FR2752490A1 - SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND CAPACITOR STRUCTURE FOR SUCH DEVICE - Google Patents
SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND CAPACITOR STRUCTURE FOR SUCH DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
Un dispositif de mémoire à semi-conducteurs comprend un condensateur de stockage connecté à une région de source/drain (16a) d'un transistor de transfert sur un substrat (10). Le condensateur comprend une couche conductrice en forme de tronc (26a, 38a) et une couche conductrice en forme de branche (32a) constituant conjointement une électrode de stockage ayant une forme en arbre; une couche diélectrique (40a); et une couche conductrice supérieure (42) constituant une électrode opposée du condensateur. Ce condensateur procure une capacité accrue pour une même surface occupée sur le substrat.A semiconductor memory device includes a storage capacitor connected to a source / drain region (16a) of a transfer transistor on a substrate (10). The capacitor includes a trunk-shaped conductive layer (26a, 38a) and a branch-shaped conductive layer (32a) together constituting a storage electrode having a tree shape; a dielectric layer (40a); and an upper conductive layer (42) constituting an opposite electrode of the capacitor. This capacitor provides increased capacity for the same occupied surface on the substrate.
Description
DISPOSITIF DE MEMOIRE A SEMICONDUCTEURSSEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE
ET STRUCTURE DE CONDENSATEUR POUR CE DISPOSITIF AND CAPACITOR STRUCTURE FOR THIS DEVICE
Cette invention concerne de façon générale des dispositifs de mémoire à semiconducteurs, et elle concerne plus particulièrement une structure de condensateur de stockage de charge d'une cellule de mé- moire vive dynamique (ou DRAM) qui comprend également un transistor This invention relates generally to semiconductor memory devices, and more particularly relates to a charge storage capacitor structure of a dynamic random access memory (or DRAM) cell which also includes a transistor.
de transfert.transfer.
La figure 1 est un schéma de circuit d'une cellule de mémoire pour un dispositif DRAM. Comme représenté sur le dessin, une cellule de DRAM est essentiellement constituée par un transistor de transfert T et un condensateur de stockage de charge C. Une source du transistor de transfert T est connectée à une ligne de bit BL correspondante, et un drain de ce transistor est connecté à une électrode de stockage 6 du condensateur de stockage de charge C. Une grille du transistor de transfert T est connectée à une ligne de mot WL correspondante. Une électrode opposée 8 du condensateur C est connectée à une source de Figure 1 is a circuit diagram of a memory cell for a DRAM device. As shown in the drawing, a DRAM cell is essentially constituted by a transfer transistor T and a charge storage capacitor C. A source of the transfer transistor T is connected to a corresponding bit line BL, and a drain of this transistor is connected to a storage electrode 6 of the charge storage capacitor C. A gate of the transfer transistor T is connected to a corresponding word line WL. An opposite electrode 8 of the capacitor C is connected to a source of
tension constante. Une pellicule diélectrique 7 est formée entre l'élec- constant tension. A dielectric film 7 is formed between the elect
trode de stockage 6 et l'électrode opposée 8. storage trode 6 and the opposite electrode 8.
Dans le processus de fabrication d'un dispositif DRAM, on uti- In the manufacturing process of a DRAM device, we use
lise essentiellement un condensateur bidimensionnel, appelé condensa- essentially reads a two-dimensional capacitor, called a capacitor
teur de type plan, pour un dispositif DRAM classique ayant une capacité de stockage inférieure à 1 Mbit (M = méga = million). Dans le cas d'un dispositif DRAM ayant une cellule de mémoire qui utilise un condensateur plan type, for a conventional DRAM device with a storage capacity of less than 1 Mbit (M = mega = million). In the case of a DRAM device having a memory cell which uses a capacitor
de type plan, des charges électriques sont stockées sur la surface princi- planar type, electrical charges are stored on the main surface
pale d'un substrat semiconducteur, ce qui fait que la surface principale doit avoir une aire élevée. Ce type de cellule de mémoire ne convient blade of a semiconductor substrate, which means that the main surface must have a high area. This type of memory cell is not suitable
donc pas pour un dispositif DRAM ayant un niveau d'intégration élevé. therefore not for a DRAM device with a high level of integration.
Pour un dispositif DRAM ayant un niveau d'intégration élevé, comme un For a DRAM device with a high level of integration, such as a
dispositif DRAM avec plus de 4 Mbit de mémoire, on a introduit un con- DRAM device with more than 4 Mbit of memory, we have introduced a
densateur tridimensionnel, appelé condensateur de type empilé ou de three-dimensional densifier, called a stacked type capacitor or
type tranchée.trench type.
Avec des condensateurs de type empilé ou de type tranchée, il a été possible d'obtenir une plus grande mémoire dans un volume simi- laire. Cependant, pour réaliser un dispositif à semiconducteurs ayant un With stacked or trench type capacitors, it was possible to obtain a larger memory in a similar volume. However, to make a semiconductor device having a
niveau d'intégration encore plus élevé, comme un circuit à très haut ni- even higher level of integration, such as a very high level circuit
veau d'intégration (ou VLSI) ayant une capacité de 64 Mbit, un conden- integration calf (or VLSI) with a capacity of 64 Mbit, a conden-
sateur ayant une telle structure tridimensionnelle simple, comme le con- sator having such a simple three-dimensional structure, as the con-
densateur de type empilé ou de type tranchée classique, s'avère être in- stacked type or conventional trench type, appears to be
suffisant.sufficient.
Une solution pour améliorer la capacité d'un condensateur con- A solution to improve the capacity of a capacitor
siste à utiliser ce que l'on appelle le condensateur empilé du type à ai- is to use what is called the stacked capacitor of the type ai-
lettes, qui est proposé par Ema et al. dans "3-Dimensional Stacked Ca- lettes, which is proposed by Ema et al. in "3-Dimensional Stacked Ca-
pacitor Cell for 16M and 64M DRAMs", International Electron Devices Meeting, pages 592-595, décembre 1988. Le condensateur empilé de type à ailettes comprend des électrodes et des pellicules diélectriques qui s'étendent avec une forme en ailettes dans un ensemble de couches empilées. Des dispositifs DRAM ayant le condensateur empilé de type à ailettes sont également décrits dans les brevets des E.U.A. n 5 071 783 (Taguchi et al.); 5 126 810 (Gotou); 5 196 365 (Gotou); et 5 206 787 (Fujioka). Une autre solution pour améliorer la capacité d'un condensateur pacitor Cell for 16M and 64M DRAMs ", International Electron Devices Meeting, pages 592-595, December 1988. The stacked fin type capacitor includes electrodes and dielectric films which extend in fin form in a set of layers DRAM devices having the finned type stacked capacitor are also described in US Pat. Nos. 5,071,783 (Taguchi et al.); 5,126,810 (Gotou); 5,196,365 (Gotou); and 5,206,787 (Fujioka) Another solution to improve the capacitance of a capacitor
consiste à utiliser ce que l'on appelle le condensateur empilé de type cy- is to use what is called the stacked capacitor of cy- type
lindrique, qui est proposé par Wakamiya et al. dans "Novel Stacked Ca- lindrique, which is proposed by Wakamiya et al. in "Novel Stacked Ca-
pacitor Cell for 64-Mb DRAM", 1989, Symposium on VLSI Technology, Digest of Technical Papers, pages 69-70. Le condensateur empilé de type cylindrique comprend des électrodes et des pellicules diélectriques qui s'étendent avec une forme cylindrique de façon à augmenter les aires de surface des électrodes. Un dispositif DRAM ayant le condensateur pacitor Cell for 64-Mb DRAM ", 1989, Symposium on VLSI Technology, Digest of Technical Papers, pages 69-70. The stacked cylindrical type capacitor includes electrodes and dielectric films which extend in a cylindrical shape so that increase the surface areas of the electrodes. A DRAM device having the capacitor
empilé de type cylindrique est également décrit dans le brevet des E.U.A. stacked cylindrical type is also described in the U.S. patent.
n 5 077 688 (Kumanoya et al.).No. 5,077,688 (Kumanoya et al.).
Avec la tendance à une densité d'intégration accrue, il est né- With the trend towards increased integration density, it is born
cessaire de réduire encore davantage la taille de la cellule de DRAM dans un plan (c'est-à-dire l'aire qu'elle occupe dans un plan). De façon générale, une réduction de la taille de la cellule conduit à une réduction stop further reducing the size of the DRAM cell in a plane (that is, the area it occupies in a plane). Generally speaking, a reduction in cell size leads to a reduction
de la capacité de stockage de charge (capacité électrique). De plus, lors- load storage capacity (electrical capacity). In addition, when
que la capacité électrique est réduite, la probabilité d'apparition d'erreurs that the electrical capacity is reduced, the probability of occurrence of errors
transitoires résultant de l'incidence de rayons a est augmentée. Il de- transient resulting from the incidence of a rays is increased. He of-
meure donc dans ce domaine un besoin portant sur la conception d'une nouvelle structure d'un condensateur de stockage qui puisse procurer la même capacité électrique, tout en occupant une aire plus faible dans un So there is a need in this area for the design of a new structure for a storage capacitor that can provide the same electrical capacity, while occupying a smaller area in a
plan, et sur un procédé approprié pour fabriquer la structure. plan, and on a suitable process for manufacturing the structure.
Un but de l'invention est donc de procurer un dispositif de mé- An object of the invention is therefore to provide a metering device.
moire à semiconducteurs ayant une structure qui comprend un conden- semiconductor memory having a structure which includes a conden-
sateur de type en arbre permettant d'obtenir une aire accrue pour le tree type sater allowing to obtain an increased area for the
stockage de charge.charge storage.
Conformément aux buts précédents, ainsi qu'à d'autres, l'in- In accordance with previous goals, as well as others, the
vention procure un dispositif de mémoire à semiconducteurs nouveau et vention provides a new semiconductor memory device and
perfectionné.perfected.
Un dispositif de mémoire à semiconducteurs conforme à l'in- A semiconductor memory device in accordance with the
vention comprend un substrat et un transistor de transfert sur le substrat, le transistor de transfert ayant des régions de source/drain. Le dispositif vention comprises a substrate and a transfer transistor on the substrate, the transfer transistor having source / drain regions. The device
comprend également un condensateur de stockage connecté électrique- also includes an electrically connected storage capacitor
ment à l'une des régions de source/drain du transistor de transfert. Le condensateur de stockage comprend une couche conductrice en forme de tronc ayant une extrémité inférieure connectée électriquement à l'une des ment to one of the source / drain regions of the transfer transistor. The storage capacitor comprises a conductive layer in the form of a trunk having a lower end electrically connected to one of the
régions de source/drain. La couche conductrice en forme de tronc com- source / drain regions. The conductive layer in the form of a trunk
prend en outre un prolongement vertical qui s'étend de façon pratique- also takes a vertical extension which extends in a practical way-
ment verticale à partir de l'extrémité inférieure. Le condensateur de stockage comprend également au moins une couche conductrice en forme de branche avec une section transversale en L. Une extrémité de la couche conductrice en forme de branche est connectée à une surface vertically from the bottom end. The storage capacitor also comprises at least one branch-shaped conductive layer with an L-shaped cross section. One end of the branch-shaped conductive layer is connected to a surface.
