[發(fā)明專利]柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780087458.7
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN110366775B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舛岡富士雄;原田望;中村広記;菲利普·馬塔根;菊池善明
• 申請（專利權(quán)）人: 新加坡優(yōu)尼山帝斯電子私人有限公司
• 主分類號: H10B10/00
• 分類號: H10B10/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 羅英;臧建明

1.一種柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

在基板上形成沿垂直方向延伸的第一半導(dǎo)體柱的工序；

形成包圍所述第一半導(dǎo)體柱的外周的第一柵極絕緣層的工序；

形成包圍所述第一柵極絕緣層的第一柵極導(dǎo)體層的工序；

在垂直方向上，在所述第一柵極絕緣層的下端形成第一雜質(zhì)區(qū)域的工序，所述第一雜質(zhì)區(qū)域與其上端位置所具有的所述第一半導(dǎo)體柱的內(nèi)部或所述第一半導(dǎo)體柱的側(cè)面相接；

在所述垂直方向上，形成在所述第一柵極導(dǎo)體層的上端以上且所述第一半導(dǎo)體柱的頂部以下的高度具有上表面位置的第一絕緣層的工序；

包圍在較所述第一絕緣層的上表面更靠上方處露出的所述第一半導(dǎo)體柱的上部的側(cè)面而形成第一材料層的工序；

以所述第一材料層為掩模，對所述第一半導(dǎo)體柱的頂部進行蝕刻而形成凹部的工序；

在所述凹部使包含施體雜質(zhì)或受體雜質(zhì)的第二雜質(zhì)區(qū)域外延結(jié)晶生長并加以形成的工序；

去除所述第一材料層的工序；

形成包圍較所述第一絕緣層更靠上部的所述第二雜質(zhì)區(qū)域的側(cè)面的第二材料層的工序；

在所述第二材料層的外周部形成第三材料層的工序；

以所述第三材料層與所述第二雜質(zhì)區(qū)域為蝕刻掩模，對所述第二材料層進行蝕刻而形成以所述第一絕緣層為底部的第一接觸孔的工序；以及

在所述第一接觸孔埋入由單層或多層構(gòu)成的具有導(dǎo)電性的第一導(dǎo)體材料層的工序。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

將所述第二雜質(zhì)區(qū)域的上表面位置形成得低于所述第二材料層的上表面位置的工序；以及

填埋所述第一接觸孔而覆蓋所述第二雜質(zhì)區(qū)域的側(cè)面與上表面，從而形成由單層或多層構(gòu)成的具有導(dǎo)電性的第二導(dǎo)體材料層的工序。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

填埋所述第一接觸孔而覆蓋所述第二雜質(zhì)區(qū)域的側(cè)面、上表面及所述第三材料層的上表面，從而形成由單層或多層構(gòu)成的具有導(dǎo)電性的第三導(dǎo)體材料層的工序；

以使所述第三導(dǎo)體材料層的上表面位置成為所述第二材料層的上表面位置的方式進行研磨的工序；以及

與所述第三導(dǎo)體材料層連接而形成第一布線導(dǎo)體層的工序。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

在所述第二導(dǎo)體材料層上，通過選擇生長而形成第四導(dǎo)體材料層的工序。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

通過選擇生長而形成所述第二導(dǎo)體材料層的工序。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

填埋所述第一接觸孔而覆蓋所述第二雜質(zhì)區(qū)域的側(cè)面與上表面，從而形成上表面位置高于所述第三材料層的上表面且由單層或多層構(gòu)成的具有導(dǎo)電性的第五導(dǎo)體材料層的工序；以及

在所述第五導(dǎo)體材料層上形成第二布線導(dǎo)體層的工序。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

形成包圍所述第一柵極導(dǎo)體層的第二絕緣層的工序；

在所述第一半導(dǎo)體柱的下方形成貫穿所述第二絕緣層、所述柵極導(dǎo)體層及所述柵極絕緣層的開口部的工序；

在形成所述開口部之前或之后，形成面向所述開口部且至少覆蓋所述柵極導(dǎo)體層的端面的第三絕緣層的工序；以及

通過選擇外延結(jié)晶生長而形成所述第一雜質(zhì)區(qū)域的工序，所述第一雜質(zhì)區(qū)域與所述開口部的所述第一半導(dǎo)體柱的側(cè)面相接而沿水平方向延伸且包含施體雜質(zhì)或受體雜質(zhì)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柱狀半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，還包括：

在俯視時，以使所述第一雜質(zhì)區(qū)域的外周較所述第二絕緣層的外周更靠外側(cè)的方式形成所述第一雜質(zhì)區(qū)域的工序。