[發明專利]晶體管元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210252275.5
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN103456787A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 廖偉明;吳鐵將
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L27/108;H01L21/8242
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

1.一種晶體管元件，其特征在于，包括一第一垂直式晶體管結構，且該第一垂直式晶體管結構包括：

一基底；

一第一介電層，配置在該基底的一第一溝渠中；

一第一柵極，配置在該第一介電層中，且在該第一柵極兩側的該基底中定義出一第一通道區與一第二通道區；

一第一摻雜區，配置在該基底中，且位于該第一通道區下方；

一第二摻雜區，配置在該基底中，且位于該第一通道區上方；

一第三摻雜區，配置在該基底中，且位于該第二通道區下方；以及

一第四摻雜區，配置于該基底中，且位于該第二通道區上方。

2.根據權利要求1所述的晶體管元件，其特征在于，該第一柵極的寬度大于該第一溝渠的寬度。

3.根據權利要求2所述的晶體管元件，其特征在于，該第一柵極的形狀包括球形。

4.根據權利要求1所述的晶體管元件，其特征在于，還包括一第二垂直式晶體管結構，且該第二垂直式晶體管結構包括：

一第二介電層，配置在該基底的一第二溝渠中；

一第二柵極，配置在該第二介電層中，且在該第二柵極兩側的該基底中定義出一第三通道區與一第四通道區；

該第三摻雜區，位于該第三通道區下方，其中該第三摻雜區由該第一垂直式晶體管結構與該第二垂直式晶體管結構共用；

一第五摻雜區，配置在該基底中，且位于該第三通道區上方；

一第六摻雜區，配置在該基底中，且位于該第四通道區下方；以及

一第七摻雜區，配置在該基底中，且位于該第四通道區上方。

5.根據權利要求4所述的晶體管元件，其特征在于，該第二柵極的寬度大于該第二溝渠的寬度。

6.根據權利要求5所述的晶體管元件，其特征在于，該第二柵極的形狀包括球形。

7.根據權利要求4所述的晶體管元件，其特征在于，還包括：

一第三介電層，配置在該基底的一第三溝渠中，且位于該第一柵極與該第二柵極之間；以及

一比特線，配置在該第三溝渠底部，且位于該第三介電層下方以及該第一介電層與該第二介電層之間。

8.一種晶體管元件的制造方法，其特征在于，包括：

在一基底中形成一第一溝渠；

在該第一溝渠中形成一第一介電層；

在第一介電層中形成一柵極，該柵極在該基底中定義出位于該柵極兩側的一第一通道區與一第二通道區；

在該基底中形成一第二溝渠與一第三溝渠，其中該第一通道區位于該第一溝渠與該第二溝渠之間，該第二通道區位于該第一溝渠與該第三溝渠之間；

在該基底中相鄰該第二溝渠的底部之處與相鄰該第三溝渠的底部之處分別形成一第一摻雜區與一第三摻雜區，其中該第一介電層分隔該第一摻雜區與該第三摻雜區；以及

在該基底中分別形成位于該第一通道區上方的一第二摻雜區以及位于該第二通道區上方的一第四摻雜區。

9.根據權利要求8所述的晶體管元件的制造方法，其特征在于，該第一介電層與該柵極的形成方法包括：

在該第一溝渠中形成一第一介電材料；

在該第一介電材料上形成該柵極；

在該柵極與該基底之間形成一第二介電材料；以及

在該柵極上形成填滿該第一溝渠的一第三介電材料，其中該第一介電材料、該第二介電材料與該第三介電材料形成該第一介電層。

10.根據權利要求9所述的晶體管元件的制造方法，其特征在于，在形成該第一介電材料后與形成該柵極前，還包括：

移除該第一介電材料的一頂部區域。

11.根據權利要求8所述的晶體管元件的制造方法，其特征在于，該第一介電層與該柵極的形成方法包括：

在該第一溝渠中形成一第一介電材料，其中該第一介電材料部分填滿該第一溝渠；

移除該第一介電材料的一頂部區域，并移除該頂部區域兩側的部分該基底，以在該基底中形成一凹室；

在該凹室的側壁上形成一第二介電材料；

在該凹室中形成該柵極，其中該柵極的寬度大于該第一溝渠的寬度；以及

在該柵極上形成一第三介電材料，其中該第一介電材料、該第二介電材料與該第三介電材料形成該第一介電層。