intérieure de la couche conductrice en forme de tronc. La couche con- inside of the conductive layer in the shape of a trunk. The layer con-
ductrice en forme de tronc et la couche conductrice en forme de branche conductive in the form of a trunk and the conductive layer in the form of a branch
forment ensemble une électrode de stockage du condensateur de stock- together form a storage electrode for the stock capacitor
age. Le condensateur de stockage comprend en outre une couche diélectrique, formée sur les surfaces à nu de la couche conductrice en forme de tronc et de la couche conductrice en forme de branche, et une couche conductrice supérieure sur la couche diélectrique, remplissant la fonction d'une électrode opposée du condensateur de stockage. Selon un autre aspect de l'invention, la couche conductrice en forme de tronc age. The storage capacitor further comprises a dielectric layer formed on the exposed surfaces of the trunk-shaped conductive layer and the branch-shaped conductive layer, and an upper conductive layer on the dielectric layer, fulfilling the function of an opposite electrode of the storage capacitor. According to another aspect of the invention, the conductive layer in the form of a trunk
comprend une partie en forme de tronc inférieure qui est connectée élec- includes a lower trunk-like part which is electrically connected
triquement à l'une des régions de source/drain du transistor de transfert, tracing to one of the source / drain regions of the transfer transistor,
et une partie en forme de tronc supérieure qui s'étend pratiquement ver- and a part in the form of an upper trunk which extends practically ver-
ticalement à partir d'un bord de la partie en forme de tronc inférieure. La partie en forme de tronc inférieure peut avoir une section transversale en T ou en U, et la partie en forme de tronc supérieure forme un cylindre pratiquement creux qui suit la périphérie de la partie en forme de tronc inférieure. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de mémoire à semiconducteurs comprend un substrat et un transistor de transfert formé sur le substrat, le transistor de transfert ayant des régions de source/ drain. Le dispositif comprend en outre un condensateur de stockage qui tically from an edge of the lower trunk-like part. The lower trunk-shaped portion may have a T or U-shaped cross section, and the upper trunk-shaped portion forms a substantially hollow cylinder which follows the periphery of the lower trunk-shaped portion. According to another aspect of the invention, the semiconductor memory device comprises a substrate and a transfer transistor formed on the substrate, the transfer transistor having source / drain regions. The device further includes a storage capacitor which
est connecté électriquement à l'une des régions de source/drain du tran- is electrically connected to one of the source / drain regions of the tran-
sistor de transfert. Le condensateur de stockage comprend une couche conductrice en forme de tronc ayant une extrémité inférieure connectée transfer sistor. The storage capacitor includes a conductive trunk-like layer having a connected bottom end
électriquement à l'une des régions de source/drain. La couche conduc- electrically to one of the source / drain regions. The conductive layer
trice en forme de tronc comporte en outre un prolongement qui s'étend trice-shaped trice also has an extension which extends
pratiquement verticalement à partir de l'extrémité inférieure. Le conden- practically vertically from the lower end. The conden-
sateur de stockage comprend également au moins une couche conduc- the storage space also includes at least one conductive layer
trice en forme de branche, comportant au moins un premier segment d'extension et un second segment d'extension, une extrémité du premier segment d'extension étant connectée à la surface intérieure de la couche branch-shaped trice, comprising at least a first extension segment and a second extension segment, one end of the first extension segment being connected to the inner surface of the layer
conductrice en forme de tronc, et le second segment d'extension s'éten- conductive in the shape of a trunk, and the second extension segment extends
dant sous un angle déterminé à partir d'une autre extrémité du premier dant at an angle determined from another end of the first
segment d'extension. La couche conductrice en forme de tronc et la cou- extension segment. The conductive layer in the form of a trunk and the
che conductrice en forme de branche forment l'électrode de stockage du conductive branch-shaped che form the storage electrode of the
condensateur de stockage qui comprend en outre une couche diélectri- storage capacitor which further comprises a dielectric layer
que formée sur des surfaces à nu de la couche conductrice en forme de tronc et de la couche conductrice en forme de branche, et une couche conductrice supérieure qui est formée sur la couche diélectrique et qui formed on bare surfaces of the trunk-shaped conductive layer and the branch-shaped conductive layer, and an upper conductive layer which is formed on the dielectric layer and which
remplit la fonction d'une électrode opposée du condensateur de stock- performs the function of an opposite electrode of the stock capacitor
age.age.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de mémoire à semiconducteurs comprend un substrat et un transistor de transfert formé sur le substrat, le transistor de transfert ayant des régions de source/drain. Le dispositif comprend également un condensateur de stockage connecté électriquement à l'une des régions de source/drain du According to another aspect of the invention, the semiconductor memory device comprises a substrate and a transfer transistor formed on the substrate, the transfer transistor having source / drain regions. The device also includes a storage capacitor electrically connected to one of the source / drain regions of the
transistor de transfert. Le condensateur de stockage comprend une cou- transfer transistor. The storage capacitor includes a
che conductrice en forme de tronc ayant une extrémité inférieure con- conductive trunk-shaped che having a lower end
nectée électriquement à l'une des régions de source/drain. La couche conductrice en forme de tronc comporte en outre un prolongement en electrically connected to one of the source / drain regions. The conductive layer in the form of a trunk further comprises an extension in
forme de pilier qui s'étend pratiquement verticalement à partir de l'extré- pillar shape that extends almost vertically from the end
mité inférieure. Le condensateur de stockage comprend également au moins une couche conductrice en forme de branche ayant une extrémité connectée à la surface intérieure de la couche conductrice en forme de tronc et ayant un prolongement dirigé vers l'extérieur qui s'étend à partir lower half. The storage capacitor also includes at least one branch-shaped conductive layer having one end connected to the inner surface of the trunk-shaped conductive layer and having an outwardly directed extension which extends from
de l'autre extrémité. La couche conductrice en forme de tronc et la cou- from the other end. The conductive layer in the form of a trunk and the
che conductrice en forme de branche forment une électrode de stockage conductive branch-shaped form a storage electrode
du condensateur de stockage qui comprend en outre une couche diélec- storage capacitor which further comprises a dielect layer
trique formée sur les surfaces à nu de la couche conductrice en forme de tronc et de la couche conductrice en forme de branche, et une couche conductrice supérieure formée sur la couche diélectrique, qui remplit la stick formed on the exposed surfaces of the trunk-shaped conductive layer and the branch-shaped conductive layer, and an upper conductive layer formed on the dielectric layer, which fills the
fonction d'une électrode opposée du condensateur de stockage. function of an opposite electrode of the storage capacitor.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de mémoire à semiconducteurs comprend un substrat et un transistor de transfert formé sur le substrat. Le transistor de transfert comprend des régions de source/drain. Le dispositif comprend également un condensateur de stockage connecté électriquement à l'une des régions de source/drain du According to another aspect of the invention, the semiconductor memory device comprises a substrate and a transfer transistor formed on the substrate. The transfer transistor includes source / drain regions. The device also includes a storage capacitor electrically connected to one of the source / drain regions of the
transistor de transfert. Le condensateur de stockage comprend une cou- transfer transistor. The storage capacitor includes a
che conductrice en forme de tronc ayant une extrémité inférieure con- conductive trunk-shaped che having a lower end
nectée électriquement à l'une des régions de source/drain. La couche electrically connected to one of the source / drain regions. Layer
conductrice en forme de tronc comporte en outre un prolongement verti- conductive in the form of a trunk also has a vertical extension
cal qui s'étend pratiquement verticalement à partir de l'extrémité infé- cal which extends practically vertically from the lower end
rieure. Le condensateur de stockage comprend également au moins une couche conductrice en forme de branche qui est réalisée sous la forme d'un cylindre pratiquement creux. Une extrémité de la couche conductrice en forme de branche est connectée à la surface supérieure de la couche conductrice en forme de tronc. La couche conductrice en forme de tronc et la couche conductrice en forme de branche forment une électrode de better. The storage capacitor also comprises at least one conductive branch-shaped layer which is produced in the form of a practically hollow cylinder. One end of the branch-shaped conductive layer is connected to the upper surface of the trunk-shaped conductive layer. The trunk-shaped conductive layer and the branch-shaped conductive layer form an electrode for
stockage du condensateur de stockage qui comprend en outre une cou- storage of the storage capacitor which further comprises a
che diélectrique formée sur les surfaces à nu de la couche conductrice en forme de tronc et de la couche conductrice en forme de branche, et une couche conductrice supérieure formée sur la couche diélectrique, qui a dielectric layer formed on the exposed surfaces of the trunk-shaped conductive layer and the branch-shaped conductive layer, and an upper conductive layer formed on the dielectric layer, which
remplit la fonction d'une électrode opposée du condensateur de stock- performs the function of an opposite electrode of the stock capacitor
age. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de mémoire à semiconducteurs comprend un substrat et un transistor de transfert formé sur le substrat, le transistor de transfert ayant des régions de source/drain. Le dispositif comprend également un condensateur de stockage qui est connecté électriquement à l'une des régions de source/drain du transistor de transfert. Le condensateur de stockage comprend une couche conductrice en forme de tronc ayant une extrémité age. According to another aspect of the invention, the semiconductor memory device comprises a substrate and a transfer transistor formed on the substrate, the transfer transistor having source / drain regions. The device also includes a storage capacitor which is electrically connected to one of the source / drain regions of the transfer transistor. The storage capacitor includes a conductive trunk-like layer having one end
inférieure connectée électriquement à l'une des régions de source/drain. lower electrically connected to one of the source / drain regions.
La couche conductrice en forme de tronc comprend en outre un prolon- The trunk-shaped conductive layer further comprises an extension
gement vertical qui s'étend de façon pratiquement verticale à partir de l'extrémité inférieure. Le condensateur de stockage comprend également vertical position which extends practically vertically from the lower end. The storage capacitor also includes
une première couche conductrice en forme de branche ayant une extré- a first conductive branch-shaped layer having an
mité connectée à la surface supérieure de la couche conductrice en forme de tronc, et ayant un prolongement vertical qui s'étend de façon mite connected to the upper surface of the trunk-shaped conductive layer, and having a vertical extension which extends so
pratiquement verticale à partir de l'extrémité. Le condensateur de stock- practically vertical from the end. The stock capacitor
age comprend en outre au moins une seconde couche conductrice en forme de branche ayant une extrémité connectée à la surface intérieure de la couche conductrice en forme de tronc, et ayant un prolongement dirigé vers l'extérieur qui s'étend pratiquement vers l'extérieur à partir de age further comprises at least one second branch-shaped conductive layer having one end connected to the inner surface of the trunk-shaped conductive layer, and having an outwardly directed extension which extends substantially outwardly from
l'extrémité. La couche conductrice en forme de tronc et la couche con- the end. The trunk-shaped conductive layer and the con-
ductrice en forme de branche forment une électrode de stockage du con- branching conductive form a storage electrode for the con-
densateur de stockage qui comprend également une couche diélectrique formée sur la surface à nu de la couche conductrice en forme de tronc et storage densifier which also includes a dielectric layer formed on the exposed surface of the trunk-shaped conductive layer and
de la couche conductrice en forme de branche, et une couche conduc- of the branch-shaped conductive layer, and a conductive layer
trice supérieure formée sur la couche diélectrique, qui remplit la fonction upper trice formed on the dielectric layer, which performs the function
d'une électrode opposée du condensateur de stockage. an opposite electrode of the storage capacitor.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront Other characteristics and advantages of the invention will be
mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de better understood on reading the following description of modes of
réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la des- embodiment, given by way of nonlimiting examples. The rest of the
cription se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma de circuit d'une cellule de mémoire d'un dispositif DRAM; Les figures 2A à 2H sont des coupes représentant la structure Description refers to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a circuit diagram of a memory cell of a DRAM device; Figures 2A to 2H are sections representing the structure
d'un premier mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a first embodiment of a semicon- memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 3A à 3E sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; Figures 3A to 3E are sections showing the structure
d'un second mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a second embodiment of a semicon- memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 4A à 4D sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; Figures 4A to 4D are sections showing the structure
d'un troisième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a third embodiment of a semicon- memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 5A à 5C sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; FIGS. 5A to 5C are sections representing the structure
d'un quatrième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a fourth embodiment of a semicon- memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 6A à 6D sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; Figures 6A to 6D are sections showing the structure
d'un cinquième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a fifth embodiment of a semicon- memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 7A à 7D sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; Figures 7A to 7D are sections showing the structure
d'un sixième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a sixth embodiment of a semicon- memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 8A à 8E sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; Figures 8A to 8E are sections showing the structure
d'un septième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of a seventh embodiment of a semicon memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; Les figures 9A à 9E sont des coupes représentant la structure ductors having a shaft type capacitor according to the invention; Figures 9A to 9E are sections showing the structure
d'un huitième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semicon- of an eighth embodiment of a semicon memory cell
ducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'invention; et ductors having a shaft type capacitor according to the invention; and
Les figures 10A à 10D sont des coupes représentant la struc- FIGS. 10A to 10D are sections representing the structure
ture d'un neuvième mode de réalisation d'une cellule de mémoire à semi- ture of a ninth embodiment of a semi-memory cell
conducteurs ayant un condensateur de type en arbre conforme à l'inven- conductors having a tree type capacitor according to the invention
tion. Premier mode de réalisation préféré En se référant aux figures 2A à 2H, on va décrire en détail le tion. First Preferred Embodiment With reference to FIGS. 2A to 2H, we will describe in detail the
premier mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dispo- first preferred embodiment of the invention, relating to a device
sitif de mémoire à semiconducteurs, avec un condensateur de stockage de type en arbre. En se référant à la figure 2A, on note que l'on commence par effectuer une oxydation thermique de la surface d'un substrat en silicium semiconductor memory device, with a tree-type storage capacitor. Referring to FIG. 2A, it is noted that one begins by carrying out a thermal oxidation of the surface of a silicon substrate
, en employant par exemple une technique d'oxydation locale de sili- , using for example a local oxidation technique of sili-
cium (ou LOCOS). Une couche d'oxyde de champ 12 ayant une épaisseur d'environ 300 nm est ainsi formée sur la surface du substrat en silicium 10. Ensuite, on effectue à nouveau un traitement d'oxydation thermique, cium (or LOCOS). A field oxide layer 12 having a thickness of approximately 300 nm is thus formed on the surface of the silicon substrate 10. Then, a thermal oxidation treatment is carried out again,
pour former une couche d'oxyde de grille 14 ayant une épaisseur d'envi- to form a gate oxide layer 14 having a thickness of about
ron 15 nm, sur la surface du substrat en silicium 10. Ensuite, en utilisant une technique de dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD), ou le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (ou LPCVD), on dépose sur la totalité de la surface du substrat en silicium 10 une couche de silicium polycristallin ayant une épaisseur d'environ 200 nm. Pour améliorer la conductivité de la couche de silicium polycristallin, on peut implanter des ron 15 nm, on the surface of the silicon substrate 10. Then, using a chemical vapor deposition (CVD) technique, or low pressure chemical vapor deposition (or LPCVD), it is deposited on the whole from the surface of the silicon substrate 10 a layer of polycrystalline silicon having a thickness of about 200 nm. To improve the conductivity of the polycrystalline silicon layer, it is possible to implant
ions de phosphore dans la couche de silicium polycristallin. Il est préfé- phosphorus ions in the polycrystalline silicon layer. It is preferred-
rable de déposer une couche de métal réfractaire et d'accomplir un trai- maple to deposit a layer of refractory metal and perform a process
tement de recuit pour former une couche de silicium polycristallin/ siliciure. La conductivité est donc encore renforcée. Le métal réfractaire peut être par exemple du tungstène, déposé jusqu'à une épaisseur de annealing to form a polycrystalline silicon / silicide layer. The conductivity is therefore further enhanced. The refractory metal may for example be tungsten, deposited up to a thickness of
nm. Ensuite, on met en oeuvre une technique classique de photoli- nm. Then, we implement a classic photoli-
thographie et d'attaque pour définir un motif dans la couche de silicium polycristallin/siliciure. Des grilles WL1 à WL4 (ou des lignes de mot WL1 à WL4) sont ainsi formées, comme représenté sur la figure 2A. Ensuite, thography and attack to define a pattern in the polycrystalline silicon / silicide layer. Grids WL1 to WL4 (or word lines WL1 to WL4) are thus formed, as shown in FIG. 2A. Then,
on implante des ions d'arsenic dans le substrat 10 pour former des ré- arsenic ions are implanted in the substrate 10 to form
gions de drain 16a, 16b, et des régions de source 18a, 18b. Pendant cette étape d'implantation, on utilise les lignes de mot WL1 à WL4 à titre de couches de masque, et on implante les ions avec une dose d'environ drain regions 16a, 16b, and source regions 18a, 18b. During this implantation step, the word lines WL1 to WL4 are used as mask layers, and the ions are implanted with a dose of approximately
1015 atomes/cm2, à un niveau d'énergie d'environ 70 keV. 1015 atoms / cm2, at an energy level of around 70 keV.
