具有电容器的半导体存储器件 本发明涉及一种具有电容器的半导体存储器件(Semiconductor MemoryDevice)，特别涉及一种动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory；DRAM)的一存储单元(Memory Cell)结构，该结构包含一转移晶体管(TransferTransistor)和一树型(tree-type)存储电容器。
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 eectrode)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，在集成电路工艺步骤中，主要是利用二维空间的电容器来实现，亦即称为平板型电容器(planar type capacitor)。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4M位的存储电容量，需要利用三维空间地电容器来实现，例如所谓的堆叠型(stacked type)或沟槽型(french 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。与鳍型叠层电容器相关的技术可参考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 TechnologyDigest 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，随着存储单元尺寸的缩小，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误差(soft error)机率的增加。因此，此本领域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缩小的情况，仍能维持所要的电容值。
因此，本发明的一主要目的在于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。
依照本发明的一特点，一种具有电容器的半导体存储器件包括一基片；一形成在基底上的转移晶体管，它包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到转移晶体管的漏极区上。其中，存储电容器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区上，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，从底部延伸出。存储电容器也包括至少一类树枝状导电层，具有一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类树枝状导电层暴露出的表面上。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。
依照本发明的一较佳实施例，存储电容器可包括二个或更多大致平行的类树枝状导电层，每一个均具有一L形的剖面，且其一末端均连接在类树干状导电层的外表面上。该些类树枝状导电层的自由末端高度不等。
依照本发明另一较佳实施例，存储电容器可进一步包括一第二导电层，其具有一末端连接在类树干状导电层的外表面上、以及一往外延伸部，以一大致水平的方向，从该末端往外延伸出。第二导电层位于类树枝状导电层的下方。
依照本发明的再一较佳实施例，类树干状导电层可包括一电连接到转移晶体管的漏极区上的下树杆部，且具有一T型的剖面；以及一从下树杆部的上表面延伸出的上树杆部。类树枝状导电层的该末端被连接在上树干部的外表面上。上类树干部可具有一U形的剖面。类树干状导电层也可具有一U形的剖面。类树枝状导电层也可具有一双L形的剖面。
依照本发明的另一特点，一种具有电容器的半导体存储器件包括一基片；一形成在基片上的转移晶体管，它具有漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到转移晶体管的漏极区上。其中存储电容器包括一类树干状导电层，其具有一底部，电连接到转移晶体管的漏极区上。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，从底部延伸出。存储电容器也包括至少一类树枝状导电层，类树枝状导电层包括至少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，而第二延伸段则以一角度，从第一延伸段的另一末端延伸出。类树枝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类树枝导电层曝露出的表面上。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。
依照本发明的又一较佳实施例，类树枝状导电层可进一步包括一第三延伸段，以一第二角度从第二延伸段延伸出。第一延伸段和第三延伸段均大致以一水平方向延伸，而第二延伸段则大致以一垂直方向延伸。
