具有电容器的半导体存储器件的制造方法技术

具有电容器的半导体存储器件制造方法：在基片上形成第一绝缘层，盖住转移晶体管；形成第一导电层，穿过第一绝缘层，与转移晶体管漏极和源极区之一连接。在第一导电层上形成柱状层，在柱状层面和第一层电层上交互形成第一、第二膜层。构图第二膜层，分开其在柱状层上部分，构图第二膜层、第一膜层与第一导电层，形成孔。在孔侧壁形成第二导电层，第一、第二导电层与第二膜层构成存储容器的存储电极。去除柱状层与第一膜层，在第一、第二导电层和第二膜层露出面上，形成介电层。在介电层的面上，形成第三导电层构成存储电容器的相对电极。（*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元件(SemiconductorMemory Device)的制造方法，特别涉及一种动态随机存取存储器(DynamicRandom Access Memory；DRAM)的一存储单元(Memory Cell)结构的制造方法，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的源极被连接到一对应的位线BL，漏极被连接到存储电容器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1M(mega-百万)位元时，在集成电路制造中，主要是利用二维空间的电容器来实现，亦即通称的平板型电容器(planar typecapacitor)。一平板型电容器需占用半导体基片的一相当大的面积来储存电荷，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4M位元的存储电容量的，需要利用三维空间的电容器来实现，例如所谓的堆叠型(stacked type)或沟槽型(trench type)电容器。与平板型电容器比较，堆叠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64M位元容量的DRAM，单纯的三维空间电容器结构已不再适用。解决途径之一是利用所谓的鳍型(fin type)堆叠电容器。鳍型堆叠电容器的相关技术可参考Ema等人的论文“3-Dimensional Stacked Capacitor Cellfor 16M and 64M DRAMs”，International Electron Devices Meeting，pp.592-595，Dec.1988。鳍型堆叠电容器主要是其电极和介电膜层是由多个堆叠层，延伸成一水平鳍状结构，以便增加电极的表面积。DRAM的鳍型堆叠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。另一种解决途径是利用所谓的筒型(cylindrical type)堆叠电容器。筒型堆叠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 Techonlogy Digest ofTechnical Papers，pp.69-70。筒型堆叠电容器主要是其电极和介电膜层是延伸成一垂直筒状结构，以便增加电极的表面积。DRAM的筒型堆叠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。如本领域技术人员所知，存储单元尺寸的缩小，存储电容器的电容值也会减少。电容值的减少将导致因C射线入射所引起的软误差(soft error)机会的增加。因此，此领域的技术人员仍不断地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，仍能维持所要的电容值。因此，本专利技术的一主要目的就是在于提供一种，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特点，提供一种，其中半导体存储器件包括一基片、形成在基片上的一转移晶体管、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。该制造方法包括下列步骤a.在基片上形成一第一绝缘层，覆盖住转移晶体管；b.形成一第一导电层，穿过至少第一绝缘层，与转移晶体管的漏极和源极区之一电连接；c.在第一导电层上形成一柱状层；d.在柱状层表面和第一导电层上，形成一第二导电层；e.构图第二导电层，分开其位在柱状层上方的部分；f.构图第二导电层与第一导电层，形成一开口；g.在开口侧壁形成一中空筒状的第三导电层，连接于第一导电层的周边，第三导电层与第一导电层构成一类树干状导电层，而第二导电层的一末端连接在第三导电层的内表面上，构成一类树枝状导电层，且第一、第二和第三导电层构成存储电容器的一存储电极；h.去除柱状层；i.在第一、第二和第三导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及j.在介电层的一表面上，形成一第四导电层以构成存储电容器的一相对电极。依照本专利技术的一较佳实施例，类树干状导电层包括一下树杆部，电连接到转移晶体管的漏极和源极区之一上，以及一上树杆部，从下树杆部的周边大致向上延伸出。本专利技术的方法在步骤a之后和步骤b之前，还可包括形成一蚀刻保护层在第一绝缘层上的步骤。在一较佳实施例中，步骤e可包括蚀刻掉第二导电层位于柱状层上方的一部分。在另一较佳实施例中，步骤e可包括以化学机械式抛光法，抛光掉第二导电层位于柱状层上方的部分。依照本专利技术的又一较佳实施例，步骤c可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刻胶层，不覆盖住预定的凹口部分；蚀刻掉未被覆盖住的厚绝缘层之一部分；浸蚀光刻胶层，再露出一部分厚绝缘层；蚀刻掉露出的厚绝缘层的一部分至第一导电层露出为止，使形成的柱状层具有一阶梯状；以及去光刻胶层。依照本专利技术的再一较佳实施例，在步骤a之后和步骤b之前，还包括下列步骤先形成一蚀刻保护层在第一绝缘层上，接着再形成一第四绝缘层在蚀刻保护层上。