FR2800199A1

FR2800199A1 - Fabrication de memoire dram

Info

Publication number: FR2800199A1
Application number: FR9913379A
Authority: FR
Inventors: Jerome Ciavatti
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: FR2800199B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif mémoire dynamique à accès aléatoire constitué de cellules comportant chacune un transistor MOS de commande et un condensateur, comprenant les étapes suivantes : former dans une couche isolante épaisse (205) des ouvertures dont les parois sont recouvertes d'un premier matériau conducteur (206), déposer sur l'ensemble de la structure une couche mince d'un matériau diélectrique (208);déposer un deuxième matériau conducteur (209) de façon à remplir complètement les ouvertures et à en déborder;araser, par polissage mécano-chimique, le deuxième matériau conducteur jusqu'à la surface supérieure des parties de la couche diélectrique reposant sur les parties de la couche isolante épaisse qui subsistent entre deux ouvertures; etdéposer un matériau métallique (211-1) directement sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse de façon à interconnecter au moins deux ouvertures remplies par le deuxième matériau conducteur.

Description

FABRICATIONDE MÉMOIRE DPAM La présente invention concerne la fabrication sous forme monolithique de cellules mémoire dynamiqueà accès aléa toire (DRAM) . Plus particulièrement, la présente invention concerne la fabrication sur une mkme tranche semiconductrice de cellules mémoire DRAM et de transistors MOS selon un procédé corrpatible avec un procédé CMOS standard.

Les figures1A à 1C illustrent un procédé de fabrica tion classique d'un dispositif mémoire DRAM.

On veut former,à gauche des figures, sur une première partie d'un substrat semiconducteur 1, typiquement en silicium monocristallin, des cellules mémoire DRAM dont chacune est cons tituée d'un transistor MOS de c#Tnande et d'un condensateur, une première électrode des condensateurs étant en contact avec une région de drain/source des transistors. Sur une deuxième partie du substrat1, à droite des figures, on désire former des circuits logiques c#portant des transistors MOS. Ci-après, les première et deuxième parties seront appelées respectivement côté mémoire et côté logique. On notera que par "substrat" on désigne tant le substrat lui-même que des caissons et/ou régions dopées fortyées dans celui-ci. on supposera ci-après que côté mémoire et côté logique les structures de transistors MOS et de transistors de commande des cellules mémoire ontdéjà été formées dans le substrat et ces structures ne sont pas représentées aux figures.

Plus particulièrement, côté mémoire, on veut former des condensateurs ayant une première électrode en contact avec une région de drain/source 2-1 des transistors de commande et des lignes de bits en contact avec une région de source/drain 2-2 des transistors de commande. La répartition des cellules mémoire se fait sur le substrat de sorte que deux régions 2-1 soient voisi nes, et séparées de deux autres régions similaires par deux régions 2-2. Côté logique, on veut former des contacts avec des régions semiconductrices de drain ou de source2-3 également formées dans le substrat1. Ces dernières prises de contact, côté mémoire et côté logique, avec les régions 2-2 et2-3 devront chacune rejoindre des lignes d'interconnexion métalliques situées à de mêmes hauteurs données au-dessus du substrat, hauteurs fixées par les contraintes d'un procédé CMOS standard côté logique.

Les séquences d'étapes qui vont être décrites ci-après en relation avec les figuresIA et 1B sont essentiellement desti néesà réaliser côté mémoire la structure désirée.

On commence par déposer, comme l'illustre la figure1A, côté logique et côté mémoire, une couche isolante épaisse3 de façon que sa surface supérieure soit sensiblement plane. La couche3 est généralement une couche d'oxyde de silicium (Si02) dont la surface supérieure est planarisée par polissage nécano-chimique (CMP) .

On formie ensuite dans la couche isolante3 des premières ouvertures afin d'exposer côté mémoire les régions de drain/source 2-1. On dépose et on grave alors un matériau conduc teur 4, typiquement une couche de silicium polycristallin, afin de remplir les premières ouvertures. on dépose une couche iso lante épaisse5 de façon que sa surface supérieure soit sensi blement plane. La couche isolante5, typiquement en oxyde de silicium, est miseà niveau par polissage CMP.