依照本发明的又一特点，一种具有电容器的半导体存储器件包括一基片；一形成在基片上的转移晶体管，它具有漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到转移晶体管的漏极区上。其中存储电容器包括一类树干状导电层，其具有一底部，电连接到转移晶体管的漏极区上。类树干状导电层又具有一柱形延伸部，以一大致向上的方向，从底部延伸出。存储电容器也包括至少一类树枝状导电层，其一末端连接在类树枝状导电层的外表面上。类树枝状导电层又具有一向外延伸部，从该末端往外延伸出。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类树枝状导电层曝露出的表面上。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。
依照本发明又一较佳实施例，类树干状导电层的柱形延伸部包括一中空的部分。又，类树枝状导电层的向外延伸部具有一多节弯折形状的剖面。存储电容器也可包括多个大致平行延伸的类树枝状导电层，每一个类树枝状导电层的一末端均连接在类树干状导电层的外表面上。
为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举若干较佳实施例，并参照所附图，作详细说明如下：
图附的简单说明：
图1是一DRAM元件的一存储单元的电路示意图。
图2A至2G是一系列剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第一较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第一较佳实施例。
图3A至3D是一系列剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第二较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第二较佳实施例。
图4A和4B是剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第三较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第三较佳实施例。
图5A至5D是一系列剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第四较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第四较佳实施例。
图6A至6B是剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第五较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第五较佳实施例。
图7A至7B是剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第六较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第六较佳实施例。
图8A至8F是一系列剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第七较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第七较佳实施例。
图9A至9D是一系列剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第八较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第八较佳实施例。
图10A至10D是一系列剖面图，用以解释本发明的一种半导体存储器件制造方法的第九较佳实施例，以及本发明的一种半导体存储器件的第九较佳实施例。
接着将参照图2A至2G，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第一较佳实施例，半导体存储器件这一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第一较佳实施例所制造的。
参照图2A，首先将一硅基片10的表面进行热氧化工艺过程，例如以硅的局部氧化(LOCOS)技术来完成，因而形成场氧化层12，其厚度例如约3000埃(angstroms)。接着，再将硅基片10进行热氧化工艺过程，以形成一栅极氧化层14，其厚度例如约150埃。然后，利用一CVD(化学汽相沈积)或LPCVD(低压CVD)法，在硅基片10的整个表面上淀积一多晶硅层，其厚度例如约2000埃。为了提高多晶硅层的导电性，可将磷离子注入到多晶硅层中。较佳地，可再淀积一难熔金属(reractory metal)层，然后施行退火(anneal)步骤，即形成金属多晶硅化合物层(polycide)，以便提高其导电性。该难熔金属例如可以是钨(Tungsten)，淀积厚度例如约2000埃。之后，利用传统的光刻(photolithography)腐蚀技术使金属多晶硅化合物层构成图形(pattern)，因而形成如图2A所示的栅极(或称字线)WL1与WL4。接着，例如以砷离子注入到硅基底10中，以形成漏区16a和16b、以及源区18a和18b。在此步骤中，字线WL1与WL4被当作掩模层，而离子注入的剂量例如约1×1015atoms/cm2，能量则约70KeV。
