JP3024676B2 - Method of manufacturing semiconductor memory device having tree-type capacitor - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor memory device having tree-type capacitor

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JP3024676B2
JP3024676B2 JP09005087A JP508797A JP3024676B2 JP 3024676 B2 JP3024676 B2 JP 3024676B2 JP 09005087 A JP09005087 A JP 09005087A JP 508797 A JP508797 A JP 508797A JP 3024676 B2 JP3024676 B2 JP 3024676B2
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリ素子
に係り、詳しくは、主に転送トランジスタと電荷蓄積コ
ンデンサとから成るダイナミックランダムアクセス記憶
装置(DRAM)セルの構造に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a structure of a dynamic random access memory (DRAM) cell mainly including a transfer transistor and a charge storage capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、DRAM装置のメモリセルの回
路図である。図に示すように、DRAMセルは、転送ト
ランジスタTと電荷蓄積コンデンサCとにより構成され
ている。転送トランジスタTのソースは、対応するビッ
ト線BLに接続され、転送トランジスタTのドレイン
は、電荷蓄積コンデンサCの蓄積電極6に接続されてい
る。また、転送トランジスタTのゲートは、対応するワ
ード線WLに接続され、コンデンサCの対向電極8は、
定電力電源に接続されている。さらに、蓄積電極6と対
向電極8との間に誘電体膜7が供給されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of a memory cell of a DRAM device. As shown in the figure, the DRAM cell includes a transfer transistor T and a charge storage capacitor C. The source of the transfer transistor T is connected to the corresponding bit line BL, and the drain of the transfer transistor T is connected to the storage electrode 6 of the charge storage capacitor C. The gate of the transfer transistor T is connected to the corresponding word line WL, and the opposite electrode 8 of the capacitor C
Connected to a constant power supply. Further, a dielectric film 7 is supplied between the storage electrode 6 and the counter electrode 8.

【0003】DRAM作製工程において、記憶容量が1
M(メガ=100万)ビット未満である従来型DRAM
の場合、プレーナ型コンデンサと呼ばれる2次元コンデ
ンサが主に使用されている。プレーナ型コンデンサを用
いたメモリセルを備えたDRAMの場合、半導体基板の
主表面上に電荷が蓄積されることから、この主表面は、
面積が広くなくてはならない。したがって、このタイプ
のメモリセルは、集積度の高いDRAMには適していな
い。メモリが4Mビット以上のDRAMのような高集積
DRAMに対して、これまでにスタック型またはトレン
チ型コンデンサと呼ばれる3次元コンデンサが導入され
てきた。
In a DRAM manufacturing process, a storage capacity of 1
Conventional DRAM with less than M (mega = 1 million) bits
In this case, a two-dimensional capacitor called a planar type capacitor is mainly used. In the case of a DRAM having a memory cell using a planar capacitor, electric charges are accumulated on a main surface of a semiconductor substrate.
The area must be large. Therefore, this type of memory cell is not suitable for a highly integrated DRAM. For a highly integrated DRAM such as a DRAM having a memory of 4 Mbits or more, a three-dimensional capacitor called a stack type or trench type capacitor has been introduced.

【0004】このスタック型またはトレンチ型コンデン
サによって、同程度の大きさでより大きいメモリが得ら
れるようになった。しかし、記憶容量が64Mビットの
超大規模集積回路(VLSI)などのようなさらに集積
度の高い半導体素子を実現するためには、従来のスタッ
ク型またはトレンチ型のような簡単な3次元構造による
コンデンサでは不充分であることが明らかになった。
[0004] Larger memories of similar size have been obtained with such stacked or trench capacitors. However, in order to realize a highly integrated semiconductor device such as a very large scale integrated circuit (VLSI) having a storage capacity of 64 Mbits, a capacitor having a simple three-dimensional structure such as a conventional stack type or trench type is required. Proved inadequate.

【0005】コンデンサ容量の改善策として、いわゆる
フィン型スタック化コンデンサの使用を挙げることがで
き、このコンデンサは、エマ他の「16メガおよび64
メガDRAM向け3次元スタック化コンデンサセル(3
−DimensionalStacked Capac
itor Cell for 16M and 64M
DRAMs)」(国際電子デバイス会合(Inter
nationalElectron Devices
Meeting)、592〜595頁、1988年12
月号)に開示されている。フィン型スタック化コンデン
サは、複数のスタック化層にフィン型に延びている電極
および誘電体膜を具備している。フィン型スタック化コ
ンデンサを備えたDRAMも、米国特許第5,071,
783号(タグチ他)、第5,126,810号(ゴト
ウ)、第5,196,365号(ゴトウ)、第5,20
6,787号(フジオカ)に開示されている。
One way to improve the capacitance of a capacitor is to use a so-called fin-type stacked capacitor, which is disclosed in Emma et al.
3D stacked capacitor cell for mega DRAM (3
-Dimensional Stacked Capac
itor Cell for 16M and 64M
DRAMs) "(International Electronic Devices Conference (Inter)
nationalElectron Devices
Meeting), 592-595, December 1988.
Month issue). Finned stacked capacitors include fin-shaped extending electrodes and dielectric films in a plurality of stacked layers. DRAMs with finned stacked capacitors are also disclosed in US Pat.
No. 783 (Taguchi et al.), No. 5,126,810 (Goto), No. 5,196,365 (Goto), No. 5,20
No. 6,787 (Fujioka).

【0006】コンデンサ容量の別の改善策として、いわ
ゆるシリンダー型スタック化コンデンサの使用が挙げら
れ、このコンデンサは、ワカミヤ他の「64メガビット
DRAM向け新型スタック化コンデンサセル(Nove
l Stacked Capacitor Cell
for 64−MbDRAM)」(VLSI技術文書テ
クノロジーダイジェストに関する1989年シンポジウ
ム(1989 Symposium on VLSI
Techinology Digest ofTech
ncal Papers)、69〜70頁)に開示され
ている。このシリンダー型スタック化コンデンサは、シ
リンダー型に延びている電極および誘電体膜を具備して
いることから、電極の表面積が増えている。シリンダー
型スタック化コンデンサを備えたDRAMもまた、米国
特許第5,077,688号(クマノヤ他)に開示され
ている。
Another measure for improving the capacitance of the capacitor is to use a so-called cylinder-type stacked capacitor, which is a new type of stacked capacitor cell for Wakamiya et al.
l Stacked Capacitor Cell
(for 64-Mb DRAM) "(1989 Symposium on VLSI)
Technology Digest ofTech
ncal Papers), pp. 69-70). Since the cylindrical stacked capacitor includes the electrode and the dielectric film extending in a cylindrical shape, the surface area of the electrode is increased. A DRAM with a stacked cylinder capacitor is also disclosed in U.S. Pat. No. 5,077,688 (Cumanoya et al.).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】集積度の増加傾向によ
り、平面上のDRAMセルのサイズ(平面上を占める面
積)をさらに縮小しなければならない。一般に、セルサ
イズの縮小は、電荷蓄積容量(キャパシタンス)の減少
につながるうえ、キャパシタンスが減少するにつれて、
α線の発生によりソフトエラーが生じる可能性が高くな
る。このため、この技術分野では、同じキャパシタンス
が得られると同時に平面上を占める面積がさらに少ない
蓄電コンデンサの新たな構造の設計と、その構造を作成
する適切な方法がなお必要とされている。
As the degree of integration increases, the size (area occupying the plane) of a DRAM cell on a plane must be further reduced. In general, a decrease in cell size leads to a decrease in charge storage capacity (capacitance), and as the capacitance decreases,
The possibility of occurrence of a soft error due to the generation of α rays increases. Therefore, there is still a need in the art for the design of new structures for storage capacitors that have the same capacitance and at the same time occupy less area on a plane, and for a suitable method of making that structure.

【0008】そこで、本発明は、電荷蓄積面積を広くで
きるツリー型コンデンサを備えた半導体メモリ素子を提
供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a tree-type capacitor capable of increasing the charge storage area.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の前記および他の
目的により、新規の改良型半導体メモリ素子およびその
作製方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the above and other objects of the present invention, there is provided a new and improved semiconductor memory device and a method of fabricating the same.

【0010】本発明による半導体メモリ素子は、データ
を表す電荷を確実に蓄電するためのさらに広い面積を有
するツリー型コンデンサを具備している。このツリー型
コンデンサは、トランク状導電層と1またはそれ以上の
ブランチ状導電層とから成る蓄積電極を備えている。こ
のトランク状導電層は、半導体メモリ素子内の転送トラ
ンジスタのソース/ドレイン領域のいずれかひとつに電
気的に接続されている。また、ブランチ状導電層は、1
端がトランク状導電層に接続されており、その表面積を
広くできるような多様な形状に構成することができる。
誘電体層は、トランク状導電層とブランチ状導電層の露
出面に形成され、ツリー型コンデンサの対向電極として
働く誘電体層の上にオーバーレイ導電層が形成される。
A semiconductor memory device according to the present invention includes a tree-type capacitor having a larger area for securely storing electric charges representing data. The tree-type capacitor includes a storage electrode comprising a trunk-like conductive layer and one or more branch-like conductive layers. The trunk-like conductive layer is electrically connected to one of the source / drain regions of the transfer transistor in the semiconductor memory device. In addition, the branch-like conductive layer has 1
The end is connected to the trunk-shaped conductive layer, and can be configured in various shapes so that the surface area can be increased.
The dielectric layer is formed on the exposed surfaces of the trunk-like conductive layer and the branch-like conductive layer, and the overlay conductive layer is formed on the dielectric layer serving as the counter electrode of the tree-type capacitor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の他の目的と特徴と利益
は、好適であると同時に非限定的な実施例に関する次の
詳細な説明から明らかになるであろう。後述する添付図
面を参照しながら以下に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred but non-limiting embodiments. This will be described below with reference to the accompanying drawings described below.

【0012】(実施の形態1)図2〜図8を参照しなが
ら、本発明によるツリー型電荷蓄積コンデンサを備えた
半導体メモリ素子の第1の実施形態について説明する。
半導体メモリ素子の本実施形態は、本発明による半導体
メモリ素子を作製する第1の好適な方法により製造する
ことができる。
(First Embodiment) A first embodiment of a semiconductor memory device provided with a tree-type charge storage capacitor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment of the semiconductor memory device can be manufactured by the first preferred method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【0013】図2について説明すると、シリコン基板1
0の表面が、ロコス(LOCOS:シリコン選択酸化)
法により熱酸化され、これにより、例えば、厚さが約3
000オングストロームのフィールド酸化膜12が形成
される。次に、シリコン基板10を熱酸化処理すること
により、例えば、厚さ約150オングストロームのゲー
ト酸化膜14が形成される。さらに、化学的気相成長法
(CVD)や減圧CVD(LPCVD)により、例え
ば、厚さ約2000オングストロームのポリシリコン膜
が、シリコン基板10の表面全体に蒸着される。抵抗の
低いポリシリコン膜を実現するためには、リンイオンな
どの適切な不純物がポリシリコン膜に拡散される。ポリ
シリコン膜上に耐熱金属層が蒸着された後、アニール工
程を実行してポリサイドを形成することにより、該膜の
抵抗がさらに低下することが好ましい。この耐熱金属は
タングステン(W)でもよく、厚さは、例えば、約20
00オングストロームである。次に、図2に示すよう
に、ポリサイドにパターニング処理を施してゲート電極
(ワード線)WL1〜WL4を形成する。さらに、例え
ば、ヒ素イオンがエネルギー70KeVでシリコン基板
10に拡散されて、例えば、約1×1015原子/cm2
の不純物濃度となる。この段階では、ワード線WL〜W
L4は、マスク層として使用される。これにより、ドレ
イン領域16aおよび16bとソース領域18aおよび
18bとは、シリコン基板10に形成される。
Referring to FIG. 2, the silicon substrate 1
LOCOS (silicon selective oxidation)
Is thermally oxidized by the method, so that, for example, a thickness of about 3
000 Å of field oxide film 12 is formed. Next, by subjecting the silicon substrate 10 to a thermal oxidation process, a gate oxide film 14 having a thickness of, for example, about 150 Å is formed. Further, a polysilicon film having a thickness of, for example, about 2000 Å is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10 by chemical vapor deposition (CVD) or low pressure CVD (LPCVD). In order to realize a polysilicon film having a low resistance, appropriate impurities such as phosphorus ions are diffused into the polysilicon film. Preferably, after the heat-resistant metal layer is deposited on the polysilicon film, an annealing step is performed to form polycide, thereby further reducing the resistance of the film. The refractory metal may be tungsten (W), for example, having a thickness of about 20
00 angstroms. Next, as shown in FIG. 2, the polycide is patterned to form gate electrodes (word lines) WL1 to WL4. Further, for example, arsenic ions are diffused into the silicon substrate 10 at an energy of 70 KeV, for example, about 1 × 10 15 atoms / cm 2.
Impurity concentration. At this stage, the word lines WL to W
L4 is used as a mask layer. Thus, drain regions 16a and 16b and source regions 18a and 18b are formed on silicon substrate 10.