En se référant ensuite à la figure 2B, on note que l'on dépose Referring next to FIG. 2B, we note that we deposit
par CVD une couche isolante d'aplanissement 20, telle que du verre bo- by CVD an insulating leveling layer 20, such as bo-
rophosphosilicaté (ou BPSG), avec une épaisseur d'environ 700 nm. En- rophosphosilicate (or BPSG), with a thickness of about 700 nm. In-
suite, on forme également par CVD une couche de protection contre l'at- further, CVD also forms a protective layer against
taque 22, telle qu'une couche de nitrure de silicium ayant une épaisseur d'environ 100 nm. Ensuite, en utilisant des techniques classiques de photolithographie et d'attaque, on attaque successivement la couche de protection contre l'attaque 22, la couche isolante d'aplanissement 20 et la couche d'oxyde de grille 14. On forme ainsi des trous de contact 24a, plate 22, such as a layer of silicon nitride having a thickness of approximately 100 nm. Then, using conventional photolithography and etching techniques, the attack protection layer 22, the insulating leveling layer 20 and the gate oxide layer 14 are successively attacked. contact 24a,
24b pour des électrodes de stockage sur la surface supérieure de la cou- 24b for storage electrodes on the upper surface of the cover
che de protection contre l'attaque 22, ces trous s'étendant jusqu'à la surface des régions de drain 16a, 16b. On dépose ensuite une couche de silicium polycristallin 26. On implante de préférence des ions d'arsenic che against attack 22, these holes extending to the surface of the drain regions 16a, 16b. A layer of polycrystalline silicon 26 is then deposited. Arsenic ions are preferably implanted
dans la couche de silicium polycristallin 26, pour augmenter la conducti- in the polycrystalline silicon layer 26, to increase the conductivity
vité. Comme représenté sur la figure 2B, la couche de silicium polycris- quickly. As shown in Figure 2B, the layer of polycrystalline silicon
tallin 26 remplit complètement les trous de contact 24a, 24b et elle re- tallin 26 completely fills the contact holes 24a, 24b and it
couvre également la surface de la couche de protection contre l'attaque also covers the surface of the attack protection layer
22.22.
En se référant à la figure 2C, on note que l'on dépose ensuite sur la couche de silicium polycristallin 26 une couche isolante épaisse, telle qu'une couche de dioxyde de silicium ayant une épaisseur d'environ 700 nm. On utilise des techniques classiques de photolithographie et d'attaque pour définir un motif dans la couche isolante, de façon à former Referring to FIG. 2C, it is noted that there is then deposited on the polycrystalline silicon layer 26 a thick insulating layer, such as a layer of silicon dioxide having a thickness of approximately 700 nm. Conventional photolithography and etching techniques are used to define a pattern in the insulating layer, so as to form
des piliers isolants 28a, 28b, comme représenté sur la figure 2C. Les pi- insulating pillars 28a, 28b, as shown in Figure 2C. The pi-
liers isolants 28a, 28b se trouvent de préférence au-dessus des régions de drain respectives 16a et 16b, sur la couche de silicium polycristallin insulating wires 28a, 28b are preferably located above the respective drain regions 16a and 16b, on the layer of polycrystalline silicon
26. Des espaces 29 sont ainsi formés entre les piliers isolants 28a, 28b. 26. Spaces 29 are thus formed between the insulating pillars 28a, 28b.
En se référant à la figure 2D, on note que l'on forme successi- Referring to Figure 2D, we note that we successively form
vement par CVD une couche isolante 30, une couche de silicium poly- by CVD an insulating layer 30, a layer of poly-
cristallin 32 et une couche isolante 34. Les couches isolantes 30 et 34 peuvent consister par exemple en dioxyde de silicium. L'épaisseur de crystalline 32 and an insulating layer 34. The insulating layers 30 and 34 may consist, for example, of silicon dioxide. The thickness of
chaque couche parmi la couche isolante 30 et la couche de silicium poly- each layer among the insulating layer 30 and the poly-silicon layer
cristallin 32 peut être par exemple d'environ 100 nm. L'épaisseur de la couche isolante 34 est de préférence telle que cette couche soit capable lens 32 can be for example around 100 nm. The thickness of the insulating layer 34 is preferably such that this layer is capable
au moins de remplir complètement les espaces 29 entre les piliers iso- at least completely fill the spaces 29 between the iso-
lants 28a et 28b. Conformément au premier mode de réalisation préféré, lants 28a and 28b. In accordance with the first preferred embodiment,
I'épaisseur de la couche isolante 34 est d'environ 700 nm. Pour aug- The thickness of the insulating layer 34 is approximately 700 nm. To increase
menter la conductivité de la couche de silicium polycristallin 32, on peut lie about the conductivity of the polycrystalline silicon layer 32, we can
implanter dans celle-ci des ions d'arsenic. implant arsenic ions therein.
En se référant à la figure 2E, on note que l'on polit la surface de la structure qui est représentée sur la figure 2D, par une technique de Referring to FIG. 2E, we note that we polish the surface of the structure which is represented in FIG. 2D, by a technique of
polissage chimio-mécanique (ou CMP), au moins jusqu'à ce que le som- chemo-mechanical polishing (or CMP), at least until the
met des piliers isolants 28a, 28b soit mis à nu. puts insulating pillars 28a, 28b to be exposed.
En se référant à la figure 2F, on note qu'en utilisant des techni- Referring to FIG. 2F, it is noted that by using techniques
ques classiques de photolithographie et d'attaque, on attaque la couche isolante 34, la couche de silicium polycristallin 32, la couche isolante 30 et la couche de silicium polycristallin 26, pour former une ouverture 36; I'électrode de stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule ques conventional photolithography and etching, we attack the insulating layer 34, the polycrystalline silicon layer 32, the insulating layer 30 and the polycrystalline silicon layer 26, to form an opening 36; The storage capacitor storage electrode for each cell
de mémoire est maintenant définie par le placement des couches con- of memory is now defined by the placement of the layers
ductrices. De plus, par l'étape d'attaque mentionnée ci-dessus, les cou- conductive. In addition, by the attack step mentioned above, the
ches de silicium polycristallin 32 et 26 sont divisées en segments respec- poles of polycrystalline silicon 32 and 26 are divided into respective segments
tifs 32a, 32b et 26a, 26b. Ensuite, on forme des éléments d'espacement en silicium polycristallin 38a, 38b sur les parois latérales des ouvertures tifs 32a, 32b and 26a, 26b. Next, polycrystalline silicon spacers 38a, 38b are formed on the side walls of the openings.
36. Conformément au premier mode de réalisation préféré, on peut for- 36. According to the first preferred embodiment, one can form
mer les éléments d'espacement en silicium polycristallin 38a, 38b en for- sea the polycrystalline silicon spacers 38a, 38b in form-
mant une couche de silicium polycristallin avec une épaisseur d'environ nm, et en réduisant par attaque l'épaisseur de la couche de silicium polycristallin pour former les éléments d'espacement 38a, 38b. On peut implanter des ions d'arsenic dans la couche de silicium polycristallin pour mant a polycrystalline silicon layer with a thickness of about nm, and reducing by attack the thickness of the polycrystalline silicon layer to form the spacers 38a, 38b. Arsenic ions can be implanted in the polycrystalline silicon layer to
augmenter la conductivité des éléments d'espacement en silicium poly- increase the conductivity of poly- silicon spacers
cristallin 38a, 38b.lens 38a, 38b.
En se référant à la figure 2G, on note que l'on effectue une at- Referring to FIG. 2G, we note that we perform an at-
taque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'atta- wet tacking using the attack protection layer
que 22 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de as 22 as the end point of the attack, to remove the layers of
dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 34, 30 et les pi- bare silicon dioxide, which are the insulating layers 34, 30 and the
liers isolants 28a, 28b. Après l'étape d'attaque par voie humide, l'élec- insulating ties 28a, 28b. After the wet attack stage, the elect
trode de stockage du condensateur de stockage de dispositif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est représentée sur la figure 2G DRAM device storage capacitor storage trip is complete. The storage electrode which is shown in Figure 2G
comprend les couches de silicium polycristallin en forme de tronc infé- includes the layers of polycrystalline silicon in the form of a lower trunk
rieures 26a, 26b, les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 38a, 38b et les couches de silicium polycristallin en forme de branche 32a, 32b, qui ont une section transversale pratiquement en L. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 1 1 26b sont directement en contact avec les régions de drain respectives 26a, 26b, the upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 38a, 38b and the branch-shaped polycrystalline silicon layers 32a, 32b, which have a practically L-shaped cross section. The trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 1 1 26b are in direct contact with the respective drain regions
16a, 16b du transistor de transfert. Les sections transversales des cou- 16a, 16b of the transfer transistor. The cross sections of the cou-
ches de silicium polycristallin inférieures 26a, 26b ont une forme en T. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 38a, 38b sont connectées aux bords des couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures respectives 26a, 26b, et elles sont dressées de façon pratiquement verticale, c'est-à-dire normale à la surface de la lower polycrystalline silicon pins 26a, 26b have a T-shape. The upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 38a, 38b are connected to the edges of the respective lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b, and they are erected. practically vertically, i.e. normal to the surface of the
couche de protection contre l'attaque 22. Les couches de silicium poly- layer of protection against attack 22. The layers of poly-
cristallin en forme de tronc supérieures 38a, 38b forment des cylindres upper trunk-shaped lens 38a, 38b form cylinders
creux, et leurs sections transversales peuvent être circulaires ou rectan- hollow, and their cross sections can be circular or rectan-
gulaires. Les couches de silicium polycristallin en forme de branche 32a, 32b sont connectées aux surfaces intérieures des couches de silicium polycristallin supérieures respectives 38a, 38b, et elles s'étendent tout d'abord horizontalement vers l'intérieur, c'est-à-dire vers les régions de gular. The branch-shaped polycrystalline silicon layers 32a, 32b are connected to the interior surfaces of the respective upper polycrystalline silicon layers 38a, 38b, and they first extend horizontally inward, i.e. to the regions of
drain, sur une distance déterminée, et elles s'étendent ensuite verticale- drain, over a determined distance, and they then extend vertically-
ment, vers le haut. Le terme "électrode de stockage de type en arbre" désigne ici l'électrode de stockage terminée conforme à l'invention, du fait que sa structure est inhabituelle. Le condensateur comprenant "l'électrode de stockage de type en arbre" est donc appelé le ment, up. The term "tree type storage electrode" here designates the completed storage electrode according to the invention, because its structure is unusual. The capacitor comprising "the tree type storage electrode" is therefore called the
"condensateur de stockage de type en arbre". "tree type storage capacitor".
En se référant à la figure 2H, on note que l'on forme des pelli- Referring to FIG. 2H, it is noted that films are formed.
cules diélectriques 40a, 40b sur la surface des électrodes de stockage dielectric cells 40a, 40b on the surface of the storage electrodes
respectives (26a, 32a, 38a) et (26b, 32b, 38b). Chaque pellicule diélec- respective (26a, 32a, 38a) and (26b, 32b, 38b). Each dielect film
trique 40a, 40b peut être par exemple une couche de dioxyde de silicium, une couche de nitrure de silicium, une structure NO (nitrure de silicium/ dioxyde de silicium), ou une structure ONO (dioxyde de silicium/nitrure de plate 40a, 40b can be for example a layer of silicon dioxide, a layer of silicon nitride, a structure NO (silicon nitride / silicon dioxide), or an ONO structure (silicon dioxide / nitride of
silicium/dioxyde de silicium). Ensuite, on forme sur la surface des pelli- silicon / silicon dioxide). Then we form on the surface of the films
cules diélectriques 40a, 40b des électrodes opposées 42 consistant en silicium polycristallin. On fabrique les électrodes opposées en formant par CVD une couche de silicium polycristallin ayant une épaisseur qui est par exemple de 100 nm, en dopant la couche de silicium polycristallin, par exemple avec un dopant de type N, pour augmenter la conductivité, et en définissant un motif dans la couche de silicium polycristallin, par dielectric cells 40a, 40b of the opposite electrodes 42 consisting of polycrystalline silicon. The opposite electrodes are produced by forming by CVD a layer of polycrystalline silicon having a thickness which is for example 100 nm, by doping the layer of polycrystalline silicon, for example with an N-type dopant to increase the conductivity, and by defining a pattern in the polycrystalline silicon layer, by
l'utilisation de techniques classiques de photolithographie et d'attaque. the use of conventional photolithography and attack techniques.
Le condensateur de stockage de la cellule de DRAM est ainsi terminé. The DRAM cell storage capacitor is thus finished.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 2H, il appa- Although this is not shown in Figure 2H, it appears
raîtra clairement à l'homme de l'art que l'on peut fabriquer des lignes de mot, des plages de connexion, des interconnexions, des passivations et des boîtiers, conformément à des processus classiques, pour achever le circuit intégré de DRAM. Du fait que ces processus classiques ne sont pas liés à des caractéristiques de l'invention, il n'est pas nécessaire de It will be clear to those skilled in the art that word lines, connection pads, interconnects, passivations and housings can be made, according to conventional processes, to complete the integrated circuit of DRAM. Since these conventional processes are not related to features of the invention, there is no need to
les décrire en détail.describe them in detail.
Dans le premier mode de réalisation, la couche de silicium po- In the first embodiment, the silicon layer p-
lycristallin la plus basse, 26, est divisée en couches de silicium polycris- lowest lycrystalline, 26, is divided into layers of polycrystalline silicon
tallin en forme de tronc 26a, 26b pour chaque cellule de mémoire, comme représenté sur la figure 2F. Cependant, conformément à un autre mode tallin trunk-shaped 26a, 26b for each memory cell, as shown in Figure 2F. However, according to another mode
de réalisation préféré de l'invention, on peut définir un motif dans la cou- preferred embodiment of the invention, one can define a pattern in the
che de silicium polycristallin 26 pour former des couches de silicium po- polycrystalline silicon che 26 to form layers of silicon po-
lycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b pour chaque cellule de lycrystalline in the form of lower trunks 26a, 26b for each cell of
mémoire, juste après que la couche de silicium polycristallin 26 a été dé- memory, just after the polycrystalline silicon layer 26 has been de-
posée, comme représenté sur la figure 2B. Les processus ultérieurs sont ensuite accomplis d'une façon similaire à celle décrite ci-dessus. laid, as shown in Figure 2B. Subsequent processes are then accomplished in a manner similar to that described above.