参照图2B，接着，以CVD法淀积一平坦化的绝缘层20，其例如为BPSG(硼磷硅玻璃)，厚度约7000埃。然后，再以CVD法淀积一蚀刻保护层(etching protection layer)22，其例如氮化硅层(silicon nitride)，厚度约1000埃。之后，淀积一厚的绝缘层，其例如二氧化硅层，厚度为7000埃。再利用传统的光刻和蚀刻技术使绝缘层构图，因而形成如图所示的柱状绝缘层24(insulating pillar)。柱状绝缘层24之间形成凹口23。虽然在图示中柱状绝缘层24被绘成独立分离的，这仅是为了图示及说明方便，实际上，从上视图看，其实它是连在一起的。
参照图2C，接着以CVD法依序淀积一绝缘层26、一多晶硅层28、和一绝缘层30。绝缘层26和30例如为二氧化硅，绝缘层26和多晶硅层28的厚度均例如约1000埃，而绝缘层30的厚度则例如约7000埃。为了提高多晶硅层28的导电性，可将砷离子注入到多晶硅层28中。
参照图2D，接着利用机械化学抛光(chemcal mechanical polish；CMP)技术，抛光图2C结构的表面，至少直到多晶硅层28被切断成若干区段28a和28b为止。
参照图2E，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，依次蚀刻绝缘层30、多晶硅层28a和28b、绝缘层26、蚀刻保护层22、平坦化色缘层20、以及栅极氧化层14，以形成存储电极接触孔(storage electrode contact holes)32a和32b，该孔分别由绝缘层30的上表面延伸到漏极区16a和16b的表面。然后，再将(refill)多晶硅34a和34b回填到存储电极接触孔32a和32b中。此多晶硅重填工艺可用CVD法淀积一多晶硅层再次蚀刻完成。
参照图2F，接着以湿式蚀刻法(wetetching)，并以蚀刻保护层22为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层30和26、以及柱状绝缘层24。借此步骤完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，如图所示，该电极是由类树干状的多晶硅层34a；34b、以及具有L形剖面的类树枝状多晶硅层28a；28b所一起构成的。类树干状的多晶硅层34a；34b连接到DRAM的转移晶体管的漏极区16a；16b。类树枝状多晶硅层28a；28b从类树干状的多晶硅层34a；34b的外表面，先以约水平方向延伸出一段距离后，再以约垂直方向延伸。由于本发明的存储电极的形状非常特殊，故在本说明书中称之为“树型存储电极”，且由此制成的电容器则称之为“树型存储电容器”。
参照图2G，接着在存储电极34a，28a；和34b，28b的表面上分别形成一介电膜层36a；36b。介电膜层36a；36b例如可以是二氧化硅层、氮化硅层、NO(氮化硅/二氧化硅)结构、ONO(二氧化硅/氮化硅/二氧化硅)结构、或任何类似结构。然后，在介电膜层36a和36b的表面上，形成由多晶硅制成的相对电极38。相对电极的制程可由下列步骤完成：以CVD法淀积一多晶硅层，其厚度例如为1000埃；再掺入例如N型杂质，以提高其导电性；最后以传统光刻和蚀刻技术使多晶硅层构图，完成DRAM各存储器件的存储电容器。
虽然图2G未显示，但本领域技术人员应了解，图2G的结构可依传统工艺过程制作位线、焊垫(bondingpad)、互连线(interconnection)、纯化层(passivation)、以及封装等等，以完成DRAM集成电路。由于这些工艺过程并非是本发明的特征，故在此不作赘述。
在此较佳实施例中，存储电极只具有一层的类树枝状电极层。然而，本发明并不限于此，存储电极的类树枝状电极层的层数可以是二层、三层、或更多层。下一个较佳实施例即将描述具有二层的类树枝状电极层的存储电极。
接着将参照图3A至3D，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第二较佳实施例，半导体存储器件的这一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第二较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图2B所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图3A至3D中，对于与图2B相似的部分标以相同的标号。
参照图2B和3A，接着以CVD法交替淀积绝缘层和多晶硅层，亦即如图所示依序淀积一绝缘层40、一多晶硅层42、一绝缘层44、一多晶硅层46、和一绝缘层48。绝缘层40、44和48例如二氧化硅，绝缘层40；44和多晶硅层42；46的厚度均例如约1000埃，而绝缘层48的厚度则例如约7000埃。为了提高多晶硅层的导电性，可将砷离子注入到多晶硅层中。
参照图3B，接着利用CMP技术，抛光图3A结构的表面，至少直到多晶硅层42和46被切断成若干区段42a；46a和42b；46b为止。
