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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 "------------ 五、發明説明（1 ) 本發明係鼷於半導體儲存單元及其製造方法，特別鼷 於一種半導體儲存單元，其中將一電容器電極形成一隧道 型俥使位元線通過其內部，Μ便減少圖案形成之歪曲及增 加電容器之容量。 第1圖係顯示，一棰在一位元線上形成有一電容器之 屏蔽位元線之儲存電容器單元之構造及其製造方法；該位 元線為習知儲存單元之製造方法及其布置之一，可認為最 近似於本發明之技術。 這些習知之儲存單元之一係於1990年11月13日揭露於 美國專利第4,970,564號。 第1(E)圖係顯示其布置之一小部分，其中形成有元件 之作用區域10對互相正交之字元線及位元線傾斜45° ，藉 此可使儲存電極密集地排列著。 第1(A)至1(D)圖係第1(E)圖之Α-Α斷面圖，用Μ說明 儲存電容器單元之製造步驟。 如第1(A)圖所示，一場區域與一作用匾域係在半導體 基片11上隔開，然後形成源及汲極區域12及一閘13之電極 ，並沈積一閛電極絕緣氧化膜14,及藉影印石版工程開口 位元線觸點。 之後，如第1(B)圖所示，沈積用於位元線15之高熔點 金鼷或多晶矽，以及氧化膜16;然後，利用感光膜作為屏 蔽，以圖案形成法形成位元線15。之後，除去感光膜。 接著，如第1(C)圖所示，沈積一氧化膜，不用屏蔽即 予Μ蝕刻，Μ便在位元線侧壁上形成一氧化側壁17後，形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） ------ί_ ---rL^ 衣-----„--訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 ^B7 i'發明説明（2) 成一連接作用區域之隱埋觸點及一儲存電極。 於是，如第1(D)圖所示，依次形成儲存電棰18、一霄 容器電介質膜19 (電絕緣器）、一板電極20,藉以製造一 儲存單元。 由上述之方法所製成之習知儲存單元，如第1(E)圖所 示，被配置成該位元線15與字元線13互相正交，而作用區 域10則對位元線及字元線傾斜。 然而，由於位元線15係形成在電容器前，故電容器之 汲極及儲存電極間之作用區域内觸點，必須形成在位元線 不會通過之地方，因此必須將作用區域沈積成對位元線及 字元線成對角線方向。因此，由於作用區域包含一與字元 線及位元線成45°之傾斜部分，故進行影印石版工程Μ用 來圖案形成作用區域時，將發生撓曲。從而在工程上造成 困難，而且無法減少單一單元之面積。 為了解決這些習知之問題，本發明係形成一位元線通 過電容器之儲存電極，Μ及一體地層合作用區域、位元線 及電容器。就是：在含有開關電晶體及電容器之儲存單元 中，該電容器之儲存電極圍繞著該位元線，而該作用區域 則對位元線形成平行或重叠方向，Μ及對字元線形成垂直 方向。 本發明之目的係在於提供一種半導體儲存單元，其中 :一電容器之儲存單元係形成管形Μ便完全圍繞一半導體 儲存單元中之一預定長之位元線，該儲存單元係連接於一 位元線及一字元線；Μ及具有一形成在作用區域之開關電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ΙΊ 1 I I r^i t— LI ^ I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 晶體及一儲存電容器。 本發明之另一目的係在於提供一種半導體儲存單元， 其中：開關電晶體之源極、閘極及汲極之沈積方向係與該 電容器儲存電極之縱軸方向相同。 本發明之又一目的係在於提供一種方法，包括： (1〉一步驟，係在一作用區域内形成一具有閘極、源 極及汲極之開關電晶體，該作用區域被定義為一電絕緣於 各作用區域之場氧化膜； (2) —步驟，係沈積一第一氧化膜，Μ習知影印石販 工程開口一隱埋觸點，在整個晶片上沈積一第一多晶矽， 沈積一第二氧化膜，以及對作用區域之縱向的垂直方向成 平行地圖案形成第二氧化膜及第一多晶矽膜，藉此形成一 連接於開關電晶體汲極的電容器儲存電極之一部分； (3> —步驟，係在晶片之整個表面上沈積一氧化膜， 然後蝕刻該氧化膜，藉此在第一多晶矽膜旁形成一氧化膜 侧壁； (4) 一步載，係Κ習知影印石版工程開口一位元線觸 點，沈積一第二多晶矽，僅蝕刻第二多晶矽成一適宜厚度 ，在其上沈積一高熔點金屬膜，沈積第三氧化膜，然後向 平行於作用區域的縱軸之方向圖案形成一第三氧化膜、高 熔點金羼膜及第二多晶矽，藉此形成一位元線； (5) —步驟，係沈積一第四氧化膜；Μ及Μ影印石販 工程向平行於作用匾域之縱軸的方向圖案形成第四氧化膜 及露出在表面之第二氧化膜； J------*I ---------IL--.訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4胁（210X297公釐） -6 6 經濟部中央標準f工消費合作社印製 A7 __B7_ 五'發明説明（4) (6) —步驟，係沈積一第三多晶矽膜，Μ及以影印石 販工程形圖案成第三多晶矽膜及第一多晶矽膜，藉此將一 電容器儲存單元形成為管形；Μ及 (7) —步®，係將一電容器電介質膜覆蓋於電容器儲 存電極之表面上，Μ及在其上形成電容器之板電極。 本發明之另一實施例爲一種半導體之製造方法，包括 (1) 一步鼸，係在一作用區域内形成一具有閘、源及 汲極之開關電晶體，該作用區域被定義爲一電絕緣於各作 用區域之場氧化膜； (2) —步驟，係沈積一第一氧化膜，Μ習知影印石販 工程開口一皤埋觸點，在整値晶片上沈積一第一多晶矽， 沈積一第二氧化膜，及對作用區域之縱向的垂直方向成平 行地圖案形成第二氧化膜及第一多晶矽膜，藉此形成一連 接於開關電晶體汲極的電容器儲存電極之一部分； (3) —步驟，係在晶片之整個表面上沈積一氧化膜， 然後蝕刻該氧化膜，藉此在第一多晶矽膜旁形成一氧化膜 側壁； (4) 一步驟，係以習知影印石版工程開口一位元線觭 點，沈積一第二多晶矽，僅蝕刻該第二多晶矽成一逋宜厚 度，在其上沈積一高熔點金羼膜，沈積第三氧化膜，然後 向平行於作用區域的縱軸之方向圖案形成一第三氧化膜、 高熔點金屬膜及第二多晶矽，藉此形成一位元線； (5) —步驟，係沈積一由對氧化膜及多晶矽蝕刻選擇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7 JI.------------^ ^ 11---訂 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) υ 32 A7 B7 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 i'發明説明（5) 性較.大之材料所製成之第一絕緣膜；向平行於該比特線之 方向圈案形成第一絕緣膜，以覆蓋該位元線；沈積一第三 多晶矽及一由對氧化膜及多晶矽蝕刻選擇性較大之材料所 製成之第二絕緣膜；然後Μ影印石版工程向平行於該位元 線之方向圖茱形成第二絕緣膜，以便覆蓋該位元線； (6) —步想，係使用第二絕緣膜作為屏蔽層，依次蝕 刻第三多晶矽、第二氧化膜及第一多晶矽，藉以形成電容 器儲存電極之上部分； (7) 步驟*係沈積一第四多晶矽後，乾蝕刻該第四 多晶矽，接著Μ濕蝕刻除去第二絕緣膜，Μ便形成一連接 位元線上層之第三多晶矽及位元線下層之第一多晶矽的側 壁突起，藉此形成一電容器之儲存電極；Μ及 (8) —步驟，係將儲存單元電介質膜及電容器之板電 極形成於電容器之儲存霉極之表面上。 第一及第二絕緣膜最好為気化膜。 第1(A)〜（Ε)圖係習知儲存單元之斷面圃及布置。 第2圔係本發明之儲存單元之布置。 第3(A) (Α’）〜（Η) (Η’〆係用Μ說明本發明半導儲存單 元之製造方法之第一實施例之橫斷面圖。 圖 第4 (Ε)(Ε’）至（Ι)(Ι’)ν^用以說明本發明半導體儲存單元 彡S埤方法之.寧二實，例之.橫面圖。 參照第2，3及4圖說明本發明之較佳S施例。 第2圖係本發明之一概略布置圖，第3(A)〜（H)及第 4(E〉〜（I)圖係第2圖K-K’之橫斷面圖。第3(A’）〜（H_) 圖及第4(E’）〜（I’）圖係第2圖L-L’之橫斷面圖。 首先，詳细說明本發明之第一實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

J --訂 8 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7___ 五、發明説明（6 ) 如第3(A)，（A’〉圖所示，一形成有元件之作用區域31 (示於第2圖）及一由元件絕緣區域所成之場氧化膜32係 形成在矽基片30上，而閘極33、源及汲極34被作成形成有 一開關電晶體。 然後，沈積一第一氧化膜35M及開口一隱埋觸點36。 接著，如第3(B)，（B)圖所示，以摻雜質多晶矽或一 非晶形矽37 (以後稱做多晶矽）沈積第1多晶矽37後沈積 一第二氧化膜，然後將第二氧化膜及第一多晶矽向平行於 L-L’之方向（垂直於作用區域之縱向的方向）圖案形成。 於是，形成與開關電晶體汲極連接之電容器儲存電極 之一部分。 