[发明专利]具有电容器的半导体存储器件

说明书

本发明涉及一种具有电容器的半导体存储器件(Semiconductor MemoryDevice)，特别是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，其包含一转移晶体管(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 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二百万)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 16Mand 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。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，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α射线入射所引起的软误差(soft error)机会的增加。因此，本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。

本发明的主要目的就是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。

依照本发明的一较佳实施例，提供一种具有电容器的半导体存储器件，该器件包括：一基片；一形成在基片上的转移晶体管，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，类树干状导电层又具有一向上延伸部，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内表面上，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曝露出的表面上；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。