参照图3C，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，形成存储电极接触孔，该孔分别由绝缘层48的上表面延伸到漏区16a和16b的表面。然后，再将多晶硅50a和50b回填到存储电极接触孔中。此多晶硅层重填工艺可用CVD法淀积一多晶硅层再次蚀刻完成。接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层22为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层40、44和48、以及柱状绝缘层24。以此步骤完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，如图所示，该电极由类树干状的多晶硅层50a；50b、以及具有L形剖面二层的类树枝状多晶硅层42a，46a；42b，46b所一起构成的。类树干状的多晶硅层50a；50b连接到DRAM的转移晶体管的漏极区16a；16b。类树枝状多晶硅层42a，46a；42b，46b从类树干状的多晶硅层50a；50b的外表面，先以约水平方向延伸出一段距离后，再以约垂直方向延伸。
参照图3D，接着在存储电极50a，46a，42a；和50b，46b，42b的表面上分别形成一介电膜层52a；52b。然后，介电膜层52a和52b的表面上，形成由多晶硅层制成的相对电极54。相对电极的工艺过程可由下列步骤完成：以CVD法淀积一多晶硅层；再掺入例如N型杂质，以提高其导电性；最后以传统光刻和蚀刻技术使多晶硅层构图，完成DRAM各存储器件的存储电容器。
在上述第一和第二较佳实施例中，存储电极最下方一层的类树枝状电极层的下表面与蚀刻保护层22之间有一距离，并不直接接触。然而，本发明并不限于此，下一个较佳实施例即将描述最下方一层的类树枝状电极层的下表面与蚀刻保护层22直接接触的存储电极结构。
接着将参照图4A和4B，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第三较佳实施例，半导体存储器件的此一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第三较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图2A所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图4A和4B中，与图2B相似的部分标以相同的标号。
参照图2B和4A，接着以CVD法依序淀积一多晶硅层60、一绝缘层62、一多晶硅层64、和一绝缘层66。
再参照图4B，接着利用CMP技术，抛光图4A结构的表面，至少直到多晶硅层60和64被切断成若干区段60a；64a和60b；64b为止。接着利用传统的光刻和蚀刻技术，形成存储电极接触孔，再重填多晶硅68a和68b到存储电极接触孔中。接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层22为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除。
至此步骤完成动态机存取存储器的存储电容器的存储电极，如图所示，该电极是由类树干状的多晶硅层68a；68b、以及具有L形剖面二层的类树枝状多晶硅层60a，64a；60b，64b所一起构成的。类树干状的多晶硅层68a；68b连接到DRAM的转移晶体管的漏极区16a；16b。类树枝状多晶硅层60a，64a；60b，64b从类树干状的多晶硅层68a；68b的外表面，先以约水平方向延伸出一段距离后，再以约垂直方向延伸。类树枝状多晶硅层60a；60b的下表面与蚀刻保护层22直接接触，而形成与上两个较佳实施例不同的结构。
在上述第一、第二和第三较佳实施例中，存储电极的类树枝状电极层是一体的构件。然而，本发明并不限于此，下一个较佳实施例即将描述的类树枝状电极层是由多个部分构成的存储电极。
接着将参照图5A至5D，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第四较佳实施例，半导体存储器件的此一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第四较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图2A所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的制作工艺制作不同结构的DRAM存储电极。在图5A至5D中，对于与图2A相似的部分标以相同的标号。
参照图2A和5A，接着，以CVD法淀积一平板化的绝缘层70，例如为BPSG。再以CVD法淀积一蚀刻保护层72，例如氮化硅层。然后，利用传统的光刻和蚀刻技术，依序蚀刻硅氮化层72和平坦化绝缘层70，以形成存储电极接触孔76a和76b，该孔是分别由氮化硅层72的上表面延伸到漏区16a和16b的表面。然后，再以CVD法淀积一多晶硅层，使多晶硅层填满存储电极接触孔76a和76b，并掺入杂质以增加其导电性。之后，利用传统的光刻和蚀刻技术，使各存储单元存储电极的一下部分74a；74b构图，如图所示具有T形的剖面。
参照图5B，接着以淀积一厚的绝缘层，例如为二氧化硅层。再利用传统的光刻和蚀刻技术使绝缘层构图，因而形成如图所示的柱状绝缘层78。接着以CVD法依序淀积一绝缘层80、一多晶硅层82、和一绝缘层84。