Second mode de réalisation préféré Dans le premier mode de réalisation, chaque électrode de stockage comprend une seule couche d'électrode en forme de branche qui a pratiquement une section transversale en L. Le cadre de l'invention Second preferred embodiment In the first embodiment, each storage electrode comprises a single electrode layer in the form of a branch which has practically a cross section in L. The scope of the invention
n'est cependant pas limité à ce mode de réalisation particulier. Le nom- is however not limited to this particular embodiment. The name-
bre d'électrodes en forme de branche ayant une section pratiquement en bre of branch-shaped electrodes having a cross-section practically in
L peut être de deux, trois ou plus. On décrit pour le second mode de réa- L can be two, three or more. We describe for the second mode of reaction
lisation préféré une électrode de stockage avec deux couches d'électrode en forme de branche, ayant pratiquement une section en L. Preferred reading is a storage electrode with two electrode layers in the form of a branch, having practically an L-shaped section.
On décrira en détail en se référant aux figures 3A à 3E le se- We will describe in detail with reference to Figures 3A to 3E the se-
cond mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dispositif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage de cond preferred embodiment of the invention, relating to a semiconductor memory device with a storage capacitor
type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage de type en arbre du second mode de réalisation est basé sur la structure de tranche de la figure 2C. Les éléments des figures 3A à 3E qui sont identiques à ceux de la figure 2C The tree type storage capacitor of the second embodiment is based on the wafer structure of Figure 2C. The elements of FIGS. 3A to 3E which are identical to those of FIG. 2C
sont désignés par les mêmes références numériques. are designated by the same reference numerals.
En se référant aux figures 2C et 3A, on note que l'on accomplit une opération de CVD pour former alternativement des couches isolantes et des couches de silicium polycristallin, plus précisément une couche isolante 44, une couche de silicium polycristallin 46, une couche isolante 48, une couche de silicium polycristallin 50 et une couche isolante 52, en succession, comme représenté sur la figure 3A. Les couches isolantes 44, 48 et 52 peuvent être par exemple en dioxyde de silicium. L'épaisseur des couches isolantes 44, 48 et des couches de silicium polycristallin 46, peut être par exemple de 100 nm. L'épaisseur de la couche isolante Referring to FIGS. 2C and 3A, it is noted that a CVD operation is carried out to alternately form insulating layers and polycrystalline silicon layers, more precisely an insulating layer 44, a polycrystalline silicon layer 46, an insulating layer 48, a polycrystalline silicon layer 50 and an insulating layer 52, in succession, as shown in FIG. 3A. The insulating layers 44, 48 and 52 may for example be made of silicon dioxide. The thickness of the insulating layers 44, 48 and of the polycrystalline silicon layers 46, may for example be 100 nm. The thickness of the insulating layer
52 peut être par exemple de 700 nm, et cette couche remplit de préfé- 52 can be for example 700 nm, and this layer fills with
rence les espaces 29 entre les piliers isolants 28a, 28b. On peut implan- the spaces 29 between the insulating pillars 28a, 28b. We can implant
ter des ions, tels que des ions d'arsenic, dans les couches de silicium ter ions, such as arsenic ions, in silicon layers
polycristallin, pour améliorer leur conductivité. polycrystalline, to improve their conductivity.
En se référant à la figure 3B, on note que l'on peut utiliser une technique de polissage chimio-mécanique pour polir la surface de la structure qui est représentée sur la figure 3A, au moins jusqu'à ce que Referring to Figure 3B, note that one can use a chemo-mechanical polishing technique to polish the surface of the structure which is shown in Figure 3A, at least until
les sommets des piliers isolants 28a, 28b soient mis à nu. the tops of the insulating pillars 28a, 28b are exposed.
En se référant à la figure 3C, on note que l'on utilise des tech- Referring to FIG. 3C, it is noted that techniques are used.
niques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer la cou- classic photolithography and attack picnics to attack the
che isolante 52, la couche de silicium polycristallin 50, la couche isolante 48, la couche de silicium polycristallin 46, la couche isolante 44 et la couche de silicium polycristallin 26, en succession. Ainsi, on forme une insulating che 52, the polycrystalline silicon layer 50, the insulating layer 48, the polycrystalline silicon layer 46, the insulating layer 44 and the polycrystalline silicon layer 26, in succession. So, we form a
ouverture 54 et on définit le motif de l'électrode de stockage du conden- opening 54 and the pattern of the condensate storage electrode is defined
* sateur de stockage pour chaque cellule de mémoire. De plus, par l'étape* storage space for each memory cell. In addition, by the stage
d'attaque mentionnée ci-dessus, on divise les couches de silicium poly- above mentioned attack, we divide the layers of poly-
cristallin 50, 46 et 26 en segments respectifs 50a, 50b, 46a, 46b et 26a, lens 50, 46 and 26 in respective segments 50a, 50b, 46a, 46b and 26a,
26b. On forme ensuite des éléments d'espacement en silicium polycris- 26b. Next, polycrystalline silicon spacers are formed
tallin 56a, 56b sur les parois latérales de l'ouverture 54. Conformément tallin 56a, 56b on the side walls of the opening 54. In accordance
au second mode de réalisation préféré, on peut former les éléments d'es- in the second preferred embodiment, the test elements can be formed
pacement en silicium polycristallin 56a, 56b en formant une couche de silicium polycristallin d'une épaisseur d'environ 100 nm, et en réduisant par attaque l'épaisseur de la couche de silicium polycristallin pour former polycrystalline silicon pitch 56a, 56b by forming a polycrystalline silicon layer with a thickness of about 100 nm, and reducing by attack the thickness of the polycrystalline silicon layer to form
les éléments d'espacement 56a, 56b. On peut implanter des ions d'arse- the spacers 56a, 56b. We can implant arse ions
nic dans la couche de silicium polycristallin pour augmenter la conducti- nic in the polycrystalline silicon layer to increase the conductivity
vité des éléments d'espacement en silicium polycristallin 56a, 56b. vity of the polycrystalline silicon spacers 56a, 56b.
En se référant à la figure 3D, on note que l'on effectue une opération d'attaque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'attaque 22 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 52, 48 et 44, et les piliers isolants 28a, 28b. Après l'étape d'attaque par voie humide, I'électrode de stockage du condensateur de stockage de dispo- sitif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est représentée sur la figure 3D comprend les couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b, les couches de silicium polycristallin en forme Referring to FIG. 3D, it is noted that a wet attack operation is carried out using the protective layer against attack 22 as the end point of the attack, to remove the layers of dioxide. of bare silicon, which are the insulating layers 52, 48 and 44, and the insulating pillars 28a, 28b. After the wet etching step, the storage electrode of the device storage capacitor DRAM is finished. The storage electrode which is represented in FIG. 3D comprises the lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b, the shaped polycrystalline silicon layers
de tronc supérieures 56a, 56b, et les deux couches de silicium polycris- upper trunk 56a, 56b, and the two layers of polycrystalline silicon
tallin en forme de branche 46a, 50a, 46b, 50b, qui ont pratiquement une section transversale en L. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b viennent directement en contact avec les régions de drain respectives 16a, 16b des transistors de transfert. Les sections transversales des couches de silicium polycristallin inférieures 26a, 26b ont une forme en T. Les couches de silicium polycristallin en branch-shaped tallow 46a, 50a, 46b, 50b, which have practically a cross section in L. The lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b come directly into contact with the respective drain regions 16a, 16b of the transistors transfer. The cross sections of the lower polycrystalline silicon layers 26a, 26b have a T shape. The polycrystalline silicon layers in
forme de tronc supérieures 56a, 56b sont connectées aux bords des cou- upper trunk shape 56a, 56b are connected to the edges of the necks
ches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures respectives, 26a, 26b, et elles sont dressées de façon pratiquement verticale. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 56a, 56b polycrystalline silicon ches in the form of respective lower trunks, 26a, 26b, and they are erected practically vertically. The upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 56a, 56b
sont réalisées sous la forme de cylindres creux dont les sections trans- are produced in the form of hollow cylinders whose cross sections
versales peuvent être circulaires ou rectangulaires. Les deux couches de versales can be circular or rectangular. The two layers of
silicium polycristallin en forme de branche 46a, 50a, 46b, 50b sont con- branch-shaped polycrystalline silicon 46a, 50a, 46b, 50b are con-
nectées aux surfaces intérieures des couches de silicium polycristallin nected to the interior surfaces of the polycrystalline silicon layers
supérieures respectives, 56a, 56b, et elles s'étendent tout d'abord hori- respective upper, 56a, 56b, and they extend first hori-
zontalement vers l'intérieur sur une distance déterminée, après quoi elles horizontally inward for a specified distance, after which they
s'étendent verticalement vers le haut. extend vertically upwards.
En se référant à la figure 3E, on note que l'on forme des pelli- Referring to FIG. 3E, it is noted that films are formed.
cules diélectriques 58a, 58b sur la surface des électrodes de stockage respectives (26a, 46a, 50a, 56a) et (26b, 46b, 50b, 56b). Ensuite, on dielectric cells 58a, 58b on the surface of the respective storage electrodes (26a, 46a, 50a, 56a) and (26b, 46b, 50b, 56b). Then we
forme des électrodes opposées 60, en silicium polycristallin, sur la sur- forms opposite electrodes 60, made of polycrystalline silicon, on the surface
face des pellicules diélectriques 58a, 58b. On fabrique les électrodes op- face of the dielectric films 58a, 58b. We manufacture the electrodes op-
posées en formant une couche de silicium polycristallin ayant par exem- laid by forming a polycrystalline silicon layer having for example-
ple une épaisseur de 100 nm, par CVD, en dopant la couche de silicium polycristallin avec par exemple un dopant de type N, pour augmenter la ple a thickness of 100 nm, by CVD, by doping the polycrystalline silicon layer with for example an N-type dopant, to increase the
conductivité, et en définissant un motif dans la couche de silicium poly- conductivity, and by defining a pattern in the poly- silicon layer
cristallin, par l'utilisation de techniques classiques de photolithographie et d'attaque. Le condensateur de stockage de la cellule de DRAM est crystalline, by the use of classical photolithography and attack techniques. The DRAM cell storage capacitor is
alors terminé.then finished.
Troisième mode de réalisation Dans les premier second modes de réalisation préférés, les couches d'électrode en forme de branche de l'électrode de stockage ont des sections transversales en L. L'invention n'est cependant pas limitée à Third embodiment In the first second preferred embodiments, the branch-shaped electrode layers of the storage electrode have L-shaped cross sections. The invention is not, however, limited to
ceci. On va décrire, pour le mode de réalisation préféré suivant, une cou- this. A description will be given, for the following preferred embodiment, of a
che d'électrode en forme de branche ayant une section transversale en branch electrode electrode having a cross section in
forme de pilier.pillar shape.
En se référant aux figures 4A à 4D, on décrira en détail le troi- Referring to FIGS. 4A to 4D, the third will be described in detail.
sième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dispositif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage de 5th preferred embodiment of the invention, relating to a semiconductor memory device with a storage capacitor
type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage de type en arbre du troisième mode de réalisation est basé sur la structure de tranche de la figure 2C, The tree type storage capacitor of the third embodiment is based on the wafer structure of FIG. 2C,
et il comprend des éléments supplémentaires. Les éléments sur les figu- and it includes additional elements. The elements on the fig-
res 4A à 4D qui sont identiques à ceux de la figure 2C sont désignés res 4A to 4D which are identical to those of FIG. 2C are designated
pare les mêmes références numériques. has the same reference numbers.
En se référant aux figures 2C et 4A, on note que l'on forme des éléments d'espacement en silicium polycristallin 62a, 62b sur les parois latérales des piliers isolants 28a, 28b. Conformément au troisième mode de réalisation préféré, on fabrique les éléments d'espacement en silicium polycristallin 62a, 62b en déposant une couche de silicium polycristallin avec une épaisseur d'environ 100 nm, et en réduisant par attaque Referring to Figures 2C and 4A, it is noted that polycrystalline silicon spacers 62a, 62b are formed on the side walls of the insulating pillars 28a, 28b. According to the third preferred embodiment, the polycrystalline silicon spacers 62a, 62b are manufactured by depositing a layer of polycrystalline silicon with a thickness of approximately 100 nm, and reducing by attack
l'épaisseur de la couche de silicium polycristallin, pour former les élé- the thickness of the polycrystalline silicon layer, to form the elements
ments d'espacement 62a, 62b. Pour améliorer la conductivité de la cou- spacers 62a, 62b. To improve the conductivity of the cou-
che de silicium polycristallin, on peut implanter dans celle-ci des ions tels que de l'arsenic. On effectue ensuite une opération de CVD pour déposer une couche isolante épaisse 64. Il est préférable que l'espace entre les In polycrystalline silicon, ions such as arsenic can be implanted therein. A CVD operation is then carried out to deposit a thick insulating layer 64. It is preferable that the space between the
piliers isolants 28a, 28b soit ainsi rempli. insulating pillars 28a, 28b is thus filled.
En se référant à la figure 4B, on note que l'on utilise une tech- Referring to FIG. 4B, it is noted that a technique is used.
nique de polissage chimio-mécanique pour polir la surface de la structure représentée sur la figure 4A, de préférence jusqu'à ce que les sommets des piliers isolants 28a, 28b et les éléments d'espacement en silicium chemo-mechanical polishing nick to polish the surface of the structure shown in Figure 4A, preferably until the tops of the insulating pillars 28a, 28b and the silicon spacers
polycristallin 62a, 62b soient mis à nu. polycrystalline 62a, 62b are exposed.