Aux étapes suivantes, on forme dans la couche isolante 5 des deuxièmes ouvertures de façonà exposer la surface supé- rieure des premières ouvertures. Les parois et le fond de ces deuxièmes ouvertures sont ensuite recouverts par un matériau conducteur6. Le matériauE; est typiquement du silicium polycris- tallin dopé in-situ. on dépose ensuite une couche isolante sacrificielle7, typiquement en résine photosensible, facilement éliminée par les procédés de retrait classiques.

Aux étapes suivantes, illustréesà la figure 1B, on met en oeuvre un procédé CMP jusqu'à découvrir la surface supérieure de la couche isolante5. Ainsi, la couche6 n'est conservée qu'à l'intérieur des deuxièmes ouvertures. Les résidus de la résine dans les deuxièmes ouvertures sont ensuite éliminés.

On dépose alors, de façon conforme, une couche isolante 8. La couche8, très mince, est destinéeà constituer le diélec trique des condensateurs. Ensuite, on dépose, également de façon conforme puis on grave une couche de silicium polycristallin 9. La couche9 est gravée de façonà constituer la deuxième élec trode des condensateurs, communeà au moins deux condensateurs. On notera que la couche9 est gravée en débordement par rapport aux deuxièmes ouvertures. La couche9 est totalement éliminée, côté mémoire, au-dessus des régions de source/drain 2-2 ainsi que du côté logique.

Aux étapes suivantes, illustréesà la figure1C, on dépose une couche isolante épaisse10, dont la surface supérieure est planarisée, par exemple par un procédé CMP. Une telle plana- risation est rendue indispensable par des contraintes du procédé CMOS standard imposant la formation d'une métallisation supé rieure parfaitement plane età un niveau fixe. on forme ensuite des troisièmes ouvertures afin d'exposer, côté mémoire, la sur face supérieure de la couche9 ainsi que les régions de source/drain 2-2 et, côté logique, les régions de source ou de drain2-3.

On dépose et on grave alors un matériau métallique, typiquement du tungstène ou de l'aluminium ou une composition multicouche de ces métaux, afin de remplir les troisièmes ouver tures. Côté mémoire, les contacts11-1 avec les deuxièmes électrodes9 constituent des bornes de lecture des cellules mémoire. Côté mémoire et côté logique, les contacts 11-2 et11-3 formés avec les régions 2-2 et2-3, respectivement, doivent être formésà une hauteur fixée par les contraintes de formation du procédé standard.

Ensuite, on dépose une couche isolante épaisse 12 de façon que sa surface supérieure soit sensiblement plane, typi quement en mettant en oeuvre un procédé CMP après son dépôt. on ouvre dans la couche 12 des quatrièmes ouvertures de façonà découvrir les surfaces supérieures des contacts 11-2 côté logique et11-3 côté mémoire. on dépose et on grave alors un matériau métallique de façonà former un niveau de métallisation13-1, un contact de ligne de bits13-2 en contact avec la région 2-2 et des contacts13-2 avec la région2-3. on rappelle que la hauteur par rapportà la surface du substrat1 à laquelle sont formées les contacts13-2 et13-3 est fixée par des contraintes du pro cédé standard.

Un inconvénient d'un tel procédé réside dans le fait qulcn utilise trois masques successifs, ce qui impose des contraintes d'alignement critiques qui nécessitent de prévoir des distances de garde suffisantes.

un premier masque correspondà la formation des deuxièmes ouvertures.

un deuxième masque correspondà la formation des deuxièmes électrodes par gravure de la couche9. Ce masque impose deux contraintes complémentaires. D'une part, il est nécessaire de garantir que toute la surface de la première électrode est en regard d'une deuxième électrode. D'autre part, lors de cette gravure, la couche isolante8 étant très mince est éliminée en même temps que les portions correspondantes de la couche9. En outre, les parties restantes de la couche8 sont endommagées par une surgravure latérale. Si la gravure est effectuée au-dessus de la première électrode, ily a alors mise en court-circuit des première et deuxième électrodes des condensateurs par détério ration de l'isolant inter-électrode 8. Il est donc nécessaire de garantir que la deuxième électrode déborde suffisanwient par rapport aux deuxièmes ouvertures.