参照图5C，接着利用CMP技术，抛光图5B结构的表面，至少直到多晶硅层82被切断成若干区段82a和82b为止。
再参照图5D，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，依次蚀刻绝缘层84、多晶硅层82a和82b、以及绝缘层80，以形成接触孔，该孔分别从绝缘层84的上表面延伸到存储电极下部分74a和74b的表面。然后，再将多晶硅回填到接触孔中。以形成各存储单元存储电极的一上部分86a；86b。此多晶硅重填工艺过程可用CVD法淀积一多晶硅层再次蚀刻完成。接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层72为蚀刻终点，将暴露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层84和80、以及柱状绝缘层78。
至此步骤即完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，其结构形状与图2F所示较佳实施例的不同之处在于多了一约水平方向延伸的类树枝状多晶硅部分，亦即存储电极下部分74a；74b的水平延伸部分。
在上述第一至第四较佳实施例中，存储电极的类树枝状电极层是实心构件。然而，本发明并不限于此，下一个较佳实施例即将描述类树干状电极层是具有中空部分的存储电极结构。
参照图6A至6B，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第五较佳实施例，半导存储器件的此一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第五较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图2D所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图6A至6B中，对于与图2D相似的部分标以相同的标号。
请参照图6A和2D，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，依次蚀刻绝缘层30、多晶硅层28a和28b、绝缘层26，蚀刻保护层22、平坦化绝缘层20、以及栅极氧化层14，以形成存储电极接触孔87a和87b，该孔分别由绝缘层30的上表面延伸到漏区16a和16b的表面。然后，以CVD法淀积一多晶硅层，使多晶硅层在存储电极接触孔87a和87b中只形成在存储电极接触孔87a和87b的内壁上，但未填满存储电极接触孔87a和87b。之后，以传统的光刻和蚀刻技术，使出各存储单元存储电极的类树干单方面多晶硅层88a；88b构图，如图所示它具有似U形的剖面，以更增加存储电极的表面积。
参照图6B，接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层22为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层30和26、以及柱状绝缘层24。以此步骤完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，其结构形状与图2F所示较佳实施例的不同之处在于类树干状多晶硅层88a；88b具有中空的部分，并呈现U形的剖面，因而有更大的存储电容量。
下一个较佳实施例亦将描述类树干状电极层是具有中空部分的存储电极结构。
参照图7A至7B，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第六较佳实施例，半导存储器件的这一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第六较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图5C所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图7A至7B，对于与图5C相似的部分标以相同的标号。
请参照图7A和5C，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，依次蚀刻绝缘层84、多晶硅层82a和82b、以及绝缘层80，以形成接触孔90a和90b，该孔分别由绝缘层84上表面延伸到存储电极下部分74a和74b的表面。然后，以CVD法淀积一多晶硅层，再次蚀刻，以便在接触孔90a和90b的内壁上形成多晶硅边墙隔离层(side-wall spacer)92a和92b。多晶硅边墙隔离层92a和92b构成存储电极的类树干状电极的上部分，且具有中空的部分，并呈现U形的剖面，以增加存储电极的表面积。
参照图7B，接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层72为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层84和80、以及柱状绝缘层78。至此步骤完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，其结构形状与图5D所示较佳实施例的不同之处在于存储电极类树干状电极的上部分具有中空的部分，并呈现U形的剖面。
