NL1005633C2 - Halfgeleidergeheugeninrichting. - Google Patents

Description

NL 4 3.17 0-PW/mv

Halfgeleidergeheugeninrichting

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft algemeen betrek-5 king op halfgeleidergeheugeninrichtingen en meer in het bijzonder op een structuur van een DRAM-cel (dynamic random access memory) die in hoofdzaak is samengesteld uit een overbrengtransistor en een ladingsopslagcondensator.

10 2. Beschrijving van de verwante techniek

Figuur 1 is een circuitschema van een geheugencel voor een DRAM-inrichting. Zoals in de tekening wordt getoond bestaat een DRAM-cel in hoofdzaak uit een overbrengtransistor T en een ladingsopslagcondensator C. Een source 15 van de overbrengtransistor T is verbonden met een overeenkomstige bitlijn BL en de drain is verbonden met een opsla-gelektrode 6 van de ladingsopslagcondensator C. Een gate van de overbrengtransistor T is verbonden met een overeenkomstige woordlijn WL. Een tegenovergelegen elektrode 8 van 20 de condensator C is verbonden met een constante voedingsbron. Een dielektrische film 7 is aanwezig tussen de opsla-gelektrode 6 en de tegenovergelegen elektrode 8.

Bij het vervaardigingsprocédé van DRAM's wordt een tweedimensionale condensator, ook wel genoemd een planaire 25 condensator, hoofdzakelijk gebruikt bij conventionele DRAM's met een opslagcapaciteit van minder dan 1M (mega = miljoen) bits. Bij een DRAM met een geheugencel die gebruik maakt van een planaire condensator worden elektrische la- 100 5 6 3 3' 2 dingen opgeslagen op het hoofdoppervlak van een halfgelei-dersubstraat zodat het hoofdoppervlak een groot gebied dient te beslaan. Dit soort geheugencel is daarom niet geschikt voor een DRAM met een hoge integratiegraad. Voor een 5 hoog geïntegreerde DRAM, zoals een DRAM met meer dan 4M bits geheugen is een driedimensionale condensator, ook wel condensator van het gestapelde soort (stacked-type) of gleuftype (trench-type) genoemd, ingevoerd.

Bij condensatoren van het gestapelde type of 10 gleuftype is het mogelijk gemaakt om een groter geheugen te verkrijgen in een gelijk volume. Voor het realiseren van een halfgeleiderinrichting van nog hogere integratiegraad zoals een VLSI-circuit (very-large-scale integration) met een capaciteit van 64M bits blijkt evenwel een condensator 15 van een simpele driedimensionale structuur zoals de conventionele condensator van het gestapelde type of het gleuftype ontoereikend te zijn.

Een oplossing voor het verbeteren van de capaciteit van een condensator is gebruikmaking van een gestapel-20 de condensator van het vin-type zoals is voorgesteld in het artikel "3-Dimensional Stacked Capacitor Cell for 16M en 64M DRAM's", International Electron Devices Meeting, pagina's 592-595, december 1988 van Erna en anderen. De gestapelde condensator van het vin-type omvat elektrodes en die-25 lektrische films die zich in vinvorm uitstrekken in een aantal gestapelde lagen. DRAM's voorzien van gestapelde condensatoren van het vin-type worden ook geopenbaard in het Amerikaanse octrooischrift 5.071.783 (Taguchi en anderen), 5.126.810 (Gotou), 5.196.365 (Gotou) en 5.206.787 30 (Fujioka) .

Een andere oplossing voor het verbeteren van de capaciteit van een condensator is gebruik te maken van een 0 0 5 6 3 3 * 3 gestapelde condensator van het zogenaamde cilindrische type zoals voorgesteld in het artikel "Novel Stacked Capacitor Cell for 64-Mb DRAM", 1989 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, pagina's 69-70 van Wakamiya en 5 anderen. De gestapelde condensator van het cilindrische type omvat elektrodes en dielektrische films die zich in ci lindrische vorm uitstrekken voor het verhogen van het op-pervlaktegebied van de elektrodes. Een DRAM voorzien van een gestapelde condensator van het cilindrische type wordt 10 ook geopenbaard in het Amerikaanse octrooischrift 5.077.688 (Kumanoya en anderen).

Gezien de trend naar verhoogde integratiedichtheid dient de afmeting van de DRAM-cel in een vlak (het gebied dat in het vlak wordt ingenomen) verder te worden geredu- 15 ceerd. In het algemeen gesproken leidt een reductie van de afmeting van de cel tot een reductie van de ladingsopslag-capaciteit (capaciteit). Bovendien neemt bij afname van de capaciteit, de waarschijnlijkheid van beperkte fouten (soft errors) als gevolg van het invallen van a-stralen toe. Er 20 bestaat zodoende bij deze techniek nog steeds behoefte tot het ontwerpen van een nieuwe structuur van een opslagcon-densator die dezelfde capaciteit kan bereiken in een kleiner planair oppervlak alsmede van een geschikte werkwijze voor het vervaardigen van de structuur.

25

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft derhalve tot doel een halfge-leidergeheugeninrichting te verschaffen die is uitgevoerd 30 met een boomvormige condensator die een toegenomen oppervlak mogelijk maakt voor het opslaan van lading.

100 5 6 3 3' 4

Overeenkomstig het voorgaande en overeenkomstig andere doelen van de uitvinding wordt een nieuwe en verbeterde halfgeleidergeheugeninrichting verschaft.

De halfgeleidergeheugeninrichting overeenkomstig 5 de onderhavige uitvinding bezit een boomvormige condensator van toegenomen oppervlak voor het betrouwbaar opslaan van elektrische ladingen die data representeren. De boomvormige condensator bezit een opslagelektrode bestaande uit een stamvormige geleidingslaag en een of meer takvormige gelei-10 dingslagen. De stamvormige geleidingslaag is elektrisch gekoppeld met een van de source-/drain-gebieden van de over-brengtransistor in de halfgeleidergeheugeninrichting en strekt zich in hoofdzaak opwaarts uit. De takvormige geleidingslaag is met een uiteinde verbonden met de stamvormige 15 geleidingslaag en kan in verschillende vormen worden gestructureerd die het mogelijk maken dat de takvormige geleidingslaag een vergroot oppervlaktegebied krijgt. Een dielektrische laag is aangebracht over blootliggende oppervlakken van de stamvormige geleidingslaag en de takvormige 20 geleidingslaag en een overdekkende geleidingslaag is gevormd over de dielektrische laag die dient als tegenovergelegen elektrode voor de boomvormige condensator.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

25

Andere doelen, eigenschappen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de nu volgende gedetailleerde beschrijving van de geprefereerde maar niet-limitatieve uitvoeringsvormen. De beschrijving verwijst 30 naar de bijgevoegde tekeningen waarin: figuur 1 een circuitschema is van een geheugencel van een DRAM-inrichting, * 0 0 5 6 3 3' 5 figuren 2A tot 2G aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een eerste uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor het fabri-5 ceren daarvan, figuren 3A tot 3D aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een tweede uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor het fabri-10 ceren daarvan, figuren 4A en 4B aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een derde uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor het vervaardigen 15 daarvan, figuren 5A tot 5D aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een vierde uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor de ver-20 vaardiging daarvan, figuren 6A en 6B aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een vijfde uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor de ver-25 vaardiging daarvan, figuren 7A en 7B aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een zesde uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor de vervaardiging 30 daarvan, figuren 8A tot 8F aanzichten in dwarsdoorsnede zijn ter toelichting van een zevende uitvoeringsvorm van 10 0 5 6 3 3' 6 een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor de vervaardiging daarvan, figuren 9A tot 9D aanzichten in dwarsdoorsnede 5 zijn ter toelichting van een achtste uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor de vervaardiging daarvan, en figuren 10A tot 10D aanzichten in dwarsdoorsnede 10 zijn ter toelichting van een negende uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugencel met een boomvormige condensator volgens de uitvinding alsmede een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

15 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE

VOORKEURSUITVOERINGSVORMEN

Eerste voorkeursuitvoeringsvorm

Er zal een beschrijving worden gegeven van een 20 eerste uitvoeringsvorm van een halfgeleidergeheugeninrich-ting met een boomvormige ladingsopslagcondensator volgens de uitvinding met verwijzing naar de figuren 2A tot 2G. Deze uitvoeringsvorm van de halfgeleidergeheugeninrichting kan worden vervaardigd met behulp van een eerste voorkeurs-25 werkwijze voor de vervaardiging van een halfgeleidergeheugeninrichting volgens de uitvinding.

