具有电容器的半导体存储器件制造技术

一种具有电容器的半导体存储器件，包括一基底、一形成在该基底上的转多晶体管与一存储电容器。转移晶体管的漏极和源极之一电连接到存储电容器。电容器包含一类树干状导电层、至少一第一类树枝状导电层、一第二类树枝状导电层、一介电层与一上导电层，其中，类树干状导电层电连接到漏极和漏极之一，而类树枝状导电层的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，与类树干状导电层构成一存储电极，而上导电层则构成一相对电极。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有电容器的半导体存储器件(Semiconductor MemoryDevice)，且特别是涉及一种动态随机存取存储器(DRAM)的一存储单元(Memory Cell)结构，其包含一转移晶体管(Transfer Transistor)和一树型(tree-type)存储电容器。附图说明图1是一DRAM元件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之间则设置一介电膜层7。在传统DRAM的存储电容量少于1Mb，于集成电路制作工艺中，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的集成化。高度集成化的DRAM，例如大于4Mb的存储电容器，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，当存储器件再进入更高度的集成化时，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介电膜层是由多数个堆叠层，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、以及第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介电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。电容值的减少将导致因α射线入射所引起的软错误(softerror)机会增加。因此，本领域的技术人员仍不断在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缩小的情况，仍能维持所要的电容值。因此，本专利技术的一主要目的就是提供一种具有电容器的半导体存储器件，其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。依照本专利技术的一优选实施例，提供一利具有电容器的半导体存储器件，该器件包括一基底；一转移晶体管，形成在基底上，并包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上。其中，存储电容器又包括一类树干状导电层，具有一底部，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上，类树干状导电层还具有一向上延伸部，以一大致向上的方向从底部延伸出；至少一类树枝状导电层，具有一似L形的剖面，类树枝状导电层的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，类树干状导电层和类树枝状导电层构成存储电容器的一存储电极；一介电层，形成在类树干状导电层和第一类树枝状导电层暴露出的表面上；以及一上导电层，形成在介电层上，以构成存储电容器的一相对电极。依照本专利技术的另一优选实施例，本专利技术的类树干状导电层是一体的构件，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上，其可以为T型剖面，也可以为实心筒状。依照本专利技术的又一优选实施例，本专利技术的类树干状导电层包括一下树干部，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上，其具有一似T型的剖面；一上树干部，大致以垂直方向自下树干部的上表面往上延伸出，其可以为实心筒状，也可以具有一似T型的剖面。类树枝状导电层的一末端连接在上树干部的外表面上。依照本专利技术的再一优选实施例，提供一种具有电容器的半导体存储器件，该器件包括一基底；一转移晶体管，形成在基底上，并包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上。存储电容器还包括一类树干状导电层，具有一底部，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上，类树干状导电层还具有一向上延伸部，以一大致向上的方向从底部延伸出；至少一第一类树枝状导电层，包括一第一延伸段和一第二延伸段，第一延伸段的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，大致以一水平方向往外延伸出，第二延伸段大致以一垂直方向，从第一延伸段的另一末端往下延伸出；一第二类树枝状导电层，具有一似“一”型的剖面，第二类树枝状导电层的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，大致以一水平方向往外延伸出，类树干状导电层和第一、第二类树枝状导电层构成存储电容器的一存储电极；一介电层，形成在类树干状导电层和第一、第二类树枝状导电层暴露出的表面上；以及一上导电层，形成在介电层上，以构成存储电容器的一相对电极。