【0014】次に、図3について説明する。次の段階で
は、CVD法により、例えば、ホウ素リンケイ酸ガラス
(BPSG)の平坦化絶縁層20を、例えば、約700
0オングストローム厚さまで蒸着する。さらに、同じ方
法によりエッチング保護層22を形成するが、この層
は、例えば、厚さ約1000オングストロームの、例え
ば、シリコン窒化膜でもよい。その後、ウェハ上に、例
えば、二酸化ケイ素の厚い絶縁層が、例えば、約700
0オングストロームの厚さまで蒸着される。したがっ
て、従来のホトリソグラフィ法およびエッチング法を用
いて、凹部23によって境界が定まる絶縁柱24を画定
する。図3ではそれぞれ別々の多くの場所に絶縁柱24
が示されているが、実際にはこの絶縁柱24は一体とな
っており、このことは上から見た場合に明らかである。
Next, FIG. 3 will be described. In the next step, a planarizing insulating layer 20 of, for example, borophosphosilicate glass (BPSG) is
Deposit to a thickness of 0 Å. Further, the etching protection layer 22 is formed by the same method, but this layer may be, for example, a silicon nitride film having a thickness of about 1000 angstroms. Thereafter, a thick insulating layer of, for example, silicon dioxide is deposited on the wafer, for example, at about 700
Deposited to a thickness of 0 Å. Therefore, using conventional photolithography and etching, insulating pillars 24 delimited by recesses 23 are defined. In FIG. 3, insulating columns 24 are provided in many different places.
However, the insulating pillars 24 are actually integrated, which is apparent when viewed from above.

【0015】今度は、図4について説明する。次の段階
では、CVD法により、第1絶縁層26、ポリシリコン
層28、および第2絶縁層30が順次形成される。第1
および第2絶縁層26および30は、酸化シリコンによ
り形成されることが好ましい。第1絶縁層26およびポ
リシリコン層28は、それぞれ、例えば約1000オン
グストロームの厚さに蒸着され、第2絶縁層30は、例
えば約7000オングストロームの厚さに蒸着される。
ヒ素(As)イオンをポリシリコン層28に拡散させて
導電性を高めることができる。
Referring now to FIG. In the next stage, the first insulating layer 26, the polysilicon layer 28, and the second insulating layer 30 are sequentially formed by the CVD method. First
In addition, the second insulating layers 26 and 30 are preferably formed of silicon oxide. The first insulating layer 26 and the polysilicon layer 28 are each deposited to a thickness of, for example, about 1000 angstroms, and the second insulating layer 30 is deposited to a thickness of, for example, about 7,000 angstroms.
Arsenic (As) ions can be diffused into the polysilicon layer 28 to increase conductivity.

【0016】次に図5について説明すると、次の段階に
おいて、ポリシリコン層28の上部が滑らかになるま
で、図4のウェハ表面に化学機械研磨(CMP)が施さ
れる。これにより、ポリシリコン層28の残りの部分
は、図5から明らかなように、28aと28bとによっ
て示される多数の独立した区分に分離される。
Referring now to FIG. 5, in the next step, the wafer surface of FIG. 4 is subjected to chemical mechanical polishing (CMP) until the top of polysilicon layer 28 is smoothed. This separates the remaining portion of polysilicon layer 28 into a number of independent sections, as shown in FIG.

【0017】図6について説明すると、従来のホトリソ
グラフィ法ならびにエッチング法により、絶縁層30、
ポリシリコン層の区分28aおよび28b、絶縁層2
6、エッチング保護層22、絶縁層20、およびゲート
酸化膜14に対して順次選択的にエッチングを施す。こ
れにより、蓄積電極コンタクトホール32aおよび32
bが形成される。蓄積電極コンタクトホール32aおよ
び32bは、それぞれ、絶縁層30の上部表面からドレ
イン領域16aおよび16bの上部表面まで延びてい
る。次に、ポリシリコン膜の蒸着およびエッチングバッ
クによって蓄積電極コンタクトホール32aおよび32
bをポリシリコン層34aおよび34bで補充する。
Referring to FIG. 6, the insulating layer 30 is formed by a conventional photolithography method and an etching method.
Polysilicon layer sections 28a and 28b, insulating layer 2
6. Etching is sequentially and selectively applied to the etching protection layer 22, the insulating layer 20, and the gate oxide film 14. Thereby, the storage electrode contact holes 32a and 32
b is formed. Storage electrode contact holes 32a and 32b extend from the upper surface of insulating layer 30 to the upper surfaces of drain regions 16a and 16b, respectively. Next, the storage electrode contact holes 32a and 32a are deposited by depositing a polysilicon film and etching back.
b is replenished with polysilicon layers 34a and 34b.

【0018】図7について説明すると、次の段階では、
エッチング終点としてエッチング保護層22を備えたウ
ェハ上にウェットエッチングが施され、絶縁層26およ
び30と絶縁柱24を除去できるようにする。残りのツ
リートランク状ポリシリコン層34aおよび34bとブ
ランチ状ポリシリコン層28aおよび28bの組み合わ
せにより、DRAMのコンデンサ向けツリー状蓄積電極
を形成する。トランク状ポリシリコン層34aおよび3
4bは、DRAM内の転送トランジスタのドレイン領域
16aおよび16bにそれぞれ電気的に接続されてい
る。ブランチ状ポリシリコン層28aおよび28bの各
々の断面がほぼL型であり、かつ大体の水平断面がトラ
ンク状ポリシリコン層34aおよび34bと電気的に接
触している。この特定の形状により、以後、本明細書に
おいて該蓄積電極を「ツリー状蓄積電極」と呼び、した
がって、該コンデンサを「ツリー型コンデンサ」と呼ぶ
ことにする。
Referring to FIG. 7, in the next stage,
As an etching end point, wet etching is performed on the wafer provided with the etching protection layer 22 so that the insulating layers 26 and 30 and the insulating pillars 24 can be removed. The combination of the remaining tree trunk-like polysilicon layers 34a and 34b and the branch-like polysilicon layers 28a and 28b forms a tree-like storage electrode for a DRAM capacitor. Trunk-like polysilicon layers 34a and 3
4b is electrically connected to the drain regions 16a and 16b of the transfer transistor in the DRAM, respectively. The cross section of each of the branch-like polysilicon layers 28a and 28b is substantially L-shaped, and a substantially horizontal cross section is in electrical contact with the trunk-like polysilicon layers 34a and 34b. Due to this particular shape, the storage electrode will hereinafter be referred to as a "tree-shaped storage electrode" and hence the capacitor will be referred to as a "tree-type capacitor".

【0019】図8について説明すると、次の段階では、
誘電体膜36aおよび36bがそれぞれツリー状蓄積電
極(34a、28a)およびツリー状蓄積電極(34
b、28b)上に形成される。誘電体膜36aおよび3
6bは、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、NO(窒
化ケイ素/二酸化ケイ素)、ONO(二酸化ケイ素/窒
化ケイ素/二酸化ケイ素)類により形成可能である。次
に、蓄積電極(34a、28a)および(34b、28
b)に対向するポリシリコンの対向電極38が誘電体膜
36aおよび36b上に形成される。対向電極38の形
成工程は、CVD法により、ポリシリコン層を、例え
ば、約1000オングストローム厚さに蒸着する第1の
段階と、N型不純物をポリシリコン層に拡散して導電率
を高める第2の段階と、従来のホトリソグラフィ法なら
びにエッチング法によってポリシリコン層の選択部分に
エッチングを施す最終段階とから成る。これでDRAM
内のツリー型コンデンサの作製は完了する。
Referring to FIG. 8, in the next stage,
The dielectric films 36a and 36b are respectively composed of a tree-shaped storage electrode (34a, 28a) and a tree-shaped storage electrode (34).
b, 28b). Dielectric films 36a and 3
6b can be formed of, for example, silicon dioxide, silicon nitride, NO (silicon nitride / silicon dioxide), ONO (silicon dioxide / silicon nitride / silicon dioxide). Next, the storage electrodes (34a, 28a) and (34b, 28
A counter electrode 38 of polysilicon facing b) is formed on the dielectric films 36a and 36b. The step of forming the counter electrode 38 includes a first step of depositing a polysilicon layer to a thickness of, for example, about 1000 angstroms by a CVD method, and a second step of diffusing N-type impurities into the polysilicon layer to increase conductivity. And a final step of etching selected portions of the polysilicon layer by conventional photolithography and etching. This is DRAM
The fabrication of the tree-type capacitor inside is completed.

【0020】DRAMチップの作製を完了するには、引
き続き、ビット線の作製段階と、パッドの接着段階と、
相互接続段階と、パッシベーション段階と、パッケージ
段階を経なければならない。ただし、これらの各段階
は、従来技術しか含んでおらず、本発明の精神と範囲か
ら外れることから、その詳細な説明はここでは省略す
る。
In order to complete the fabrication of the DRAM chip, the steps of fabricating a bit line, bonding a pad,
It must go through an interconnect phase, a passivation phase, and a packaging phase. However, since each of these steps includes only the prior art and departs from the spirit and scope of the present invention, a detailed description thereof will be omitted here.

【0021】(実施の形態2)前述した第1実施形態に
おいて、開示されたツリー型コンデンサはブランチ型電
極を1つだけ有している。しかしながら、ブランチの数
は1つに限られておらず、2以上であってもよい。以下
に、図9〜図12を参照しながら、2つのブランチによ
る電極を備えた第2実施形態のツリー型コンデンサを説
明する。第2実施形態のツリー型コンデンサは、図3の
ウェハ構造によるものである。図3のものと同一の図9
〜図12の要素には、同じ符号が付けられている。
(Embodiment 2) In the first embodiment described above, the disclosed tree-type capacitor has only one branch-type electrode. However, the number of branches is not limited to one, and may be two or more. Hereinafter, the tree-type capacitor according to the second embodiment including electrodes formed by two branches will be described with reference to FIGS. 9 to 12. The tree-type capacitor according to the second embodiment is based on the wafer structure shown in FIG. FIG. 9 identical to that of FIG.
12 are assigned the same reference numerals.

【0022】図3と共に図9について説明する。CVD
法を用いて、第1絶縁層40、第1ポリシリコン層4
2、第2絶縁層44、第2ポリシリコン層46、および
第3絶縁層48などの絶縁層とポリシリコン層とが交互
に順次形成される。絶縁層40、44、48は、例え
ば、酸化シリコンにより形成されることが好ましい。絶
縁層40および44とポリシリコン層42および46
は、それぞれ、例えば、約1000オングストローム厚
さに蒸着され、絶縁層48は、例えば、約7000オン
グストローム厚さに蒸着される。ポリシリコン層42お
よび46は、ヒ素(As)イオンにより拡散して導電率
を高めることができる。
FIG. 9 will be described with reference to FIG. CVD
The first insulating layer 40, the first polysilicon layer 4
2, insulating layers such as the second insulating layer 44, the second polysilicon layer 46, and the third insulating layer 48 and the polysilicon layer are alternately formed sequentially. The insulating layers 40, 44, and 48 are preferably formed of, for example, silicon oxide. Insulating layers 40 and 44 and polysilicon layers 42 and 46
Are each deposited, for example, to a thickness of about 1000 angstroms, and the insulating layer 48 is deposited, for example, to a thickness of about 7,000 angstroms. The polysilicon layers 42 and 46 can be diffused by arsenic (As) ions to increase the conductivity.

【0023】次に、図10について説明すると、次の段
階では、図9に示すウェハ表面にCMP法が適用され、
ポリシリコン層42および46の上部が研磨される。こ
れにより、ポリシリコン層42および46の残りの部分
は、符号42aおよび46aと42bおよび46bによ
って示される多数の独立した区分に分離される。
Referring now to FIG. 10, in the next stage, the CMP method is applied to the wafer surface shown in FIG.
The tops of polysilicon layers 42 and 46 are polished. This separates the remaining portions of the polysilicon layers 42 and 46 into a number of independent sections indicated by reference numerals 42a and 46a and 42b and 46b.