In figuur 2 wordt het oppervlak van een silicium-substraat 10 onderworpen aan thermische oxydatie met behulp van LOCOS-techniek (local oxidation of silicon) zodat een 30 veldoxydatiefilm 12 met een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 3.000 A (angstroms) wordt gevormd. Vervolgens wordt een poortoxydatiefilm 14 gevormd met een dikte van bijvoorbeeld 1 0 0 5 6 3 3 ’ 7 ongeveer 150 A door het siliciumsubstraat 10 te onderwerpen aan een thermisch oxydatieproces. Vervolgens wordt een po-lysiliciumfilm opgebracht met een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 2.000 A over het gehele oppervlak van het silici-5 umsubstraat 10 met behulp van CVD (chemical vapor deposition) of LPCVD (low pressure CVD). Om een polysiliciumfilm te verkrijgen met lage weerstand worden geschikte verontreinigingen in de polysiliciumfilm gediffundeerd, bijvoorbeeld fosforionen. Bij voorkeur wordt een hittebestendige 10 metalen laag opgebracht op de polysiliciumfilm en wordt vervolgens een uitgloeibehandeling uitgevoerd voor het vormen van polycide, zodat de weerstand van de film verder af-neemt. Het hittebestendige metaal kan bestaan uit wolfraam (W) en de dikte bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 2.000 A. Het 15 polycide wordt vervolgens onderworpen aan een patroonvor-mingsproces voor het vormen van poortelektrodes (of woord-lijnen) WL1 tot WL4 zoals getoond in figuur 2A. Vervolgens worden bijvoorbeeld arseenionen in het siliciumsubstraat 10 gediffundeerd met een energie van 70 KeV voor het veroorza-20 ken van een verontreinigingsconcentratie van bijvoorbeeld ongeveer 1 x 1015 atomen per vierkante centimeter. Bij deze stap worden de woordlijnen WL1 tot WL4 gebruikt bij wijze van maskerfilms. Zodoende worden draingebieden 16a en 16b en source-gebieden 18a en 18b in het siliciumsubstraat 10 25 gevormd.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 2B, wordt de CVD-werkwijze gebruikt voor het opbrengen van een isolerende planarisatielaag 20 bestaande uit bijvoorbeeld boro-fosfosilicaatglas (BPSG) tot een dikte van bijvoorbeeld on-30 geveer 7.000 A. Vervolgens wordt dezelfde werkwijze gebruikt voor het vormen van een etsbeschermingslaag 22 die bijvoorbeeld kan bestaan uit een siliciumnitrietlaag met 10 0 5 6 3 3' 8 een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 1.000 A. Daarna wordt een dikke isolatielaag van bijvoorbeeld siliciumdioxyde over de wafel aangebracht tot een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 7.000 A. Vervolgens worden gebruikelijke fotoli-5 thografische en etsprocessen toegepast voor het definiëren van een isolerende kolom 24 die wordt begrensd door uitsparingen 23. Alhoewel figuur 2B de isolerende kolom 24 toont op een aantal aparte plekken vormt de isolerende kolom 24 in werkelijkheid een geïntegreerd lichaam hetgeen duidelijk 10 wordt bij een aanzicht vanaf de bovenzijde.

Bij de volgende stap, zie figuur 2C, wordt de CVD-werkwijze toegepast voor het successievelijk vormen van een eerste isolatielaag 26, een polysiliciumlaag 28 en een tweede isolerende laag 30. De eerste en tweede isolerende 15 lagen 26, 30 bestaan bij voorkeur uit siliciumoxyde. De eerste isolatielaag 26 en de polysiliciumlaag 28 zijn ieder opgebracht tot een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 1.000 A en de tweede isolatielaag 30 is opgebracht tot een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 7.000 A. Arseen (As) ionen kunnen 20 in de polysiliciumlaag 28 worden gediffundeerd ter verhoging van de conductiviteit.

Bij de volgende stap, zie figuur 2D, wordt een chemisch/mechanische polijstbewerking (CMP) uitgevoerd op het oppervlak van de wafel van figuur 2C totdat het boven-25 ste deel van het polysiliciumlaag 28 is weggepolijst. Het overige deel van de polysiliciumlaag 28 omvat een aantal aparte secties die zijn aangegeven in figuur 2D met de ver-wijzingscijfers 28a, 28b.

Vervolgens, zie nu figuur 2E, worden gebruikelijke 30 fotolithografische en etsprocédés uitgevoerd voor het opeenvolgend selectief etsen van de isolatielaag 30, de poly-siliciumlaagsecties 28a en 28b, de isolatielaag 26, de ets- 1005623’ 9 beschermingslaag 22, de isolatielaag 20 en de poortoxyda-tiefilm 14. Als resultaat hiervan worden de opslagelek-trodecontactgaten 32a en 32b gevormd. De opslagelek-trodecontactgaten 32a en 32b strekken zich respectievelijk 5 uit vanaf een bovenoppervlak van de isolatielaag 30 tot een bovenoppervlak van de draingebieden 16a en 16b. Vervolgens wordt een polysiliciumfilm aangebracht en teruggeëtst voor het opnieuw vullen van de opslagelektrodecontactgaten 32a en 32b met polysiliciumlagen 34a en 34b.

10 Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 2F, wordt een natte etsbewerking uitgevoerd op de wafel met de etsbe-schermingslaag 22 als etseindpunt teneinde de isolatielagen 26, 30 en de isolatiekolom 24 te verwijderen. De achterblijvende boomstamvormige polysiliciumlagen 34a, 34b en de 15 takvormige polysiliciumlagen 28a, 28b vormen in combinatie een boomvormig opslagelektrode voor de condensator van de DRAM. De stamvormige polysiliciumlagen 34a, 34b worden respectievelijk elektrisch gekoppeld met de draingebieden 16a en 16b van de overbrengtransistors in de DRAM. De takvormi-20 ge polysiliciumlagen 28a, 28b zijn ieder in doorsnede in hoofdzaak L-vormig en bezitten in hoofdzaak horizontale secties die in elektrisch contact staan met de stamvormige polysiliciumlagen 34a, 34b. Gezien deze speciale vorm worden de opslagelektrodes hierna in de beschrijving aangeduid 25 als "boomvormige opslagelektrodes" en de condensatoren die aldus zijn vervaardigd worden aangeduid als "boomvormige condensatoren".

Volgens figuur 2G worden in de volgende stap die-lektrische films 36a, 36b gevormd over de boomvormige op-30 slagelektrode 34a, 28a en de boomvormige opslagelektrode

34b, 28b. De dielektrische films 36a, 36b kunnen worden gevormd bijvoorbeeld uit siliciumdioxyde, siliciumnitride, NO

10 0 5 6 3^' 10 (siliciumnitride/siliciumdioxyde), ΟΝΟ (siliciumdioxyde/si-liciumnitride/siliciumdioxyde) of iets dergelijks. Vervolgens wordt uit polysilicium een tegenovergelegen elektrode 38 gevormd die is gelegen tegenover de opslagelektrodes 5 34a, 28a en 34b, 28b, over de dielektrische films 36a, 36b.