En se référant à la figure 4C, on note que l'on utilise des tech- Referring to FIG. 4C, it is noted that techniques are used.
niques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer suc- classic photolithography and attack nics to attack successfully
cessivement la couche isolante épaisse 64 et la couche de silicium poly- the thick insulating layer 64 and the poly- silicon layer
cristallin 26; ainsi, on forme une ouverture 66 et on définit un motif pour l'électrode de stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule lens 26; thus, an opening 66 is formed and a pattern is defined for the storage electrode of the storage capacitor for each cell
de mémoire. De plus, par l'étape d'attaque mentionnée ci-dessus, on di- of memory. In addition, by the attack step mentioned above, we di-
vise la couche de silicium polycristallin 26 en segments respectifs 26a, targets the polycrystalline silicon layer 26 into respective segments 26a,
26b. On forme ensuite des éléments d'espacement en silicium polycris- 26b. Next, polycrystalline silicon spacers are formed
tallin 68a, 68b sur les parois latérales de l'ouverture 66; En se référant à la figure 4D, on note que l'on effectue une opération d'attaque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'attaque 22 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont la couche isolante 64 et les tallin 68a, 68b on the side walls of the opening 66; Referring to FIG. 4D, it is noted that a wet attack operation is carried out using the attack protective layer 22 as the end point of the attack, to remove the layers of dioxide. of bare silicon, which are the insulating layer 64 and the
piliers isolants 28a, 28b. Après l'étape d'attaque par voie humide, l'élec- insulating pillars 28a, 28b. After the wet attack stage, the elect
trode de stockage du condensateur de stockage de dispositif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est représentée sur la figure 4D DRAM device storage capacitor storage trip is complete. The storage electrode which is shown in Figure 4D
comprend les couches de silicium polycristallin en forme de tronc infé- includes the layers of polycrystalline silicon in the form of a lower trunk
rieures 26a, 26b, les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 68a, 68b et les couches de silicium polycristallin en forme de branche 62a, 62b, qui ont une section transversale pratiquement en forme de pilier. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b sont directement en contact avec les régions de drain respectives 16a, 16b des transistors de transfert. Les sections transversales des couches de silicium polycristallin inférieures 26a, 26b ont une forme en T. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 68a, 68b sont connectées aux bords des couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures respectives 26a, 26b, 26a, 26b, the upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 68a, 68b and the branch-shaped polycrystalline silicon 62a, 62b, which have a substantially pillar-shaped cross section. The lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b are directly in contact with the respective drain regions 16a, 16b of the transfer transistors. The cross sections of the lower polycrystalline silicon layers 26a, 26b have a T-shape. The upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 68a, 68b are connected to the edges of the respective lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b,
et elles s'élèvent de façon pratiquement verticale. Les couches de sili- and they rise almost vertically. The layers of sili-
cium polycristallin en forme de tronc supérieures 68a, 68b sont réalisées sous la forme de cylindres creux dont les sections transversales peuvent être circulaires ou rectangulaires. Les couches de silicium polycristallin en forme de branche 62a, 62b sont connectées à la surface supérieure des couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, polycrystalline cium in the form of upper trunks 68a, 68b are produced in the form of hollow cylinders, the cross sections of which can be circular or rectangular. The branch-shaped polycrystalline silicon layers 62a, 62b are connected to the upper surface of the lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a,
26b, et elles s'étendent en direction verticale. Conformément au troi- 26b, and they extend in a vertical direction. In accordance with the three-
sième mode de réalisation préféré, les couches de silicium polycristallin 62a, 62b sont réalisées sous la forme de cylindres pratiquement creux dont les sections transversales dépendent essentiellement de la section transversale des piliers isolants 28a, 28b, qui peut être circulaire ou rectangulaire. Les couches de silicium polycristallin en forme de branche 62a, 62b sont placées entre les couches de silicium polycristallin en Fifth preferred embodiment, the polycrystalline silicon layers 62a, 62b are produced in the form of practically hollow cylinders whose cross sections depend essentially on the cross section of the insulating pillars 28a, 28b, which can be circular or rectangular. The branch-shaped polycrystalline silicon layers 62a, 62b are placed between the polycrystalline silicon layers in
forme de tronc supérieures 68a, 68b. upper trunk shape 68a, 68b.
Quatrième mode de réalisation préféré On décrit dans ce qui suit le quatrième mode de réalisation Fourth preferred embodiment The fourth embodiment is described below.
préféré du condensateur de stockage, qui comprend des couches d'élec- preferred storage capacitor, which includes electrical layers
trode en forme de branche qui ont une section transversale en L, et des branch-shaped trodes that have an L-shaped cross section, and
couches d'électrode en forme de branche qui ont une section transver- branch-shaped electrode layers which have a cross-section
sale en forme de pilier. On forme le quatrième mode de réalisation préfé- dirty pillar shaped. The fourth preferred embodiment is formed.
ré en combinant des aspects des premier et troisième modes de réalisa- d by combining aspects of the first and third embodiments
tion préférés. On réalise donc une structure qui combine les caractéristi- preferred. We therefore create a structure that combines the characteristics
ques des premier et troisième modes de réalisation préférés. than the first and third preferred embodiments.
En se référant aux figures 5A à 5C, on va décrire en détail le Referring to FIGS. 5A to 5C, we will describe in detail the
quatrième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dis- fourth preferred embodiment of the invention, relating to a device
positif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage semiconductor memory positive with a storage capacitor
de type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage du quatrième mode de réalisation est basé sur la structure de tranche de la figure 2C. Les éléments sur les figures 5A à 5E qui sont identiques à ceux de la figure 2C sont désignés The storage capacitor of the fourth embodiment is based on the wafer structure of Figure 2C. The elements in FIGS. 5A to 5E which are identical to those in FIG. 2C are designated
par les mêmes références numériques. by the same reference numbers.
En se référant aux figures 2C et 5A, on note que l'on forme des éléments d'espacement en silicium polycristallin 70a, 70b sur les parois Referring to FIGS. 2C and 5A, it is noted that polycrystalline silicon spacers 70a, 70b are formed on the walls
latérales des piliers isolants respectifs 28a, 28b. On fabrique les élé- lateral of the respective insulating pillars 28a, 28b. We make the elements
ments d'espacement en silicium polycristallin en déposant une couche de polycrystalline silicon spacers by depositing a layer of
silicium polycristallin avec une épaisseur d'environ 100 nm, et en rédui- polycrystalline silicon with a thickness of about 100 nm, and reducing
sant par attaque l'épaisseur de la couche de silicium polycristallin pour former des éléments d'espacement. On dépose ensuite successivement, par CVD, une couche isolante 72 et une couche de silicium polycristallin by attacking the thickness of the polycrystalline silicon layer to form spacers. Then deposited successively, by CVD, an insulating layer 72 and a layer of polycrystalline silicon
74. Après ceci, on dépose une couche isolante épaisse. 74. After this, a thick insulating layer is deposited.
En se référant à la figure 5B, on note que l'on réalise la struc- Referring to FIG. 5B, we note that we realize the struc-
ture qui est représentée en employant les processus décrits précédem- which is represented using the processes described above.
ment en relation avec les figures 2E et 2F. En d'autres termes, on utilise une technique de polissage chimio-mécanique pour polir la surface de la ment in relation to FIGS. 2E and 2F. In other words, a chemo-mechanical polishing technique is used to polish the surface of the
structure qui est représentée sur la figure 5A, jusqu'à ce que les som- structure which is shown in FIG. 5A, until the summits
mets des piliers isolants 28a, 28b, les sommets des éléments d'espace- put insulating pillars 28a, 28b, the tops of the space elements-
ment en silicium polycristallin 70a, 70b et les sommets de la couche de polycrystalline silicon 70a, 70b and the vertices of the
silicium polycristallin 74 soient mis à nu. polycrystalline silicon 74 are exposed.
On utilise des techniques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession la couche isolante 76, la couche de silicium polycristallin 74, la couche isolante 72 et la couche de silicium polycristallin 26; ainsi, on forme une ouverture 78 et on définit le motif de l'électrode de stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule Conventional photolithography and etching techniques are used to attack in succession the insulating layer 76, the polycrystalline silicon layer 74, the insulating layer 72 and the polycrystalline silicon layer 26; thus, an opening 78 is formed and the pattern of the storage electrode of the storage capacitor is defined for each cell.
de mémoire. De plus, par l'étape d'attaque mentionnée ci-dessus, on di- of memory. In addition, by the attack step mentioned above, we di-
vise les couches de silicium polycristallin 74 et 26 en segments respectifs 74a, 74b et 26a, 26b. On forme ensuite des éléments d'espacement en targets the polycrystalline silicon layers 74 and 26 in respective segments 74a, 74b and 26a, 26b. Then we form spacers in
silicium polycristallin 80a, 80b sur les parois latérales de l'ouverture 78. polycrystalline silicon 80a, 80b on the side walls of the opening 78.
En se référant à la figure 5C, on note que l'on effectue une at- Referring to FIG. 5C, it is noted that one performs an at-
taque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'atta- wet tacking using the attack protection layer
que 22 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 76 et 72 et les as 22 as the end point of the attack, to remove the bare silicon dioxide layers, which are the insulating layers 76 and 72 and the
piliers isolants 28a, 28b. Après l'étape d'attaque par voie humide, l'élec- insulating pillars 28a, 28b. After the wet attack stage, the elect
trode de stockage du condensateur de stockage de dispositif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est représenté sur la figure 5C DRAM device storage capacitor storage trip is complete. The storage electrode which is shown in Figure 5C
comprend les couches de silicium polycristallin en forme de tronc infé- includes the layers of polycrystalline silicon in the form of a lower trunk
rieures 26a, 26b, les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 80a, 80b, les couches de silicium polycristallin en forme de branche 70a, 70b qui ont pratiquement une section transversale en forme de pilier, et les couches de silicium polycristallin en forme de branche 74a, 74b, qui ont pratiquement une section transversale en L. layers 26a, 26b, the upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 80a, 80b, the branch-shaped polycrystalline silicon layers 70a, 70b which have practically a pillar-shaped cross section, and the polycrystalline silicon-shaped layers branch 74a, 74b, which have practically a cross section in L.
Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc infé- The layers of polycrystalline silicon in the form of a lower trunk
rieures 26a, 26b sont directement en contact avec les régions de drain lines 26a, 26b are in direct contact with the drain regions
respectives 16a, 16b des transistors de transfert. Les sections transver- respective 16a, 16b of the transfer transistors. The cross sections
sales des couches de silicium polycristallin inférieures 26a, 26b ont une dirty lower polycrystalline silicon layers 26a, 26b have a
forme en T. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supé- T-shape. The layers of polycrystalline silicon in the shape of a trunk
rieures 80a, 80b sont connectées aux bords des couches de silicium po- 80a, 80b are connected to the edges of the silicon layers for
lycristallin en forme de tronc inférieures respectives, 26a, 26b, et elles lycristalline in the form of respective lower trunks, 26a, 26b, and they
s'élèvent de façon pratiquement verticale. Les couches de silicium poly- rise almost vertically. Poly- silicon layers
cristallin en forme de tronc supérieures 80a, 80b sont réalisées sous la crystalline upper trunk 80a, 80b are produced under the
forme de cylindres creux dont les sections transversales peuvent être cir- shape of hollow cylinders whose cross sections can be circumvented
culaires ou rectangulaires. Les couches de silicium polycristallin en forme de branche 74a, 74b, qui ont pratiquement une section transversale en L, circular or rectangular. The branch-shaped polycrystalline silicon layers 74a, 74b, which have practically an L-shaped cross section,
sont connectées à la surface intérieure de la couche de silicium poly- are connected to the inner surface of the poly- silicon layer
cristallin supérieure 80a, 80b, elles s'étendent horizontalement vers l'in- upper lens 80a, 80b, they extend horizontally towards the inside
térieur sur une distance prédéterminée, et elles s'étendent ensuite de façon pratiquement verticale. Les couches de silicium polycristallin en anterior distance over a predetermined distance, and then extend substantially vertically. The polycrystalline silicon layers in
forme de branche 70a, 70b, qui ont une section transversale pratique- branch shape 70a, 70b, which have a practical cross-section
ment en forme de pilier, sont connectées aux surfaces supérieures des couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b, et elles s'étendent pratiquement verticalement. Les couches de silicium polycristallin en forme de branche 70a, 70b sont réalisées sous la forme Pillar-shaped, are connected to the upper surfaces of the lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b, and they extend practically vertically. The branch-shaped polycrystalline silicon layers 70a, 70b are produced in the form
de cylindres pratiquement creux.of practically hollow cylinders.
Cinquième mode de réalisation préféré On décrit pour le cinquième mode de réalisation préféré une autre électrode de stockage ayant une structure similaire à celle qui est Fifth preferred embodiment Another storage electrode having a structure similar to that described is described for the fifth preferred embodiment.
décrite dans le quatrième mode de réalisation, mais fabriquée d'une ma- described in the fourth embodiment, but made of a material
nière différente.different way.
On décrira en détail, en se référant aux figures 6A à 6D, le cin- We will describe in detail, with reference to FIGS. 6A to 6D, the cin-
quième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dispo- the fifth preferred embodiment of the invention, relating to a device
sitif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage semiconductor memory device with a storage capacitor
de type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage du cinquième mode de réalisation est basé sur la structure de tranche de la figure 2C. Les éléments des figures 6A à 6D qui sont identiques à ceux de la figure 2C sont désignés The storage capacitor of the fifth embodiment is based on the wafer structure of Figure 2C. The elements of FIGS. 6A to 6D which are identical to those of FIG. 2C are designated
par les mêmes références numériques. by the same reference numbers.
En se référant aux figures 2C et 6A, on note que l'on dépose de manière alternée, par CVD, des couches de silicium polycristallin et des couches isolantes. Comme représenté sur la figure 6A, on dépose en succession une couche de silicium polycristallin 84, une couche isolante 86, une couche de silicium polycristallin 88 et une couche isolante Referring to FIGS. 2C and 6A, it is noted that layers of polycrystalline silicon and insulating layers are deposited alternately by CVD. As shown in FIG. 6A, a layer of polycrystalline silicon 84, an insulating layer 86, a layer of polycrystalline silicon 88 and an insulating layer are deposited in succession.
épaisse 90.thick 90.
En se référant à la figure 6B, on note que l'on utilise une tech- Referring to FIG. 6B, it is noted that a technique is used.
nique de polissage chimio-mécanique pour polir la surface de la structure chemo-mechanical polishing tool to polish the surface of the structure
qui est représentée sur la figure 6A, jusqu'à ce que les sommets des pi- which is represented in FIG. 6A, until the vertices of the peaks
liers isolants 28a, 28b soient mis à nu. insulating ties 28a, 28b are exposed.
En se référant à la figure 6C, on note que l'on utilise des tech- Referring to FIG. 6C, it is noted that techniques are used.
niques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession la couche isolante 90, la couche de silicium polycristallin 88, la couche isolante 86, la couche de silicium polycristallin 84 et la couche de silicium polycristallin 26; ainsi, on forme une ouverture 92 et on définit un motif pour l'électrode de stockage du condensateur de stockage pour conventional photolithography and etching nics for successively attacking the insulating layer 90, the polycrystalline silicon layer 88, the insulating layer 86, the polycrystalline silicon layer 84 and the polycrystalline silicon layer 26; thus, an opening 92 is formed and a pattern is defined for the storage electrode of the storage capacitor for
chaque cellule de mémoire. De plus, par l'étape d'attaque mentionnée ci- each memory cell. In addition, by the attack step mentioned above
dessus, on divise les couches de silicium polycristallin 88, 84 et 26 en segments respectifs 88a, 88b, 84a, 84b et 26a, 26b. On forme ensuite above, the polycrystalline silicon layers 88, 84 and 26 are divided into respective segments 88a, 88b, 84a, 84b and 26a, 26b. We then train
des éléments d'espacement en silicium polycristallin 94a, 94b sur les pa- polycrystalline silicon spacers 94a, 94b on the sides
rois latérales de l'ouverture 92.lateral kings of the opening 92.