【0024】次に図11について説明すると、次の段階
において、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッチン
グ法によって、絶縁層48(図10を参照)の上部表面
からドレイン領域16aおよび16bの表面にかけて蓄
積電極コンタクトホールを形成する。次に、まず初めに
CVD法を用いて蓄積電極コンタクトホールがポリシリ
コン層50aおよび50bで補充されてポリシリコン層
の蒸着が行われた後、ポリシリコン層の部分にエッチン
グバック処理を施す。次に、絶縁層40、44、48お
よび絶縁柱24を除去できるように、エッチング保護層
22がエッチング終点となるウェハにウェットエッチン
グ処理が施される。残りのトランク状ポリシリコン層5
0aおよび50bとブランチ状ポリシリコン層42aお
よび46bと42bおよび46bとを組み合わせて、2
つのツリー状蓄積電極を形成する。トランク状ポリシリ
コン層50aおよび50bが、DRAM内の転送トラン
ジスタのドレイン領域16aおよび16bにそれぞれ電
気的に接続される。ブランチ状ポリシリコン層42aお
よび46aと42bおよび46bの断面が各々ほぼL字
形となっており、ほぼ水平な断面がトランク状ポリシリ
コン層50aおよび50bと接している。
Referring to FIG. 11, in the next stage, the storage electrode contact is formed from the upper surface of the insulating layer 48 (see FIG. 10) to the surfaces of the drain regions 16a and 16b by the conventional photolithography and etching. Form a hole. Next, first, after the storage electrode contact holes are filled with the polysilicon layers 50a and 50b by using the CVD method and the polysilicon layer is deposited, an etching back process is performed on the polysilicon layer. Next, a wet etching process is performed on the wafer where the etching protection layer 22 serves as an etching end point so that the insulating layers 40, 44, 48 and the insulating pillars 24 can be removed. Remaining trunk-like polysilicon layer 5
0a and 50b and branch-like polysilicon layers 42a and 46b and 42b and 46b,
One tree-shaped storage electrode is formed. Trunk-shaped polysilicon layers 50a and 50b are electrically connected to drain regions 16a and 16b of transfer transistors in the DRAM, respectively. The cross sections of the branch-like polysilicon layers 42a and 46a and 42b and 46b are substantially L-shaped, and the substantially horizontal cross section is in contact with the trunk-like polysilicon layers 50a and 50b.

【0025】さらに、図12について説明すると、次の
段階において、誘電体膜52aおよび52bが、それぞ
れツリー状蓄積電極(50a、46a、42a)および
(50b、46b、42b)上に形成される。次に、対
向ポリシリコン電極54が、誘電膜52aおよび52b
上に形成される。対向電極54の形成法は、CVD法に
よりポリシリコン層を蒸着する第1段階と、ポリシリコ
ン層にN型不純物を拡散して導電率を高める第2段階
と、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッチング法に
よりポリシリコン層の選択部分にエッチングを施す最終
段階とから成る。以上の段階が終わると、DRAMにお
けるツリー型コンデンサの作製が完了する。
Referring to FIG. 12, in the next stage, dielectric films 52a and 52b are formed on tree-shaped storage electrodes (50a, 46a, 42a) and (50b, 46b, 42b), respectively. Next, the opposing polysilicon electrode 54 is connected to the dielectric films 52a and 52b.
Formed on top. The method of forming the counter electrode 54 includes a first step of depositing a polysilicon layer by a CVD method, a second step of diffusing N-type impurities into the polysilicon layer to increase conductivity, and a conventional photolithography method and etching method. A final step of etching selected portions of the polysilicon layer. When the above steps are completed, the fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0026】(実施の形態3)上述の第1および第2実
施形態において、ツリー状蓄積電極のブランチ状部分の
最下層部は、エッチング保護層22から離れている。し
かし、本発明は、このような構造に限定されていない。
各ツリー状蓄積電極のブランチ状部分の最下層がエッチ
ング保護層22と接している本発明の第3実施形態につ
いて、図13および図14を参照しながら以下に説明す
る。
(Embodiment 3) In the first and second embodiments described above, the lowermost portion of the branch portion of the tree-shaped storage electrode is separated from the etching protection layer 22. However, the invention is not limited to such a structure.
A third embodiment of the present invention in which the lowermost layer of the branch-shaped portion of each tree-shaped storage electrode is in contact with the etching protection layer 22 will be described below with reference to FIGS.

【0027】第3実施形態のツリー型コンデンサも、図
3の構造に基づいて作製される。図3のものと同一の図
13〜図14の要素には、同じ符号が付けられている。
The tree type capacitor of the third embodiment is also manufactured based on the structure shown in FIG. Elements in FIGS. 13 and 14 that are the same as those in FIG. 3 have the same reference numerals.

【0028】まず初めに図3と共に図13について説明
すると、CVD法により、第1ポリシリコン層60、第
1絶縁層62、第2ポリシリコン層64、および第2絶
縁層66などの絶縁層とポリシリコン層とが交互に順次
形成される。
Referring first to FIG. 13 in conjunction with FIG. 3, an insulating layer such as a first polysilicon layer 60, a first insulating layer 62, a second polysilicon layer 64, and a second insulating layer 66 is formed by CVD. Polysilicon layers are formed alternately and sequentially.

【0029】次に図14について説明すると、次の段階
において、図13に示すウェハ表面にCMP製法が適用
され、ポリシリコン層60および64の上部が研磨され
る。これにより、ポリシリコン層60および64の残り
の部分は、符号60aおよび64aと60bおよび64
bによって示される多数の独立した区分に分離される。
次に、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッチング法
によって蓄積電極コンタクトホールを形成する。さら
に、蓄積電極コンタクトホールは、ポリシリコン層68
aおよび68bで補充される。その後、絶縁層62およ
び66を除去できるように、エッチング保護層22がエ
ッチング終点となっているウェハ上にウェットエッチン
グが施される。
Referring now to FIG. 14, in the next stage, the upper surface of the polysilicon layers 60 and 64 is polished by applying the CMP method to the wafer surface shown in FIG. Thereby, the remaining portions of the polysilicon layers 60 and 64 are denoted by reference numerals 60a and 64a and 60b and 64b.
b into a number of independent sections.
Next, a storage electrode contact hole is formed by a conventional photolithography method and an etching method. Further, the storage electrode contact hole is formed in the polysilicon layer 68.
Replenished with a and 68b. Thereafter, wet etching is performed on the wafer where the etching protection layer 22 is the etching end point so that the insulating layers 62 and 66 can be removed.

【0030】残りのトランク状ポリシリコン層68aお
よび68bとブランチ状ポリシリコン層60aおよび6
4bと60bおよび64bを組み合わせて、2つのツリ
ー状蓄積電極が形成される。トランク状ポリシリコン層
68aおよび68bは、それぞれ、DRAM内の転送ト
ランジスタのドレイン領域16aおよび16bに電気的
に接続されている。ブランチ状ポリシリコン層60aお
よび64aと60bおよび64bの各々の断面形状がほ
ぼL字形であり、ほぼ水平な断面がトランク状ポリシリ
コン層68aおよび68bに接している。本実施形態で
は、ツリー状蓄積電極のブランチ状ポリシリコン層60
aおよび60bが、エッチング保護層22と接触してい
る。これにより、第1、第2、および第3実施形態に対
して、すでに述べた通り、誘電体膜と対向ポリシリコン
電極が形成可能となる。以上で、DRAM内のツリー型
コンデンサの作製が完了する。
The remaining trunk-like polysilicon layers 68a and 68b and the branch-like polysilicon layers 60a and 60
By combining 4b, 60b and 64b, two tree-shaped storage electrodes are formed. Trunk-shaped polysilicon layers 68a and 68b are electrically connected to drain regions 16a and 16b of transfer transistors in the DRAM, respectively. The cross-sectional shape of each of the branch-like polysilicon layers 60a and 64a and 60b and 64b is substantially L-shaped, and a substantially horizontal cross section is in contact with the trunk-like polysilicon layers 68a and 68b. In this embodiment, the branch-like polysilicon layer 60 of the tree-like storage electrode is used.
a and 60b are in contact with the etching protection layer 22. This makes it possible to form the dielectric film and the opposing polysilicon electrode as described above with respect to the first, second, and third embodiments. Thus, the fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0031】(実施の形態4)前述の3つの実施形態に
おいて、各ツリー型コンデンサのツリー状蓄積電極のト
ランク状部分は、一体に形成された半導体素子である
が、本発明は、このような構造に限定されていない。以
下に、各ツリー状蓄積電極のトランク状部分が複数の半
導体素子から成る第4実施形態について、図15〜図1
8を参照しながら説明する。
(Embodiment 4) In the above-mentioned three embodiments, the trunk-like portion of the tree-like storage electrode of each tree-type capacitor is a semiconductor element integrally formed. It is not limited to the structure. Hereinafter, a fourth embodiment in which the trunk-shaped portion of each tree-shaped storage electrode includes a plurality of semiconductor elements will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0032】第4実施形態のツリー型コンデンサもま
た、図2の構造に基づいて作製される。図2のものと同
一の図15〜図18の要素には、同じ符号が付けられて
いる。
The tree type capacitor of the fourth embodiment is also manufactured based on the structure of FIG. Elements in FIGS. 15-18 that are the same as those in FIG. 2 have the same reference numerals.

【0033】まず初めに、図2と共に図15について説
明すると、CVD法により、例えば、BPSGのウェハ
上に平坦化絶縁層70を蒸着する。次に、同じ方法によ
り、例えば、窒化ケイ素のエッチング保護層72を蒸着
する。その後、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッ
チング法により、エッチング保護層72と平坦化絶縁層
70の選択部分にエッチングが施され、エッチング保護
層72の上部表面からドレイン領域16aおよび16b
の上部表面にかけて蓄積電極コンタクトホール76aお
よび76bを形成する。次に、CVD法によって、蓄積
電極コンタクトホール76aおよび76bを埋めるポリ
シリコン層をウェハ上に蒸着する。該ポリシリコン層
は、不純物を拡散して導電率を高めることができる。さ
らに、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッチング法
によって、T字形素子74aおよび74bを画定し、D
RAM内のメモリセル向けコンデンサ電荷蓄積電極の各
底部を形成する。
First, referring to FIG. 15 together with FIG. 2, a planarization insulating layer 70 is deposited on a BPSG wafer, for example, by a CVD method. Next, an etching protection layer 72 of, for example, silicon nitride is deposited by the same method. Thereafter, etching is performed on selected portions of the etching protection layer 72 and the planarization insulating layer 70 by conventional photolithography and etching, and drain regions 16a and 16b are formed from the upper surface of the etching protection layer 72.
Storage electrode contact holes 76a and 76b are formed over the upper surface of the substrate. Next, a polysilicon layer filling the storage electrode contact holes 76a and 76b is deposited on the wafer by CVD. The polysilicon layer can increase conductivity by diffusing impurities. In addition, T-shaped elements 74a and 74b are defined by conventional photolithography and etching techniques,
Each bottom of a capacitor charge storage electrode for a memory cell in a RAM is formed.

【0034】次に、図16について説明すると、次の段
階において、例えば、二酸化ケイ素の厚膜絶縁層がウェ
ハ上に蒸着される。その後、従来のホトリソグラフィ法
ならびにエッチング法によって絶縁層の選択部分にエッ
チングが施され、絶縁柱78が形成される。さらに、C
VD法を用いて、第1絶縁層80、ポリシリコン層8
2、および第2絶縁層84が順次形成される。
Referring now to FIG. 16, in the next step, a thick insulating layer of, for example, silicon dioxide is deposited on the wafer. Thereafter, a selected portion of the insulating layer is etched by a conventional photolithography method and an etching method, and an insulating column 78 is formed. Further, C
The first insulating layer 80 and the polysilicon layer 8 are formed by using the VD method.
2, and the second insulating layer 84 are sequentially formed.

【0035】次に、図17について説明する。次の段階
において、図16に示すウェハ表面にCMP製法による
処理が施され、ポリシリコン層82の上部が研磨され
る。これにより、ポリシリコン層82の残りの部分は、
符号82aおよび82aによって示される多数の独立し
た区分に分離される。
Next, FIG. 17 will be described. In the next stage, the wafer surface shown in FIG. 16 is subjected to a CMP process, and the upper portion of the polysilicon layer 82 is polished. Thus, the remaining portion of the polysilicon layer 82
It is separated into a number of independent sections, indicated by reference numerals 82a and 82a.

