[發明專利]半導體晶體管及其形成方法、及半導體器件

在審

• 申請號: 202110603926.X
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113380898A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 荷爾本·朵爾伯斯;布蘭丁·迪里耶;馬可·范·達爾
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/34;H01L27/22;H01L27/24
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種半導體晶體管，包括：

溝道結構，沿第一方向從接觸金屬層向上延伸，所述溝道結構包括：

溝道區域；和

位于所述溝道區域的相應側上的兩個源極/漏極區域，其中，所述溝道區域和所述兩個源極/漏極區域沿所述第一方向堆疊；以及

柵極結構，圍繞所述溝道區域。

2.根據權利要求1所述的晶體管，其中，所述柵極結構在所述第一方向上的長度大于所述溝道區域的長度。

3.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述溝道結構在所述第一方向上的長度大于所述溝道區域的長度。

4.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述溝道區域包括銦鎵鋅氧化物(IGZO)。

5.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述晶體管還包括在所述溝道結構和所述柵極結構之間圍繞所述溝道結構的介電層。

6.根據權利要求5所述的晶體管，其中，所述介電層、所述溝道結構和所述柵極結構終止于與所述第一方向正交地延伸的同一平面處。

7.根據權利要求5所述的晶體管，其中，所述介電層沿所述第一方向延伸超出正交于所述第一方向延伸的平面一段距離，所述溝道結構和所述柵極結構終止于該平面。

8.根據權利要求2所述的晶體管，其中，所述兩個源極/漏極區域中的每個在所述第一方向上的厚度不同。

9.一種半導體器件，包括：

存儲器元件；和

晶體管，串聯連接至所述存儲器元件，所述存儲器元件和所述晶體管沿第一方向堆疊，

其中，所述晶體管包括：

溝道結構，所述溝道結構包括：

溝道區域；和

位于所述溝道區域的相應側上的兩個源極/漏極區域，其中，所述溝道區域和所述兩個源極/漏極區域沿所述第一方向堆疊；

柵極結構，圍繞所述溝道區域，其中，所述柵極結構在所述第一方向上的長度大于所述溝道區域的長度；

第一接觸結構，設置在所述溝道結構的底面上并且連接至所述源極/漏極區域之一；以及

第二接觸結構，設置在所述溝道結構的頂面上并且連接至所述源極/漏極區域之一。

10.一種形成半導體晶體管的方法，包括：

在第一層間介電(ILD)層上方形成接觸金屬層；

在所述接觸金屬層上方沉積和去除氧化物半導體層以形成所選豎直結構作為溝道結構，其中，所述溝道結構沿第一方向從所述接觸金屬層向上延伸，并且所述溝道結構包括：

溝道區域；和

位于所述溝道區域的相應側上的兩個源極/漏極區域，其中，所述溝道區域和所述兩個源極/漏極區域沿所述第一方向堆疊；

在所述溝道結構上方順序沉積間隔件氧化物層、介電層和柵極材料；

去除柵極材料以形成所選柵極結構，其中，所述柵極結構被構造為圍繞所述溝道區域；

沉積第二ILD層并將所述第二ILD層中的通孔朝向所述柵極結構、所述溝道結構和所述接觸金屬層打開；以及

用金屬填充所述通孔以形成接觸結構。