具有电容器的半导体存储器件的制造方法技术

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；在第一绝缘层上形成柱状层；在该两层上交互形成绝缘材料的第一导电材料的第二膜层，构图第二膜层分开柱状层上方部分。形成第一导电层，穿过第二和第一膜层、第一绝缘层，与转移晶体管的漏极和源极区之一电连接，第一导电层和第二膜层构成存储电容器的存储电极。去除柱状层和第一膜层。在第一导电层和第二膜层露出表面上，形成介电层。在介电层表面上，形成第二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件(Semiconductor MemoryDevice)的制造方法，特别涉及一种动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory；DRAM)的一存储单元(Memory Cell)结构的制造方法，其中该存储单元结构包含一转移晶体管(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)被连接到一恒定电压源，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)位时，在集成电路工艺过程中，主要是利用二维空间的电容器来实现，亦即俗称的平板型电容器(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位的存储电容量，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(trenc1h 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。与鳍型堆叠电容器相关的技术可参考Ema等人的论文“3-Dimensional Stacked CapacitorCell for 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层堆叠层，延伸成一水平鳍状结构，以便增加电极的表面积。与DRAM的鳍型堆叠电容器相关的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。与筒型堆叠电容器相关的技术可参考Wakamiya等人的论文“Novel StackedCapacitor Cell for 64-Mb DRAM”，1989 Symposium on VLSI TechonlogyDigest of Technical Papers，pp.69-70。筒型堆叠电容器主要是其电极和介电膜层被延伸成一垂直筒状结构，以便增加电极的表面积。与DRAM的筒型堆叠电容器相关的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，随着存储照元尺寸的缩小，存储电容器的电容值也会减少。电容值的减少将导致因α射线入射所引起的软误差(soft error)机率的增加。因此，该领域的技术人员仍在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在于提供一种，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。依照本专利技术的一特点，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.在第一绝缘层上形成一柱状层，该层具有一凹口；c在柱状层表面和第一绝缘层上，形成一第一导电层；d使第一导电层构成图形，分开其位于柱状层上方的部分；e.形成一第二层电层，穿过至少第一导电层和第一绝缘层，与转移晶体管的漏极和源极区之一电连接，第二导电层构成一类树干状导电层，而第一导电层则构成一类树枝状导电层，其包括一L形剖面的部分，L形剖面部分的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，第一和第二导电层构成存储电容器的一存储电极；f.去除柱状层；g.在第一和第二导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及h在介电层的一表白上，形成一第三导电层以构成存储电容器的一相对电极。依照本专利技术的一较佳实施例，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；以及一向上延伸部，以一大致向上的方向，从底部延伸出。本专利技术的方法在步骤a之后和步骤b之前，还可包括在第一绝缘层上形成一蚀刻保护层的步骤。在一较佳实施例中，步骤d可包括蚀刻掉第一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d可包括以化学机械抛光法，抛光掉第一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b可包括下列步骤在蚀刻保护层上形成厚绝缘层；在厚绝缘层上形成一光刻胶，不覆盖待形成凹口的部分；蚀刻掉未被覆盖住的厚绝缘层的一部分；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该蚀刻保护层露出为止，使形成的柱状层具有一阶梯状；以及去掉光刻胶层。依照本专利技术的再一较佳实施例，在步骤c之后和步骤d之前，还包括下列步骤在第一导电层上，交互形成第一和第二膜层至少一次，第二膜层是由导电材料制成的，而第一膜层是由绝缘材料制成的；以及在第二膜层上形成一第二绝缘层，第二绝缘层大致填满柱状层的凹口中的空间。步骤d包括下列步骤形成一光刻胶层，至少不覆盖住对应柱状层上方的一部分区域；依次去除未被覆盖的第二膜层和第一膜层；浸蚀光刻胶层，再露出一部分第二膜层；去除未被覆盖的第二膜层和第一导电层；以及支掉光刻胶层。步骤e还包括下列步骤形成第二导电层，穿过第二绝缘层、第二和第一膜层。步骤f还包括去除第二绝缘层和第一膜层的步骤。依照本专利技术的另一特点，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；在第一绝缘层上形成一柱状层，该层具有一凹口；在柱状层表面和第一绝缘层上，交互形成第一和第二膜层至少一次，第二膜层是由导电材料制成的，而第一膜层是由绝缘材料制成的，使第二膜层构图，分开其位于柱状层上方的部分。形成一第一导电层，穿过至少第二和第一膜层、以及第一绝缘层，与转移晶体管的漏极和源极区之一电连接，第一导电层和第二膜层构成存储电容器的一存储电极。去除柱状层和第一膜层。在第一导电层和第二膜层曝露出的表面上，形成一介电层。最后，在介电层的一表面上，形成一第二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特点，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。在第一绝缘层上形成一柱状层，该层具有一凹口；再交互形成第一和第二膜层至少一次，第二膜层是由导电材料制成的，而第一膜层是由绝缘材料制成的，使第二膜层构图，分开其位于柱状层上方的部分。形成一第二导电层，穿过至少第二和第一膜层，与第一导电层电连本文档来自技高网...

