[發明專利]垂直型半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201310201227.8
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103872128B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 樸南均
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/08;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 許偉群,俞波

1.一種制造垂直型半導體器件的方法，所述方法包括以下步驟：

提供具有單元區和外圍區的半導體襯底；

將所述單元區的所述半導體襯底圖案化以形成柱體結構；

在所述柱體結構中，形成從所述柱體結構的底部至預定高度的凹陷；以及

形成第一柵電極以包圍所述凹陷，

其中，形成所述柱體結構的步驟包括以下步驟：

將所述單元區的所述半導體襯底圖案化以形成第一圖案結構；

在所述第一圖案結構之間的所述半導體襯底上形成第一絕緣層達預定高度；

在所述第一圖案結構之間，在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層；

將所述單元區的所述半導體襯底圖案化以形成第二圖案結構；

在所述半導體襯底的暴露出的表面上形成第一柵絕緣層；

在所述第二圖案結構之間形成第三絕緣層達預定高度；

在所述第二圖案結構的側壁上和所述第三絕緣層上形成保護層；以及

去除所述第一絕緣層和所述第三絕緣層。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述第一絕緣層包括具有與所述第二絕緣層的刻蝕選擇性不同的刻蝕選擇性的材料。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述第一絕緣層包括具有與所述第三絕緣層的刻蝕選擇性相同的刻蝕選擇性的材料。

4.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在形成所述柱體結構之前，在所述半導體襯底中形成公共源極區、溝道區以及漏極區。

5.如權利要求4所述的方法，其中，形成溝道區的步驟包括以下步驟：

形成從所述柱體結構的底部至預定高度的溝道區。

6.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在形成第一柵電極之后，在半導體襯底中形成公共源極區、溝道區以及漏極區。

7.如權利要求6所述的方法，其中，形成溝道區的步驟包括以下步驟：

形成從所述柱體結構的底部至預定高度的溝道區。

8.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在所述凹陷中形成第一柵電極之前，在所述半導體襯底的暴露出的部分和所述凹陷上形成柵絕緣層。

9.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在形成第一柵電極之后，在所述柱體結構之間形成絕緣層。

10.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在形成第一柵電極之后，同時在所述單元區的所述柱體結構上形成電極層和在所述外圍區的所述半導體襯底上形成第二柵電極。

11.如權利要求10所述的方法，其中，形成電極層和第二柵電極的步驟包括以下步驟：

在所述單元區和所述外圍區上順序形成柵氧化物層和第一導電層；

去除在所述單元區中的所述柵氧化物層和所述第一導電層；

在所述單元區和所述外圍區上形成第二導電層；

將在所述單元區中的所述第二導電層圖案化，以形成與每個所述柱體結構電連接的電極層；以及

將在所述外圍區中的所述第二導電層、所述第一導電層以及所述柵氧化物層圖案化，以形成第二柵電極。

12.如權利要求11所述的方法，還包括以下步驟：

在所述電極層上形成數據儲存材料。

13.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在每個所述柱體結構上形成存儲器單元。

14.如權利要求13所述的方法，其中，形成存儲器單元的步驟包括以下步驟：

同時在所述單元區的每個所述柱體結構上形成電極層以與每個所述柱體結構電連接、和在所述外圍區的所述半導體襯底上形成第二柵電極；以及

在所述電極層上形成數據儲存材料。