Het proces voor het vormen van de tegenovergelegen elektrode 38 omvat een eerste stap bestaande uit het opbrengen van een polysiliciumlaag met behulp van de CVD-werkwijze tot een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 1.000 A, een tweede 10 stap van het diffunderen van verontreinigingen van het n-type in de polysiliciumlaag ter verhoging van de conducti-viteit alsmede een uiteindelijke stap bestaande uit het gebruik maken van conventionele fotolithografische en etspro-cessen voor het wegetsen van geselecteerde gedeeltes van de 15 polysiliciumlaag. Hiermee is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren van de DRAM beëindigd.

Voor het completeren van de vervaardiging van de DRAM-chip, omvatten de opvolgende stappen het vervaardigen van bitlijnen, aansluiteilanden, interconnecties, passive-20 ringen en de verpakking. De stappen maken uitsluitend gebruik van conventionele technieken en liggen niet binnen het kader van de uitvinding zodat een gedetailleerde beschrijving daarvan hierin niet zal worden gegeven.

25 Tweede voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande eerste uitvoeringsvorm bezit de geopenbaarde boomvormige condensator slechts een enkele ta-kelektrode. Het aantal takken is evenwel niet beperkt tot een en kan twee of meer bedragen. Hieronder wordt een twee-30 de uitvoeringsvorm beschreven van de boomvormige condensator met twee uit elektroden bestaande takken, met verwijzing naar de figuren 3A tot 3D. De boomvormige condensator 10 0 5 6 Ö 0" 11 van de tweede uitvoeringsvorm is gebaseerd op de wafel-structuur van figuur 2B. Elementen in figuren 3A tot 3D die overeenkomen met die in figuur 2B worden aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers.

5 De CVD-werkwijze wordt gebruikt, zie figuur 3A te zamen met figuur 2B, voor het successievelijk vormen van alternatieve isolatielagen en polysiliciumlagen, inclusief een eerste isolatielaag 40, een eerste polysiliciumlaag 42, een tweede isolatielaag 44, een tweede polysiliciumlaag 46 10 en een derde isolatielaag 48. De isolatielagen 40, 44, 48 worden bij voorkeur bijvoorbeeld uit siliciumoxyde gevormd. De isolatielagen 40, 44 en de polysiliciumlagen 42, 46 worden ieder opgebracht tot een dikte van bijvoorbeeld ongeveer 1.000 A en de isolatielaag 48 wordt opgebracht tot een 15 dikte van bijvoorbeeld ongeveer 7.000 A. De polysiliciumlagen 42, 46 kunnen worden gediffundeerd met arseen (As) ionen ter verhoging van de conductiviteit.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 3B, wordt de CMP-techniek toegepast op het oppervlak van de wafel ge-20 toond in figuur 3A voor het wegpolijsten van een bovenste gedeelte van de polysiliciumlagen 42, 46. Het overblijvende gedeelte van de polysiliciumlagen 42, 46 omvat een aantal aparte secties aangegeven door de verwijzingscijfers 42a, 46a en 42b, 46b.

25 Bij de volgende stap, zie figuur 3C, worden con ventionele fotolithografische en etsprocédés toegepast voor het vormen van opslagelektrodecontactgaten die zich vanaf het bovenoppervlak van de isolatielaag 48 (zie figuur 3B) uitstrekken tot aan het oppervlak van de draingebieden 16a 30 en 16b. De opslagelektrodecontactgaten worden vervolgens opnieuw gevuld met polysiliciumlagen 50a, 50b door eerst de CVD-methode toe te passen voor het opbrengen van een poly- 1005633’ 12 siliciuralaag en vervolgens een deel van de polysiliciumlaag terug te etsen. Daarna wordt een natte etsbehandeling uit-gevoerd op de wafel waarbij de etsbeschermingslaag 22 fungeert als etseindpunt teneinde de isolatielagen 40, 44, 48 5 en de isolatiekolom 24 te verwijderen. De overblijvende stamvormige polysiliciumlagen 50a, 50b en de takvormige polys iliciumlagen 42a, 46b en 42b, 46b vormen in combinatie twee boomvormige opslagelektrodes. De stamvormige polysiliciumlagen 50a, 50b zijn respectievelijk elektrisch gekop-10 peld met de draingebieden 16a en 16b van de overbrengtran-sistors in de DRAM. De takvormige polysiliciumlagen 42a, 46a en 42b, 46b zijn ieder in hoofdzaak in doorsnede L-vormig en bezitten in hoofdzaak horizontale secties die in contact staan met de stamvormige polysiliciumlagen 50a, 15 50b.

Bij de volgende stap, zie figuur 3D, worden respectievelijk de dielektrische films 52a, 52b gevormd op de boomvormige opslagelektrodes 50a, 46a, 42a en 50b, 46b, 42b. Vervolgens wordt een polysiliciumelektrode 54 over de 20 dielektrische films 52a, 52b aangebracht. Het proces voor het vormen van de tegenovergelegen elektrode 54 omvat een eerste stap bestaande uit het opbrengen van een polysiliciumlaag met behulp van de CVD-methode, een tweede stap bestaande uit de diffusie van verontreinigingen van het n-25 type in de polysiliciumlaag ter verhoging van de conducti-viteit alsmede een uiteindelijke stap bestaande uit het toepassen van conventionele fotolithografische en etsprocé-dés voor het selectief wegetsen van delen van de polysiliciumlaag. Daarmee is de vervaardiging van de boomvormige 30 condensatoren van de DRAM beëindigd.

1005633' 13

Derde voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande eerste en tweede uitvoeringsvormen is de meest naar beneden gelegen laag van het takvormige gedeelte van de boomvormige opslagelektrode gescheiden 5 van de etsbeschermingslaag 22. De uitvinding is tot een dergelijke structuur evenwel niet beperkt. Hieronder wordt een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding beschreven waarbij de meest naar beneden gelegen laag van het takvormige deel van iedere boomvormige opslagelektrode in contact 10 staat met de etsbeschermingslaag 22, zie de figuren 4A en 4B.

De boomvormige condensatoren van de derde uitvoeringsvorm zijn ook gebaseerd op de structuur van figuur 2B. Elementen in de figuren 4A tot 4D die identiek zijn met die 15 van figuur 2B worden aangegeven met dezelfde verwijzings- cij fers.

Zoals figuur 4A toont tezamen met figuur 2B wordt de CVD-methode successievelijk toegepast voor het vormen van opeenvolgende isolatielagen en polysiliciumlagen inclu-20 sief een eerste polysiliciumlaag 60, een eerste isolatielaag 62, een tweede polysiliciumlaag 64 en een tweede isolatielaag 66 .

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 4B, wordt de CMP-techniek toegepast op het oppervlak van de wafel ge-25 toond in figuur 4A voor het wegpolijsten van het bovenste gedeelte van de polysiliciumlagen 60, 64. De overblijvende delen van de polysiliciumlagen 60, 64 omvat een aantal aparte secties die worden aangeduid met de verwijzingscij-fers 60a, 64a en 60b, 64b. Vervolgens worden conventionele 30 fotolithografische en etsprocédés toegepast voor het vormen van opslagelektrodecontactgaten. De opslagelektrodecontact-gaten worden vervolgens opnieuw gevuld met polysiliciumla- 1005633' 14 gen 68a, 68b. Daarna wordt een natte etsbehandeling uitgevoerd op de wafel waarbij de etsbeschermingslaag 22 dient als het etseindpunt voor het verwijderen van de isolatielagen 62, 66 .

