[发明专利]具有电容器的半导体存储器件

说明书

本发明涉及一种具有电容器的半导体存储器件(Semiconductor MemoryDevice)，特别涉及一种动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory；DRAM)的一存储单元(Memory Cell)结构，该结构包含一转移晶体管(TransferTransistor)和一树型(tree-type)存储电容器。

图1是一DRAM元件的一存储单元的电路示意图。如图所示，一个存储单元是由一转移晶体管T和一存储电容器C组成。转移晶体管T的源极被连接到一对应的位线BL，漏极被连接到存储电容器C的一存储电极6(storageelectrode)，而栅极则连接到一对应的字线WL。存储电容器C的一相对电极8(opposed eectrode)被连接到一恒定电压源，而在存储电极6和相对电极8之间则设置一介电膜层7。

在传统DRAM的存储电容量少于1M(mega-百万)位时，在集成电路工艺步骤中，主要是利用二维空间的电容器来实现，亦即称为平板型电容器(planar type capacitor)。一平板型电容器需占用半导体基底的一相当大的面积来存储电荷，故并不适合应用于高度的集成化。高度集成化的DRAM，例如大于4M位的存储电容量，需要利用三维空间的电容器来实现，例如所谓的堆叠型(stacked type)或沟槽型(french type)电容器。

与平板型电容器比较，堆叠型或沟槽型电容器可以在存储单元的尺寸已进一步缩小的情况下，仍能获得相当大的电容量。虽然如此，当存储器件再进入更高度的集成化时，例如具有64M位容量的DRAM，单纯的三维空间电容器结构已不再适用。

解决途径之一是利用所谓的鳍型(fin type)堆叠电容器。与鳍型叠层电容器相关的技术可参考Ema等人的论文“3-Dimensional Stacked Capacitor Cellfor 16M and 64M DRAMs”，International Electron Devices Meeting，pp.592-595，Dec.1988。鳍型堆叠电容器主要是其电极和介电膜层是由多层堆叠层，延伸成一水平鳍状结构，以便增加电极的表面积。与DRAM的鳍型堆叠电容器相关的美国专利可以参考第5,071,783号、第5,126,810号、第5,196,365号、以及第5,206,787号。

另一种解决途径是利用所谓的筒型(cylindrical type)堆叠电容器。与筒型堆叠电容器相关的技术可参考Wakamiya等人的论文“Novel StackedCapacitor Cell for 64-Mb DRAM”，1989 Symposium on VLSI TechnologyDigest of Technical Papers，pp.69-70。筒型堆叠电容器主要是其电极和介电膜层被延伸成一垂直筒状结构，以便增加电极的表面积。与DRAM的筒型堆叠电容器相关的美国专利可以参考第5,077,688号。

随着集成度的不断增加，DRAM存储单元的尺寸仍会再缩小。如本领域技术人员所知，随着存储单元尺寸的缩小，存储电容器的电容值也会减小。电容值的减少将导致因α射线入射所引起的软误差(soft error)机率的增加。因此，此本领域技术人员仍在不断地寻找新的存储电容器结构及其制造方法，希望在存储电容器所占的平面尺寸缩小的情况，仍能维持所要的电容值。

因此，本发明的一主要目的在于提供一种具有电容器的半导体存储器件，其电容器具有一树状结构，以增加电容器的存储电极的表面积。

依照本发明的一特点，一种具有电容器的半导体存储器件包括一基片；一形成在基底上的转移晶体管，它包括漏极和源极区；以及一存储电容器，电连接到转移晶体管的漏极区上。其中，存储电容器包括一类树干状导电层，具有一底部，电连接到转移晶体管的漏极区上，类树干状导电层又具有一向上延伸部，以一大致向上的方向，从底部延伸出。存储电容器也包括至少一类树枝状导电层，具有一L形的剖面，类树枝状导电层的一末端连接在类树干状导电层的外表面上，类树干状导电层和类树枝状导电层构成存储电容器的一存储电极。一介电层形成在类树干状导电层和类树枝状导电层暴露出的表面上。一上导电层，形成在介电层上，以构成存储电容器的一相对电极。

依照本发明的一较佳实施例，存储电容器可包括二个或更多大致平行的类树枝状导电层，每一个均具有一L形的剖面，且其一末端均连接在类树干状导电层的外表面上。该些类树枝状导电层的自由末端高度不等。