[發明專利]有帶對準柵電極的垂直晶體管的半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201810156564.2
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN108511526A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 樸星一;金昶熹;李允逸;M.坎托羅;劉庭均;李東勛
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/423
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

1.一種半導體器件，包括：

在襯底上的有源柱；

第一源極/漏極區，其在所述有源柱的頂端處并具有比所述有源柱更大的寬度；

第一絕緣層，其在所述有源柱的側壁上；

第二絕緣層，其至少在所述第一源極/漏極區的底表面上；

柵電極，其在所述第一絕緣層和所述第二絕緣層上；以及

第二源極/漏極區，其在所述有源柱的底端處在所述襯底中。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第二絕緣層延伸到所述第一源極/漏極區的側壁上。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述柵電極延伸到所述襯底上，以及其中所述半導體器件還包括第三絕緣層，所述第三絕緣層設置在所述柵電極與所述襯底之間并且比所述第一絕緣層更厚。

4.根據權利要求3所述的半導體器件，其中所述第三絕緣層包括氧化物層和氮化物層。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括上電極，所述上電極在所述第一源極/漏極區上且電連接到所述第一源極/漏極區，并且與所述柵電極間隔開。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述有源柱包括多個有源柱，并且所述第一源極/漏極區包括分別設置在所述有源柱上的多個第一源極/漏極區，以及其中所述上電極接觸所述多個第一源極/漏極區。

7.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述有源柱包括多個有源柱，并且所述第一源極/漏極區包括分別設置在所述有源柱上的多個第一源極/漏極區，以及其中所述半導體器件還包括：

在所述有源柱之間的掩模圖案；以及

第三絕緣層，其在所述掩模圖案的頂表面和側壁上、填充所述第一源極/漏極區之間的空間、并與所述上電極接觸。

8.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述有源柱包括多個有源柱，并且所述第一源極/漏極區包括分別設置在所述有源柱上的多個第一源極/漏極區，以及其中所述半導體器件還包括：

第三絕緣層，其設置在所述有源柱之間以及在所述第一源極/漏極區之間并與所述上電極接觸；以及

第四絕緣層，其在所述第三絕緣層上并與所述上電極的側壁接觸。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括高k電介質層，所述高k電介質層在所述柵電極與所述第一絕緣層和所述第二絕緣層之間。

10.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述有源柱包括多個有源柱，以及其中所述柵電極延伸到所述多個有源柱的側壁上。

11.一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：

形成從半導體襯底的表面突出的有源柱；

在所述有源柱的底端處在所述半導體襯底中形成第一源極/漏極區；

形成覆蓋所述有源柱的第一絕緣層；

去除所述第一絕緣層的一部分以暴露所述有源柱的上部；

在所述有源柱的暴露的上部上形成第二源極/漏極區，所述第二源極/漏極區具有比所述有源柱更大的寬度并與所述第一絕緣層間隔開；

在所述第二源極/漏極區的側壁和底表面上形成第二絕緣層；

去除所述第一絕緣層的一部分以暴露所述第二絕緣層的底表面和所述有源柱的側壁的一部分；以及

在所述第二絕緣層的所述底表面上以及在所述有源柱的所述側壁上形成柵電極。