5 De overige stamvormige polysiliciumlagen 68a, 68b en de takvormige polysiliciumlagen 60a, 64b en 60b, 64b vormen in combinatie twee boomvormige opslagelektrodes. De stamvormige polysiliciumlagen 68a, 68b zijn respectievelijk elektrisch gekoppeld met de draingebieden 16a en 16b van de 10 overbrengtransistor in de DRAM. De takvormige polysiliciumlagen 60a, 64a en 60b, 64b zijn ieder in hoofdzaak in doorsnede L-vormig en bezitten in hoofdzaak horizontale secties die in contact staan met de stamvormige polysiliciumlagen 68a, 68b. Bij deze uitvoeringsvorm zijn de takvormige poly-15 siliciumlagen 60a, 60b van de boomvormige opslagelektrodes in contact met de etsbeschermingslaag 22. Een dielektrische film en een tegenovergelegen polysiliciumelektrode kunnen nu op de wijze zoals hierboven werd beschreven bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvorm worden gevormd. Hier-20 mee is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren in de DRAM beëindigd.

Vierde voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande drie uitvoeringsvormen bestaat 25 het stamvormige deel van de boomvormige opslagelektrode van iedere boomvormige condensator uit een integraal gevormd halfgeleiderelement. De uitvinding is evenwel tot een dergelijke structuur niet beperkt. Hieronder wordt een vierde uitvoeringsvorm beschreven waarbij het stamvormige deel van 30 iedere boomvormige opslagelektrode bestaat uit een aantal halfgeleiderelementen, zie de figuren 5A en 5D.

10 0 5 6 3 3' 15

De boomvormige condensator van de vierde uitvoeringsvorm is eveneens gebaseerd op de structuur van figuur 2A. Elementen in de figuren 5A tot 5D die identiek zijn met die in figuur 2A worden aangegeven met dezelfde verwij-5 zingscijfers.

Figuur 5A toont tezamen met figuur 2A dat de CVD-werkwijze wordt gebruikt voor het opbrengen van een isolerende planarisatielaag 70 over de wafel bestaande bijvoorbeeld uit BPSG. Vervolgens wordt dezelfde werkwijze toege-10 past voor het opbrengen van een etsbeschermingslaag 72 bestaande bijvoorbeeld uit siliciumnitride. Daarna worden conventionele fotolithografische en etsprocédés gebruikt voor het selectief wegetsen van delen van de etsbeschermingslaag 72 en de isolerende planarisatielaag 70 teneinde 15 de opslagelektrodecontactgaten 76a, 76b te vormen die zich uitstrekken vanaf het bovenoppervlak van de etsbeschermingslaag 72 tot aan het bovenoppervlak van de draingebie-den 16a en 16b. Vervolgens wordt de CVD-methode gebruikt voor het opbrengen van een polysiliciumlaag over de wafel, 20 die de opslagelektrodecontactgaten 76a, 76b opvult. De polysiliciumlaag kan worden gediffundeerd met verontreinigingen ter verhoging van de conductiviteit. Vervolgens worden conventionele fotolithografische en etsprocédés toegepast voor het bepalen van T-vormige elementen 74a, 74b voor het 25 vormen van respectievelijke ondergedeeltes van condensator-ladingsopslagelektrodes voor de geheugencellen in de DRAM.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 5B, wordt een dikke isolatielaag bestaande bijvoorbeeld uit silicium-dioxyde opgebracht op de wafel. Vervolgens worden conven-30 tionele fotolithografische en etsprocédés toegepast voor het selectief wegetsen van delen van de isolatielaag ter vorming van de isolatiekolommen 78. Daarna wordt de CVD- 1005633' 16 methode gebruikt voor het successievelijk vormen van een eerste isolatielaag 80, een polysiliciumlaag 82 en een tweede isolatielaag 84.

Bij de volgende stap, zie figuur 5C, wordt de CMP-5 techniek toegepast op het oppervlak van de wafel getoond in figuur 5B voor het wegpolijsten van een bovenste gedeelte van de polysiliciumlaag 82. Het achterblijvende gedeelte van de polysiliciumlaag 82 omvat een aantal aparte secties die zijn aangegeven door de verwijzingscijfers 82a, 82a.

10 Bij de volgende stap, zie figuur 5D, worden con ventionele fotolithografische en etsprocédés gebruikt voor het successievelijk selectief wegetsen van delen van de tweede isolatielaag 84, de polysiliciumlagen 82a, 82b, alsmede de eerste isolatielaag 80 teneinde contactgaten te 15 vullen die zich uitstrekken vanaf het bovenoppervlak van de isolatielaag 84 tot aan het bovenoppervlak van de T-vormige elementen 74a, 74b van de boomvormige opslagelektrodes. Vervolgens worden de contactgaten opnieuw gevuld met poly-silicium voor het vormen van bovenste gedeelten 86a, 86b 20 van de boomvormige opslagelektrodes. Het proces voor het opnieuw vullen van het polysilicium in de contactgaten omvat een eerste stap bestaande uit het opbrengen van een polysiliciumlaag met behulp van de CVD-methode alsmede een tweede stap bestaande uit het terugetsen van dezelfde laag. 25 Hierna wordt een natte etsbewerking op de wafel uitgevoerd waarbij de etsbeschermingslaag 72 dient als etseindpunt, voor het verwijderen van de isolatielagen 84, 80 en de iso-latiekolom 78. Hiermee is de vervaardiging van de opslagelektrodes van de boomvormige condensatoren in de DRAM be-30 eindigd. De uitvoeringsvorm verschilt van die van figuur 2F doordat de opslagelektrodes ieder bovendien een in hoofdzaak horizontale sectie bezitten die zich uitstrekt vanaf 1005633· 17 de T-vormige elementen 74a, 74b aan de onderzijde. Een die-lektrische film en tegenovergelegen polysiliciumelektroden kunnen nu worden gevormd op de wijze zoals voorgaand werd beschreven bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvor-5 men. Hiermee is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren in de DRAM beëindigd.

Vijfde voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande vier uitvoeringsvormen bestaat 10 het stamvormige deel van de boomvormige opslagelektrode uit een massief halfgeleiderelement. De uitvinding is tot een dergelijke structuur evenwel niet beperkt. De navolgende beschrijving openbaart een vijfde uitvoeringsvorm met verwijzing naar de figuren 6A en 6B waarbij het stamvormige 15 deel van iedere boomvormige opslagelektrode hol is.

De boomvormige condensator van de vijfde uitvoeringsvorm is gebaseerd op de structuur van figuur 2D. Elementen in de figuren 6A en 6B die identiek zijn met elementen in figuur 2D worden aangegeven met dezelfde verwij-20 zingscijfers.

