[發明專利]半導體器件及其制作方法

在審

• 申請號: 202310429115.1
• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116613188A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 吳岡;葛明茹;孔果果;何世偉;楊望沁;余永健
• 申請（專利權）人: 福建省晉華集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/786;H01L21/34
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 胡曉男;張楠

1.一種半導體器件，其特征在于，包括：

源極；

漏極，所述漏極與所述源極在垂直方向上堆疊設置；

閘極，在所述垂直方向上設置在所述漏極與所述源極之間；

底電介質層，在所述垂直方向上設置在所述源極與所述閘極之間；

通道結構，在所述垂直方向上設置在所述漏極與所述源極之間并電性連接所述漏極與所述源極，所述通道結構部分設置在所述閘極內，并包括在水平方向上依序堆疊的通道層與絕緣層；

閘極電介質層，在所述水平方向上設置在所述通道結構與所述閘極之間；以及

金屬氮化物層，設置在所述閘極電介質層與所述閘極之間，其中，部分的所述底電介質層夾設在所述金屬氮化物層與所述源極之間。

2.依據權利要求第1項所述之半導體器件，其特征在于，所述金屬氮化物層的頂面低于所述通道結構的頂面。

3.依據權利要求第1項所述之半導體器件，其特征在于，所述金屬氮化物層的頂面介于所述通道結構的頂面與所述閘極的頂面之間。

4.依據權利要求第1項所述之半導體器件，其特征在于，所述漏極、所述源極與所述閘極包括相同的金屬材料。

5.依據權利要求第1項所述之半導體器件，其特征在于，所述閘極還包括：閘極層；以及

閘極阻障層，設置在所述閘極層下方，所述閘極阻障層物理性接觸所述金屬氮化物層。

6.依據權利要求第5項所述之半導體器件，其特征在于，所述金屬氮化物層與所述閘極阻障層包括相同的材料。

7.依據權利要求第5項所述之半導體器件，其特征在于，所述金屬氮化物層與所述閘極阻障層共同具有L型截面。

8.依據權利要求第5項所述之半導體器件，其特征在于，所述金屬氮化物層的底面低于所述閘極阻障層的底面，且不物理性接觸所述源極。

9.依據權利要求第5項所述之半導體器件，其特征在于，所述金屬氮化物層的底面與所述閘極阻障層的底面齊平，且不物理性接觸所述源極。

10.依據權利要求第1項所述之半導體器件，其特征在于，所述通道層還包括：

第一半導體層，堆疊在所述閘極電介質層上，且不物理性接觸所述源極；以及

第二半導體層，堆疊在所述第一半導體層與所述絕緣層之間，所述第二半導體層物理性接觸所述源極與所述漏極。

11.依據權利要求第10項所述之半導體器件，其特征在于，所述第一半導體層包括一I型截面，所述第二半導體層包括一U型截面。

12.依據權利要求第1項所述之半導體器件，其特征在于，所述通道層包括氧化銦鋅、氧化鋁鋅、或氧化銦鎵鋅。

13.一種半導體器件的制作方法，其特征在于，包括：

形成源極、漏極，所述漏極與所述源極在垂直方向上堆疊設置；

形成閘極，所述閘極在所述垂直方向上形成在所述漏極與所述源極之間；形成通道結構，所述通道結構在所述垂直方向上形成在所述漏極與所述源極之間并電性連接所述漏極與所述源極，所述通道結構部分形成在所述閘極內，其中所述通道結構包括在水平方向上依序堆疊的通道層與絕緣層；

形成閘極電介質層，所述閘極電介質層在所述水平方向上形成在所述通道結構與所述閘極之間；以及

在所述閘極電介質層與所述閘極之間形成金屬氮化物層。

14.依據權利要求第13項所述之半導體器件的制作方法，其特征在于，還包括：

在所述垂直方向上形成貫穿所述閘極的穿孔；

形成所述通道結構前，在所述穿孔內形成金屬氮化物材料層；以及

部分移除所述金屬氮化物材料層，形成所述金屬氮化物層。