步骤b更包括形成第一导电层，穿过第四绝缘层与蚀刻保护层的步骤。步骤h更包括去除第四绝缘层的步骤。依照本专利技术的另一较佳实施例，一种包括下列步骤在基片上形成一第一绝缘层，覆盖住转移晶体管；形成一第一导电层，穿过至少第一绝缘层，与转移晶体管的漏极和源极区之一电连接。形成一柱状层在第一导电层上，并在柱状层表面和第一导电层上，交互形成第一和第二膜层至少一次，其中，第二膜层是由导电材料制成，而第一膜层是由绝缘材料制成。构图第二膜层，分开其位在柱状层上方的部分。构图第二膜层、第一膜层与第一导电层，形成一开口。在孔侧壁形成一中空筒状的第二导电层，连接于第一导电层的周边，第二电层与第一导电层构成一类树干状导电层；而第二膜层的一末端连接在第二导电层的内表面上，构成一类树枝状导电层，且第一导电层、第二膜层和第二导电层构成存储电容器的一存储电极。去除柱状层与第一膜层，在第一导电层、第二膜层和第二导电层曝露出的表面上，形成一介电层。在介电层的一表面上，形成一第三导电层，以构成存储电容器的一相对电极。依照本专利技术的再一较佳实施，一种包括下列步骤在基片上形成一第一绝缘层，覆盖住转移晶体管；形成一第一导电层，穿过至少第一绝缘层，与转移晶体管的漏极和源极区之一电连接。在第一导电层上形成至少一柱状层，在柱状层侧壁上，形成一第二导电层；构图第一导电层，形成一开口；在开口侧壁形成一中空筒状的第三导电层，连接于第一导电层的周边，而第二导电层的一末端连接在第一导电层的上表面上，构成一类树枝状导电层，且第一、第二和第三导电层构成存储电容器的一存储电极；去除柱状层；在第一、第二和第三本文档来自技高网...

【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片、形成在基片上的一转移晶体管、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，该制造方法包括下列步骤：ａ．在基片上形成一第一绝缘层，覆盖住转移晶体管； 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．在该第一导电层上形成一柱状层；ｄ．在该柱状层表面和该第一导电层上，形成一第二导电层；ｅ．构图该第二导电层，分开其位在柱状层上方的部分； ｆ．构图该第二导电层与该第一导电层，形成一开口；ｇ．在该开口侧壁形成一中空筒状的第三导电层，连接于该第一导电层的周边，该第三导电层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，构成一类树枝状导电 层，且该第一、第二和第三导电层构成该存储电容器的一存储电极；ｈ．去除该柱状层；ｉ．在该第一、第二和第三导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及ｊ．在该介电层的一表面上，形成一第四导电层以构成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片、形成在基片上的一转移晶体管、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，该制造方法包括下列步骤a.在基片上形成一第一绝缘层，覆盖住转移晶体管；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.在该第一导电层上形成一柱状层；d.在该柱状层表面和该第一导电层上，形成一第二导电层；e.构图该第二导电层，分开其位在柱状层上方的部分；f.构图该第二导电层与该第一导电层，形成一开口；g.在该开口侧壁形成一中空筒状的第三导电层，连接于该第一导电层的周边，该第三导电层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，构成一类树枝状导电层，且该第一、第二和第三导电层构成该存储电容器的一存储电极；h.去除该柱状层；i.在该第一、第二和第三导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及j.在该介电层的一表面上，形成一第四导电层以构成存储电容器的一相对电极。2.如权利要求1所述的制造方法，其中该第二导电层构成一类树枝状导电层，其包括一似L形剖面的部分，该似L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杆部电连接到该转移晶体管的该漏极和源极区之一上，且具有一似T形的剖面；以及一上树杆部从该下树杆部的周边大致向上延伸出。4.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤b包括形成该第一导电层具有一似U形的剖面部分。5.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤a之后和步骤b之前，还包括形成一蚀刻保护层在该第一绝缘上的步骤。6.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤e包括蚀刻掉该第二导电层位于该柱状层上方的一部分。7.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤e包括以化学机械抛光法，抛光掉该第二导电层位于该柱状层上方的部分。8.如权利要求1所述的制造方法，其中在步骤c之后和步骤d之前，还包括下列步骤形成一第二绝缘层在该柱状层表面和该第一导电层上；其中该步骤h还包括去除该第二绝缘层的步骤。9.如权利要求1所述的制造方法，其中在步骤d之后和步骤e之前，还包括下列步骤形成一第三绝缘层在该第二导电层上，该第三绝缘层大致填满该第二导电层的凹口中的空间；其中该步骤h还包括去除该第三绝缘层的步骤。10.