之後，如第3(C)，（C’）圖所示，將一氧化膜沈積於全 表面及加Μ蝕刻以保持氧化膜之側壁，藉此在第一多晶矽 膜旁形成一氧化膜偁壁39,然後Μ影印石版工程開口位元 線觸點40。 接著，如第3(D)，（D’>圖所示，沈積一多晶矽41，而 在沒有感光膜之存在下將之蝕刻成一預定厚度，然後沈積 一高熔點金羼膜42後，沈積一第三氧化膜43,接著向平行 於第2圖Κ-Γ線之方向圖案形成位元線，然後露出第二氧 化膜38之一部分。 之後，如第3(E)，（E’）匾所示，沈稹第四氧化膜44 , 接著藉影印石販工程圖案形成第四氧化膜44及第二氧化膜 38,使之平行於Κ-Γ線之方向。然後，露出第一多晶矽之 一部分。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

J •訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 之後，如第3(F)，（F’>圖所示，沈積第三多晶矽45。 如第3(G)，（G’）圖所示，藉影印石版工程圖案形成第三多 晶矽膜45及第一多晶矽膜37，形成管形之電容器儲存電極 5 〇 接著，如第3(Η>，（H’>所示，依次形成一電容器電介 質膜6及一板電極7M便形成儲存單元之電容器。 當製造一單元時，由於該作用區域被作成平行或重β 於位元線Μ及垂直於字元線，故並沒有對字元線或位元線 成傾斜角之部分。由於該單元具有一直線之構造，故圖案 形成時不會發生撓曲，可減少單一單元之面積。 其次，參照第4(E)〜（I’）圖，詳細說明本發明之第二 實施例。 在第一實施例所說明的第3(A) (Α’）〜（D)(D’）圖之工 程，同樣在第二實施中被執行。 接著，如第4(E)，（E’）圖所示，沈積第一氣化膜51作 為絕緣材料以便蝕刻第二氧化膜時保護第三氧化膜43,然 後圖案形成第一気化膜以便向平行於位元線41，42之方向 覆蓋位元線。然後露出第二氧化膜之一部分。 如第2圖（F)，（F’）所示，沈積第三多晶矽52及沈積 第二氮化膜53作爲絕緣材料，然後藉影印石版工程圖案形 成第二氣化膜53。接著，使用此第二気化膜53作為屏蔽， 依次圖案形成第三多晶矽52、第二氧化膜38及第一多晶矽 37 ° 接著，如第4(H)，（H’）所示，沈積第四多晶矽54,並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 10 - —^ϋ ί I -1 ^^^1 1^1 (請先閱讀背面之注$項再填寫本页) 訂 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 藉著蝕刻第四多晶矽54M形成一電容器儲存電極之側壁突 起連接部分8。之後，藉濕蝕刻除去第二氮化膜53。該側 壁突起連接部分8可作連接在位元線上方之第三多晶矽層 52及在位元線下方之第一多晶矽饜37之用，同時可做擴寬 儲存電極之表面積之用，藉以增加電容器之容量。 繼而，如第4(1)，（1’>所示，形成電容器之電介質膜 55及電容器之板電極，藉Μ完成了電容器之製造。 在第4(F)圖之工程中，可利用另一對多晶矽蝕刻選擇 性較大之絕緣材料Μ替代第二気化膜53。 當Μ此法構成儲存單元時，由於該作用區域之方向被 作成平行或重叠於位元線或垂直於字元線，故並無對單一 單元之字元線或位元線成傾斜角之部分。由於作用區域具 有直線形之構造，故圖茱形成時不會發生撓曲。從而，可 減少電容器及單一單元之面積，Μ及即使不增加單一單元 之面積也可增加容量。 J---------rf-J*木-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印褽 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 第Sll〇5682號申請專利範面修正本85 年11月 301782 1. 一棰半導齷館存單元，包括： 多數開两霄晶體，每一霄晶醱具有一閘極及源 極及汲極之區域，該等區域形成於一半導髖基片之一 作用區域； 字元線經由一絕緣層連接於該等開鼷罨晶鼸之該 等閘極； 位元線連接於該等開關霣晶體之汲極區域；及 管形儲存霄極連接於開關電晶髏之源極匾域，每 一管形儲存霣極具有一内部區域。其中，該位元線通 遇（穿遇）該管狀儲存電極之內部區域。 2. 依據申請專利範圍第1項所述之半導鑊儲存單元，其 中，該作用區域被配置成其方向平行或重叠於位元線 ，以及垂直於字元線。 