【0036】図18について説明すると、次の段階にお
いて、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッチング法
によって、第2絶縁層84、ポリシリコン層82aおよ
び82b、第1絶縁層80の選択部分に順次エッチング
を施して、絶縁層84の上部表面からツリー状蓄積電極
のT字形素子74aおよび74bの上部表面にかけてコ
ンタクトホールを形成する。次に、該コンタクトホール
がポリシリコンで補充され、ツリー状蓄積電極の上部8
6aおよび86bが形成される。該コンタクトホールに
ポリシリコンを補充する工程は、CVD法によってポリ
シリコン層を蒸着する第1段階と、ポリシリコン層にエ
ッチングバック処理を施す第2段階とから成る。その
後、エッチング終点としてエッチング保護層72を備え
たウェハ上にウェットエッチングが施され、絶縁層84
および80と絶縁柱78とを除去できるようにする。以
上で、DRAM内のツリー型コンデンサの蓄積電極の作
製は完了する。本実施形態は、蓄積電極の各々が、底部
にT字形素子74aおよび74bから延びているほぼ水
平な断面をさらに具備している点で、図7の実施形態と
は異なっている。これにより、第1、第2、および第3
実施形態に対し、すでに述べた通り、誘電体膜および対
向ポリシリコン電極が形成可能となる。その形成後に、
DRAM内のツリー型コンデンサの作製が完了する。
Referring to FIG. 18, in the next stage, selected portions of the second insulating layer 84, the polysilicon layers 82a and 82b, and the first insulating layer 80 are sequentially etched by a conventional photolithography method and an etching method. Then, a contact hole is formed from the upper surface of the insulating layer 84 to the upper surfaces of the T-shaped elements 74a and 74b of the tree-shaped storage electrode. Next, the contact hole is filled with polysilicon, and the upper part 8 of the tree-shaped storage electrode is filled.
6a and 86b are formed. The step of replenishing the contact holes with polysilicon includes a first step of depositing a polysilicon layer by a CVD method and a second step of performing an etching back process on the polysilicon layer. Thereafter, wet etching is performed on the wafer provided with the etching protection layer 72 as an etching end point, and the insulating layer 84 is formed.
And 80 and the insulating pillar 78 can be removed. Thus, the fabrication of the storage electrode of the tree-type capacitor in the DRAM is completed. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 7 in that each of the storage electrodes further comprises a substantially horizontal cross section extending from T-shaped elements 74a and 74b at the bottom. Thereby, the first, second, and third
As already described for the embodiment, a dielectric film and a counter polysilicon electrode can be formed. After its formation,
The fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0037】(実施の形態5)前述した4つの実施形態
において、ツリー状蓄積電極のトランク状部分は、固体
半導体素子であるが、本発明は、そのような構造に限定
されていない。以下に、図19および図20を参照しな
がら、各ツリー状蓄積電極のトランク状部分が中空とな
っている第5実施形態について説明する。
(Embodiment 5) In the above-described four embodiments, the trunk-like portion of the tree-like storage electrode is a solid-state semiconductor element, but the present invention is not limited to such a structure. Hereinafter, a fifth embodiment in which the trunk-shaped portion of each tree-shaped storage electrode is hollow will be described with reference to FIGS. 19 and 20.

【0038】第5実施形態のツリー型コンデンサは、図
5の構造に基づいている。図5のものと同一な図19お
よび図20の要素には、同じ符号が付けられている。
The tree type capacitor of the fifth embodiment is based on the structure shown in FIG. Elements of FIGS. 19 and 20 that are the same as those of FIG. 5 have the same reference numerals.

【0039】まず初めに、図5と共に図19について説
明すると、上記の作製が図5の段階に達したら、従来の
ホトリソグラフィ法ならびにエッチング法により、絶縁
層30、ブランチ状ポリシリコン層28aおよび28
b、絶縁層26、エッチング保護層22、平坦化絶縁層
20、およびゲート酸化膜14の選択部分にエッチング
を施して、絶縁層30の上部表面からドレイン領域16
aおよび16bの上部表面にかけて蓄積電極コンタクト
ホール87aおよび87bを形成する。次に、CVD法
によって、ポリシリコン層が、蓄積電極コンタクトホー
ル87aおよび87bの内壁にのみ形成され、かつ該ホ
ールの補充を行わないようなやり方でポリシリコン層の
蒸着を行う。その後、従来のホトリソグラフィ法ならび
にエッチング法によって、DRAM内のメモリセルの各
蓄積電極に対し、トランク状ポリシリコン層88aおよ
び88bを画定する。図19に示す通り、トランク状ポ
リシリコン層88aおよび88bの各々の断面がほぼU
字形であり、蓄積電極が大量の電荷を蓄積できるさらに
広い面積が得られる。
Referring first to FIG. 19 together with FIG. 5, when the above-mentioned fabrication reaches the stage of FIG. 5, the insulating layer 30, the branch-like polysilicon layers 28a and 28 are formed by the conventional photolithography and etching.
b, the selected portions of the insulating layer 26, the etching protection layer 22, the planarized insulating layer 20, and the gate oxide film 14 are etched to remove the drain region 16 from the upper surface of the insulating layer 30.
Storage electrode contact holes 87a and 87b are formed over the upper surfaces of a and 16b. Next, a polysilicon layer is formed only on the inner walls of the storage electrode contact holes 87a and 87b by a CVD method, and the polysilicon layer is deposited in such a manner that the holes are not replenished. Thereafter, trunk-like polysilicon layers 88a and 88b are defined for each storage electrode of the memory cell in the DRAM by conventional photolithography and etching. As shown in FIG. 19, the cross section of each of trunk-like polysilicon layers 88a and 88b is substantially U
It is shaped like a letter and provides a wider area where the storage electrode can store a large amount of charge.

【0040】次に、図20について説明すると、次の段
階において、エッチング終点としてエッチング保護層2
2を備えたウェハ上にウェットエッチング処理が施さ
れ、絶縁層30および26と絶縁柱24を除去する。以
上で、DRAM内のツリー型コンデンサの蓄積電極の作
製が完了する。蓄積電極のトランク状部分、すなわち、
トランク状ポリシリコン層88aおよび88bが中空で
あり、かつその断面がU字形となって蓄積電極の表面積
を広くしている点で、本実施形態は図7の実施形態とは
異なっている。これにより、第1、第2、および第3実
施形態に対し、すでに述べた通り、誘電体膜および対向
ポリシリコン電極が形成可能となる。その形成後、DR
AM内のツリー形コンデンサの作製が完了する。
Next, referring to FIG. 20, in the next stage, the etching protection layer 2 is used as an etching end point.
A wet etching process is performed on the wafer provided with the insulating layer 2 to remove the insulating layers 30 and 26 and the insulating columns 24. Thus, the fabrication of the storage electrode of the tree-type capacitor in the DRAM is completed. The trunk-like portion of the storage electrode,
This embodiment differs from the embodiment of FIG. 7 in that the trunk-like polysilicon layers 88a and 88b are hollow and the cross-section is U-shaped to increase the surface area of the storage electrode. As a result, the dielectric film and the opposing polysilicon electrode can be formed in the first, second, and third embodiments as described above. After its formation, DR
The fabrication of the tree-shaped capacitor in the AM is completed.

【0041】(実施の形態6)図21および図22に、
本発明の第6実施形態が示されている。本実施形態もま
た、各ツリー状蓄積電極のトランク状部分が中空となっ
ている。第6実施形態のツリー型コンデンサは、図17
の構造に基づき作製される。図17のものと同一な図2
1および図22の要素には、同じ符号が付けられてい
る。
(Embodiment 6) FIGS. 21 and 22 show:
A sixth embodiment of the present invention is shown. Also in this embodiment, the trunk-shaped portion of each tree-shaped storage electrode is hollow. FIG. 17 shows a tree-type capacitor according to the sixth embodiment.
It is produced based on the structure of FIG. 2 identical to that of FIG.
1 and FIG. 22 have the same reference numerals.

【0042】まず初めに、図17と共に図21について
説明する。作製の進度が図17の段階に達したら、従来
のホトリソグラフィ法ならびにエッチング法によって、
絶縁層84、ポリシリコン層82aおよび82b、絶縁
層80の選択部分にエッチングを施して、絶縁層84の
上部表面から蓄積電極のT字形素子74aおよび74b
の上部表面にかけて下方に拡がるコンタクトホール90
aおよび90bを形成する。次に、CVD法によってポ
リシリコン層を蒸着してから、エッチングバックにより
コンタクトホール90aおよび90bの内壁に側壁スペ
ーサ92aおよび92bを形成する。側壁スペーサ92
aおよび92bは、ツリー状蓄積電極の上部トランク状
部分を構成し、断面がU字形の中空状であることから、
表面積がさらに広い蓄積電極を実現している。
First, FIG. 21 will be described with reference to FIG. When the progress of the fabrication reaches the stage of FIG. 17, the conventional photolithography method and etching method are used.
Selected portions of the insulating layer 84, the polysilicon layers 82a and 82b, and the insulating layer 80 are etched to remove the storage electrode T-shaped elements 74a and 74b from the upper surface of the insulating layer 84.
Contact hole 90 extending downward toward the upper surface of
a and 90b are formed. Next, after depositing a polysilicon layer by the CVD method, sidewall spacers 92a and 92b are formed on the inner walls of the contact holes 90a and 90b by etching back. Side wall spacer 92
a and 92b constitute an upper trunk-like portion of the tree-like storage electrode, and have a U-shaped cross section,
A storage electrode having a larger surface area is realized.

【0043】次に、図22について説明すると、次の段
階において、エッチング保護層72をエッチング終点と
するウェハ上にウェットエッチングが施され、絶縁層8
4および80と絶縁柱78が除去される。以上により、
DRAM内のツリー型コンデンサの蓄積電極の作製は完
了する。本実施形態は、各トランク状電極の上部が中空
であり、断面がU字形である点において、図18のもの
とは異なっている。これで、第1、第2、および第3実
施形態の説明ですでに述べた通り、誘電体膜と対向ポリ
シリコン電極を形成することができる。その形成が終わ
ると、DRAM内のツリー型コンデンサの作製が完了す
る。
Next, referring to FIG. 22, in the next stage, wet etching is performed on the wafer having the etching protective layer 72 as an etching end point, and the insulating layer 8 is formed.
4 and 80 and the insulating pillar 78 are removed. From the above,
Fabrication of the storage electrode of the tree-type capacitor in the DRAM is completed. This embodiment is different from that of FIG. 18 in that the upper part of each trunk electrode is hollow and the cross section is U-shaped. Thus, the dielectric film and the opposing polysilicon electrode can be formed as already described in the description of the first, second, and third embodiments. When the formation is completed, the fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0044】(実施の形態7)前述した第6実施形態に
おいて、ツリー状蓄積電極のブランチ状部分の断面は、
2本の直線セグメントによるかぎ状のL字形であるが、
本発明は、そのような構造に限定されていない。直線セ
グメント数は、3以上に増やすことができる。図23〜
図28を参照しながら、各ツリー状蓄積電極のブランチ
状部分が4つの直線セグメントによるかぎ状の屈曲部を
備えた第7実施形態について、以下に説明する。
(Embodiment 7) In the above-described sixth embodiment, the cross section of the branch portion of the tree-shaped storage electrode is
It is a key-shaped L-shape with two straight segments,
The invention is not limited to such a structure. The number of straight line segments can be increased to three or more. FIG.
With reference to FIG. 28, a seventh embodiment in which the branch portion of each tree-shaped storage electrode has a key-shaped bent portion by four straight segments will be described below.

【0045】第7実施形態のツリー型コンデンサは、図
2の構造を基にしている。また、図2のものと同一な図
23〜図28の要素には、同じ符号が付けられている。
The tree type capacitor of the seventh embodiment is based on the structure of FIG. 23 to 28 that are the same as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0046】まず初めに、図2と共に図23について説
明する。作製の進度が図2の段階に達したら、CVD法
により、例えば、BPSGの平坦化絶縁層100を蒸着
する。次に、同じ方法によってエッチング保護層の蒸着
を行うが、これは、例えば、窒化ケイ素層102でもよ
い。次に、例えば、二酸化ケイ素の厚膜絶縁層がウェハ
上に蒸着される。この後、従来のホトリソグラフィ法に
よりホトレジスト層106が形成された後、露出してい
る二酸化ケイ素層に異方性エッチングが施されて突起型
絶縁層104および下層絶縁層103が形成される。
First, FIG. 23 will be described with reference to FIG. When the progress of the fabrication reaches the stage shown in FIG. 2, the planarization insulating layer 100 of, for example, BPSG is deposited by the CVD method. Next, an etching protection layer is deposited by the same method, which may be, for example, the silicon nitride layer 102. Next, a thick insulating layer of, for example, silicon dioxide is deposited on the wafer. Thereafter, after a photoresist layer 106 is formed by a conventional photolithography method, the exposed silicon dioxide layer is subjected to anisotropic etching to form a projection type insulating layer 104 and a lower insulating layer 103.

【0047】次に、図24について説明すると、次の段
階において、ホトレジスト浸蝕法により、ホトレジスト
層106の一部を腐食させて、幅と厚さ(高さ)のいず
れも減少するようなホトレジスト層106aを形成す
る。これにより、腐食される前のホトレジスト層106
の下に予め形成されている突起型絶縁層104の表面の
一部が露出する。
Referring now to FIG. 24, in the next step, a part of the photoresist layer 106 is eroded by a photoresist erosion method to reduce both the width and the thickness (height). 106a is formed. Thereby, the photoresist layer 106 before being corroded is formed.
A part of the surface of the projection-type insulating layer 104 formed beforehand is exposed below.

【0048】さらに、図25について説明すると、次の
段階で、エッチング保護層としての役割を果たす窒化ケ
イ素層102が露出するまで、突起型絶縁層104の露
出表面と下層絶縁層103に異方性エッチングが施され
る。その結果、階段状の側壁を有する突起型絶縁層10
4aが形成される。その後、ホトレジスト層が除去され
る。
Referring to FIG. 25, the exposed surface of the projection type insulating layer 104 and the lower insulating layer 103 are anisotropic until the silicon nitride layer 102 serving as an etching protective layer is exposed in the next stage. Etching is performed. As a result, the projection type insulating layer 10 having the step-like side walls is formed.
4a is formed. Thereafter, the photoresist layer is removed.

