的该第三导电层以及位于与该第一导电层电连接的源极和漏极区之一上方的该第三导电层和该第二导电层，该第三导电层的一末端大致连接在该第一导电层的周边，与该第一导电层构成一类树干状导电层，而该第二导电层的一末端连接在该第三导电层的内表面上，构成一类树枝状电导层，且该第一、第二、第三导电层构成该存储电容器的一存储电极；j.去除该柱状绝缘层与该第二绝缘层；k.在该第一、第二、第三导电层暴露出的表面上，形成一电介质层；以及l.在该电介质层的一表面上，形成一第四导电层以构成该存储电容器的一相对电极。2.如权利要求1所述制造方法，其中该第二导电层构成一类树枝状导电层，其包括一多节弯折形剖面的部分，该多节弯折形剖面部分的一末端连接在该第三导电层的内表面上。3.如权利要求1所述的制造方法，其中该类树干状导电层包括一下树干部，其电连接到该转移晶体管的该漏极和源极区之一上；一中树干部，其从该下树干部的周边大致向上延伸出；以及一上树干部，其大致以水平方向自该中树干部的另一末端往内延伸出。4.如权利要求3所述的制造方法，其中该下树干部具有一似T型的剖面。5.如权利要求3所述的制造方法，其中该下树干部具有一似U型的剖面。6.如权利要求3所述的制造方法，其中该中树干部大致为中空筒状。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵芳庆，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]