Le troisième masque, de formation des troisièmes ouver tures, doit être tel que les contacts métalliques 11-2, d'une part, contactent les régions 2-2 et, d'autre part, soient suf fisamment éloignés des première et deuxième électrodes pour ne pas leur être couplé capacitivement. Bien entendu, il est égale ment nécessaire de garantir que les contacts 11-2 ne court- circuitent pas la deuxième électrode.

La combinaison des contraintes de chacun de ces masques constitue un obstacleà l'augmentation de la densité de formation de cellules mémoireà la surface d'un substrat. En d'autres termes, de telles contraintes peuvent également constituer un obstacleà la formation d'un dispositif DRAM de type nembarquén, c'est-à-dire formé sur un même substratà proximité d'un circuit logique relativement important, coirpte tenu des contraintes de surfaces d'intégration relativement importantes.

un objet de la présente invention est par conséquent de proposer un nouveau procédé de formation d'une nouvelle structure de cellules DRAM présentant des contraintes réduites.

Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel procédé qui soit plus simple que les procédés classiques. Pour atteindre ces objets, la présente invention pré voit un procédé de fabrication d'un dispositif mémoire dynamique à accès aléatoire constitué de cellules comportant chacune un transistor MOS de commande et un condensateur, comprenant les étapes suivantes: former dans une couche isolante épaisse des ouvertures dont les parois sont recouvertes d'un premier matériau conduc teur; déposer sur l'ensemble de la structure une couche mince d'un matériau diélectrique; déposer un deuxième matériau conducteur de façonà rem plir complètement les ouvertures età en déborder; araser, par polissage mécano-chimique, le deuxième matériau conducteur jusqu'à la surface supérieure des parties de la couche diélectrique reposant sur les parties de la couche isolante épaisse qui subsistent entre deux ouvertures; et déposer un matériau métallique directement sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse de façonà interconnecter au moins deux ouvertures remplies par le deuxième matériau conducteur.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de formation des ouvertures dont les parois sont partiel lement recouvertes d'un premier matériau conducteur consisteà former dans la couche isolante épaisse des ouvertures déposer le premier matériau conducteur sur l'ensemble de la structure; déposer sur l'ensemble de la structure une couche iso lante sacrificielle; et araser, par polissage mécano-chimique, le premier maté riau conducteur jusqu'à la surface supérieure de la couche isolante épaisse; graver le premier matériau conducteur sur les parois des ouvertures, de façonà amener sa surface supérieureà un niveau en retrait par rapportà la surface supérieure de la couche isolante épaisse; et éliminer la couche sacrificielle.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, après formation des transistors de commande et avant la formation des ouvertures dans la couche isolante épaisse, on procèdeà la séquence d'étapes suivantes: déposer une première sous-couche isolante épaisse former dans la première sous-couche isolante des pre mières ouvertures de façonà exposer partiellement des régions complémentaires de source et de drain d'au moins les transistors de com-nande ; remplir les premières ouvertures d'un troisièn-îe maté riau conducteur; et déposer une deuxième sous-couche isolante épaisse. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les ouvertures dont les parois sont partiellement recouvertes d'un premier matériau conducteur sont formées dans la seule deuxième sous-couche isolante épaisse de façonà exposer celles des premières ouvertures en contact avec les régions de source des transistors de commande.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend en outre, avant de déposer un matériau métal lique directement sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse, l'étape consistantà former dans la deuxième sous-couche isolante épaisse des ouvertures de façonà exposer au moins celles des premières ouvertures en contact avec les régions de drain des transistors de commande; le matériau métallique étant également déposé de façonà former des plots conducteurs en contact avec au moins les régions de drain des transistors de commande.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend en outre les étapes suivantes: former dans la deuxième sous-couche isolante épaisse des ouvertures de façonà exposer au moins celles des premières ouvertures en contact avec les régions de drain des transistors de commande; former des plots conducteurs en contact avec au moins les régions de drain des transistors de commande; déposer une troisième sous-couche isolante épaisse former dans les deuxième et troisième sous-couches iso lantes épaisses les ouvertures dont les parois sont partiellement recouvertes d'un premier matériau conducteur.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend en outre, avant de déposer un matériau métal lique directement sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse, l'étape consistantà former dans la troisième sous-couche isolante épaisse des ouvertures de façonà exposer partiellement la surface supérieure des plots conduc teurs; le matériau métallique étant également déposé de façonà former des contacts avec les plots conducteurs.