【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．在该基片上形成一第一绝缘层，覆盖住该转移晶体管； ｂ．在该第一绝缘层上形成一具有一凹口的柱状层，ｃ．在该柱状层表面和该第一绝缘层上，形成一第一导电层；ｄ．使该第一导电层构成图形，分开其位于柱状层上方的部分；ｅ．形成一第二层电层，穿过至少该第一导电层和第一绝缘层，与该转移晶体管 的漏极和源极区之一电连接，该第二导电层构成一类树干状导电层，而该第一导电层则构成一类树枝状导电层，它包括一似Ｌ形剖面的部分，该似Ｌ形剖面部分的一末端连接在该类树干状导电层的外表面上，该第一和第二导电层构成该存储电容器的一存储电极；ｆ．去 除该柱状层；ｇ．在该第一和第二导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及ｈ．在该介电层的一表面上，形成一第三导电层以构成存储电容器的一相对电极。

【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.在该基片上形成一第一绝缘层，覆盖住该转移晶体管；b.在该第一绝缘层上形成一具有一凹口的柱状层，c.在该柱状层表面和该第一绝缘层上，形成一第一导电层；d.使该第一导电层构成图形，分开其位于柱状层上方的部分；e.形成一第二层电层，穿过至少该第一导电层和第一绝缘层，与该转移晶体管的漏极和源极区之一电连接，该第二导电层构成一类树干状导电层，而该第一导电层则构成一类树枝状导电层，它包括一似L形剖面的部分，该似L形剖面部分的一末端连接在该类树干状导电层的外表面上，该第一和第二导电层构成该存储电容器的一存储电极；f.去除该柱状层；g.在该第一和第二导电层曝露出的表面上，形成一介电层；以及h.在该介电层的一表面上，形成一第三导电层以构成存储电容器的一相对电极。2.如权利要求1所述的制造方法，其中该类树干状导电层，具有一底部，电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上；以及一向上延伸部，以一大致向上的方，从该底部延伸出。3.如权利要求1所述的制造方法，其中在步骤a之后和步骤b之前，还包括在该第一绝缘层上形成一蚀刻保护层的步骤。4.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤d包括蚀刻掉该第一导电层位于该柱状层上方的一部分。5.如权利要求1所述的制造方法，其中该步骤d包括以化学机械式抛光法，抛光掉该第一导电层位于该柱状层上方的部分。6.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，还包括下列步骤在该第一导电层上形成一第二绝缘层，该第二绝缘层大致填满该柱状层的凹口中的空间；其中该步骤e还包括穿过该第二绝缘层形成该第二导电层的步骤；且其中该步骤f还包括去除该第二绝缘层的步骤。7.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，还包括下列步骤在该第一导电层上，交互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的，而该第一膜层是由绝缘材料制成的；以及在该第二膜层上形成一第二绝缘层，使该第二绝缘层大致填满该柱状层的凹口中的空间；其中该步骤d包括下列步骤使该第二膜层构图，分开其位于柱状层上方的部分；其中该步骤e还包括下列步骤形成该第二导电层，穿过该第二绝缘层、第二和第一膜层；且其中该步骤f还包括去除该第二绝缘层和第一膜层的步骤。8.如权利要求1所述的制造方法、其中该步骤e包括形成该第二导电层具有一U形的的剖面部分。9.如权利要求3所述的制造方法，其中该步骤b包括下列步骤在该蚀刻保护层上形成一厚绝缘层；在该厚绝缘层上形成一光刻胶层，不覆盖住待形成的凹部份；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的一部分至该蚀刻保护层露出为止，使形成的该柱状层具有一阶梯状；以及去除光刻胶层。10.如权利要求9所述的制造方法，其中该步骤d包括蚀刻掉该第一导电层位于该柱状层上方的一部分11.如权利要求9所述的制造方法，其中该步骤d包括以化学机械抛光法，抛光掉该第一导电层位于该柱状层上方的部分。12.