3. —棰半導醱儲存單元之裂造方法，包括： (1) 一步S，係在一作用®域内形成一具有閘、 源及汲極之開關霄晶體，該作用區域被定義爲一《絕 緣於各作用B域之場氧化膜； (2) —步驟，係沈積一第一氧化膜，以習知影印 石版工程開口一皤埋觸點，在整値晶片上沈積一第一 多晶矽，沈積一第二氧化膜，以及對作用匾域之縱向 的垂直方向成平行地圖案形成第二氧化膜及第一多晶 矽膜，藉此形成一連接於開闢電晶體汲極的電容器儲 存霄極之一部分； (3〉一步驟，係在晶片之整僱表面上沈積一氧化 本紙張尺度適用令II國家標隼（CMS ) A4規洛（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本ΙΓ) .裝· 訂- 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 12 六、申請專利範圍 ABCD 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 膜，然後蝕刻該氧化膜，藉此在第一多晶矽膜旁形成 一氧化膜側壁； (4) 一步驟，係Μ習知影印石版工程開口一位元 線觸點，沈積一第二多晶矽，僅蝕刻第二多晶矽成一 適宜厚度，在其上沈積一高熔點金屬膜，沈積第三氧 化膜，然後向平行於作用區域的縱軸之方向圖案形成 一第三氧化膜、高熔點金屬膜及第二多晶矽，藉此形 成一位元線； (5) —步驟，係沈積一第四氣化膜；以及Μ影印 石版工程向平行於作用區域之縱軸的方向圖案形成第 四氧化膜及露出在表面之第二氧化膜； (6) —步驟，係沈積一第三多晶矽膜，以及以影 印石版工程圔案形成第三多晶矽膜及第一多晶矽膜， 藉此將一電容器儲存單元形成為管形；Μ及 (7) —步驟，係將一霣容器電介質膜覆蓋於霣容 器餡存電極之表面上，以及在其上形成霣容器之板« 掻。 4. 一種半導髏鍺存單元之裂造方法，包括： (1) 一步想，係在一作用區域内形成一具有閑、 源及汲極之開蘭電晶髏*該作用區域被定義為一霣絕 鎵於各作用區域之場氧化膜； (2) —步班，係沈積一第一氧化膜習知影印 石版工程開口一皤埋觸點，在整値晶片上沈積一第一 多晶矽，沈積一第二氧化膜，及對作用區域之縱向的 ---------裝------訂------^旅 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙法尺度適用中國國苳標準（CNS ) Α4規洛（210Χ297公釐） 13 經濟部中央揉準扃男工消t合作社印裝 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 垂直方向成平行地圖案形成第二氧化膜及第一多晶砂 膜，藉此形成一連接於開關霉晶睡汲極的電容器儲存 單元之一部分； (3) —步想，係在晶片之整個表面上沈積一氧化 膜，然後蝕刻該氧化膜《藉此在第一多晶矽膜旁形成 一氧化膜倒壁； (4) 一步班*係以習知影印石版工程開口一位元 線觸點，沈積一第二多晶矽，僅蝕刻第二多晶矽成一 適宜厚度，在其上沈積一高熔點金屬膜，沈積第三氣 化膜，然後向平行於作用區域的縱軸之方向圔系形成 一第三氧化膜、高熔黏金靥膜及第二多晶矽*藉此形 成一位元線； (5) —步驟，係沈積一由對氧化膜及多晶矽蝕刻 選擇性較大之材料所製成之第一絕緣膜；向平行於該 位元線之方向圈索形成第一絕緣膜Μ覆蓋該位元線； 沈稹一第三多晶矽及一由對氧化膜及多晶矽姓刻選擇 性較大之材料所製成之第二絕緣膜；然後Μ影印石販 工程向平行於該位元線之方向圖案形成第二絕緣膜， 以便覆蓋該位元線； (6) —步騄，係使用第二絕绪膜作為屏蔽層，依 次蝕刻第三多晶矽、第二氧化膜及第一多晶矽，SM 形成霣容器儲存霄極之上部分； (7〉一步班，係沈積一第四多晶矽後，乾蝕刻該 第四多晶矽，接著以游蝕刻除去第二绍绪膜，藉Μ形 本紙乐尺反適用中國國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公釐） --------r.J d------订-------^ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 Α8 Β8 C8 D8 3〇1732 ~、申請專利範圍 成一連接位元線上層之第三多晶矽及位元線下層之第 一多晶矽的側壁突起，藉此形成一電容器之儲存電極 ;以及 (8〉一步费[，係將儲存單元電介質膜及電容器之 板電極形成於轚容器之儲存霣極之表面上。 5.依據申請專利範圍第4項所述之半導體儲存單元之製 造方法，其特戡係在於：第五步费之第一及第二絕緣 瞑為気化膜。 -----:---装------訂-----d竑 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬揉準局貞工消費合作社印製 5 I f 本紙張尺度適用中國國家標车（CNS ) A4规洛（210x297公釐）