La présente invention prévoit également un dispositif mémoire dynamiqueà accès aléatoire constitué de cellules compor tant chacune un transistor MOS de conriande et un condensateur, le condensateur de chaque cellule comportant: une première électrode du condensateur, dont une partie sensiblement horizontale en vue en coupe contacte une région de source du transistor de commande, qui présente en vue en coupe des parties verticales dont les surfaces supérieures sont en retrait par rapportà une couche isolante épaisse alentour d'une hauteur donnée; un diélectrique une deuxième électrode qui remplit complètement l'intervalle entre les parties verticales, la surface supérieure de la deuxième électrode étant coplanaireà la surface supérieure des parties dudit diélectrique reposant sur les parties de la couche isolante épaisse qui subsistent entre deux ouvertures; un matériau métallique reposant directement sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse et interconnecte les deuxièmes électrodes d'au moins deux condensa teurs.

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faiteà titre non-liniitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: les figuresIA, 1B et1C sont des vues en coupe d'une même plaquette de circuits intégrésà différentes étapes succes sives de fabrication selon un procédé classique; les figures2A, 2B et2C sont des vues en coupe d'une même plaquette de circuits intégrésà différentes étapes succes- sives de fabrication selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention; et laf igure 3 est une 'vue en couped 1 une plaquette de circuits intégrésà une étape de fabrication correspondantà celle illustréeà laf igure 2C, obtenue selon un autre mode de mise en oeuvre de la présente invention.

Par souci de clarté, les mêmes éléments ont été dési gnés par les mêmes réf érences aux dif f érentes f igures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des circuits intégrés, les différentes vues en coupe ne sont pas tracéesà l'échelle.

'un mode de mise en oeuvre de la présente invention sera exposé ci-après en relation avec les figures2A à 2C.

On veut former une cellule mémoire DRAM dans un circuit intégré c#portant, à droite des figures, des dispositifs logiques. on suppose ici que les transistors MOS côté logique et les tran sistors de ccnmiande des cellules mémoire ontdéjà été formés dans un substrat semiconducteur 201. On souhaite former d'une part, côté mémoire, des condensateurs dont une électrode est en contact avec des premières régions 202-1 formées dans le substrat1, des contacts de lignes de bits avec des deuxièmes régions semiconduc- trices 202-2 et, d'autre part, côté logique, des contacts avec des troisièmes régions semiconductrices 202-3 également formées dans le substrat 201. Les régions 202-1 et 202-2 sont des régions conplémentaires de source/drain d'un même transistor de commande d'une cellule mémoire. Par souci de clarté età titre d'exemple non-limitatif, on considérera ci-après que les régions 202-1 sont les régions de source des transistors de commande et les régions 202-2 leurs régions de drain. Les régions202-3 sont également généralement des régions de source ou de drain de transistors.

on ccm-nence par déposer, côté logique et côté mémoire, une couche isolante épaisse203 de façon que sa surface supé rieure soit sensiblement plane. Selon un mode de réalisation particulier, la couche203 sera un multicouche constitué de matériaux gravables sélectivement l'un par rapportà l'autre. Par exemple, il s'agira d'une couche mince203-1 de nitrure de sili cium (Si3N4) et d'une couche épaisse203-2 d'oxyde de silicium (Si02) - La surface supérieure de la couche203 - qu'il sagisse ou non d'un multicouche- est planarisée, par exemple en mettant en oeuvre en procédé de polissage mécano-chimique (CMP).

Ensuite,à l'aide dun même masque, on forme dans la couche isolante203 des premières ouvertures afin d'exposer, côté mémoire, les régions 202-1 et 202-2 et, côté logique, les régions 202-3.

On dépose et on grave alors un matériau conducteur 204, de préférence métallique, par exemple du tungstène, afin de remplir les premières ouvertures.