【0049】次に、図26について説明すると、次の段
階は、図4および図5に示す段階と同様であり、CVD
法により、第1絶縁層108、ポリシリコン層、および
第2絶縁層112を順次形成してから、ウェハ表面にC
MP製法を適用してポリシリコン層の上部を研磨する。
その結果、ポリシリコン層の残りの部分は、符号110
aおよび110bによって示される多数の独立した区分
に分離される。
Referring now to FIG. 26, the next stage is the same as the stage shown in FIGS.
The first insulating layer 108, the polysilicon layer, and the second insulating layer 112 are sequentially formed by the
The upper portion of the polysilicon layer is polished by applying the MP manufacturing method.
As a result, the remaining portion of the polysilicon layer
a and 110b into a number of independent sections.

【0050】図27について説明すると、次の段階で、
従来のホトリソグラフィ法ならびにエッチング法によっ
て、絶縁層112、ポリシリコン層110aおよび11
0b、絶縁層108、窒化ケイ素層102、平坦化絶縁
層100、およびゲート酸化膜14の選択部分に順次エ
ッチングを施し、絶縁層112の上部表面からドレイン
領域16aおよび16bの上部表面にかけて蓄積電極コ
ンタクトホール114aおよび114bを形成する。そ
の後、まず初めにCVD法によりポリシリコン層の蒸着
を行ってからポリシリコン層の一部がエッチングバック
されて、蓄積電極コンタクトホール114aおよび11
4bがポリシリコン層116aおよび116bにより補
充される。
Referring to FIG. 27, at the next stage,
The insulating layer 112 and the polysilicon layers 110a and 11a are formed by the conventional photolithography and etching.
0b, the insulating layer 108, the silicon nitride layer 102, the planarizing insulating layer 100, and the selected portion of the gate oxide film 14 are sequentially etched to form storage electrode contacts from the upper surface of the insulating layer 112 to the upper surfaces of the drain regions 16a and 16b. Holes 114a and 114b are formed. Thereafter, first, a polysilicon layer is deposited by the CVD method, and then a part of the polysilicon layer is etched back, and the storage electrode contact holes 114a and 114a are removed.
4b is supplemented by polysilicon layers 116a and 116b.

【0051】さらに図28について説明すると、次の段
階において、エッチング終点として窒化ケイ素層102
を備えたウェハ上にウェットエッチングを施して、二酸
化ケイ素から成る絶縁層112および108と絶縁柱1
04aを除去する。これにより、DRAM内のツリー型
コンデンサの蓄積電極の作製は完了する。これで、第
1、第2、および第3実施形態のところですでに述べた
通り、誘電体膜および対向ポリシリコン電極を形成する
ことができる。その形成が終了すると、DRAM内のツ
リー型コンデンサの作製は完了する。
Referring to FIG. 28, in the next step, the silicon nitride layer 102 is used as an etching end point.
Wet etching is performed on a wafer provided with insulating layers 112 and 108 made of silicon dioxide and insulating pillars 1.
04a is removed. Thus, the fabrication of the storage electrode of the tree-type capacitor in the DRAM is completed. Thus, the dielectric film and the opposing polysilicon electrode can be formed as already described in the first, second, and third embodiments. When the formation is completed, the fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0052】図28に示すように、ツリー型コンデンサ
の蓄積電極は、トランク状ポリシリコン層116aおよ
び116bと、各々4つの直線セグメントから成るかぎ
形のブランチ状ポリシリコン層110aおよび110b
を備えている。トランク状ポリシリコン層116aおよ
び116bは、DRAM内の転送トランジスタのドレイ
ン領域16aおよび16bに電気的に接続されている。
ブランチ状ポリシリコン層110aおよび110bの最
下層に当たる水平セグメントは、トランク状ポリシリコ
ン層116aおよび116bに接している。
As shown in FIG. 28, the storage electrodes of the tree-type capacitor are composed of trunk-like polysilicon layers 116a and 116b and hook-shaped branch-like polysilicon layers 110a and 110b each composed of four straight segments.
It has. Trunk-shaped polysilicon layers 116a and 116b are electrically connected to drain regions 16a and 16b of transfer transistors in the DRAM.
The horizontal segment corresponding to the lowermost layer of the branch-like polysilicon layers 110a and 110b is in contact with the trunk-like polysilicon layers 116a and 116b.

【0053】本実施形態による絶縁柱または突起型絶縁
層は、電荷を蓄積する面積をより広くしたブランチ状ポ
リシリコン層を形成できるような形状に修正される。し
かしながら、絶縁柱および突起型絶縁層の個々の形状
は、ここに述べられているものに限定されるわけではな
い。したがって、例えば、図3を参照した場合、厚膜絶
縁層の一部を食刻する場合に、異方性エッチングの代わ
りに、等方性エッチングまたはウェットエッチングを採
用することが可能である。これにより、図示したような
矩形の絶縁層ではなく、三角形に近い形の絶縁層を形成
することができる。さらに、再度図3を参照すると、絶
縁柱24の形成後、絶縁柱24の側壁に側壁絶縁層を形
成することができ、これにより、異なる形状の絶縁柱を
形成できる。したがって、ブランチ状ポリシリコン層を
多様な形状に修正することができる。
The insulating pillar or the projection type insulating layer according to the present embodiment is modified to have a shape capable of forming a branch-like polysilicon layer having a larger area for storing charges. However, the individual shapes of the insulating pillar and the protrusion type insulating layer are not limited to those described herein. Therefore, for example, referring to FIG. 3, when a part of the thick film insulating layer is etched, it is possible to employ isotropic etching or wet etching instead of anisotropic etching. Thus, an insulating layer having a shape close to a triangle can be formed instead of a rectangular insulating layer as illustrated. Further, referring to FIG. 3 again, after the insulating pillars 24 are formed, a sidewall insulating layer can be formed on the sidewalls of the insulating pillars 24, whereby insulating pillars having different shapes can be formed. Therefore, the branch-like polysilicon layer can be modified into various shapes.

【0054】ブランチ状ポリシリコン層の直線セグメン
トの数を増やしたい場合は、図24および図25のウェ
ハ構造を基板に採用することができ、その次に、ホトレ
ジスト浸蝕法と異方性エッチングとを繰返し使用して、
階段状セグメントの数を多くした突起型絶縁層を形成す
ることができる。
If it is desired to increase the number of straight segments of the branch-like polysilicon layer, the wafer structure shown in FIGS. 24 and 25 can be adopted for the substrate, and then the photoresist erosion method and the anisotropic etching are applied. Using it repeatedly
A projection-type insulating layer having a large number of step-shaped segments can be formed.

【0055】(実施の形態8)前述した7つの実施形態
では、CMP法により、ポリシリコンから成る単一層を
独立した各区分に振り分け、各区分を用いて個々の蓄積
電極を形成しているが、本発明は、その目的を達成する
に当たって、特にCMP法の使用に限定されているわけ
ではない。図29〜図32に示す本発明の第8実施形態
によれば、CMP法に代わって、従来のホトリソグラフ
ィ法ならびにエッチング法を用いて、ポリシリコンから
成る単一層を個々の区分に分けることができる。
(Embodiment 8) In the above-described seven embodiments, a single layer made of polysilicon is divided into independent sections by the CMP method, and individual storage electrodes are formed using each section. In order to achieve the object, the present invention is not particularly limited to the use of the CMP method. According to the eighth embodiment of the present invention shown in FIGS. 29 to 32, a single layer made of polysilicon can be divided into individual sections by using a conventional photolithography method and an etching method instead of the CMP method. it can.

【0056】第8実施形態のツリー型コンデンサは、図
9の構造を基にしている。図9のものと同一な図29〜
図32の要素には、同じ符号が付けられている。
The tree-type capacitor according to the eighth embodiment is based on the structure shown in FIG. FIG. 29 to FIG.
Elements in FIG. 32 have the same reference numerals.

【0057】まず初めに、図9と共に図29について説
明すると、作製の進度が図9の段階に達したら、最上部
のポリシリコン層46が露出するまで、CMP法によっ
て二酸化ケイ素48の最上層が食刻され研磨される。そ
の結果、図29に示すようなウェハ構造が形成される。
Referring first to FIG. 29 in conjunction with FIG. 9, when the progress of the fabrication reaches the stage of FIG. 9, the top layer of silicon dioxide 48 is removed by CMP until the top polysilicon layer 46 is exposed. Etched and polished. As a result, a wafer structure as shown in FIG. 29 is formed.

【0058】次に、図30について説明すると、従来の
ホトリソグラフィ法により、ホトレジスト層120が形
成される。その後、ポリシリコン層46、二酸化ケイ素
層44、およびポリシリコン層42の露出部分に対し、
順次、異方性エッチングが施される。このようなエッチ
ングにより、ポリシリコン層42および46は、符号4
2cおよび42dと46cおよび46dによって示され
る多数の個々の区分に分離される。
Next, referring to FIG. 30, a photoresist layer 120 is formed by a conventional photolithography method. Thereafter, for the exposed portions of the polysilicon layer 46, the silicon dioxide layer 44, and the polysilicon layer 42,
Anisotropic etching is sequentially performed. As a result of such etching, the polysilicon layers 42 and 46
It is separated into a number of individual sections indicated by 2c and 42d and 46c and 46d.

【0059】次に図31について説明すると、従来のホ
トリソグラフィ法ならびにエッチング法により、絶縁層
48の上部表面からドレイン領域16aおよび16bの
上部表面にかけて伸張する蓄積電極コンタクトホール1
22aおよび122bを形成する。次に、まず初めにC
VD法を用いてポリシリコン層を蒸着してからポリシリ
コン層の一部がエッチングバックされることにより、蓄
積電極コンタクトホール122aおよび122bが、ポ
リシリコン層124aおよび124bで補充される。
Referring to FIG. 31, storage electrode contact hole 1 extending from the upper surface of insulating layer 48 to the upper surfaces of drain regions 16a and 16b by conventional photolithography and etching.
22a and 122b are formed. Next, first of all C
By depositing the polysilicon layer using the VD method and etching back a part of the polysilicon layer, the storage electrode contact holes 122a and 122b are filled with the polysilicon layers 124a and 124b.

【0060】さらに図32について説明すると、次の段
階では、エッチング終点としてエッチング保護層22を
備えたウェハにウェットエッチングが施され、二酸化ケ
イ素から成る絶縁層40、44、48および絶縁柱24
が除去される。以上により、ツリー型コンデンサの蓄積
電極の作製が完了する。この状態で、第1、第2、およ
び第3実施形態に関してすでに述べたように、誘電体膜
および対向ポリシリコン電極が形成可能となる。その形
成後に、DRAM内のツリー型コンデンサの作製が完了
する。
Referring to FIG. 32, in the next step, the wafer provided with the etching protection layer 22 as an etching end point is subjected to wet etching, and the insulating layers 40, 44, 48 made of silicon dioxide and the insulating pillars 24 are formed.
Is removed. Thus, the production of the storage electrode of the tree-type capacitor is completed. In this state, the dielectric film and the opposing polysilicon electrode can be formed as described above with reference to the first, second, and third embodiments. After the formation, the fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0061】以上の電極は、トランク状ポリシリコン層
124aおよび124bと、各々3つの直線セグメント
から成るブランチ状ポリシリコン層42cおよび46c
と42dおよび46dにより構成される。トランク状ポ
リシリコン層124aおよび124bは、DRAM内の
転送トランジスタのドレイン領域16aおよび16bに
それぞれ電気的に接続されている。ブランチ状ポリシリ
コン層42cおよび46cと42dおよび46dは、そ
れぞれ、最下層に当たる水平セグメントがトランク状ポ
リシリコン層50aおよび50bと接している。
The above electrodes are composed of trunk-like polysilicon layers 124a and 124b, and branch-like polysilicon layers 42c and 46c each having three straight segments.
And 42d and 46d. Trunk-shaped polysilicon layers 124a and 124b are electrically connected to drain regions 16a and 16b of a transfer transistor in the DRAM, respectively. Each of the branch-like polysilicon layers 42c and 46c and 42d and 46d has a lowermost horizontal segment in contact with the trunk-like polysilicon layers 50a and 50b.

【0062】(実施の形態9)前述の第1〜第7実施形
態では、ブランチ状ポリシリコン層は、最上部のセグメ
ントが同一水平面とほぼ一直線に並んでおり、トランク
状ポリシリコン層の最上部セグメントは、同一鉛直面と
ほぼ平行に並んでいる。しかしながら、本発明は、その
ような構造に限定されているわけではない。図33〜図
36に示す本発明の第9実施形態によれば、ブランチ状
ポリシリコン層の最上部セグメントは水平面と一直線に
並んでいない。
(Embodiment 9) In the first to seventh embodiments, the uppermost segment of the branch-like polysilicon layer is substantially aligned with the same horizontal plane, and the uppermost segment of the trunk-like polysilicon layer is formed. The segments are substantially parallel to the same vertical plane. However, the invention is not limited to such a structure. According to the ninth embodiment of the present invention shown in FIGS. 33 to 36, the uppermost segment of the branch-like polysilicon layer is not aligned with the horizontal plane.