依照本专利技术的又一优选实施例，第一类树枝状导电层的第一延伸段的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，大致以一水平方向往外延伸出；而第二延伸段则大致以一垂直方向，从其中一侧的第一延伸段的另一末端往下延伸出。为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举若干优选实施例，并配合附图作详细说明。附图中图1是一DRAM元件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3E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实施例；图4是一剖面图，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三优选实施例，以及本专利技术的一种半导体存储器件的第三优选实施例；图5A至5E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四优选实施例，以及本专利技术的一种半导体存储器件的第四优选实施例；图6A至6E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五优选实施例，以及本专利技术的一种半导体存储器件的第五优选实施例；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的表面进行热氧化制作工艺，例如以硅的局部氧化(LOC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包括：一基底；一转移晶体管，形成在该基底上，并包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上，该存储电容器包括：一类树干状导电层，具有一底部，电连接到该转移晶体管的 该漏极和源极区之一上，该类树干状导电层又具有一向上延伸部，以一大致向上的方向，从该底部延伸出，至少一第一类树干枝状导电层，具有一似Ｌ形的剖面，该第一类树枝状导电层的一末端连接在该类树干状导电层的外表面上，该类树干状导电层和第一类树枝状导 电层构成该存储电容器的一存储电极，一介电层，形成在该类树干状导电层和第一类树枝状导电层暴露出的表面上，以及一上导电层，形成在该介电层上，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包括一基底；一转移晶体管，形成在该基底上，并包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上，该存储电容器包括一类树干状导电层，具有一底部，电连接到该转移晶体管的该漏极和源极区之一上，该类树干状导电层又具有一向上延伸部，以一大致向上的方向，从该底部延伸出，至少一第一类树干枝状导电层，具有一似L形的剖面，该第一类树枝状导电层的一末端连接在该类树干状导电层的外表面上，该类树干状导电层和第一类树枝状导电层构成该存储电容器的一存储电极，一介电层，形成在该类树干状导电层和第一类树枝状导电层暴露出的表面上，以及一上导电层，形成在该介电层上，以构成该存储电容器的一相对电极。2.如权利要求1所述的半导体存储器件，其中该类树干状导电层具有一似T型的剖面。3.如权利要求1所述的半导体存储器件，其中该类树干状导电层大致为实心筒状。4.如权利要求1所述的半导体存储器件，其中该类树干状导电层包括一下树干部，电连接到该转移晶体管的该漏极和源极区之一上；以及一上树干部，大致以垂直方向自该下树干部的上表面往上延伸出。5.如权利要求4所述的半导体存储器件，其中该下树干部具有一似T型的剖面。6.如权利要求5所述的半导体存储器件，其中该上树干部具有一似T形的剖面。7.如权利要求5所述的半导体存储器件，其中该上树干部大致为实心筒状。8.如权利要求5所述的半导体存储器件，其中该第一类树枝状导电层的该末端是连接在该上树干部的外表面上。9.如权利要求1所述的半导体存储器件，其中该存储电容器包括两个大致平行的第一类树枝状导电层，每一个均具有一似L形的剖面，且其一末端均连接在该类树干状导电层的外表面上。10.如权利要求1所述的半导体存储器件，其中该存储电容器还包括一第二类树枝状导电层，其具有一似“一”型的剖面，该第二类树枝状导电层的一末端连接在该类树干状导电层的外表面上，以大致水平的方向往外延伸出；以及该介电层是形成在该类树干状导电层和第一、第二类树枝状导电层暴露出的表面上。11.如权利要求10所述的半导体存储器件，其中该类树干状导电层包括一下树干部，电连接到该转移晶体管的该漏极和源极区之一上；以及一上树干部，大致以垂直方向自该下树干部的上表面往上延伸出。12.如权利要求11所述的半导体存储器件，其中该下树干部具有一似L型的剖面。13.如权利要求12所述的半导体存储器件，其中该上树干部具有一似L型的剖面。14.如权利要求12所述的半导体存储器件，其中该上树干部大致为实心筒状。15.如权利要求11所述的半导体存储器件，其中该第二类树枝状导电层的该末端是连接在该上树干部的外表面上。16.如权利要求10所述的半导体存储器件，其中该存储电容器包括两个大致平行的第一类树枝状导电层，每一个均具有一似L形的剖面，且其一末端均连接在该类树干状导电层的外表面上。17.一种具有电容器的半导体存储器件包括一基底；一转移晶体管，形成在该基底上，并包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上，该存储电容器包括一类树干状导电层，具有一...

【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]