Figuur 6A toont tezamen met figuur 2D dat, nadat de vervaardiging het stadium heeft bereikt dat in figuur 2D wordt getoond, conventionele fotolithografische en etspro-cédés worden gebruikt voor het selectief wegetsen van delen 25 van de isolatielaag 30, de takvormige polysiliciumlagen 28a, 28b, de isolatielaag 26, de etsbeschermingslaag 22, de isolerende planariseringslaag 20 alsmede de poortoxydatie-film 14 voor het vormen van de opslagelektrodecontactgaten 87a, 87b die zich vanaf het bovenoppervlak van de isolatie-30 laag 30 uitstrekken tot aan het bovenoppervlak van de draingebieden 16a, 16b. Vervolgens wordt de CVD-methode toegepast voor het opbrengen van een polysiliciumlaag, op 10 0 5 6 33- 18 zodanige wijze dat de polysiliciumlaag uitsluitend wordt gevormd op de inwendige wanden van de opslagelektrodecon-tactgaten 87a, 87b en de gaten niet worden opgevuld. Daarna worden conventionele fotolithografische en etsprocédés ge-5 bruikt voor het bepalen van stamvormige polysiliciumlagen 88a, 88b voor de betreffende opslagelektrodes van de geheu-gencellen in de DRAM. Zoals figuur 6A toont bezitten de boomvormige polysiliciumlagen 88a, 88b ieder in hoofdzaak een U-vormige dwarsdoorsnede die een toegenomen oppervlak 10 verschaft waarop de opslagelektrodes grote hoeveelheden elektrische lading kunnen opslaan.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 6B, wordt een natte etsbewerking uitgevoerd op de wafel waarbij de etsbeschermingslaag 22 fungeert als etseindpunt, voor het 15 verwijderen van de isolatielagen 30, 26 en de isolatiekolom 24. Hiermee is de vervaardiging van de opslagelektrodes van de boomvormige condensatoren van de DRAM beëindigd. De uitvoeringsvorm verschilt van die van figuur 2F doordat de boomvormige delen van de opslagelektrodes, namelijk de 20 boomvormige polysiliciumlagen 88a, 88b, hol zijn en een U-vormige dwarsdoorsnede bezitten hetgeen de opslagelektrodes een toegenomen oppervlaktegebied verschaft. Een dielektri-sche film en een tegenovergelegen polysiliciumelektrode kunnen nu worden aangebracht op de wijze die in het voor-25 gaande bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen werd beschreven. Hierna is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren van de DRAM beëindigd.

Zesde voorkeursuitvoeringsvorm 30 Een zesde uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt geïllustreerd in de figuren 7A en 7B. Ook bij deze uitvoeringsvorm is het stamvormige deel van iedere boomvormige 1005633' 19 opslagelektrode hol. De boomvormige condensatoren van de zesde uitvoeringsvorm zijn gebaseerd op de structuur van figuur 5C. Elementen aanwezig in de figuren 7A en 7B die identiek zijn met die in figuur 5C worden aangegeven met 5 dezelfde verwijzingscijfers.

Figuur 7A toont tezamen met figuur 5C dat, nadat de vervaardiging het stadium heeft bereikt dat in figuur 5C wordt getoond, conventionele fotolithografische en etspro-cédés worden gebruikt voor het selectief wegetsen van delen 10 van de isolatielaag 84, de polysiliciumlagen 82a, 82b alsmede de isolatielaag 80 teneinde contactgaten 90a, 90b te vormen die zich naar beneden uitstrekken vanaf het bovenoppervlak van de isolatielaag 84 tot aan de bovenoppervlakken van de T-vormige elementen 74a, 74b van de opslagelektro-15 des. Vervolgens wordt de CVD-methode gebruikt voor het opbrengen van een polysiliciumlaag die daarna wordt terug-geëtst voor het vormen van zijwandafstandsdelen 92a, 92b op de inwendige wanden van de contactgaten 90a, 90b. De zij-wandafstandsdelen 92a, 92b vormen bovenste stamvormige de-20 len van de boomvormige opslagelektrodes en zijn hol met een U-vormige dwarsdoorsnede waardoor de opslagelektrode een vergroot oppervlaktegebied wordt verschaft.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 7B, wordt een natte etsbewerking uitgevoerd op de wafel waarbij de 25 etsbeschermingslaag 72 fungeert als het etseindpunt voor het verwijderen van de isolatielagen 84, 80 en de isolatie-kolom 78. Hiermee is de vervaardiging beëindigd van de opslagelektrodes van de boomvormige condensatoren van de DRAM. De uitvoeringsvorm verschilt van die van figuur 5D 30 doordat het bovenste gedeelte van iedere stamvormige elektrode hol is en een U-vormige dwarsdoorsnede bezit. Een dielektrische film en tegenovergelegen polysiliciumelektro- 100 5 6 3 3' 20 den kunnen nu worden aangebracht op de wijze zoals in het voorgaande bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen werd beschreven. Hierna is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren van de DRAM beëindigd.

5

Zevende voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande zes uitvoeringsvormen bezat het takvormige deel van de boomvormige opslagelektrode een L-vormige dwarsdoorsnede zodat deze is afgeknikt met twee 10 rechte segmenten. De uitvinding is tot een dergelijke structuur evenwel niet beperkt. Het aantal rechte segmenten kan worden vergroot tot drie of meer. De nu volgende beschrijving, zie de figuren 8A en 8F, betreft een zevende uitvoeringsvorm waarbij het takvormige deel van iedere 15 boomvormige opslagelektrode is afgeknikt met vier rechte segmenten.

De boomvormige condensatoren van de zevende uitvoeringsvorm zijn gebaseerd op de structuur van figuur 2A. Elementen in de figuren 8A tot 8F die identiek zijn met die 20 in figuur 2A worden aangegeven met dezelfde verwijzingscij-f ers.

Figuur 8A tezamen met figuur 2A toont dat, nadat de vervaardiging het stadium heeft bereikt dat wordt getoond in figuur 2A, de CVD-methode wordt toegepast voor het 25 opbrengen van een isolerende planariseringslaag 100 bestaande bijvoorbeeld uit BPSG. Vervolgens wordt dezelfde methode aangewend voor het opbrengen van een etsbescher-mingslaag die bijvoorbeeld kan bestaan uit een silicium-nitridelaag 102. Een dikke isolatielaag bestaande bijvoor-30 beeld uit siliciumdioxyde wordt vervolgens op de wafel opgebracht. Daarna wordt een conventioneel fotolithografisch proces gebruikt voor het vormen van een fotoresistlaag 106 4 0 0 5 3 3 8 21 en vervolgens wordt een anisotropische etsbewerking uitgevoerd op de blootliggende siliciumdioxydelaag voor het vormen van naar buiten stekende isolatielagen 104 en een onderliggende isolatielaag 103.

5 Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 8B, wordt een fotoresisterosietechniek uitgevoerd voor het wegerode-ren van een gedeelte van de fotoresistlaag 106 voor het vormen van een fotoresistlaag 106 met zowel gereduceerde breedte als gereduceerde dikte (hoogte). Een gedeelte van 10 het oppervlak van de vooruitstekende isolatielagen 104 die eerst onder de niet geërodeerde fotoresistlaag 106 lagen wordt hierdoor blootgelegd.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 8C, wordt een anisotropische etsbewerking uitgevoerd op het blootlig-15 gende oppervlak van de vooruitstekende isolatielagen 104 en de onderliggende isolatielaag 103 totdat de siliciumnitri-delaag 102 wordt blootgelegd die fungeert als etsbescher-mingslaag. Vooruitstekende isolatielagen 104a met trapvor-mige zijwanden worden aldus gevormd. Vervolgens wordt de 20 fotoresistlaag verwijderd.

De volgende stappen, zie figuur 8D, zijn dezelfde als die welke werden getoond in de figuren 2C en 2D waarbij de CVD-methode successievelijk wordt toegepast voor het vormen van een eerste isolatielaag 108, een polysilicium-25 laag en een tweede isolatielaag 112 en vervolgens de CMP-techniek wordt toegepast op het oppervlak van de wafel voor het wegpolijsten van een bovenste deel van de polysilicium-laag. Het achterblijvende deel van de polysiliciumlaag omvat aldus een aantal aparte secties aangegeven door de ver-30 wijzingscijfers 110a, 110b.