【0063】第9実施形態のツリー型コンデンサは、図
29の構造を基にしている。図29のものと同一な図3
3〜図36の要素には、同じ符号が付けられている。
The tree type capacitor of the ninth embodiment is based on the structure shown in FIG. FIG. 3 identical to that of FIG. 29
Elements in FIGS. 3 to 36 are given the same reference numerals.

【0064】まず初めに図29と共に図33について説
明すると、作製の進度が図29の段階に達したら、従来
のホトリソグラフィ法により、ホトレジスト層130を
形成し、ポリシリコン層46および二酸化ケイ素層44
の露出部に対し、異方性エッチングが施される。この工
程により、ポリシリコン層46は、符号46eおよび4
6fによって示される多数の個々の区分に分離される。
Referring first to FIG. 33 together with FIG. 29, when the progress of fabrication reaches the stage of FIG. 29, a photoresist layer 130 is formed by a conventional photolithography method, and a polysilicon layer 46 and a silicon dioxide layer 44 are formed.
Is subjected to anisotropic etching. By this step, the polysilicon layer 46 is formed with the reference numerals 46e and 4e.
It is separated into a number of individual sections indicated by 6f.

【0065】次に図34について説明すると、次の段階
では、ホトレジスト浸蝕法により、ホトレジスト層13
0の一部を腐食して、幅と厚さがより少ないホトレジス
ト層130aを形成する。したがって、ポリシリコン層
46eおよび46fの上部表面の一部が露出する。さら
に、ポリシリコン層46e、46f、および42の露出
部分に異方性エッチングが施される。この工程により、
ポリシリコン層46e、および46fの一部がさらに食
刻され、サイズがより小さいポリシリコン層46gおよ
び46hが形成される。その後、ポリシリコン層42g
および42hの最上部表面が露出するまで、二酸化ケイ
素層44および40の露出部分に対し、再度、異方性エ
ッチングが施される。その次に、ホトレジスト層が除去
される。
Referring now to FIG. 34, in the next step, the photoresist layer 13 is formed by a photoresist erosion method.
0 is corroded to form a photoresist layer 130a having a smaller width and thickness. Therefore, a part of the upper surface of polysilicon layers 46e and 46f is exposed. Further, the exposed portions of the polysilicon layers 46e, 46f, and 42 are subjected to anisotropic etching. By this process,
Portions of the polysilicon layers 46e and 46f are further etched to form smaller polysilicon layers 46g and 46h. Then, the polysilicon layer 42g
The exposed portions of silicon dioxide layers 44 and 40 are again subjected to an anisotropic etch until the top surfaces of and 42h are exposed. Next, the photoresist layer is removed.

【0066】さらに、図35について説明すると、次の
段階において、従来のホトリソグラフィ法ならびにエッ
チング法により、絶縁層48の上部表面からドレイン領
域16aおよび16bの上部表面にかけて蓄積電極コン
タクトホール132aおよび132bを形成する。次
に、まず初めにCVD法によってポリシリコン層の蒸着
を行ってから、該ポリシリコン層の一部をエッチングバ
ック処理することにより、蓄積電極コンタクトホール1
32aおよび132bがポリシリコン層134aおよび
134bで補充される。
Referring further to FIG. 35, in the next stage, storage electrode contact holes 132a and 132b are formed from the upper surface of insulating layer 48 to the upper surfaces of drain regions 16a and 16b by conventional photolithography and etching. Form. Next, first, a polysilicon layer is deposited by a CVD method, and then a part of the polysilicon layer is subjected to an etching back process to thereby form the storage electrode contact hole 1.
32a and 132b are replenished with polysilicon layers 134a and 134b.

【0067】最後に図36について説明すると、次の段
階において、エッチング終点としてエッチング保護層2
2を備えたウェハにウェットエッチングが施され、二酸
化ケイ素から成る絶縁層40、44、および48と絶縁
柱24が除去される。これにより、DRAM内のツリー
型コンデンサの蓄積電極の作製が完了する。この状態
で、第1、第2、および第3実施形態の説明ですでに述
べた通り、誘電体膜および対向ポリシリコン電極が形成
可能となる。その形成後に、DRAM内のツリー型コン
デンサの作製が完了する。
Finally, referring to FIG. 36, in the next stage, the etching protection layer 2 is used as an etching end point.
The wafer with 2 is wet etched to remove the insulating layers 40, 44 and 48 of silicon dioxide and the insulating columns 24. Thus, the fabrication of the storage electrode of the tree-type capacitor in the DRAM is completed. In this state, the dielectric film and the opposing polysilicon electrode can be formed as already described in the description of the first, second, and third embodiments. After the formation, the fabrication of the tree-type capacitor in the DRAM is completed.

【0068】該蓄積電極には、トランク状ポリシリコン
層134aおよび134bと、断面がL字形のブランチ
状ポリシリコン層42gおよび46gと42hおよび4
6hが含まれている。トランク状ポリシリコン層134
aおよび134bは、DRAM内の転送トランジスタの
ドレイン領域16aおよび16bにそれぞれ電気的に接
続されている。ブランチ状ポリシリコン層42gおよび
46gと42hおよび46hは、最下層の水平セグメン
トがそれぞれトランク状ポリシリコン層134aおよび
134bと接しており、ブランチ状ポリシリコン層46
gおよび46hのほぼ垂直なセグメントが、ブランチ状
ポリシリコン層42gおよび42hのものよりも高くな
っている。
The storage electrodes include trunk-like polysilicon layers 134a and 134b, and branch-like polysilicon layers 42g and 46g and 42h and 42h and 4h having an L-shaped cross section.
6h is included. Trunk-shaped polysilicon layer 134
a and 134b are electrically connected to the drain regions 16a and 16b of the transfer transistors in the DRAM, respectively. Branch-like polysilicon layers 42g and 46g and 42h and 46h have lowermost horizontal segments in contact with trunk-like polysilicon layers 134a and 134b, respectively.
The substantially vertical segments of g and 46h are higher than those of the branch-like polysilicon layers 42g and 42h.

【0069】以上により開示された実施形態がそのまま
単独でも適用できるうえに、組み合わせによって、単一
のDRAMチップ上にサイズと形状が多種多様な蓄積電
極を設けることもできることは、半導体の作製に関する
当業者にとって明らかであろう。このような変形は、す
べて本発明の範囲内にある。
The fact that the embodiments disclosed above can be applied singly as they are, and that various combinations of storage electrodes of various sizes and shapes can be provided on a single DRAM chip by combining them. It will be clear to the trader. All such variations are within the scope of the present invention.

【0070】添付図面では、転送トランジスタのドレイ
ンに関する実施形態がシリコン基板の拡散領域をベース
にしているが、他の変形、例えば、溝型ドレイン領域も
可能である。
In the accompanying drawings, the embodiment relating to the drain of the transfer transistor is based on the diffusion region of the silicon substrate, but other modifications, for example, a trench type drain region are also possible.

【0071】添付図面の要素は、説明のために図式的に
示されたものであり、実際の尺度では表されていない。
ここに示された本発明の要素の寸法は、決して本発明の
範囲を限定するものではない。
The elements of the accompanying drawings are shown diagrammatically for the purpose of illustration and are not drawn to scale.
The dimensions of the elements of the invention shown here do not in any way limit the scope of the invention.

【0072】本発明は、代表例および好適な実施形態に
より説明がなされてきたが、開示された実施形態に限定
されないことは明らかである。むしろ、当業者にとって
明らかなように、本発明は、様々な修正および同様の変
形もその範囲内に含むことを意図するものである。した
がって、本発明の範囲を限定する添付クレームの範囲に
は、上記の各種修正ならびに同様の構造がすべて網羅さ
れるように、最も広い解釈が与えられなければならな
い。
While the present invention has been described in terms of representative examples and preferred embodiments, it should be apparent that they are not limited to the disclosed embodiments. Rather, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention is intended to cover various modifications and similar variations. Therefore, the scope of the appended claims, which limit the scope of the invention, should be given the broadest interpretation so as to cover all such modifications and similar structures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】DRAM装置のメモリセルを示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a memory cell of a DRAM device.

【図2】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 1)

【図3】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 2)

【図4】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その3)
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 3)

【図5】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その4)
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 4)

【図6】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その5)
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 5)

【図7】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その6)
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 6)

【図8】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第1実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その7)
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 7)

【図9】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半導
体メモリセルの第2実施形態と本発明によるその作製方
法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 1)

【図10】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第2実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 2)

【図11】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第2実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その3)
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 3)

【図12】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第2実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その4)
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 4)

【図13】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第3実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a third embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 1)

【図14】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第3実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a third embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 2)

【図15】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第4実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a fourth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 1)

【図16】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第4実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a fourth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 2)

【図17】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第4実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その3)
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to a fourth embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same according to the present invention. (Part 3)

【図18】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第4実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その4)
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to a fourth embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same according to the present invention. (Part 4)

【図19】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第5実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 19 is a sectional view illustrating a fifth embodiment of a semiconductor memory cell having a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 1)

【図20】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第5実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a fifth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 2)

【図21】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第6実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 21 is a sectional view illustrating a sixth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 1)

【図22】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第6実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 22 is a sectional view illustrating a sixth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 2)

【図23】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第7実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 1)

【図24】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第7実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 2)

【図25】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第7実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その3)
FIG. 25 is a cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 3)

【図26】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第7実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その4)
FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of a semiconductor memory cell having a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 4)

【図27】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第7実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その5)
FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 5)

【図28】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第7実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その6)
FIG. 28 is a cross-sectional view illustrating a seventh embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 6)

【図29】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第8実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 29 is a sectional view illustrating an eighth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 1)

【図30】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第8実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 30 is a sectional view illustrating an eighth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 2)

【図31】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第8実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その3)
FIG. 31 is a sectional view illustrating an eighth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 3)

【図32】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第8実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その4)
FIG. 32 is a cross-sectional view for explaining an eighth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention; (Part 4)

【図33】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第9実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その1)
FIG. 33 is a cross-sectional view illustrating a ninth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 1)

【図34】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第9実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その2)
FIG. 34 is a cross-sectional view illustrating a ninth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 2)

【図35】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第9実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その3)
FIG. 35 is a cross-sectional view illustrating a ninth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for fabricating the same according to the present invention. (Part 3)