Les séquences d'étapes qui vont être décrites ci-après en relation avec les figures2A et 2B sont essentiellement desti néesà réaliser côté mémoire une structure désirée.

on dépose une couche isolante épaisse205 de façon que sa surface supérieure soit sensiblement plane. Selon un mode de réalisation particulier, la couche205 est un multicouche consti tué de deux matériaux gravables sélectivement l'un par rapportà l'autre. Par exemple, il s'agira d'une couche mince205-1 de nitrure de silicium et d'une couche épaisse205-2 d'oxyde de silicium.

Selon une variante (non représentée), la couche iso lante205 pourra également être une couche unique d'oxyde de silicium.

La surface supérieure de la couche 205- qu'il s'agisse ou non d'un multicouche- est planarisée.

On forme alors dans la couche isolante 205 des deuxièmes ouvertures de façonà e>poser la surface supérieure de celles des premières ouvertures qui contactent les régions de source 202-1. A ce stade, lutilisation d'un multicouche205 dont une couche 205-1 sépare deux couches203-2 et205-2 de même nature permet de disposer d'une détection d'arrêt de gravure préciseà la surface de la couche 203-2, et d'éviter d'éventuelles surgravures de cette couche 203-2. on dépose ensuite un matériau conducteur206, par exemple en silicium polycristallin, de façonà couvrir les parois et le fond des deuxièmes ouvertures. on dépose un matériau sacrificiel 207, par exemple de la résine époxy, et on procèdeà une planari- sation par un procédé CMP afin d'éliminer les parties du matériau conducteur206 formées au-dessus de la couche isolante205.

Ensuite, selon une caractéristique de l'invention, on grave partiellement le matériau206. On élimine ainsi la partie supérieure du matériau206 sur les parois des deuxièmes ouver tures. La surface supérieure des parties verticales du matériau 206 est alors en retrait d'une hauteur h donnée par rapportà la surface supérieure des couches205 et207.

Aux étapes suivantes, illustréesà la figure 2B, on élimine la couche sacrificielle207, et on dépose une couche mince d'un matériau diélectrique208, par exemple de loxyde de tantale (Ta20-5) ou un multicouche oxyde de silicium, nitrure de silicium et oxyde de silicium (ONO) . on dépose ensuite un maté riau conducteur209, par exemple du silicium polycristallin. Le conducteur209 est déposé de façonà remplir complètement les deuxièmes ouvertures. On procède alorsà une gravure CMP de la partie supérieure du matériau209 jusqu'à atteindre les parties du matériau diélectrique208 qui reposent sur les parties de la couche isolante 205 séparant deux ouvertures.

On notera qu'à ce stade du procédé de fabrication, après gravure du matériau209, la structure présente une surface supérieure sensiblement plane. Il est alors avantageusement possible de former dèsà présent un niveau de métallisation.

Aux étapes suivantes, illustréesà la figure2C, on ouvre des troisièmes ouvertures de façonà exposer les surfaces remplies des premières ouvertures en contact, côté mémoire, avec les régions de drain 202-2 et, côté logique, avec les régions 202-3. On dépose alors un matériau conducteur, de préférence métallique, par exemple du tungstène de façon, côté mémoire,à foi-mer une électrode 211-1 communeà au moins deux condensateurs mémoire et, toujours côté mémoire, des lignes de bits 211-2. Le matériau conducteur est également déposé de façonà f ormer, côté logique, des prises de contact211-3 avec les régions 202-3.

Le procédé se poursuit ensuite par le dépôt d'une couche isolante épaisse 212, la planarisation CMP de sa surface supérieure, l'ouverture de quatrièmes ouvertures de façonà exposer les contacts 211-2 et 211-3, et le dépôt et la gravure d'un matériau conducteur, de préférence métallique, par exemple du tungstène, de façonà former une métallisation213-1, une ligne de bits213-2 et un contact 213-3.