En se référant à la figure 6D, on note que l'on effectue une opération d'attaque par voie humide, en utilisant la couche de protection contre l'attaque 22 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 90 et Referring to Figure 6D, it is noted that a wet attack operation is carried out, using the attack protective layer 22 as the end point of the attack, to remove the layers of bare silicon dioxide which are the insulating layers 90 and
86 et les piliers isolants 28a, 28b. Après l'étape d'attaque par voie hu- 86 and the insulating pillars 28a, 28b. After the attack stage by humane
mide, l'électrode de stockage du condensateur de stockage de dispositif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est représentée sur la figure 6D comprend les couches de silicium polycristallin inférieures 26a, 26b, les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures mide, the storage electrode of the DRAM device storage capacitor is complete. The storage electrode which is represented in FIG. 6D comprises the lower polycrystalline silicon layers 26a, 26b, the upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers
94a, 94b, et les deux couches de silicium polycristallin en forme de bran- 94a, 94b, and the two layers of polycrystalline silicon in the form of bran-
che 84a, 88a, 84b, 88b, qui ont une section transversale pratiquement en L. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures che 84a, 88a, 84b, 88b, which have a practically L-shaped cross section. The lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers
26a, 26b sont directement en contact avec les régions de drain respecti- 26a, 26b are in direct contact with the respective drain regions
ves 16a, 16b des transistors de transfert. Les sections transversales des couches de silicium polycristallin inférieures 26a, 26b ont une forme en T. Les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures ves 16a, 16b of the transfer transistors. The cross sections of the lower polycrystalline silicon layers 26a, 26b have a T-shape. The upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers
94a, 94b sont connectées aux bords des couches de silicium polycristal- 94a, 94b are connected to the edges of the polycrystalline silicon layers
lin en forme de tronc inférieures respectives, 26a, 26b, et elles s'élèvent de façon pratiquement verticale. Les couches de silicium polycristallin en flax in the form of respective lower trunks, 26a, 26b, and they rise practically vertically. The polycrystalline silicon layers in
forme de tronc supérieures 94a, 94b sont réalisées sous la forme de cy- form of upper trunk 94a, 94b are produced in the form of cy-
lindres creux dont les sections transversales peuvent être circulaires ou rectangulaires. Les deux couches de silicium polycristallin en forme de branche 84a, 88a, 84b, 88b sont connectées aux surfaces intérieures des hollow linders whose cross sections may be circular or rectangular. The two layers of branch-shaped polycrystalline silicon 84a, 88a, 84b, 88b are connected to the interior surfaces of the
couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures respecti- polycrystalline silicon layers in the form of upper trunk respectively
ves, 94a, 94b, et elles s'étendent tout d'abord horizontalement vers l'inté- ves, 94a, 94b, and they first extend horizontally inward
rieur sur une distance prédéterminée, et elles s'étendent ensuite de fa- laughing for a predetermined distance, and then they extend in a
çon pratiquement verticale. La structure conforme à ce mode de réalisa- practically vertical lesson. The structure in accordance with this embodiment
tion préféré diffère du second mode de réalisation préféré (figures 3A à preferred tion differs from the second preferred embodiment (Figures 3A to
3E) par le fait que les parties inférieures des couches de silicium poly- 3E) by the fact that the lower parts of the poly-
cristallin en forme de branche 84a, 84b sont directement en contact avec les surfaces supérieures des couches de silicium polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b. Par conséquent, la structure de l'électrode crystal in the form of a branch 84a, 84b are directly in contact with the upper surfaces of the lower trunk-shaped polycrystalline silicon layers 26a, 26b. Therefore, the structure of the electrode
de stockage conforme au cinquième mode de réalisation préféré est si- storage according to the fifth preferred embodiment is if
milaire à la structure du second mode de réalisation préféré. related to the structure of the second preferred embodiment.
Sixième mode de réalisation préféré On décrit, pour le sixième mode de réalisation préféré, une électrode de stockage ayant une structure différente, qui est fabriquée Sixth preferred embodiment For the sixth preferred embodiment, there is described a storage electrode having a different structure, which is manufactured
par un processus différent. La structure de l'électrode de stockage con- by a different process. The structure of the storage electrode con-
forme au sixième mode de réalisation préféré est très semblable à la form to the sixth preferred embodiment is very similar to the
structure conforme au second mode de réalisation préféré. Une diffé- structure according to the second preferred embodiment. A differ-
rence entre les deux modes de réalisation consiste en ce que la couche de silicium polycristallin en forme de tronc inférieure de l'électrode de stockage conforme au sixième mode de réalisation préféré comprend une The difference between the two embodiments consists in that the layer of polycrystalline silicon in the form of a lower trunk of the storage electrode according to the sixth preferred embodiment comprises a
partie creuse. Par conséquent, I'aire de surface de l'électrode de stock- hollow part. Therefore, the surface area of the storage electrode-
age est augmentée.age is increased.
En se référant aux figures 7A à 7D, on va décrire en détail le Referring to Figures 7A to 7D, we will describe in detail the
sixième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dispo- sixth preferred embodiment of the invention, relating to an arrangement
sitif de mémoire à semiconducteurs ayant un condensateur de stockage semiconductor memory device having a storage capacitor
de type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage du sixième mode de réalisation préféré est basé sur la structure de tranche de la figure 2A. Les éléments sur les figures 7A à 7D qui sont identiques à ceux de la figure 2A sont The storage capacitor of the sixth preferred embodiment is based on the wafer structure of Figure 2A. The elements in FIGS. 7A to 7D which are identical to those in FIG. 2A are
désignés par les mêmes références numériques. designated by the same reference numerals.
En se référant aux figures 2A et 7A, on note que l'on dépose Referring to Figures 2A and 7A, we note that we deposit
par CVD, pour l'aplanissement, une couche isolante 96, telle qu'une cou- by CVD, for flattening, an insulating layer 96, such as a layer
che de verre borophosphosilicaté (ou BPSG). Ensuite, on forme par CVD borophosphosilicate glass (or BPSG). Then we train by CVD
une couche de protection contre l'attaque 98, telle qu'une couche de ni- a layer of protection against attack 98, such as a layer of ni-
trure de silicium. Ensuite, en utilisant des techniques classiques de pho- trure of silicon. Then, using classical pho-
tolithographie et d'attaque, on attaque successivement la couche de protection contre l'attaque 98, la couche isolante 96 et la couche d'oxyde de grille 14; on forme ainsi des trous de contact 100a, 100b pour des électrodes de stockage, qui s'étendent à partir de la surface supérieure tolithography and attack, the attack protection layer 98, the insulating layer 96 and the gate oxide layer 14 are successively attacked; contact holes 100a, 100b are thus formed for storage electrodes, which extend from the upper surface
de la couche de protection contre l'attaque 98 jusqu'à la surface des ré- from the attack protection layer 98 to the surface of the
gions de drain 16a, 16b. On dépose ensuite une couche de silicium poly- drain regions 16a, 16b. Then a layer of poly- silicon is deposited.
cristallin 102. Pour augmenter la conductivité de la couche de silicium crystalline 102. To increase the conductivity of the silicon layer
polycristallin, on implante dans cette dernière des ions tels que de l'arse- polycrystalline, we implant in the latter ions such as arse-
nic. Comme représenté sur la figure 7A, la couche de silicium polycristal- nic. As shown in FIG. 7A, the layer of polycrystalline silicon
lin 102 recouvre la surface de la couche de protection contre l'attaque 98 et les parois latérales intérieures des trous de contact 100a, 100b, mais elle ne remplit pas complètement les trous de contact 100a, 100b. Il en résulte que la couche de silicium polycristallin 102 est creuse et a une section transversale en U. linen 102 covers the surface of the attack protection layer 98 and the interior side walls of the contact holes 100a, 100b, but it does not completely fill the contact holes 100a, 100b. As a result, the polycrystalline silicon layer 102 is hollow and has a U-shaped cross section.
En se référant à la figure 7B, on note que l'on dépose une cou- Referring to FIG. 7B, it is noted that a layer is deposited
che isolante épaisse, telle qu'une couche de dioxyde de silicium ayant une épaisseur d'environ 700 nm. On définit ensuite la couche isolante épaisse en utilisant des techniques classiques de photolithographie et thick insulating che, such as a layer of silicon dioxide having a thickness of about 700 nm. The thick insulating layer is then defined using conventional photolithography techniques and
d'attaque, de façon à former des piliers isolants 104a, 104b, comme re- attack, so as to form insulating pillars 104a, 104b, as
présenté sur la figure 7B. Les piliers isolants 104a, 104b se trouvent de préférence au-dessus des régions de drain respectives 16a et 16b, sur la couche de silicium polycristallin 26, et ils remplissent complètement la structure creuse de la couche de silicium polycristallin 102. Des espaces shown in Figure 7B. The insulating pillars 104a, 104b are preferably located above the respective drain regions 16a and 16b, on the polycrystalline silicon layer 26, and they completely fill the hollow structure of the polycrystalline silicon layer 102. Spaces
106 sont ainsi formés entre les piliers isolants 104a, 104b. 106 are thus formed between the insulating pillars 104a, 104b.
On utilise ensuite un procédé similaire à celui décrit conformé- A process similar to that described in accordance with
ment au second mode de réalisation préféré, en relation avec les figures 3A à 3D, pour fabriquer l'électrode de stockage conforme au sixième ment to the second preferred embodiment, in relation to FIGS. 3A to 3D, for manufacturing the storage electrode conforming to the sixth
mode de réalisation préféré.preferred embodiment.
En se référant à la figure 7C, on note que l'on effectue une opération de CVD pour former en alternance des couches isolantes et Referring to FIG. 7C, it is noted that a CVD operation is carried out to alternately form insulating layers and
des couches en silicium polycristallin, plus précisément une couche iso- polycrystalline silicon layers, more precisely an iso- layer
lante 106, une couche de silicium polycristallin 108, une couche isolante 110, une couche de silicium polycristallin 112 et une couche isolante épaisse 114, en succession. On peut utiliser une technique de polissage chimio-mécanique pour polir la surface de la structure jusqu'à ce qu'au lante 106, a layer of polycrystalline silicon 108, an insulating layer 110, a layer of polycrystalline silicon 112 and a thick insulating layer 114, in succession. A chemical mechanical polishing technique can be used to polish the surface of the structure until
moins les sommets des piliers isolants 104a, 104b soient mis à nu. minus the tops of the insulating pillars 104a, 104b are exposed.
En se référant à la figure 7D, on note que l'on utilise des tech- Referring to FIG. 7D, it is noted that techniques are used.
niques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession la couche isolante 114, la couche de silicium polycristallin 112, la couche isolante 110, la couche de silicium polycristallin 108, la couche isolante 106 et la couche de silicium polycristallin 102; ainsi, on forme une ouverture 118 et on définit le motif de l'électrode de stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule de mémoire. De plus, conventional photolithography and etching nics for successively attacking the insulating layer 114, the polycrystalline silicon layer 112, the insulating layer 110, the polycrystalline silicon layer 108, the insulating layer 106 and the polycrystalline silicon layer 102; thus, an opening 118 is formed and the pattern of the storage electrode of the storage capacitor is defined for each memory cell. Moreover,
par l'étape d'attaque mentionnée ci-dessus, les couches de silicium poly- by the attack step mentioned above, the layers of poly-
cristallin 112, 108 et 102 sont respectivement divisées en segments 112a, 112b, 108a, 108b et 102a, 102b. Ensuite, on forme des éléments d'espacement en silicium polycristallin 116a, 116b sur les parois latérales de l'ouverture 118. On effectue ensuite une opération d'attaque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'attaque 98 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 114, 110 et 106, et les piliers isolants 104a, 104b. Après l'étape d'attaque par voie humide, I'électrode de stockage du condensateur de stockage de dispositif DRAM est terminée. lens 112, 108 and 102 are respectively divided into segments 112a, 112b, 108a, 108b and 102a, 102b. Next, polycrystalline silicon spacers 116a, 116b are formed on the side walls of the opening 118. A wet attack operation is then carried out using the attack protection layer 98 as a end point of the attack, to remove the layers of bare silicon dioxide, which are the insulating layers 114, 110 and 106, and the insulating pillars 104a, 104b. After the wet etching step, the storage electrode of the DRAM device storage capacitor is finished.
L'électrode de stockage qui est représentée sur la figure 7D est très semblable à la structure représentée sur la figure 3D. La différence entre The storage electrode which is shown in Figure 7D is very similar to the structure shown in Figure 3D. The difference between
les deux structures consiste en ce que les couches de silicium polycris- the two structures is that the layers of polycrystalline silicon
tallin en forme de tronc inférieures 102a, 102b du sixième mode de réali- tallin in the form of a lower trunk 102a, 102b of the sixth embodiment
sation préféré sont creuses. Par conséquent, la surface de l'électrode de preferred sation are hollow. Therefore, the surface of the electrode
stockage est augmentée.storage is increased.
Septième mode de réalisation préféré On décrit pour le septième mode de réalisation préféré une électrode de stockage ayant une structure différente qui est fabriquée Seventh preferred embodiment For the seventh preferred embodiment, a storage electrode having a different structure which is manufactured is described.
par un processus différent. La structure de l'électrode de stockage con- by a different process. The structure of the storage electrode con-
forme au septième mode de réalisation préféré est très semblable à la structure conforme au second mode de réalisation préféré. La différence The shape of the seventh preferred embodiment is very similar to the structure according to the second preferred embodiment. The difference
entre les deux modes de réalisation consiste en ce que la couche de sili- between the two embodiments is that the silicon layer
cium polycristallin en forme de tronc inférieure de l'électrode de stockage polycrystalline cium-shaped lower trunk of the storage electrode
conforme au septième mode de réalisation préféré ne vient pas en con- according to the seventh preferred embodiment does not come into conflict
tact avec la surface supérieure de la couche de protection contre l'atta- tact with the upper surface of the attack protection layer
que inférieure, mais en est séparée par une distance déterminée. La than lower, but is separated from it by a determined distance. The
surface de l'électrode de stockage est donc augmentée. the surface of the storage electrode is therefore increased.