【図36】本発明によるツリー型コンデンサを備えた半
導体メモリセルの第9実施形態と本発明によるその作製
方法を説明する断面図である。(その4)
FIG. 36 is a cross-sectional view illustrating a ninth embodiment of a semiconductor memory cell including a tree-type capacitor according to the present invention and a method for manufacturing the same according to the present invention. (Part 4)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:シリコン基板 16a,16b:ドレイン領域 20:平坦化絶縁層 22:エッチング保護層 28a,28b:ブランチ状ポリシリコン層 34a,34b:トランク状ポリシリコン層 38:対向電極 42a,42b:ブランチ状ポリシリコン層 46a,46b:ブランチ状ポリシリコン層 50a,50b:トランク状ポリシリコン層 54:対向ポリシリコン電極 60a,60b:ブランチ状ポリシリコン層 64a,64b:ブランチ状ポリシリコン層 68a,68b:トランク状ポリシリコン層 70:平坦化絶縁層 72:保護層 74a,74b:T字形素子 82a,82b:ポリシリコン層 86a,86b:ツリー状蓄積電極の上部 88a,88b:トランク状ポリシリコン層 92a,92b:側壁スペーサ 100:平坦化絶縁層 102:窒化ケイ素層 110a,110b:ブランチ状ポリシリコン層 116a,116b:トランク状ポリシリコン層 124a,124b:トランク状ポリシリコン層 134a,134b:トランク状ポリシリコン層 10: Silicon substrate 16a, 16b: Drain region 20: Flattening insulating layer 22: Etching protective layer 28a, 28b: Branch-like polysilicon layer 34a, 34b: Trunk-like polysilicon layer 38: Counter electrode 42a, 42b: Branch-like poly Silicon layers 46a, 46b: Branch-like polysilicon layers 50a, 50b: Trunk-like polysilicon layers 54: Opposing polysilicon electrodes 60a, 60b: Branch-like polysilicon layers 64a, 64b: Branch-like polysilicon layers 68a, 68b: Trunk-like Polysilicon layer 70: Flattening insulating layer 72: Protective layer 74a, 74b: T-shaped element 82a, 82b: Polysilicon layer 86a, 86b: Upper part of tree-shaped storage electrode 88a, 88b: Trunk-shaped polysilicon layer 92a, 92b: Side wall spacer 100: Flatten Marginal 102: silicon nitride layer 110a, 110b: branch-like polysilicon layers 116a, 116 b: trunk-like polysilicon layers 124a, 124b: trunk-like polysilicon layers 134a, 134b: trunk-like polysilicon layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−267614(JP,A) 特開 平5−204428(JP,A) 特開 平9−181272(JP,A) 特開 平6−326266(JP,A) 特開 平8−204148(JP,A) 特開 平7−211794(JP,A) 特開 平7−169855(JP,A) 特開 平9−36333(JP,A) 特開 平6−196651(JP,A) 特開 平8−18017(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-267614 (JP, A) JP-A-5-204428 (JP, A) JP-A-9-181272 (JP, A) JP-A-6-181272 326266 (JP, A) JP-A-8-204148 (JP, A) JP-A-7-211794 (JP, A) JP-A-7-169855 (JP, A) JP-A-9-36333 (JP, A) JP-A-6-196651 (JP, A) JP-A-8-18017 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板と、前記基板上に形成されたソース
/ドレイン領域を有する転送トランジスタと、前記ソー
ス/ドレイン領域のいずれかひとつと電気的に接続され
る電荷蓄積コンデンサとを具備する半導体メモリ素子の
製造方法において、前記方法が、 (1)前記基板上に前記転送トランジスタを覆う第1絶
縁層とエッチング保護層とを積層して形成する段階と (2) 前記エッチング保護層上に厚膜絶縁層を形成、 前記厚膜絶縁層の第1部分が露出するように、前記厚膜
絶縁層上にホトレジスト層を形成、 前記厚膜絶縁層の前記第1露出部分を部分的に食刻する
ことにより、前記第1露出部分に凹領域を形成、 前記ホトレジスト層の選択部分に浸蝕処理を施すことに
より、前記厚膜絶縁層の第2部分をさらに露出させ、 前記第2露出部分にエッチングを施し、かつ前記凹部
において前記エッチング保護層が露出するまで前記第
1露出部分に対してさらにエッチングを施すことによ
り、階段状の断面を有する絶縁柱を形成する段階と、 (3)前記絶縁柱および前記凹部領域を覆う第1導電層
を形成し、この第1導電層上に 前記凹部領域をほぼ満た
すような第2絶縁層を形成する段階と、 (4)複数の第1導電層のセクションを残しながら前記
第1導電層を部分的に取り除く段階と、 (5)少なくとも前記第2絶縁層と前記第1導電層と
記エッチング保護層と前記第1絶縁層とをエッチングに
より貫通除去して形成される開口を介して前記ソース/
ドレイン領域のいずれかひとつと電気的に接続される第
2導電層を前記凹部領域内に形成する段階において、前
記第2導電層がトランク状導電層を形成し、かつ前記第
1導電層がブランチ状導電層を形成し、前記ブランチ状
導電層の1端が前記トランク状導電層に接続され、前記
第1導電層と前記第2導電層との組み合わせにより前記
電荷蓄積コンデンサの蓄積電極を形成する段階と、 (6)前記絶縁柱と前記第2絶縁層とを除去する段階
と、 (7)前記第1および第2導電層上に誘電体層を形成す
る段階と、 (8)前記誘電体層上に、前記電荷蓄積コンデンサの対
向電極として機能する第3導電層を形成する段階と、 から成る半導体メモリ素子の製造方法。
1. A semiconductor memory comprising a substrate, a transfer transistor having a source / drain region formed on the substrate, and a charge storage capacitor electrically connected to any one of the source / drain regions. in the manufacturing method for the device, the method comprising (1) forming by laminating the first insulating layer and the etching protective layer covering the transfer transistor on the substrate, the thickness (2) the etching protective layer forming a film insulating layer, said such that a first portion of the thick film insulative layer is exposed, the photoresist layer is formed on the thick insulating layer, the first exposed portion of the thick insulating layer partially by etching, the concave portion to form a region in the first exposure portion, by performing the erosion process on selected portions of the photoresist layer further to expose the second portion of the thick film insulative layer, wherein Etching the second exposure portion, and the recess territory
By performing further etching on the first exposed portion until said etching protection layer is exposed in the band, forming a insulation posts that have a stepped cross-section, (3) the insulating pillars and the First conductive layer covering the concave area
Forming a second insulating layer on the first conductive layer so as to substantially fill the recessed area; and (4) partially forming the first conductive layer while leaving a plurality of sections of the first conductive layer. (5) at least before the second insulating layer and the first conductive layer;
The etching protection layer and the first insulating layer are etched.
Through said opening formed by more penetrating removed source /
A second conductive layer that will be either one electrically connected the drain region in the step of forming the recess region, the second conductive layer forms a trunk-like conductive layer, and the first conductive layer Gab Form a launch-like conductive layer and form the branch- like conductive layer.
One end of the conductive layer is connected to the trunk-like conductive layer, and a stage that form a storage electrode of the charge storage capacitor by a combination of the first conductive layer and the second conductive layer, (6) the insulating Removing the pillar and the second insulating layer ; (7) forming a dielectric layer on the first and second conductive layers; and (8) forming the charge storage capacitor on the dielectric layer. Forming a third conductive layer functioning as a counter electrode of (a).
【請求項2】 前記トランク状導電層が、前記ソース/
ドレイン領域のいずれかひとつと電気的に接続される底
部端面を備えたほぼ垂直なセグメントを具備することを
特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the trunk-like conductive layer is formed on the source /
The method of claim 1, comprising a substantially vertical segment with a bottom end face electrically connected to any one of the drain regions.
【請求項3】 前記段階(4)が、前記絶縁柱の上方に
横たわる前記第1導電層の前記選択部分を食刻する段階
を具備することを特徴とする請求項に記載の方法。
Wherein said step (4) A method according to claim 1, characterized in that it comprises the step of etching said selected portion of said first conductive layer lying above the insulative pedestal.
【請求項4】 前記段階(4)が、化学機械研磨を施す
ことにより、前記絶縁柱の上方に横たわる前記第1導電
層の前記選択部分を研磨する段階を具備することを特徴
とする請求項に記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein said step (4) comprises polishing said selected portion of said first conductive layer overlying said insulating pillar by applying chemical mechanical polishing. 2. The method according to 1 .
【請求項5】 前記段階(3)が、 前記第1導電層上に、少なくとも1の絶縁材から成る第
1膜と導電材から成る第2膜とを交互に形成する段階、 前記凹部をほぼ満たように前記第2膜上に第2絶縁層
を形成する段階とからなり、かつ前記段階(4)が、前
記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜の選択された上部
を除去する段階をさらに具備し、 前記段階(5)が、前記第2絶縁層と、前記第2膜と、
前記第1膜とを順次貫通する前記開口を形成する段階を
さらに具備し、 前記段階(6)が、前記第2絶縁層と前記第1膜とを除
去する段階をさらに具備することを特徴とする請求項
に記載の方法。
Wherein said step (3) is, on the first conductive layer, Ru consists of at least one insulating material first
1 stage of forming a second film made of a film and a conductive material are alternately consists of a step of forming a second insulating layer on the second layer so as to substantially satisfy the recess, and said step (4 ) Further comprises the step of removing a selected upper portion of said second film lying above said insulating pillar; said step (5) comprising: removing said second insulating layer, said second film,
The method may further include forming the opening that sequentially penetrates the first film, and the step (6) further includes removing the second insulating layer and the first film. Claim 1
The method described in.
【請求項6】 前記段階(5)が、ほぼU字形の断面を
有する前記第2導電層を形成する段階をさらに具備する
ことを特徴とする請求項に記載の方法。
Wherein said step (5) The method of claim 1, further comprising a step of forming the second conductive layer having a cross-section substantially U-shaped.
【請求項7】 前記段階(3)が、 前記第1導電層上に、少なくとも1の絶縁材から成る第
1膜と導電材から成る第2膜とを交互に形成する段階
と、 前記凹部領域をほぼ満たすように前記第2膜上に第2絶
縁層を形成する段階とからなり、かつ前記段階(4)
が、 少なくとも前記絶縁柱を覆わずにホトレジスト層を形成
する段階と、 前記第2膜と前記第1膜の露出部分を順次除去する段
階と、 前記第2膜の別の部分が露出するように前記ホトレジス
ト層を部分的に浸蝕処理する段階と、 前記浸蝕段階後に、前記第2膜の別の露出部分と前記第
1導電層の露出部分とを除去する段階と、 前記ホトレジスト層を除去する段階とをさらに具備し、 前記段階(5)が、前記第2絶縁層と、前記第2膜と、
前記第1膜とを順次貫通する前記開口を形成する段階を
さらに具備し、 前記段階(6)が、前記第2絶縁層と前記第1膜とを除
去する段階をさらに具備することを特徴とする請求項1
に記載の方法。
Wherein said step (3) is, on the first conductive layer, forming alternately a second layer consisting of a first layer and a conductive material comprising at least one insulating material, said recessed areas made from a step of forming a second insulating layer on said second layer so as to satisfy substantially and said step (4)
But forming a photoresist layer without covering at least said insulating pillars, the method comprising sequentially removing the exposed portions of the second layer and the first layer, so that another portion of said second film is exposed Partially removing the photoresist layer after the erosion step; removing another exposed portion of the second film and the exposed portion of the first conductive layer after the erosion step; and removing the photoresist layer. And the step (5), wherein the step (5) includes the second insulating layer, the second film,
The method may further include forming the opening that sequentially penetrates the first film, and the step (6) further includes removing the second insulating layer and the first film. Claim 1
The method described in.
【請求項8】 基板と、前記基板上に形成されたソース
/ドレイン領域を有する転送トランジスタと、前記ソー
ス/ドレイン領域のいずれかひとつと電気的に接続され
る電荷蓄積コンデンサとを具備する半導体メモリ素子の
製造方法において、前記方法が、 (1)前記基板上に前記転送トランジスタを覆う第1絶
縁層を形成する段階と、 (2)前記第1絶縁層上に絶縁柱を形成し、前記絶縁柱
がその両側面において凹部領域を画定する段階と、 (3)前記凹部領域内の前記第1絶縁層と前記絶縁柱上
に絶縁材から成る第1膜と導電材から成る第2膜とを
交互に形成し、さらに、 前記第2膜上に前記凹部領域をほぼ満たすような第2絶
縁層を形成する段階と、 (4)前記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜の選択部
分を除去する段階と、 (5)少なくとも前記第2絶縁層と、前記第2膜と、前
記第1膜と、前記第1絶縁層とをエッチングにより貫通
除去して形成される開口を介して前記ソース/ドレイン
領域のいずれかひとつと電気的に接続される第1導電層
を形成する段階において、前記第1導電層と前記第2膜
との組み合わせにより前記電荷蓄積コンデンサの蓄積電
極を形成する段階と、 (6)前記絶縁柱と前記第2絶縁層と前記第1膜とを除
去する段階と、 (7)前記第1導電層および前記第2膜の露出面に誘電
体層を形成する段階と、 (8)前記誘電体層上に、前記電荷蓄積コンデンサの対
向電極として機能する第2導電層を形成する段階と、 から成る半導体メモリ素子の製造方法。
8. A semiconductor memory comprising: a substrate; a transfer transistor having a source / drain region formed on the substrate; and a charge storage capacitor electrically connected to one of the source / drain regions. In the method for manufacturing an element, the method includes: (1) forming a first insulating layer covering the transfer transistor on the substrate; and (2) forming an insulating pillar on the first insulating layer, a step of defining a recessed region pillars at both sides thereof, (3) the said first insulating layer in the recess region insulating a pole
A first film made of an insulating material and a second film made of a conductive material are alternately formed, and a second insulating film is formed on the second film so as to substantially fill the recessed region.
Forming an edge layer; (4) removing a selected portion of the second film lying above the insulating pillar; and (5) at least the second insulating layer, the second film, and the second 1 film and the first insulating layer penetrated by etching.
Forming a first conductive layer electrically connected to any one of the source / drain regions through an opening formed by removing the first conductive layer and the second film by a combination of the first conductive layer and the second film; a stage that form a storage electrode of the charge storage capacitor, (6) the insulating pillars and said second insulating layer and removing the first layer, (7) the said first conductive layer and the second Forming a dielectric layer on the exposed surface of the two films; and (8) forming a second conductive layer functioning as a counter electrode of the charge storage capacitor on the dielectric layer. Manufacturing method.