Comne cela ressort de la description précédente, le procédé selon la présente invention permet de supprimer le masque de gravure de la deuxième électrode. Le procédé selon l'invention permet donc d'augmenter la densité d'une mémoire. En effet, il n'est plus nécessaire de prévoir de distance de garde entre la deuxième électrode209 des condensateurs mémoire et les contacts 211-2. Plus précisément, les distances nécessaires pour éviter des courts-circuits ou des couplages capacitifs parasites entre la première électrode206 et le contact 211-2, d'une part, et la deuxième électrode209 et le contact 211-2 sont maintenant égales et minimisées: il s'agit de la distance séparant les deuxième et troisième ouvertures.

Les risques de courts-circuits entre les première et deuxième électrodes206 et209 des condensateurs sont également éliminés. En effet, lors de la définition de la deuxième élec trode, le diélectrique208 ne peut pas être surgravé entre les première et deuxième électrodes.

Le procédé selon la présente invention supprime avanta geusement plusieurs opérations par rapport au procédé classique. En premier lieu, il n'est plus nécessaire d'effectuer une photo- lithographie de la deuxième électrode du condensateur. En deuxième lieu, il n'est plus nécessaire de prévoir les enlèvement et nettoyage de la résine photosensible nécessaireà cette photo- lithographie. Enfin, il n'est également plus nécessaire de prévoir les opérations de dépôt et d'ouverture d'une couche isolante épaisse(10) de remplissage des deuxièmes ouvertures de la capacité et de planarisation de la structure après la forma tion de la deuxième électrode(9). Seule est conservée une étape de planarisation, non plus de la couche de remplissage mais de la deuxième électrode elle-nêne.

Par ailleurs, la formation des lignes de bits 211-2 et des contacts logiques211-3 est simplifiée. En effet, dans un procédé classique, la formation au même niveau des contacts d'électrode(11-1, figure1C) impose des contraintes strictes tant lors de l'ouverture de l'isolant que lors du remplissage des ouvertures. De telles contraintes compliquent le procédé et peuvent même conduireà des formations par des étapes distinctes d'une part des contacts "profonds" 211-2, 211-3, et des contacts "courts" 211-1, d'autre part.

En outre, les condensateurs de la structure de la figure2C présentent une capacité supérieureà ceux de la structure classique de la figure1C. En effet, la hauteur de gravure des parties verticales de la première électrode (couche 206) est inférieureà l'épaisseur sur laquelle était classique ment déposée une couche isolante(10) de planarisation. La surface de la première électrode est donc augmentée, ce qui augmente proportionnellement le couplage.

Selon une variante, la présente invention permet de réaliser des dispositifs mémoire dont les cellules présentent des couplages de valeurs encore plus élevées.

La figure3 illustre une vue en coupe d'une plaquette de circuits intégrésà une étape de fabrication correspondantà celle illustréeà la figure2C, obtenue selon un autre mode de mise en oeuvre de la présente invention.

Le procédé utilisé pour obtenir la structure repré sentéeà la figure3 diffère de celui décrit précédemment pour obtenir la structure représentéeà la figure2C en ce que, après le dépôt, côté logique et côté mémoire, de la couche isolante épaisse 205, on procède immédiatementà la formation de contacts de type logique 211-2 et211-3 et non pasà la formation des condensateurs. On dépose ensuite la couche isolante 212 et on forme dans les couches isolantes 205 et 212 les structures de condensa teur de la façon décrite précédemment en relation avec les figures2A et 2B. Après la formation de la deuxième électrode du condensateur par dépôt du matériau conducteur209 et sa gravure CMP, on dépose et on grave un matériau conducteur, de préférence métallique, de façonà former, côté mémoire, une interconnexion métallique313-1 d'au moins deux condensateurs et les contacts 213-2 avec la région 202-2 et, côté logique, un contact213-3 avec la région 202-3. Selon cette variante, les lignes de bits sont ultérieurement forméesà un niveau de métallisation supé rieur.

Par rapportà la structure représentéeà la figure2C, les condensateurs mémoire de la structure représentéeà la figure 3 présentent avantageusement un couplage plus important du fait de la surface supérieure de la première électrode 206.

Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, la nature et les épaisseurs des différentes couches sont les suivantes: - couche isolante203 : multicouche + 203-1 nitrure de silicium, de 20à 300 nm, par exemple de80 nm ; + 203-2 oxyde de silicium, de90 à 800 nm, par exemple de 400 nm, ; - largeur des premières ouvertures, remplies par le matériau conducteur 204: de100 à 400 nm, par exemple de 240 run - matériau conducteur 204: tungstène - couche isolante 205: multicouche: + 205-1 nitrure de silicium, de10 à 100 nm, par exemple de 20 nm ; + 205-2 oxyde de silicium, de300 à 900 nm, par exemple de600 nm ; - matériau conducteur206 (premières électrodes des condensa teurs): silicium polycristallin, entre30 et300 nm, par exemple80 nm ; - hauteur h de gravure des parois du matériau206, par rapportà la surface supérieure de la couche isolante épaisse205 ou 212: de 20à 600 run, par exemple de150 nm.

- matériau diélectrique208 : multicouche ONO ou oxyde de tantale entre 2 et 20 nm, par exemple de5 nm ; - matériau conducteur209 (deuxièmes électrodes, remplissant les ouvertures des capacités): silicium polycristallin ; - matériau conducteur des contacts211-1/2/3 : tungstène ou aluminium ou cuivre, épaisseur des métallisations sur la couche isolante 212 de 200à 800 nm, par exemple de500 nm ; - couche isolante 212 oxyde de silicium, entre50 et500 nm, par exemple de 200 nm - matériau conducteur des contacts213-1/2/3 et/ou 313-1 : tungstène ou aluminium ou cuivre, épaisseur des métallisations sur la couche isolante 212 de 200à 800 nm, par exemple de500 nm.

Selon une variante non représentée, l'épaisseur d'iso lant correspondantà la couche203-2 pourra être constituée d'une structure multicouche de matériaux gravables sélectivement l'un par rapportà l'autre. Il s'agira, par exemple, d'un multicouche d'oxyde de silicium et de nitrure de silicium, ou d'un multi couche ONO.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtrontà l'h#re de l'art. En particulier, la hauteur des parties verticales des premières électrodes peut être modulée pour obtenir une capacité appropriée. En outre, elle s'appliqueà tout procédé de fabri cation simultanée de transistors MOS et de cellules DRAM incorporant des étapes d'un procédé CMOS standard. Ainsi, la nature et l'épaisseur de chacune des couches peuvent être modi fiées en fonction des contraintes liées au procédé CMOS standard dans lequel sont incorporées les étapes propresà la formation des cellules mémoire, ou en fonction de la capacité des éléments mémoire. Ainsi, les isolants utilisés peuvent être choisis parmi les divers matériaux connus ou des c#binaisons de ceux-ci, par exemple, sous forme de multicouches.