En se référant aux figures 8A à 8E, on va décrire en détail le septième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dis- positif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage Referring to Figures 8A to 8E, the seventh preferred embodiment of the invention will be described in detail, relating to a semiconductor memory device with a storage capacitor.
de type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage du septième mode de réalisation préféré est basé sur la structure de tranche de la figure 2A. On accomplit ensuite des étapes de traitement différentes pour fabriquer une structure différente. Les éléments sur les figures 8A à 8E qui sont identiques à The storage capacitor of the seventh preferred embodiment is based on the wafer structure of Figure 2A. Different processing steps are then performed to make a different structure. The elements in FIGS. 8A to 8E which are identical to
ceux de la figure 2A sont désignés par les mêmes références numéri- those of FIG. 2A are designated by the same numerical references.
ques. En se référant aux figures 8A et 2A, on note que l'on dépose ques. Referring to FIGS. 8A and 2A, we note that we deposit
par CVD une couche isolante 120, telle qu'une couche de verre boro- by CVD an insulating layer 120, such as a layer of boro- glass
phosphosilicaté (ou BPSG) pour l'aplanissement. On forme ensuite par CVD une couche de protection contre l'attaque 122. On dépose ensuite phosphosilicate (or BPSG) for leveling. A protection layer against attack 122. is then formed by CVD.
par CVD une couche isolante 124, telle que du dioxyde de silicium. En- by CVD an insulating layer 124, such as silicon dioxide. In-
suite, en utilisant des techniques classiques de photolithographie et d'attaque, on attaque en succession la couche isolante 124, la couche de protection contre l'attaque 122, la couche isolante 120 et la couche d'oxyde de grille 14. On forme ainsi des trous de contact 126a, 126b pour l'électrode de stockage, qui s'étendent à partir de la surface supérieure de la couche isolante 124 jusqu'à la surface des régions de drain 16a, 16b. On dépose ensuite une couche de silicium polycristallin 128. Comme Next, using conventional photolithography and etching techniques, the insulating layer 124, the attack protective layer 122, the insulating layer 120 and the gate oxide layer 14 are attacked in succession. contact holes 126a, 126b for the storage electrode, which extend from the upper surface of the insulating layer 124 to the surface of the drain regions 16a, 16b. A layer of polycrystalline silicon 128 is then deposited. As
représenté sur la figure 8A, la couche de silicium polycristallin 128 rem- shown in FIG. 8A, the layer of polycrystalline silicon 128 rem-
plit complètement les trous de contact 126a, 126b et elle recouvre la completely folds the contact holes 126a, 126b and covers the
surface de la couche isolante 124.surface of the insulating layer 124.
En se référant à la figure 8B, on note que l'on dépose une cou- Referring to FIG. 8B, it is noted that a layer is deposited
che isolante épaisse, telle qu'une couche de dioxyde de silicium, ayant une épaisseur d'environ 700 nm. Ensuite, on définit la couche isolante épaisse par une technique classique de photolithographie et d'attaque, de façon à former des piliers isolants 130a, 130b, comme représenté sur la figure 8B. Les piliers isolants 130a, 130b se trouvent de préférence au-dessus des régions de drain respectives 16a et 16b, sur la couche de silicium polycristallin 128. Des espaces 129 sont ainsi formés entre les thick insulating che, such as a layer of silicon dioxide, having a thickness of about 700 nm. Next, the thick insulating layer is defined by a conventional photolithography and etching technique, so as to form insulating pillars 130a, 130b, as shown in FIG. 8B. The insulating pillars 130a, 130b are preferably located above the respective drain regions 16a and 16b, on the polycrystalline silicon layer 128. Spaces 129 are thus formed between the
piliers isolants.insulating pillars.
Ensuite, on accomplit un processus similaire à celui qui a été décrit conformément au second mode de réalisation préféré, en relation avec les figures 3A à 3D, pour réaliser l'électrode de stockage confor- Next, a process similar to that described in accordance with the second preferred embodiment, in connection with FIGS. 3A to 3D, is carried out to produce the storage electrode in accordance with
mément au septième mode de réalisation préféré. mement to the seventh preferred embodiment.
En se référant à la figure 8C, on note que l'on accomplit une opération de CVD pour former de manière alternée des couches isolantes et des couches de silicium polycristallin, plus précisément une couche Referring to FIG. 8C, it is noted that a CVD operation is carried out to alternately form insulating layers and layers of polycrystalline silicon, more precisely a layer
isolante 132, une couche de silicium polycristallin 134, une couche iso- insulator 132, a layer of polycrystalline silicon 134, an iso- layer
lante 136, une couche de silicium polycristallin 138 et une couche iso- lante 136, a layer of polycrystalline silicon 138 and an iso-
lante épaisse 140, en succession. On peut utiliser une technique de po- 140 thick mantis, in succession. We can use a po-
lissage chimio-mécanique pour polir la surface de la structure jusqu'à ce chemo-mechanical smoothing to polish the surface of the structure until
qu'au moins les sommets des piliers isolants 130a, 130b soient mis à nu. that at least the tops of the insulating pillars 130a, 130b are exposed.
En se référant à la figure 8D, on note que l'on utilise des tech- Referring to Figure 8D, we note that we use
niques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession la couche isolante 140, la couche de silicium polycristallin 138, la couche isolante 136, la couche de silicium polycristallin 134, la couche isolante 132, et la couche de silicium polycristallin 128; ainsi, on forme une ouverture 142 et on définit le motif de l'électrode de stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule de mémoire. De plus, conventional photolithography and etching nics for successively attacking the insulating layer 140, the polycrystalline silicon layer 138, the insulating layer 136, the polycrystalline silicon layer 134, the insulating layer 132, and the polycrystalline silicon layer 128; thus, an opening 142 is formed and the pattern of the storage electrode of the storage capacitor is defined for each memory cell. Moreover,
par l'étape d'attaque mentionnée ci-dessus, les couches de silicium poly- by the attack step mentioned above, the layers of poly-
cristallin 138, 134 et 128 sont divisées en segments respectifs 138a, lens 138, 134 and 128 are divided into respective segments 138a,
138b, 134a, 134b et 128a, 128b. On forme ensuite des éléments d'espa- 138b, 134a, 134b and 128a, 128b. Then we form elements of space
* cement en silicium polycristallin 144a, 144b sur les parois latérales de* polycrystalline silicon cement 144a, 144b on the side walls of
l'ouverture 142.opening 142.
En se référant à la figure 8E, on note que l'on accomplit une opération d'attaque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'attaque 122 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 140, Referring to Figure 8E, it is noted that a wet attack operation is carried out using the attack protective layer 122 as the end point of the attack, to remove the dioxide layers. of bare silicon, which are the insulating layers 140,
136, 132 et 124, et les piliers isolants 130a, 130b. Après l'étape d'atta- 136, 132 and 124, and the insulating pillars 130a, 130b. After the atta-
que par voie humide, I'électrode de stockage du condensateur de stock- only when wet, the storage capacitor of the storage capacitor
age de dispositif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est re- DRAM device age is complete. The storage electrode which is re-
présentée sur la figure 8E est très semblable à la structure représentée sur la figure 3D. La différence entre les deux structures consiste en ce shown in Figure 8E is very similar to the structure shown in Figure 3D. The difference between the two structures is that
que la surface horizontale inférieure des couches de silicium polycristal- than the lower horizontal surface of the polycrystalline silicon layers
lin en forme de tronc inférieures 128a, 128b ne vient pas en contact avec la surface supérieure de la couche de protection contre l'attaque 122 qui se trouve au-dessous. La surface de l'électrode de stockage est donc augmentée. Huitième mode de réalisation préféré Dans les premier à septième modes de réalisation préférés, les couches d'électrode en forme de branche des électrodes de stockage sont soit des structures verticales avec des segments uniques, soit des structures pliées avec deux segments qui ont une section transversale pratiquement en L. Le cadre de l'invention n'est cependant pas limité à ces structures. Le nombre de segments attribués aux différentes parties de la couche d'électrode en forme de branche peut être de trois, quatre lower trunk-shaped flax 128a, 128b does not come into contact with the upper surface of the attack protection layer 122 which is below. The surface of the storage electrode is therefore increased. Eighth preferred embodiment In the first to seventh preferred embodiments, the branched electrode layers of the storage electrodes are either vertical structures with single segments, or folded structures with two segments that have a cross section practically in L. The scope of the invention is however not limited to these structures. The number of segments assigned to the different parts of the branch-shaped electrode layer can be three, four
ou plus. Une couche d'électrode en forme de branche avec quatre seg- or more. A branch-shaped electrode layer with four segments
ments est décrite en détail pour le huitième mode de réalisation préféré. ment is described in detail for the eighth preferred embodiment.
En se référant aux figures 9A à 9E, on va décrire en détail le Referring to Figures 9A to 9E, we will describe in detail the
huitième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dispo- eighth preferred embodiment of the invention, relating to an arrangement
sitif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage semiconductor memory device with a storage capacitor
de type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage du huitième mode de réalisation préféré est basé sur la structure de tranche de la figure 2B. On accomplit ensuite des étapes de traitement différentes pour fabriquer une structure différente. Les éléments des figures 9A à 9E qui sont identiques à ceux The storage capacitor of the eighth preferred embodiment is based on the wafer structure of Figure 2B. Different processing steps are then performed to make a different structure. The elements of FIGS. 9A to 9E which are identical to those
de la figure 2A sont désignés par les mêmes références numériques. of Figure 2A are designated by the same reference numerals.
En se référant aux figures 9A et 2B, on note que l'on dépose sur la couche de silicium polycristallin 26 une couche isolante épaisse, telle qu'une couche de dioxyde de silicium ayant une épaisseur d'environ 700 nm. On forme ensuite une couche de résine photosensible 52, par une technique classique de photolithographie, et on effectue en outre une attaque anisotrope de cette couche pour former des parties de la couche isolante. On forme ainsi les couches isolantes 150a, 150b avec Referring to FIGS. 9A and 2B, it is noted that a thick insulating layer, such as a layer of silicon dioxide having a thickness of approximately 700 nm, is deposited on the polycrystalline silicon layer 26. A photosensitive resin layer 52 is then formed, by a conventional photolithography technique, and an anisotropic attack on this layer is also carried out to form parts of the insulating layer. The insulating layers 150a, 150b are thus formed with
des espaces 157 entre elles, comme représenté sur la figure 9A. spaces 157 between them, as shown in FIG. 9A.
En se référant à la figure 9B, on note que l'on utilise une tech- Referring to FIG. 9B, it is noted that a technique is used.
nique d'érosion de résine photosensible pour enlever des parties de la couche de résine photosensible 152, de façon à laisser des couches de résine photosensible plus petites et plus minces, 152a, 152b. Des parties des surfaces supérieures de la couche isolante, 150a, 150b, sont ainsi photosensitive resin erosion method for removing portions of the photosensitive resin layer 152, so as to leave smaller and thinner photosensitive resin layers, 152a, 152b. Parts of the upper surfaces of the insulating layer, 150a, 150b, are thus
mises à nu.laid bare.
En se référant à la figure 9C, on note que l'on utilise une atta- Referring to FIG. 9C, we note that we use an atta-
que anisotrope pour enlever les parties à nu des couches isolantes 150a, b et la couche isolante à nu restante, jusqu'à ce que la couche de that anisotropic to remove the exposed parts of the insulating layers 150a, b and the remaining exposed insulating layer, until the layer of
silicium polycristallin 26 soit mise à nu. On forme ainsi des piliers iso- polycrystalline silicon 26 is exposed. We thus form iso-
lants en forme d'escalier, 150c, 150c. On enlève ensuite la couche de staircase shaped gloves, 150c, 150c. Then remove the layer of
résine photosensible.photosensitive resin.
Ensuite, on met en oeuvre un processus similaire à celui utilisé pour fabriquer le premier mode de réalisation préféré, qui est décrit en relation avec les figures 2D à 2G, pour former l'électrode de stockage Next, a process similar to that used to make the first preferred embodiment, which is described in connection with FIGS. 2D to 2G, is implemented to form the storage electrode.
conforme au huitième mode de réalisation préfere. according to the eighth preferred embodiment.
En se référant à la figure 9D, on note que l'on dépose succes- Referring to FIG. 9D, it is noted that one deposits successively
sivement par CVD une couche isolante 154, une couche de silicium poly- by CVD an insulating layer 154, a layer of poly-
cristallin 156 et une couche isolante épaisse 158. On utilise ensuite une technique de polissage chimio-mécanique pour polir la surface de la structure jusqu'à ce que les surfaces supérieures des piliers isolants crystalline 156 and a thick insulating layer 158. A chemo-mechanical polishing technique is then used to polish the surface of the structure until the upper surfaces of the insulating pillars
c, 150d soient mises à nu.c, 150d are laid bare.
En se référant à la figure 9E, on note que l'on utilise des tech- Referring to FIG. 9E, it is noted that techniques are used.
niques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession la couche isolante 158, la couche de silicium polycristallin conventional photolithography and etching nics for successively attacking the insulating layer 158, the polycrystalline silicon layer
156, la couche isolante 154 et la couche de silicium polycristallin 26; ain- 156, the insulating layer 154 and the polycrystalline silicon layer 26; so
si on forme une ouverture 155 et on définit le motif de l'électrode de if we form an opening 155 and we define the pattern of the electrode
stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule de mémoire. storage of the storage capacitor for each memory cell.