如权利要求9所述的制造方法，其中在步骤c之后和步骤d之前，还包括下列步骤在该第一导电层上形成一第二绝缘层，使该第二绝缘层大致填满该柱状层的凹口中的空间；其中该步骤e包括形成该第二导电层穿过该第二绝缘层的步骤；且其中该步骤f包括去除该第二绝缘层的步骤。13.如权利要求9所述的制造方法，其中在步骤c之后和步骤d之前，还包括下列步骤在该第一导电层上，交互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的，而该第一膜层是由绝缘材料制成的；以及在该第二膜层上形成一第二绝缘层，使该第二绝缘层大致填满该柱状层的凹口中的空间；其中该步骤d包括下列步骤使该第二膜层构图，分开其位于柱状层上方的部分；其中该步骤e还包括下列步骤形成该第二导电层，穿过第二绝缘层、第二和第一膜层；且其中该步骤f还包括去除该第二绝缘层和第一膜层的步骤。14.如权利要求9所述的制造方法，其中该步骤e包括形成该第二导电层具有一U形的剖面部分。15.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，还包括下列步骤在该第一导电层上，交互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的，而该第一膜层是由绝缘材料制成的；以及在该第二膜层上形成一第二绝缘层，该第二绝缘层大致填满该柱状层的凹口中的空间；其中该步骤d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第二膜层和第一膜层，浸蚀该光刻胶层，再露出一部分第二膜层，去除未被覆盖的第二膜层和第一导电层，以及去除光刻胶层；其中该步骤e还包括下列步骤形成该第二导电层，穿过该第二绝缘层、第二和第一膜层；且其中该步骤f还包括去除该第二绝缘层和第一膜层的步骤。16.一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.在该基片上形成一第一绝缘层，覆盖住该转移晶体管；b.在该第一绝缘层上形成一具有一凹口的柱状层；c.在该柱状层表面和该第一绝缘层上；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的，而该第一膜层是由绝缘材料制成的；d.使该第二膜层构图，分开其位于柱状层上方的部分；e.形成一第一导电层，穿过至少该第二和第一膜层、以及第一绝缘层，与该转移晶体管的漏极和源极区之一电连接，该第一导电层和第二膜层构成该存储电容器的一存储电极；f.去除该柱状层和第一膜层；g.在该第一导电层和第二膜层曝露出的表面上，形成一介电层；以及h.在该介电层的一表面上，形成一第二导电层以构成该存储电容器的一相对电极。17.如权利要求16所述的制造方法，其中该第一导电层构成一类树干状导电层，而该第二膜层则构成一类树枝状导电层，其包括一L形剖面的部分，该L形剖面部分的一末端连接在该类树干状导电层的外表面上。18.如权利要求17所述的制造方法，其中该类树干状导电层，具有一底部，电连接到该转移晶体管的漏极和源极区之一上；以及一向上延伸部，以一大致向上的方向，从该底部延伸出。19.如权利要求16所述的制造方法，其中在步骤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。20.如权利要求16所述的制造方法，其中该步骤d包括蚀刻掉该第二膜层位于该柱状层上方的一部分。21.如权利要求16所述的制造方法，其中该步骤d包括以化学机械抛光法，抛光掉该第二膜层位于该柱状层上方的部分。22.如权利要求16所述的制造方法，其中在步骤c之后和步骤d之前，还包括下列步骤在该第二膜层上形成一第二绝缘层，使该第二绝缘层大致填满该柱状层的凹口中的空间；其中该步骤e还包括形成该第一导电层穿过该第二绝缘层的步骤；且其中该步骤f还包括去除该第二绝缘层的步骤。23.如权利要求16所述的制造方法，其中该步骤e包括形成该第一导电层具有一U形的的剖面部分24.如权利要求19所述的制造方法，其中该步骤b包括下列步骤在该蚀刻保护层上形成一厚绝缘层；在该厚绝缘层上形成一光刻胶层，不覆盖住待形成的凹口部份；去除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；去除露出的厚绝缘层的一部分至该蚀刻保护层露出为止，使形成的该柱状层具有一阶梯状；以及去光...

【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]