【請求項9】 前記第1導電層がトランク状導電層を形
成し、前記第2膜が、ほぼL字形の断面を有するブラン
チ状導電層を形成し、前記ブランチ状導電層の1端が前
記トランク状導電層に接続されていることを特徴とする
請求項に記載の方法。
9. The first conductive layer forms a trunk-like conductive layer, the second film forms a branch-like conductive layer having a substantially L-shaped cross section, and one end of the branch-like conductive layer is formed at one end of the branch-like conductive layer. 9. The method of claim 8 , wherein the method is connected to a trunk-like conductive layer.
【請求項10】 前記トランク状導電層が、ほぼ垂直で
あり、かつ前記ソース/ドレイン領域のいずれかひとつ
と電気的に接続される底部端面を備えていることを特徴
とする請求項に記載の方法。
Wherein said trunk-like conductive layer is substantially perpendicular, and claim 9, wherein the has a bottom end surface which is any one electrically connected to the source / drain region the method of.
【請求項11】 前記段階(1)と前記段階(2)との
間に、前記第1絶縁層の上にエッチング保護層を形成す
る段階をさらに具備することを特徴とする請求項に記
載の方法。
11. The method of claim 8 , further comprising, between the step (1) and the step (2), forming an etching protection layer on the first insulating layer. the method of.
【請求項12】 前記段階(4)が、前記絶縁柱の上方
に横たわる前記第2膜の前記選択部分を食刻する段階を
具備することを特徴とする請求項に記載の方法。
12. The method according to claim 8 , wherein step (4) comprises etching the selected portion of the second film overlying the insulating pillar.
【請求項13】 前記段階(4)が、化学機械研磨法に
より、前記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜の前記選
択部分を研磨する段階を具備することを特徴とする請求
に記載の方法。
Wherein said step (4) is, by a chemical mechanical polishing method, according to claim 8, characterized in that it comprises the step of polishing the selected portion of the second layer lying above the insulative pedestal the method of.
【請求項14】 前記段階(5)が、ほぼU字形の断面
を有する前記第1導電層を形成する段階をさらに具備す
ることを特徴とする請求項に記載の方法。
14. The method of claim 8 , wherein step (5) further comprises forming the first conductive layer having a substantially U-shaped cross section.
【請求項15】 前記段階(2)が、 前記エッチング保護層上に厚膜絶縁層を形成する段階
と、 前記凹部領域が露出するように、前記厚膜絶縁層上にホ
トレジスト層を形成する段階と、 前記凹部領域の前記厚膜絶縁層の露出部分を除去する段
階と、 前記厚膜絶縁層がさらに部分的に露出するように前記ホ
トレジスト層を部分的に浸蝕処理する段階と、 前記エッチング保護層が露出するように前記厚膜絶縁層
の露出部分をさらに除去することにより、階段状の断面
を有する前記絶縁柱を形成する段階と、 前記ホトレジスト層を除去する段階と、 をさらに具備することを特徴とする請求項11に記載の
方法。
15. The step (2) includes: forming a thick film insulating layer on the etching protection layer; and forming a photoresist layer on the thick film insulating layer so that the concave region is exposed. Removing the exposed portion of the thick insulating layer in the recessed region; partially eroding the photoresist layer so that the thick insulating layer is further partially exposed; and etching protection. Forming the insulating pillar having a stepped cross section by further removing the exposed portion of the thick film insulating layer so that the layer is exposed; and removing the photoresist layer. The method of claim 11 , wherein:
【請求項16】 前記段階(4)が、前記絶縁柱の上方
に横たわる前記第2膜の前記選択部分を食刻する段階を
具備することを特徴とする請求項15に記載の方法。
16. wherein step (4) A method according to claim 15, characterized by comprising the step of the selected portion to etching of the second layer lying above the insulative pedestal.
【請求項17】 前記段階(4)が、化学機械研磨法に
より、前記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜の前記選
択部分を研磨する段階を具備することを特徴とする請求
項15に記載の方法。
17. The method of claim 15, wherein said step (4) comprises polishing said selected portion of said second film overlying said insulating pillars by a chemical mechanical polishing method. the method of.
【請求項18】 前記段階(5)が、ほぼU字形の断面
を有する前記第1導電層を形成する段階をさらに具備す
ることを特徴とする請求項15に記載の方法
18. The method of claim 17, wherein step (5) The method of claim 15, further comprising a step of forming the first conductive layer having a cross-section substantially U-shaped.
【請求項19】 絶縁材から成る2枚の第1膜と導電材
から成る2枚の第2膜とを交互に重ねた前記凹部領域を
実現するために前記段階(3)を繰り返し行う段階と、 前記凹部領域をほぼ満たすように前記最上部にある第2
膜上に第2絶縁層を形成する段階とをさらに備え、かつ
前記段階(4)が、 (a)前記絶縁柱上の前記最上部の第2膜の一部が露出
するように、前記最上部の第2膜上にホトレジスト層を
形成する段階と、 (b)前記段階(a)の後に、前記最上部の第2膜と前
記最上部の第1膜の露出部分とを順次除去する段階と、 (c)前記最上部の第2膜の別の部分が露出するよう
に、前記ホトレジスト層を部分的に浸蝕処理する段階
と、 (d)前記第2膜の前記別の露出部分を除去する段階
と、 (e)前記段階(d)の後に前記ホトレジスト層を除去
する段階とを具備することを特徴とする請求項8に記載
の方法。
19. A step of repeating the step (3) to realize the concave region in which two first films made of an insulating material and two second films made of a conductive material are alternately stacked. A second at the top to substantially fill the recessed area
Forming a second insulating layer on the film, and the step (4) includes: (a) forming the second insulating layer on the insulating pillar so that a part of the uppermost second film on the insulating pillar is exposed; Forming a photoresist layer on the upper second film; and (b) sequentially removing the uppermost second film and the exposed portion of the uppermost first film after the step (a). (C) partially eroding the photoresist layer so that another portion of the uppermost second film is exposed; and (d) removing the another exposed portion of the second film. 9. The method of claim 8, further comprising: (e) removing the photoresist layer after step (d).
the method of.
【請求項20】 基板と、前記基板上に形成されたソー
ス/ドレイン領域を有する転送トランジスタと、前記ソ
ース/ドレイン領域のいずれかひとつと電気的に接続さ
れている電荷蓄積コンデンサとを具備する半導体メモリ
素子の製造方法において、前記方法が、 (1)前記基板上に前記転送トランジスタを覆う第1絶
縁層を形成する段階と、 (2)前記ソース/ドレイン領域のいずれかひとつと電
気的に接続されるように、少なくとも前記第1絶縁層を
貫通する第1導電層を形成する段階と、 (3)前記第1絶縁層上に絶縁柱を形成し、前記絶縁柱
がその両側面において凹部領域を画定する段階と、 (4)前記凹部領域内の前記第1絶縁層と前記絶縁柱上
に絶縁材から成る第1膜と導電材から成る第2膜とを
交互に形成し、さらに前記凹部領域をほぼ満たすような
第2絶縁層を前記第2膜上に形成する段階、 (5)前記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜を除去す
る段階と、 (6)少なくとも前記第2絶縁層と前記第2膜と前記第
1膜とをエッチングにより貫通除去して形成される開口
を介して前記ソース/ドレイン領域のいずれかひとつと
電気的に接続される第2導電層を形成する段階におい
て、前記第1および第2導電層と前記第2膜との組み合
わせにより前記電荷蓄積コンデンサの蓄積電極を形成す
る段階と、 (7)前記絶縁柱と前記第2絶縁層と前記第1膜とを除
去する段階と、 (8)前記第1および第2導電層と前記第2膜の露出面
とに誘電体層を形成する段階と、 (9)前記誘電体層上に、前記電荷蓄積コンデンサの対
向電極として機能する第3導電層を形成する段階と、 から成る半導体メモリ素子の製造方法。
20. A semiconductor comprising: a substrate; a transfer transistor having a source / drain region formed on the substrate; and a charge storage capacitor electrically connected to any one of the source / drain regions. In the method for manufacturing a memory element, the method includes: (1) forming a first insulating layer covering the transfer transistor on the substrate; and (2) electrically connecting to one of the source / drain regions. Forming a first conductive layer penetrating at least the first insulating layer, and (3) forming an insulating pillar on the first insulating layer, wherein the insulating pillar has a concave region on both side surfaces thereof. a step of defining a (4) wherein said first insulating layer in the recess region insulating a pole
The method comprising the second layer consisting of a first layer and a conductive material made of an insulating material are alternately formed, further forming a second insulating layer that substantially fills the recessed area on the second film Doo, ( 5) removing the second film lying above the insulating pillar; and (6) an opening formed by etching through at least the second insulating layer, the second film, and the first film.
Forming a second conductive layer that is electrically connected to any one of the source / drain regions via a combination of the first and second conductive layers and the second film. Form the storage electrode
A stage that, (7) the insulating pillars and said second insulating layer and removing the first layer and to the exposed surface of the second layer (8) said first and second conductive layers Forming a dielectric layer; and (9) forming a third conductive layer functioning as a counter electrode of the charge storage capacitor on the dielectric layer.
【請求項21】 前記第2膜がほぼL字形の断面を有
し、かつその1端が前記第2導電層に接続されているこ
とを特徴とする請求項20に記載の方法。
21. The method according to claim 20 , wherein the second film has a substantially L-shaped cross section and one end thereof is connected to the second conductive layer.
【請求項22】 前記第1導電層がほぼT字形の断面を
有することを特徴とする請求項21に記載の方法。
22. The method of claim 21 , wherein said first conductive layer has a substantially T-shaped cross section.
【請求項23】 前記第2導電層がほぼU字形の断面を
有することを特徴とする請求項21に記載の方法。
23. The method of claim 21 , wherein said second conductive layer has a substantially U-shaped cross section.
【請求項24】 前記段階(1)と前記段階(2)との
間に、前記第1絶縁層の上にエッチング保護層を形成す
る段階をさらに具備することを特徴とする請求項20
記載の方法。
24. The method of claim 20 , further comprising, between the step (1) and the step (2), forming an etching protection layer on the first insulating layer. the method of.
【請求項25】 前記段階(3)が、 前記エッチング保護層上に厚膜絶縁層を形成する段階
と、 前記凹部領域が露出するように、前記厚膜絶縁層上にホ
トレジスト層を形成する段階と、 前記凹部領域の前記厚膜絶縁層の露出部分を除去する段
階と、 前記厚膜絶縁層がさらに部分的に露出するように前記ホ
トレジスト層を部分的に浸蝕処理する段階と、 前記エッチング保護層が露出するように前記厚膜絶縁層
の露出部分をさらに除去することにより、階段状の断面
を有する前記絶縁柱を形成する段階と、 前記ホトレジスト層を除去する段階と、 をさらに具備することを特徴とする請求項24に記載の
方法。
25. The step (3) includes: forming a thick-film insulating layer on the etching protection layer; and forming a photoresist layer on the thick-film insulating layer so that the concave region is exposed. Removing the exposed portion of the thick-film insulating layer in the recessed region; partially eroding the photoresist layer so that the thick-film insulating layer is further partially exposed; Forming the insulating pillar having a stepped cross section by further removing the exposed portion of the thick film insulating layer so that the layer is exposed; and removing the photoresist layer. The method according to claim 24 , characterized in that:
【請求項26】 前記段階(5)が、前記絶縁柱の上方
に横たわる前記第2膜の前記選択部分を食刻する段階を
具備することを特徴とする請求項25に記載の方法。
26. The method of claim 25, wherein step (5) A method according to claim 25, characterized by comprising the step of the selected portion to etching of the second layer lying above the insulative pedestal.
【請求項27】 前記段階(5)が、化学機械研磨法に
より、前記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜の前記選
択部分を研磨する段階を具備することを特徴とする請求
25に記載の方法。
27. The method of claim 26, wherein step (5) is, by a chemical mechanical polishing method, according to claim 25, characterized by comprising the step of polishing the selected portion of the second layer lying above the insulative pedestal the method of.
【請求項28】 前記段階(5)が、前記絶縁柱の上方
に横たわる前記第2膜の前記選択部分を食刻する段階を
具備することを特徴とする請求項20に記載の方法。
28. The method of claim 20 , wherein step (5) comprises etching the selected portion of the second film overlying the insulating pillar.
【請求項29】 前記段階(5)が、化学機械研磨法に
より、前記絶縁柱の上方に横たわる前記第2膜の前記選
択部分を研磨する段階を具備することを特徴とする請求
20に記載の方法。
29. wherein step (5) is, by a chemical mechanical polishing method, according to claim 20, characterized by comprising the step of polishing the selected portion of the second layer lying above the insulative pedestal the method of.
【請求項30】 絶縁材から成る2枚の第1膜と導電材
から成る2枚の第2膜とを交互に重ねた前記凹部領域を
実現するために前記段階(4)を繰り返し行う段階と、 前記凹部領域をほぼ満たすように前記最上部にある第2
膜上に第2絶縁層を形成する段階とをさらに備え、かつ
前記段階(5)が、 (a)前記絶縁柱上の前記最上部の第2膜の一部が露出
するように、前記最上部の第2膜上にホトレジスト層を
形成する段階と、 (b)前記最上部の第2膜と前記最上部の第1膜の露出
部分とを順次除去する段階と、 (c)前記最上部の第2膜の別の部分が露出するよう
に、前記ホトレジスト層を部分的に浸蝕処理する段階
と、 (d)前記第2膜の前記別の露出部分を除去する段階
と、 (e)前記段階(d)の後に前記ホトレジスト層を除去
する段階とを具備することを特徴とする請求項20に記
載の方法。
30. A step of repeating the step (4) to realize the concave region in which two first films made of an insulating material and two second films made of a conductive material are alternately stacked; A second at the top to substantially fill the recessed area
Forming a second insulating layer on the film, and the step (5) comprises: (a) forming the second insulating layer on the insulating pillar so that a part of the uppermost second film on the insulating pillar is exposed Forming a photoresist layer on the upper second film; (b) sequentially removing the uppermost second film and the exposed portion of the uppermost first film; and (c) the uppermost portion. Partially etching the photoresist layer so that another portion of the second film is exposed; (d) removing the another exposed portion of the second film; and (e) serial to claim 20, characterized by comprising the steps of removing the photoresist layer after stage (d)
The method described.
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