在上述第一至第六较佳实施例中，存储电极的类树枝状电极层呈L形剖面的两节式弯折构件。然而，本发明并不限于此，类树枝状电极层因弯折而构成的节数，可以为三节、四节、或更多节。下一个较佳实施例好将描述类树枝状电极层具有四节结构的存储电极。
参照图8A至8F，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第七较佳实施例，半导存储器件的这一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第七较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图2A所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图8A至8F中，对于与图2A相似的部分标以相同的标号。
参照图8A和2A，接着，以CVD法淀积一平坦化的绝缘层100，例如为BPSG。然后，再以CVD法淀积一蚀刻保护层102，例如氮化硅层(nitride)。之后，淀积一厚的绝缘层，例如为二氧化硅层。再利用传统的光刻技术形成一光刻胶层106，并以各向异性蚀刻曝露出二氧化硅层的一部分，因此形成如图所示的凸起绝缘层104。
参照图8B，接着以光刻胶浸蚀(photoresist erosion)技术去除光刻胶层106一厚度，而形成较薄较小的光刻胶层106a，以此又曝露出凸起绝缘层104的一部分上表面。
参照图8C，接着各向异性蚀刻凸起绝缘层104曝露出其上表面部分及残留的绝缘层，直至氮化硅层102露出为止，以便形成具有阶梯状的凸起绝缘层104a结构。最后去光刻胶。
参照图8D，接着依上面针对图2C和2D所述的类似步骤进行，以完成如图8D所示的结构。亦即先以CVD法依序淀积一绝缘层108、一多晶硅层、和一绝缘层112。接着利机械化学式抛光技术，抛光其结构的表面，至少直到多晶硅层被切断成若干区段110a和110b为止。
参照图8E，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，依次蚀刻绝缘层112、多晶硅层110a和110b、绝缘层108、蚀刻保护层102、平坦化绝缘层100、以及栅极氧化层14，以形成存储电极接触孔114a和114b，该孔分别由绝缘层112的上表面延伸到漏区16a和16b的表面。然后，再将多晶硅116a和116b回填到存储电极接触孔114a呼114b中。此多晶硅重填工艺过程可用CVD法淀积一多晶硅层再次蚀刻完成。
参照图8F，接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层102为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层112和108、以及柱状绝缘层104a。以此步骤完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，如图所示，该电极是由类树干状的多晶硅层116a；116b、以及具有四节弯折形剖面(或双L形剖面)的类树枝状多晶硅层110a；110b所一起构成的。类树干状的多晶硅层116a；116b连接到DRAM的转移晶体管的漏极区16a；16b。类树枝状多晶硅层110a；110b从类树干状多晶硅层116a；116b的外表面，先以约水平方向延伸出一段距离后，再以约垂直方向延伸另一段距离，接着又以约水平方向延伸一段距离，最后以约垂直方向延伸一段距离。
依照本较佳实施例的构想，以柱状构绝缘层或凸起绝缘层的形状的不同可改变类树枝状多晶硅层的延伸形状及延伸角度，故本发明的柱状绝缘层或凸起绝缘层的形状并不应限于上述结构。实际上，也可利用其他的手段来变化出各种形状，例如在图2B的情况中，若以各向同性(isotropic)蚀刻或湿式蚀刻来代替各向异性(anisotropic)蚀刻方式，对该厚绝缘层施行蚀刻，可得类三角形的绝缘层；同样或者在图2B的情况中，在柱状绝缘层24形成之后，再在柱状绝缘层24的侧壁上形成边墙隔离层，也可得到另一种不同形状的柱状绝缘层，因此类树枝状多晶硅层可以有多种不同角度的延伸形状。
依照本较佳实施例的构想，若要制作更多节的类树枝状多晶硅层结构，可以图8B和8C的结构为基础，再进行一次或多次光刻胶浸蚀步骤和用形成凸起绝缘层的时间来控制各向异性蚀刻步骤，形成更多台阶的凸起绝缘层结构。
在上述第一至第七较佳实施例中，均是利用CMP技术将各存储单元的存储电极3分割开。然而，本发明并不限于此，下一个较佳实施例即将描述利用传统的光刻和蚀刻技术，将各存储单元的存储电极分割开的工艺过程，以及因此形成不同存储电极结构。
参照图9A至9D，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第八较佳实施例，半导存储器件的这一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第八较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图3A所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图9A至9D中，对于与图3A相似的部分标以相同的标号。
