[發明專利]垂直型半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201410283481.1
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104681612B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 吳東嬿;崔康植
• 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;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: 俞波;許偉群

1.一種垂直型半導體裝置，包括：

半導體襯底，包括第一區和第二區；

無源區，形成在所述第二區的所述半導體襯底中并且從所述半導體襯底的表面起形成；

一個或更多個第一柱體，從所述第一區的所述半導體襯底垂直地延伸；

一個或更多個第二柱體，從所述無源區垂直地延伸；

柵導電層，形成在所述半導體襯底上，并且包圍所述第一柱體和所述第二柱體；以及

柵接觸，形成在所述第二柱體中的至少一個上以與所述柵導電層耦接，

其中，所述第二柱體中的所述至少一個具有比所述柵導電層低的高度。

2.如權利要求1所述的垂直型半導體裝置，還包括：

源接觸，在所述半導體襯底的第三區中與所述半導體襯底電耦接，并且從所述半導體襯底的表面垂直地延伸。

3.如權利要求2所述的垂直型半導體裝置，其中，所述第二區被限定成沿著水平方向與所述第一區相鄰，并且所述第三區被限定成沿著所述水平方向與所述第二區相鄰。

4.如權利要求1所述的垂直型半導體裝置，還包括：

一個或更多個數據儲存單元，形成在所述第一柱體上。

5.如權利要求4所述的垂直型半導體裝置，其中，所述數據儲存單元包括可變電阻層。

6.如權利要求1所述的垂直型半導體裝置，還包括：

絕緣層，形成在所述半導體襯底和所述柵導電層之間，以包圍所述第一柱體和所述第二柱體的下端部。

7.一種垂直型半導體裝置，包括：

半導體襯底，包括第一區和第二區；

一個或更多個溝道柱體，從所述第一區的所述半導體襯底垂直地延伸；

一個或更多個絕緣柱體，從所述第二區的所述半導體襯底垂直地延伸；

無源區，被形成為包圍所述溝道柱體和所述絕緣柱體的下端部；

柵導電層，形成在所述無源區上并且包圍所述溝道柱體和所述絕緣柱體；以及

柵接觸，形成在所述絕緣柱體中的至少一個上以與所述柵導電層耦接，

其中，所述絕緣柱體中的所述至少一個具有比所述柵導電層低且比所述半導體襯底的表面高的高度。

8.如權利要求7所述的垂直型半導體裝置，還包括：

源接觸，在所述半導體襯底的第三區中與所述半導體襯底電耦接，并且從所述半導體襯底的表面垂直地延伸。

9.如權利要求8所述的垂直型半導體裝置，其中，所述第二區被限定成沿著水平方向與所述第一區相鄰，以及第三區被限定成沿著所述水平方向與所述第二區相鄰。

10.一種制造垂直型半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

形成無源區，所述無源區在半導體襯底中具有第一深度并且從所述半導體襯底的表面起形成；

在包括所述無源區的所述半導體襯底上形成硬掩模圖案，并且通過將所述半導體襯底和所述無源區圖案化至第二深度來形成多個柱體；

在所述多個柱體中的每個的外周緣上形成柵導電層；

在包括所述柵導電層的所述半導體襯底上形成第一絕緣層，并且將所述第一絕緣層平坦化；

通過將形成在所述無源區上的柱體中的至少一個去除成具有比所述柵導電層低的高度來形成柵接觸孔；以及

通過將導電材料掩埋在所述柵接觸孔中來形成柵接觸。

11.如權利要求10所述的方法，其中，所述半導體襯底包括：第一區，與所述無源區的一側相鄰；以及第二區，與所述無源區的另一側相鄰。

12.如權利要求11所述的方法，還包括以下步驟：

去除形成在所述第二區的所述半導體襯底上的結構以暴露出所述半導體襯底；以及形成與暴露出的所述半導體襯底耦接并且從所述半導體襯底的表面垂直地延伸的源接觸。