De plus, bien que les matériaux des couches de remplis sage des différentes ouvertures soient de préférence choisis identiques entre eux et identiques au matériau métallique (tungstène) déposé au-dessus de et latéralement par rapportà ces ouvertures, on peut utiliser des matériaux de remplissagediffé- rents pour chacune des différentes ouvertures et/ou différents des matériaux des couches conductrices déposées au-dessus de ces ouvertures. En outre, le dépôt d'un quelconque matériau conduc teur peut être précédé du dépôt d'une couche d'adhérence et/ou d'arrêt de gravure.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un dispositif mémoire dyna miqueà accès aléatoire constitué de cellules comportant chacune un transistor MOS de commande et un condensateur, caractérisé en ce qu'il comprend, après formation des transistors de commande, les étapes suivantes: former dans une couche isolante épaisse (205; 205, 212) des ouvertures dont les parois sont recouvertes d'un premier matériau conducteur(206) ; déposer sur l'ensemble de la structure une couche mince d'un matériau diélectrique(208) ; déposer un deuxième matériau conducteur(209) de façon à remplir complètement les ouvertures età en déborder; araser, par polissage mécano-chimique, le deuxième matériau conducteur jusqu'à la surface supérieure des parties de la couche diélectrique reposant sur les parties de la couche iso lante épaisse qui subsistent entre deux ouvertures; et déposer un matériau métallique (211-1; 313-1) directe ment sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse de façonà interconnecter au moins deux ouvertures rem plies par le deuxième matériau conducteur. 2. Procédé selon la revendication1, caractérisé en ce que l'étape de formation des ouvertures dont les parois sont par tiellement recouvertes d'un premier matériau conducteur(206) consisteà : former dans la couche isolante épaisse(205 ; 205, 212) des ouvertures; déposer le premier matériau conducteur sur l'ensemble de la structure; déposer sur l'ensemble de la structure une couche iso lante sacrificielle(207) ; et araser, par polissage mécano-chimique, le premier maté riau conducteur jusqu'à la surface supérieure de la couche iso lante épaisse; graver le premier matériau conducteur sur les parois des ouvertures, de façonà amener sa surface supérieureà un niveau en retrait par rapportà la surf ace supérieure de la couche isolante épaisse; et éliminer la couche sacrificielle. 3. Procédé selon la revendication1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, après formation des transistors de comytande et avant la formation des ouvertures dans la couche isolante épaisse(205 ; 205, 212), la séquence d'étapes suivantes: déposer une première sous-couche isolante épaisse (203) ; former dans la première sous-couche isolante des pre mières ouvertures de façonà exposer partiellement des régions complémentaires de source (202-1) et de drain (202-2) d'au moins les transistors de commande; remplir les premières ouvertures d'un troisième maté riau conducteur (204); et déposer une deuxième sous-couche isolante épaisse (205). 4. Procédé selon la revendication3, caractérisé en ce que les ouvertures dont les parois sont partiellement recouvertes d'un premier matériau conducteur(206) sont formées dans la seule deuxième sous-couche isolante épaisse(205) de façonà exposer celles des premières ouvertures en contact avec les régions de source (202-1) des transistors de commande. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, avant de déposer un matériau métallique (211-1) directement sur le deuxième matériau conducteur(209) et la couche isolante épaisse, l'étape consistantà former dans la deuxième sous-couche isolante épaisse(205) des ouvertures de façonà exposer au moins celles des premières ouvertures en contact avec les régions de drain (202-2) des transistors de commande; et en ce que le matériau métallique est également déposé de façon à former des plots conducteurs (211-2) en contact avec au moins les régions de drain (202-2) des transistors de commande. 6. Procédé selon la revendication3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes: former dans la deuxième sous-couche isolante épaisse (205) des ouvertures de façonà exposer au moins celles des premières ouvertures en contact avec les régions de drain (202-2) des transistors de commande; former des plots conducteurs (211-2) en contact avec au moins les régions de drain des transistors de commande; déposer une troisième sous-couche isolante épaisse (212); former dans les deuxième et troisièmbe sous-couches iso lantes épaisses les ouvertures dont les parois sont partiellement recouvertes d'un premier matériau conducteur(206). 7. Procédé selon la revendication6, caractérisé en ce qu'il corrprend en outre, avant de déposer un matériau métallique (313-1) directement sur le deuxième matériau conducteur(209) et la couche isolante épaisse, l'étape consistantà former dans la troisième sous-couche isolante épaisse (212) des ouvertures de façonà exposer partiellement la surface supérieure des plots conducteurs (211-2) ; et en ce que le matériau métallique est également déposé de façon à former des contacts (213-2) avec les plots conducteurs. 8. Dispositif mémoire dynamiqueà accès aléatoire consti tué de cellules comportant chacune un transistor MOS de commande et un condensateur, caractérisé en ce que le condensateur de chaque cellule comporte: une première électrode(206) du condensateur, dont une partie sensiblement horizontale en vue en coupe contacte une région de source (202-1) du transistor de commande, qui présente en vue en coupe des parties verticales dont les surfaces supé rieures sont en retrait par rapportà une couche isolante épaisse (205; 212) alentour d'une hauteur donnée un diélectrique(208) ; une deuxième électrode(209) qui remplit complètement l'intervalle entre les parties verticales, la surface supérieure de la deuxième électrode étant coplanaireà la surface supérieure des parties dudit diélectrique reposant sur les parties de la couche isolante épaisse qui subsistent entre deux ouvertures; et caractérisé en ce qu'un matériau métallique (211-1; 313-1) repose directement sur le deuxième matériau conducteur et la couche isolante épaisse et interconnecte les deuxième-s électrodes d'au moins deux condensateurs.