Bij de daaropvolgende stap, zie figuur 8E, worden conventionele fotolithografische en etsprocédés gebruikt 1005633' 22 voor het successievelijk selectief wegetsen van delen van de isolatielaag 112, de polysiliciumlagen 110a, 110b, de isolatielaag 108, de siliciumnitridelaag 102, de isolerende planariseringlaag 100 alsmede de poortoxydefilm 14 teneinde 5 de opslagelektrodecontactgaten 114a, 114b te vormen die zich uitstrekken vanaf het bovenoppervlak van de isolatielaag 112 tot op het bovenoppervlak van de draingebieden 16a en 16b. Daarna worden de opslagelektrodecontactgaten 114a, 114b opnieuw gevuld met polysiliciumlagen 116a, 116b door 10 eerst de CVD-methode te gebruiken voor het opbrengen een polysiliciumlaag en vervolgens een deel van de polysilici-umlaag terug te etsen.

Bij de volgende stap, zie figuur 8F, wordt een natte etsbewerking op de wafel uitgevoerd waarbij de sili-15 ciumnitridelaag 102 dient als etseindpunt voor het verwijderen van de isolatielagen 112, 108 uit siliciumdioxyde en van de isolatiekolom 104a. Dit beëindigt de vervaardiging van de opslagelektrodes van de boomvormige condensatoren in de DRAM. Een dielektrische film en een tegenovergelegen po-20 lysiliciumelektrode kunnen nu worden gevormd op de wijze zoals tevoren werd beschreven bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen. Hiermee is de vervaardiging van de boomvormigecondensatoren in de DRAM beëindigd.

Zoals in figuur 8F wordt getoond omvatten de op-25 slagelektrodes van de boomvormige condensatoren stamvormige polysiliciumlagen 116a, 166b en takvormige polysiliciumlagen 110a, 110b die ieder zijn afgeknikt met vier rechte segmenten. De stamvormige polysiliciumlagen 116a, 116b zijn elektrisch gekoppeld met de draingebieden 16a en 16b van de 30 overbrengtransistor in de DRAM. De meest naar beneden gelegen horizontale segmenten van de takvormige polysiliciumla- 23 gen 110a, 110b staan in contact met de stamvormige polysi-liciumlagen 116a, 116b.

De isolerende kolommen of de vooruitstekende isolatielagen van deze uitvoeringsvorm zijn qua vorm gemodifi-5 ceerd voor het vormen van de takvormige polysiliciumlagen met toegenomen oppervlak ten behoeve van ladingsopslag. De specifieke vormen van de isolatiekolommen en van de vooruitstekende isolatielagen zijn evenwel niet beperkt tot die welke hierboven werden geopenbaard. Bij figuur 2B kan bij-10 voorbeeld isotroop etsen of nat etsen worden toegepast in plaats van anisotroop etsen voor het wegetsen van een deel van de dikke isolatielaag. Dit maakt de formatie mogelijk van praktisch driehoekige isolatielagen in plaats van de rechthoekige die worden getoond. Bovendien kunnen, zie 15 eveneens figuur 2B, nadat de isolatiekolom 24 is gevormd zijwandisolatielagen worden gevormd op de zijwanden van de isolatiekolom 24 voor het vormen van isolatiekolommen van andere vorm. De takvormige polysiliciumlagen kunnen dus worden gemodificeerd tot verschillende vormen.

20 Indien het gewenst is om de takvormige polysilici umlagen te vervaardigen met een toegenomen aantal rechte segmenten kan de wafelstructuur van de figuren 8B en 8C worden gebruikt als basis en kan vervolgens de fotoresis-terosietechniek bij herhaling worden gebruikt voor het vor-25 men van de vooruitstekende isolatielagen met een toegenomen aantal stapvormige segmenten.

Achtste voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande zeven uitvoeringsvormen werd de 30 CMP-techniek toegepast voor het verdelen van een enkele po-lysiliciumlaag in aparte secties die respectievelijk werden gebruikt voor het vormen van individuele opslagelektrodes.

1005633' 24

De uitvinding is evenwel niet beperkt tot het gebruik van de CMP-techniek voor dat doel. In overeenstemming met een achtste uitvoeringsvorm van de uitvinding die wordt geïllustreerd in de figuren 9A tot 9D worden conventionele foto-5 lithografische en etsprocédés gebruikt ter vervanging van de CMP-methode voor het onderverdelen van de enkele laag polysilicium in aparte secties.

De boomvormig condensator van de achtste uitvoeringsvorm is gebaseerd op de structuur van figuur 3A. Ele-10 menten in figuren 9A tot 9D die identiek zijn met die in figuur 3A zijn aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers.

Figuur 9A toont tezamen met figuur 3A dat, nadat de vervaardiging het stadium heeft bereikt dat wordt getoond in figuur 3A, de bovenste laag siliciumdioxyde 48 15 wordt weggeëtst of gepolijst met behulp van de CMP-techniek totdat de bovenste polysiliciumlaag 46 is blootgelegd. De resulterende wafelstructuur wordt in figuur 9A getoond.

Een conventioneel fotolithografisch procédé, zie figuur 9B, wordt gebruikt voor het vormen van een fotore-20 sistlaag 120. Daarna wordt een anisotropische etsbewerking successievelijk uitgevoerd op de blootliggende delen van de polysiliciumlaag 46, de siliciumdioxydelaag 44 en de polysiliciumlaag 42. Door deze etsbewerking worden de polysili-ciumlagen 42, 46 onderverdeeld in een aantal aparte secties 25 aangeduid met de verwijzingscijfers 42c, 42d en 46c, 46d.

Vervolgens worden, zie figuur 9C, conventionele fotolithografische en etsprocédés gebruikt voor het vormen van opslagelektrodecontactgaten 122a, 122b die zich uitstrekken vanaf het bovenoppervlak van de isolatielaag 48 30 tot aan het bovenoppervlak van de draingebieden 16a en 16b. De opslagelektrodecontactgaten 122a, 122b worden vervolgens opnieuw gevuld met polysiliciumlagen 124a, 124b door eerst 10 0 5 6 3 3· 25 de CVD-methode te gebruiken voor het opbrengen van een po-lysiliciumlaag en vervolgens een gedeelte van de polysili-ciumlaag terug te etsen.

Bij de volgende stap, zie figuur 9D, wordt een 5 natte etsbewerking uitgevoerd op de wafel waarbij de etsbe-schermingslaag 22 dient als het etseindpunt voor het verwijderen van de isolatielagen 40, 44, 48 bestaande uit si-liciumdioxyde en van de isolatiekolom 24. Dit completeert de vervaardiging van de opslagelektrodes van de boomvormige 10 condensatoren. Een dielektrische film en een tegenovergelegen polysiliciumelektrode kunnen nu worden gevormd op de wijze die in het voorgaande werd beschreven bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen. Hierna is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren in de DRAM beëindigd. 15 De elektrodes bestaan uit stamvormige polysilici- umlagen 124a, 124b en takvormige polysiliciumlagen 42c, 46c en 42d, 46d die ieder bestaan uit drie rechte segmenten. De stamvormige polysiliciumlagen 124a, 124b zijn elektrisch gekoppeld met respectievelijk de draingebieden 16a en 16b 20 van de overbrengtransistors in de DRAM. De takvormige polysiliciumlagen 42c, 46c en 42d, 46d staan met hun respectievelijke meest naar beneden gelegen horizontale segmenten in contact met de stamvormige polysiliciumlagen 50a, 50b.

25 Negende voorkeursuitvoeringsvorm

Bij de voorgaande eerste tot zevende uitvoeringsvormen zijn de bovenste segmenten van de takvormige polysiliciumlagen in hoofdzaak uitgelijnd in hetzelfde horizontale vlak en bij de achtste uitvoeringsvorm zijn de takvormi-30 ge polysiliciumlagen met de bovenste segmenten in hoofdzaak uitgelijnd in hetzelfde verticale vlak. De uitvinding is tot dergelijke structuren evenwel niet beperkt. In overeen- 10 0 5 6 3 3 * 26 stemming met een negende uitvoeringsvorm van de uitvinding, die wordt geïllustreerd in de figuren 10A tot 10D, zijn de bovenste segmenten van de takvormige polysiliciumlagen niet uitgelijnd.