L'étape d'attaque mentionnée ci-dessus a également pour effet de diviser les couches de silicium polycristallin 156 et 26 en segments respectifs 156a, 156b et 26a, 26b. Ensuite, on forme des éléments d'espacement en silicium polycristallin 159a, 159b sur les parois latérales de l'ouverture 155. On effectue une opération d'attaque par voie humide en utilisant la The etching step mentioned above also has the effect of dividing the polycrystalline silicon layers 156 and 26 into respective segments 156a, 156b and 26a, 26b. Next, polycrystalline silicon spacers 159a, 159b are formed on the side walls of the opening 155. A wet etching operation is carried out using the
couche de protection contre l'attaque 22 à titre de point final de l'atta- protective layer against attack 22 as the end point of the attack
que, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 158 et 154, et les piliers isolants 150c, 150d. Après that to remove the bare silicon dioxide layers, which are the insulating layers 158 and 154, and the insulating pillars 150c, 150d. After
l'étape d'attaque par voie humide, I'électrode de stockage du condensa- the wet attack step, the condensate storage electrode
teur de stockage de dispositif DRAM est terminée. Comme représenté sur la figure 9E, l'électrode de stockage comprend les couches de silicium DRAM device storage is complete. As shown in Figure 9E, the storage electrode includes the silicon layers
polycristallin en forme de tronc inférieures 26a, 26b, les couches de sili- polycrystalline in the form of lower trunks 26a, 26b, the layers of sili-
cium polycristallin en forme de tronc supérieures 159a, 159b, et les cou- polycrystalline cium in the form of upper trunks 159a, 159b, and the co-
ches de silicium polycristallin en forme de branche 156a, 156b, qui sont des structures pliées avec quatre segments ayant une section transver- branch-shaped polycrystalline silicon plates 156a, 156b, which are folded structures with four segments having a cross section
sale pratiquement en forme de double L. Les couches de silicium poly- dirty practically in the shape of a double L. The layers of poly-
cristallin en forme de branche 156a, 156b sont tout d'abord connectées aux surfaces intérieures des couches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 159a, 159b, elles s'étendent horizontalement vers I'intérieur sur une distance déterminée, elles s'étendent à nouveau de façon pratiquement verticale sur une autre distance déterminée, elle s'étendent ensuite horizontalement vers l'intérieur sur une autre distance crystal in the form of a branch 156a, 156b are first connected to the interior surfaces of the upper trunk-shaped polycrystalline silicon layers 159a, 159b, they extend horizontally inward for a determined distance, they extend to again practically vertically over another determined distance, they then extend horizontally inward for another distance
déterminée, et elles s'étendent ensuite verticalement vers le haut. determined, and then they extend vertically upwards.
Conformément à ce mode de réalisation préféré, les configura- In accordance with this preferred embodiment, the configurations
tions des piliers isolants et de la couche isolante avec des espaces défi- the insulating pillars and the insulating layer with defined spaces
nissent la configuration et les angles de la couche de silicium polycristal- define the configuration and angles of the polycrystalline silicon layer
lin en forme de branche. Par conséquent, la configuration des piliers isolants et des couches isolantes avec des espaces, correspondant à branch-shaped linen. Therefore, the configuration of the insulating pillars and insulating layers with spaces, corresponding to
l'invention, n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui est dé- the invention is not limited to the particular embodiment which is defined
crit. En fait, on envisage des techniques permettant de modifier la confi- crit. In fact, techniques are envisaged for modifying the confi-
guration décrite pour donner une forme finale différente, conformément au huitième mode de réalisation préféré. Par exemple, si on utilise une attaque isotrope ou une attaque par voie humide à la place d'une attaque anisotrope pour attaquer la couche isolante épaisse, représentée sur la guration described to give a different final form, in accordance with the eighth preferred embodiment. For example, if an isotropic attack or a wet attack is used instead of an anisotropic attack to attack the thick insulating layer, shown on the
figure 2C, la couche isolante résultante aura une forme triangulaire. Se- Figure 2C, the resulting insulating layer will have a triangular shape. Se-
lon une variante, également comme représenté sur la figure 2C, après la formation des piliers isolants 28a, 28b, si on forme en outre des éléments d'espacement isolants sur les parois latérales des piliers isolants 28a, a variant, also as shown in FIG. 2C, after the formation of the insulating pillars 28a, 28b, if insulating spacing elements are also formed on the side walls of the insulating pillars 28a,
28b, on obtient des piliers isolants ayant des configurations différentes. 28b, one obtains insulating pillars having different configurations.
La couche de silicium polycristallin en forme de branche peut donc être formée selon plusieurs configurations différentes ayant divers angles, The branch-shaped polycrystalline silicon layer can therefore be formed in several different configurations having different angles,
conformément au huitième mode de réalisation préféré. according to the eighth preferred embodiment.
Conformément à la conception du mode de réalisation préféré, si on désire des couches de silicium polycristallin en forme de branche avec davantage de segments, on peut effectuer une ou plusieurs fois des opérations d'érosion de résine photosensible et d'attaque anisotrope de la couche isolante avec des espaces, pour former un pilier isolant ayant According to the design of the preferred embodiment, if one wishes to obtain polycrystalline silicon layers in the form of a branch with more segments, one can perform erosion operations of photosensitive resin and anisotropic attack of the layer once or more. insulating with spaces, to form an insulating pillar having
une forme en escalier à marches multiples. a staircase shape with multiple steps.
Neuvième mode de réalisation préféré Dans les premier à huitième modes de réalisation préférés, on Ninth Preferred Embodiment In the first through eighth preferred embodiments,
utilise toujours une technique de polissage chimio-mécanique pour enle- always uses a chemo-mechanical polishing technique to remove
ver la couche de silicium polycristallin se trouvant au-dessus des piliers to the polycrystalline silicon layer above the pillars
isolants. Le cadre de l'invention n'est cependant pas limité par l'utilisa- insulators. The scope of the invention is not however limited by the use of
tion de cette technique. Dans le neuvième mode de réalisation préféré, on utilise une technique classique de photolithographie et d'attaque pour supprimer la couche de silicium polycristallin sur le pilier isolant. Une tion of this technique. In the ninth preferred embodiment, a conventional photolithography and etching technique is used to remove the layer of polycrystalline silicon on the insulating pillar. A
électrode de stockage avec une structure différente est donc formée. storage electrode with a different structure is therefore formed.
En se référant aux figures 10A à 10D, on va décrire en détail le Referring to Figures 10A to 10D, we will describe in detail the
neuvième mode de réalisation préféré de l'invention, concernant un dis- ninth preferred embodiment of the invention, relating to a device
positif de mémoire à semiconducteurs avec un condensateur de stockage semiconductor memory positive with a storage capacitor
de type en arbre.tree type.
Le condensateur de stockage du neuvième mode de réalisation The storage capacitor of the ninth embodiment
est basé sur la structure de tranche de la figure 2C. On utilise un proces- is based on the wafer structure of Figure 2C. We use a process
sus supplémentaire pour fabriquer une électrode de stockage de disposi- extra to make a storage electrode
tif DRAM ayant une structure différente. Les éléments des figures 10A à tif DRAM with a different structure. The elements of FIGS. 10A to
D qui sont identiques à ceux de la figure 2C sont désignés par les mê- D which are identical to those of FIG. 2C are designated by the same-
mes références numériques.my digital references.
En se référant aux figures 10A et 2C, on note que l'on dépose par CVD, de façon alternée, des couches de silicium polycristallin et des couches isolantes. Comme représenté sur la figure 10A, on dépose sur la couche de silicium 26 une couche isolante 160, une couche de silicium Referring to FIGS. 10A and 2C, it is noted that, by CVD, layers of polycrystalline silicon and insulating layers are deposited. As shown in FIG. 10A, an insulating layer 160, a silicon layer, is deposited on the silicon layer 26
polycristallin 162, une couche isolante 164, une couche de silicium poly- polycrystalline 162, an insulating layer 164, a layer of poly-
cristallin 166 et une couche isolante épaisse 168. Les couches isolantes crystalline 166 and a thick insulating layer 168. The insulating layers
, 164, 168 peuvent être par exemple des couches de dioxyde de sili- , 164, 168 may for example be layers of silicon dioxide
cium. L'épaisseur des couches isolantes 160, 164 et des couches de sili- cium. The thickness of the insulating layers 160, 164 and of the silicon layers
cium polycristallin 162, 166 peut être par exemple de 100 nm. La couche polycrystalline cium 162, 166 may for example be 100 nm. Layer
isolante épaisse 168 est de préférence suffisamment épaisse pour rem- thick insulation 168 is preferably thick enough to replace
plir l'espace sur la surface de la couche de silicium polycristallin 166. crease the space on the surface of the polycrystalline silicon layer 166.
En se référant à la figure 10OB, on note que l'on utilise des techniques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession la couche isolante 168, la couche de silicium polycristallin 166, la couche isolante 164, la couche de silicium polycristallin 162, la couche isolante 160 et la couche de silicium polycristallin 26; ainsi, on forme une ouverture 170 et on définit le motif de l'électrode de stockage du condensateur de stockage pour chaque cellule de mémoire. L'étape d'attaque mentionnée ci-dessus a également pour effet de diviser les couches de silicium polycristallin 166, 162 et 26 en segments respectifs 166a, 166b, 162a, 162b et 26a, 26b. On forme ensuite des éléments d'espacement en silicium polycristallin 172a, 172b sur les parois latérales Referring to FIG. 10OB, it is noted that conventional photolithography and etching techniques are used to successively attack the insulating layer 168, the polycrystalline silicon layer 166, the insulating layer 164, the polycrystalline silicon layer 162, the insulating layer 160 and the polycrystalline silicon layer 26; thus, an opening 170 is formed and the pattern of the storage electrode of the storage capacitor is defined for each memory cell. The etching step mentioned above also has the effect of dividing the polycrystalline silicon layers 166, 162 and 26 into respective segments 166a, 166b, 162a, 162b and 26a, 26b. Next, polycrystalline silicon spacers 172a, 172b are formed on the side walls.
de l'ouverture 170.from opening 170.
En se référant à la figure 10C, on note que l'on utilise des techniques classiques de photolithographie et d'attaque pour attaquer en succession les couches de silicium polycristallin 166a, 166b, les couches isolantes 164 et les couches de silicium polycristallin 162a, 162b; on forme ainsi des ouvertures 174a, 174b. Par conséquent, les couches de silicium polycristallin 166a, 166b et 162a, 162b sur les piliers isolants 28a, 28b sont partiellement attaquées pou mettre à nu les couches de Referring to FIG. 10C, it is noted that conventional photolithography and etching techniques are used to successively attack the polycrystalline silicon layers 166a, 166b, the insulating layers 164 and the polycrystalline silicon layers 162a, 162b ; openings 174a, 174b are thus formed. Consequently, the polycrystalline silicon layers 166a, 166b and 162a, 162b on the insulating pillars 28a, 28b are partially attacked to expose the layers of
dioxyde de silicium entre les couches de silicium polycristallin. silicon dioxide between the layers of polycrystalline silicon.
En se référant à la figure 10D, on note que l'on effectue une opération d'attaque par voie humide en utilisant la couche de protection contre l'attaque 22 à titre de point final de l'attaque, pour enlever les couches de dioxyde de silicium à nu, qui sont les couches isolantes 168, 164, 160 et les piliers isolants 28a, 28b. Après l'étape d'attaque par voie Referring to FIG. 10D, it is noted that a wet attack operation is carried out using the attack protective layer 22 as the end point of the attack, to remove the layers of dioxide. of bare silicon, which are the insulating layers 168, 164, 160 and the insulating pillars 28a, 28b. After the lane attack stage
humide, l'électrode de stockage du condensateur de stockage de dispo- wet, the storage electrode of the available storage capacitor
sitif DRAM est terminée. L'électrode de stockage qui est représentée sur la figure 10D comprend les couches de silicium polycristallin inférieures DRAM sitive is over. The storage electrode which is shown in Figure 10D includes the lower polycrystalline silicon layers
26a, 26b, les couches de silicium polycristallin en forme de tronc supé- 26a, 26b, the layers of polycrystalline silicon in the form of an upper trunk
rieures 172a, 172b, et les deux couches de silicium polycristallin en forme de branche 162a, 166a, 162b, 166b, ayant trois segments. Les deux couches de silicium polycristallin en forme de branche 162a, 166a, 172a, 172b, and the two layers of branch-shaped polycrystalline silicon 162a, 166a, 162b, 166b, having three segments. The two layers of branch-shaped polycrystalline silicon 162a, 166a,
162b, 166b sont tout d'abord connectées à la surface intérieure des cou- 162b, 166b are first connected to the inner surface of the layers
ches de silicium polycristallin en forme de tronc supérieures 172a, 172b, polycrystalline silicon trunk-shaped upper 172a, 172b,
elles s'étendent horizontalement vers l'intérieur sur une distance déter- they extend horizontally inward over a specified distance
minée, elles s'étendent ensuite à nouveau vers le haut, de façon ap- mined, they then extend upward again,
proximativement verticale, sur une autre distance déterminée, et elles s'étendent ensuite horizontalement vers l'intérieur sur une autre distance déterminée. approximately vertical, over another determined distance, and they then extend horizontally inward over another determined distance.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que les caractéristi- It will be clear to those skilled in the art that the characteristics
ques des modes de réalisation préférés envisagés ci-dessus peuvent également être appliquées conjointement, en combinaison, pour former that the preferred embodiments contemplated above can also be applied together, in combination, to form
des électrodes de stockage et des condensateurs de stockage ayant di- storage electrodes and storage capacitors having
verses structures. Les structures de ces électrodes de stockage et des for structures. The structures of these storage electrodes and
condensateurs de stockage entrent toutes dans le cadre de l'invention. storage capacitors are all within the scope of the invention.
Bien que dans les dessins annexés, les modes de réalisation des drains des transistors de transfert soient représentés sous la forme de zones diffusées dans un substrat en silicium, d'autres variantes, Although in the appended drawings, the embodiments of the drains of the transfer transistors are represented in the form of zones diffused in a silicon substrate, other variants,
comme par exemple des régions de drain de type tranchée, sont possi- such as for example trench type drain regions, are possible
bles et sont envisagées conformément à l'invention. and are contemplated in accordance with the invention.
Les éléments dans les dessins annexés sont représentés de façon schématique, dans un but d'exposition, et ne correspondent pas à The elements in the accompanying drawings are shown schematically, for display purposes, and do not correspond to
une échelle réelle de la structure de l'invention. Les dimensions des élé- a real scale of the structure of the invention. The dimensions of the elements
ments de l'invention qui sont représentées ne limitent pas le cadre de l'invention. Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. ment of the invention which are shown do not limit the scope of the invention. It goes without saying that many other modifications can be made to the device described and shown, without departing from the scope of the invention.
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