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤c包括下列步骤在该第一导电层上形成一厚绝缘层；在该厚绝缘层上形成一光刻胶层，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；浸蚀刻光刻胶层，再露出一部分厚绝缘层；蚀刻掉露出的厚绝缘层的一部分至该第一导电层露出为止，使形成的该柱状层具有一阶梯状；以及去光刻胶层。11.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤a之后和步骤b之前，还包括下列步骤先形成一蚀刻保护层在该第一绝缘层上，接着再形成一第四绝缘层在该蚀刻保护层上；其中该步骤b还包括形成该第一导电层穿过该第四绝缘层与该蚀刻保护层的步骤；且其中该步骤h还包括去除该第四绝缘层的步骤。12.一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片、形成在该基片上的一转移晶体管、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，该制造方法包括下列步骤a.在该基片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.在该第一导电层上形成一柱状层；d.在该柱状层表面和该第一导电层上，交替形成第一和第二膜层至少一次，该第二膜层是由导电材料制成，而该第一膜层是由绝缘材料制成；e.构图该第二膜层，分开其位在柱状层上方的部分；f.构图第二膜层、该第一膜层与该第一导电层，形成一开口；g.在该开口侧壁形成一中空筒状的第二导电层，连接于该第一导电层的周边，该第二导电层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，构成一类树枝状导电层，且该第一导电层、第二膜层和第二导电层构成存储电容器的一存储电极；h.去除该柱状层与该第一膜层；i.在该第一导电层、第二膜层和第二导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及j.在该介电层的一表面上，形成一第三导电层以构成该存储电容器的一相对电极。13.如权利要求12所述的制造方法，其中该第二膜层构成一类树枝状导电层，其包括一似L形剖面的部分，该似L形部面部分的一末端连接在该第二导电层的内表面上。14.如权利要求12所述的制造方法，其中该类树干状导电层包括一下树杆部电连接到该转移晶体管的该漏极和源极区之一上，且具有一似T形的剖面；以及一上树杆部从该下树杆部的周边大致向上延伸出。15.如权利要求12所述的制造方法，其中该步骤b包括形成该第一导电层具有一似U形的剖面部分。16.如权利要求12所述的制造方法，其中该步骤a之后和步骤b之前，还包括形成一蚀刻保护层在该第一绝缘层上的步骤。17.如权利要求12所述的制造方法，其中该步骤e包括蚀刻掉该第二膜层位于该柱状层上方的一部分。18.如权利要求12所述的制造方法，其中该步骤e包括化学机械抛光法，抛光掉该第二膜层位于该柱状层上方的部分。19.如权利要求12所述的制造方法，其中在步骤d之后和步骤e之前，还包括下列步骤形成一第二绝缘层在该第二膜层上，该第二绝缘层大致填满该第二膜层的凹口中的空间；其中该步骤h还包括去除该第二绝缘层的步骤。20.如权利要求12所述的制造方法，其中该步骤c包括下列步骤在该第一导电层上形成一厚绝缘层；在该厚绝缘层上形成一光刻胶层，不覆盖住预定的凹口部分；蚀刻掉未被覆盖住的厚绝缘层之一部分；浸蚀该光刻胶层，再露出一部分厚绝缘层；蚀刻掉露出的厚绝缘层之一部分至该第一导电层露出为止，使形成的该柱状层具有一阶梯状；以及去光刻胶层。21.如权利要求12所述的制造方法，其中在步骤a之后和步骤b之前，还包括下列步骤先形成一蚀刻保护层在该第一绝缘层上，接着再形成一第三绝缘层在该蚀刻保护层上；其中该步骤b还包括形成该第一导电层穿过该第三绝缘层与该蚀刻保护层的步骤；且其中该步骤h还包括去除该第三绝缘层的步骤。22.如权利要求12所述的制造方法，其中该步骤d包括下列步骤交替形成第一和第二膜层两次，以及在最上面的第二膜层上形成一第二绝缘层，该第二绝缘层大致填满该上层第二膜层的凹口中的空间；其中该步骤e包括下列步骤形成一光刻胶层，至少不覆盖住对应该柱状层上方的一部分区域，依序去除未被覆盖的、位在上方的一层第二膜层和一层第一膜层，浸蚀该光刻胶层，再露出一部分该上方的第二膜层；去除未被覆盖的第二膜层，以及去光刻胶层。其中该步骤h还包括去除该第二绝缘层的步骤。23.一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片、形成在该基片上的一转移晶体管、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，该制造方法包括下列步骤a.在该基片上形成一第一绝缘层，覆盖住转移晶体管；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.在该第一导电层上形成至少一柱状层；d.在该柱状层侧壁上，形成一第二导电层；e.构图该第一导电层，形成一开口；f.在该开口侧壁形成一中空筒状的第三导电层，连接于该第一导电层的周边，而该第二导电层的一末端连接在该第一导电层的上表面上，构成一类树枝状导电层，且该第一、第二和第三导电层构成该存储电容器的一存储电极；g.去除该柱状层；h.在该第一、第二和第三导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及j.在该介电层的一表面上，形成一第四导电层以构成该存储电容器的一相对电极。24.如权利要求23所述的制造方法，其中该第二导电层构成一类树枝状导电层，其包括一似柱形剖面的部分，该似柱形剖面部分的一末端连...

【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]