5 De boomvormige condensator van de negende uitvoe ringsvorm is gebaseerd op de structuur van figuur 9A. Elementen in figuur 10A tot 10D die identiek zijn met die in figuur 9A worden aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers.

Zoals te zien in de figuur 10A tezamen met figuur 10 9A wordt, nadat de vervaardiging het stadium heeft bereikt dat wordt getoond in figuur 9A, een conventioneel fotoli-thografisch procédé gebruikt voor het vormen van een foto-resistlaag 130 en wordt anisotropisch etsen toegepast op de blootliggende gedeeltes van de polysiliciumlaag 46 en de 15 siliciumdioxydelaag 44. Met behulp van dit procédé wordt de polysiliciumlaag 46 onderverdeeld in een aantal aparte secties aangeduid met de verwijzingscijfers 46e, 46f.

Bij de volgende stap, zie figuur 10B, wordt de fo-toresisterosietechniek toegepast voor het wegeroderen van 20 een gedeelte van de fotoresistlaag 130 voor het vormen van een fotoresistlaag 130a van gereduceerde breedte en dikte. Een gedeelte van het bovenoppervlak van de polysiliciumlagen 46e, 46f wordt aldus blootgelegd. Vervolgens wordt een anisotropische etsbewerking uitgevoerd op de blootliggende 25 delen van de polysiliciumlagen 46e, 46f en 42. Ten gevolge van dit proces worden delen van de polysiliciumlagen 46e, 46f verder weggeëtst waardoor polysiliciumlagen 46g, 46h van gereduceerde afmeting ontstaan. Hierna wordt opnieuw een anisotropische etsbewerking uitgevoerd op de blootlig-30 gende delen van de siliciumdioxydelagen 44, 40 totdat de bovenste oppervlakken van de polysiliciumlagen 42g, 42h 10 0 5 6 3 3 ' 27 zijn blootgelegd. Hierna wordt de fotoresistlaag verwijderd .

Bij de volgende stap, zie figuur IOC, worden conventionele fotolithografische en etsprocédés gebruikt voor 5 het vormen van opslagelektrodecontactgaten 132a, 132b die zich uitstrekken vanaf het bovenoppervlak van de isolatielaag 48 tot aan het bovenoppervlak van de draingebieden 16a en 16b. Vervolgens worden de opslagelektrodecontactgaten 132a, 132b opnieuw gevuld met polysiliciumlagen 134a, 134b 10 door eerst de CVD-methode toe te passen voor het aanbrengen van een polysiliciumlaag en vervolgens een deel van de po-lysiliciumlaag terug te etsen.

Bij de volgende stap, zie tot slot figuur 10D, wordt een natte etsbewerking uitgevoerd op de wafel waarbij 15 de etsbeschermingslaag 22 fungeert als het etseindpunt voor het verwijderen van de isolatielagen 40, 44, 48 bestaande uit siliciumdioxyde en van de isolatiekolom 24. Dit completeert de vervaardiging van de opslagelektrodes van de boomvormige condensatoren in de DRAM. Een dielektrische film en 20 tegenovergelegen polysiliciumelektroden kunnen nu worden gevormd op de wijze zoals in het voorgaande werd beschreven bij de eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen. Hiermee is de vervaardiging van de boomvormige condensatoren in de DRAM beëindigd.

25 De opslagelektroden omvatten stamvormige polysili ciumlagen 134a, 134b en takvormige polysiliciumlagen 42g, 46g en 42h, 46h met een L-vormige dwarsdoorsnede. De stamvormige polysiliciumlagen 134a, 134b zijn elektrisch gekoppeld met respectievelijk het draingebied 16a en het drain-30 gebied 16b van de overbrengtransistors in de DRAM. De takvormige polysiliciumlagen 42g, 46g en 42h, 46h staan met hun meest naar beneden gelegen horizontale segmenten in ·? o· f. re? 31 28 contact met de stamvormige polysiliciumlagen 134a respectievelijk 134b en de in hoofdzaak verticale segmenten van de takvormige polysiliciumlagen 46g, 46h bevinden zich op een hoger niveau dan de takvormige polysiliciumlagen 42g, 5 42h.

Het zal voor de vakman op het gebied van vervaardiging van halfgeleiders duidelijk zijn dat de in het voorgaande geopenbaarde uitvoeringsvormen ofwel alleen ofwel in combinatie kunnen worden toegepast teneinde opslagelektro-10 des te verschaffen van verschillende afmetingen en vormen op een enkele DRAM-chip. Deze variaties vallen allen binnen het kader van de uitvinding.

Alhoewel in de bijgevoegde tekeningen de uitvoeringsvormen van de drains van de overbrengtransistors zijn 15 gebaseerd op diffusiegebieden in een siliciumsubstraat zijn andere uitvoeringsvormen mogelijk, bijvoorbeeld draingebie-den van het gleuftype (trench type).

In de bij gevoegde tekeningen worden elementen als schematische schema's afgebeeld ten behoeve van demonstra-20 tie en niet op de werkelijke schaal weergegeven. De dimensies van de elementen volgens de uitvinding zoals getoond in de tekening dienen in geen geval te worden beschouwd als beperkingen van de omvang van de uitvinding.

Alhoewel de uitvinding bij wijze van voorbeeld en 25 in termen van voorkeursuitvoeringsvormen is beschreven dient te worden begrepen dat de uitvinding niet is beperkt tot de geopenbaarde uitvoeringsvormen. Het is in tegendeel bedoeld om verschillende modificaties en soortgelijke opstellingen te omvatten zoals duidelijk zal zijn voor de 30 deskundige. De omvang van de bij gevoegde conclusies die de uitvinding definiëren dient daarom de meest ruime interpre- 100 5 6 3 3' 29 tatie te worden gegeven teneinde al dergelijke modificaties en overeenkomstige structuren te omvatten.

10 0 5 6 3 3'

Claims (25)

1. Halfgeleidergeheugeninrichting, met het kenmerk, dat deze omvat: (a) een substraat, (b) een overbrengtransistor gevormd op het genoem-5 de substraat, welke genoemde overbrengtransistor is voorzien van source-/drain-gebieden, en (c) een boomvormige condensator die is gekoppeld met een van de genoemde source-/drain-gebieden, welke boomvormige condensator omvat: 10 een stamvormige geleidingslaag met een onder uiteinde dat elektrisch is gekoppeld met een van de genoemde source-/drain-gebieden, welke stamvormige geleidingslaag zich in hoofdzaak opwaarts uitstrekt vanaf het genoemde onderuiteinde , 15 ten minste een takvormige geleidingslaag met een in hoofdzaak L-vormige dwarsdoorsnede, welke takvormige geleidingslaag met een uiteinde is verbonden met de genoemde boomvormige geleidingslaag, welke genoemde boomvormige geleidingslaag en welke genoemde takvormige geleidingslaag in 20 combinatie een opslagelektrode vormen voor de genoemde boomvormige condensator, een dielektrische laag aangebracht over blootliggende oppervlakken van de genoemde boomvormige geleidingslaag en de genoemde takvormige geleidingslaag en 25 een overdekkende geleidingslaag die de genoemde dielektrische laag overdekt, welke overdekkende geleidingslaag dient als tegenovergelegen elektrode van de genoemde boomvormige condensator.

2. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu-30 sie 1, met het kenmerk , dat de genoemde boomvormige con- 1. i $ $ ΰ * densator een paar in hoofdzaak evenwijdig opgestelde takvormige geleidingslagen omvat die ieder in dwarsdoorsnede in hoofdzaak L-vormig zijn en met een uiteinde zijn verbonden met de genoemde stamvormige geleidingslaag.

3. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu sie 2, met het kenmerk , dat het genoemde paar takvormige geleidingslagen vrije uiteinden bezit in aparte op afstand van elkaar gelegen vlakken.

4. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu-10 sie 1, met het kenmerk , dat de genoemde boomvormige condensator verder een tweede geleidingslaag omvat met een in hoofdzaak horizontaal segment dat met een uiteinde is verbonden met de genoemde stamvormige geleidingslaag.

5. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu-15 sie 4, met het kenmerk , dat de genoemde tweede geleidingslaag zich bevindt onder de genoemde stamvormige geleidingslaag .

6. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de genoemde stamvormige gelei- 20 dingslaag een onderste stamvormig gedeelte bezit alsmede een bovenste stamvormig gedeelte, welk onderste stamvormig gedeelte elektrisch is gekoppeld met een van de genoemde source-/drain-gebieden en een in hoofdzaak T-vormige dwarsdoorsnede bezit en het genoemde bovenste stamvormige ge-25 deelte zich in hoofdzaak opwaarts uitstrekt vanaf het genoemde onderste stamvormige gedeelte.

7. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk , dat de genoemde takvormige geleidingslaag met een uiteinde is verbonden met het genoemde 30 bovenste gedeelte van de genoemde stamvormige geleidingslaag . 1005633’ ' ' 32

8. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk , dat het genoemde bovenste gedeelte van de genoemde stamvormige geleidingslaag in doorsnede in hoofdzaak U-vormig is.

9. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu sie 1, met het kenmerk , dat de genoemde stamvormige geleidingslaag in dwarsdoorsnede in hoofdzaak U-vormig is.

10. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de genoemde stamvormige gelei- 10 dingslaag een geknikt uiterlijk bezit met in dwarsdoorsnede vier opeenvolgende afgebogen rechte segmenten.

11. Halfgeleidergeheugeninrichting, met het kenmerk, dat deze omvat: (a) een substraat, 15 (b) een overbrengtransistor gevormd op het genoem de substraat, welke overbrengtransistor source-/drain-gebieden bezit, en (c) een boomvormige condensator die is gekoppeld met een van de genoemde source-/drain-gebieden, welke boom-20 vormige condensator omvat: een stamvormige geleidingslaag met een onderuiteinde dat elektrisch is gekoppeld met een van de genoemde source-/drain-gebieden, welke stamvormige geleidingslaag zich in hoofdzaak opwaarts uitstrekt vanaf het genoemde on-25 derste uiteinde, ten minste een takvormige geleidingslaag, ieder voorzien van ten minste een eerste segment en een tweede segment, welk eerste segment een eerste uiteinde bezit dat is verbonden met de genoemde stamvormige geleidingslaag en 30 een tweede uiteinde dat is verbonden met het genoemde tweede segment, welk genoemde tweede segment zich onder een hoek uitstrekt ten opzichte van het genoemde eerste seg- 100 tóa-' ment, welke stamvormige geleidingslaag en welke takvormige geleidingslaag in combinatie een boomvormige opslagelektro-de vormen voor de genoemde boomvormige condensator, een dielektrische laag die blootliggende opper-5 vlakken afdekt van de genoemde stamvormige geleidingslaag en de genoemde takvormige geleidingslaag en een overdekkende geleidingslaag die de genoemde dielektrische laag overdekt, welke overdekkende geleidingslaag dient als tegenovergelegen elektrode van de ge-10 noemde boomvormige condensator.

12. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk , dat de genoemde takvormige geleidingslaag verder een derde segment omvat dat is verbonden met en zich uitstrekt onder een hoek ten opzichte van het 15 genoemde tweede segment.

13. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk , dat het genoemde eerste segment en het genoemde derde segment in hoofdzaak horizontaal zijn uitgelijnd en het genoemde tweede segment in hoofdzaak ver- 20 ticaal is uitgelijnd.

14. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk , dat de genoemde eerste takvormige geleidingslaag twee takvormige geleidingslagen omvat die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar zijn.

15. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu sie 14, met het kenmerk , dat de tweede segmenten van de twee takvormige geleidingslagen vrije uiteinden bezitten in apart op afstand van elkaar gelegen tweede segmentvlakken.

16. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu-30 sie 11, met het kenmerk , dat de genoemde boomvormige condensator verder een tweede geleidingslaag omvat met een in 100 5 633' hoofdzaak horizontaal segment waarvan een uiteinde is verbonden met de genoemde boomvormige geleidingslaag.

17. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk , dat de genoemde tweede gelei- 5 dingslaag zich bevindt onder de genoemde takvormige geleidingslaag .

18. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk , dat de genoemde stamvormige geleidingslaag een onderste stamvormig gedeelte omvat alsmede 10 een bovenste stamvormig gedeelte, waarbij het genoemde onderste stamvormige gedeelte elektrisch is gekoppeld met het genoemde ene exemplaar van de genoemde source-/drain-gebieden en een in hoofdzaak T-vormige dwarsdoorsnede bezit en waarbij het genoemde bovenste stamvormige gedeelte zich 15 in hoofdzaak opwaarts uitstrekt vanaf het genoemde onderste stamvormige gedeelte.

19. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk , dat de genoemde takvormige geleidingslaag met een uiteinde is verbonden met het genoemde 20 bovenste stamvormige gedeelte.

20. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk , dat het genoemde bovenste stamvormige gedeelte een in hoofdzaak U-vormige dwarsdoorsnede bezit.

21. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu sie 11, met het kenmerk , dat de genoemde stamvormige geleidingslaag een in hoofdzaak U-vormige dwarsdoorsnede bezit .

22. Halfgeleidergeheugeninrichting, met het ken- 30 merk, dat deze omvat: (a) een substraat, (b) een overbrengtransistor gevormd op het genoemde substraat, welke overbrengtransistor source-/drain-gebieden bezit, en (c) een boomvormige condensator die is gekoppeld 5 met een van de genoemde source-/drain-gebieden, welke boomvormige condensator omvat: een stamvormige geleidingslaag met een onderuiteinde dat elektrisch is gekoppeld met het genoemde ene exemplaar van de genoemde source-/drain-gebieden, welke 10 stamvormige geleidingslaag een kolomvormig segment omvat dat zich in hoofdzaak opwaarts uitstrekt vanaf het genoemde onderste uiteinde, ten minste een takvormige geleidingslaag met een verlengd gedeelte dat met een uiteinde is verbonden met de 15 genoemde stamvormige geleidingslaag, welke genoemde stamvormige geleidingslaag en welke genoemde takvormige geleidingslaag in combinatie een opslagelektrode vormen van de genoemde boomvormige condensator, een dielektrische laag die blootliggende opper-20 vlakken afdekt van de genoemde stamvormige geleidingslaag en de genoemde takvormige geleidingslaag en een overdekkende geleidingslaag die de genoemde dielektrische laag overdekt, welke overdekkende geleidingslaag dient als een tegenovergelegen elektrode van de 25 genoemde boomvormige condensator.

23. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 22, met het kenmerk , dat het genoemde kolomvormige segment hol is.

24. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclu-30 sie 22, met het kenmerk , dat het genoemde verlengde gedeelte van de genoemde takvormige geleidingslaag is afge- 1005633' ' 36 knikt, met een aantal opeenvolgende rechte segmenten onder een hoek ten opzichte van elkaar.

25. Halfgeleidergeheugeninrichting volgens conclusie 22, met het kenmerk , dat de genoemde ten minste aanwe-5 zige takvormige geleidingslaag een aantal takvormige gelei-dingslagen omvat die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar zi jn. 1005833'