参照图9A和3A，接着蚀刻最上一层的二氧硅层48，或者利用CMP技术，抛光图3A结构的表面，直到最上一层的多晶硅层46露出为止，至此即成图9A所示的结构。
参照图9B，接着，利用传统的光刻技术形成一光刻胶层120，并依序以各向异性蚀刻未被覆盖的多晶硅层46、二氧化硅层44、和多晶硅层42。在此步骤中，各存储单元的存储电极被分割开，形成多晶硅区段42c；42d；46c；46d。最后去光刻胶。
参照图9C，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，形成存储电极接触孔122a和122b，该孔分别由绝缘层48的上表面延伸到漏极区16a和16b的表面。然后，再将多晶硅124a和124b回填到存储电极接触孔122a和122b中。此多晶硅重填工艺过程可以CVD法淀积一多晶硅层再次蚀刻完成。
参照图9D，接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层102为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层40、44和48、以及柱状绝缘层24。以此步骤即完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，如图所示，该电极是由类树干状的多晶硅层124a；124b、以及具有三节弯折形剖面的二层类树枝状多晶硅层42c，46c；42d，46d；所一起构成的。类树干状的多晶硅层124a；124b连接到DRAM的转移晶体管的漏极区16a；16b。类树枝状多晶硅层42c，46c；42d，46d则从类树干状多晶硅层124a；124b的外表面，先以约水平方向延伸出一段距离后，再以约垂直方向延伸一段距离，最后以约水平方向延伸。
在上述第一至第七较佳实施例的任一例中，类树枝状多晶硅层的上末端均大致位于一相同的水平面；第八较佳实施例中，类树村状多晶硅层的外侧末端则大致位于一相同的垂直面。然而，本发明并不限于此，第八较佳实施例若再利用光刻胶浸蚀技术，则可达成类树枝状多晶硅层的上末端不等高；或者类树枝状多晶硅层外侧末端位于不相同的垂直面。下一个较佳实施例即将描述类树枝状多晶硅层的上端高度不一致的存储电极结构。
参照图10A至10D，详述本发明的一种具有树型存储电容器的半导体存储器件的第九较佳实施例，半导存储器件的这一较佳实施例，是由本发明的一种半导体存储器件制造方法的第九较佳实施例所制造的。
本较佳实施例是以图9A所示的较佳实施例的结构为基础，再以不同的工艺过程制作不同结构的DRAM存储电极。在图10A至10D中，对于与图9A相似的部分标以相同的标号。
参照图10A和9A，接着利用传统的光刻技术形成一光刻胶层130，并依序以各向异性蚀刻未被覆盖的多晶硅层46和二氧化硅层44。在此步骤中，多晶硅层46被分割开，形成多晶硅区段46e；46f。
参照图10B，接着以光刻胶浸蚀技术去除光刻胶层130一厚度，而形成较薄较小的光刻胶层130a，因而又曝露出多晶硅层46e和46f的一部分上表面。然后，以各向异性蚀刻未被覆盖的多晶硅层46e；46f；和42。在此步骤中，多晶硅层46e和46f改变并缩小形状而形成多晶硅区段46g；46h，而多晶硅层42则被分割开，形成多晶硅区段42g；42h。之后，以各向异性蚀刻未被覆盖的二氧化硅层44和40，直到多晶硅层42g和42h的上关端表面露出为止。最后去光刻胶。
参照图10C，接着利用传统的光刻和蚀刻技术，形成存储电极接触孔132a和132b，该孔分别由绝缘层48的上表面延伸到漏极区16a和16b的表面。然后，再将多晶硅134a和134b回填到存储电极接触孔132a和132b中。此多晶硅重填工艺过程可用CVD法淀积一多晶硅层再次蚀刻完成。
参照图10D，接着以湿式蚀刻法，并以蚀刻保护层22为蚀刻终点，将曝露出的二氧化硅层去除，亦即去除绝缘层40、44和48、以及柱状绝缘层24。以此步骤即完成动态随机存取存储器的存储电容器的存储电极，如图所示，它是由类树干状的多晶硅层134a；134b、以及具有L形剖面的二层类树枝状多晶硅层42g，46g；42h，46h；所一起构成的。类树干状的多晶硅层134a；134b连接到DRAM的转移晶体管的漏极区16a；16b。类树枝状多晶硅层42g，46g；42h，46h则从类树干状多晶硅层134a；134b的外表面，先以约水平方向延伸出一段距离后，再以约垂直方向延伸，而且类树枝状多晶硅层46g；46h的上端略比类树枝状多晶硅42g；42h的上端高。
本领域的技术人员应可了解，上述本发明各个较佳实施例的构想特征，除了可以单独应用之外，亦可混合应用，而再达成各式各样的不同结构的存储电极和存储电容器，这些存储电极和存储电容器的结构都应在本发明的保护范围内。
应注意虽然在附图中转移晶体管的漏极均为硅基片表面的扩散区结构，然本发明并不限于此，任何适当的漏极结构均可应用于本发明，例如沟槽式(trench)漏极即为一例。
再者，也应注意附图中各构件部分的形状、尺寸、和延伸的角度等，仅为图示方便所作的示意表示，其与实际情况或有差异，故不应用以限制本发明。
虽然已以若干较佳实施例对本发明做了如上的描述，然而并非用它来限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作出细节上的改变及增添，因此本发明的保护范围应以权利要求书所限定的范围为准。