專利名稱：具有垂直柱狀晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，更具體地，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及 其制造方法，其中浮體存儲(chǔ)器形成為垂直柱狀。
背景技術(shù)：
因?yàn)槲磥?lái)的發(fā)展朝向較高集成度、較快操作速度以及降低的功耗的半導(dǎo) 體器件，已經(jīng)進(jìn)行了研究針對(duì)可以穩(wěn)定地進(jìn)行期望操作的半導(dǎo)體器件。作為 研究的結(jié)果，已揭示了一種浮體存儲(chǔ)器，其中多個(gè)載流子在浮體中充電而不
需使用電容器來(lái)改變晶體管的閾值電壓(vt),使得浮體存儲(chǔ)器可以寫(xiě)入和讀
取數(shù)據(jù)。
在上述浮體存儲(chǔ)器中，如果當(dāng)將高的正電壓電位施加到漏極時(shí)產(chǎn)生熱載
流子，則由于熱載流子的撞擊電離(impact ionization )產(chǎn)生電子空穴對(duì)。當(dāng) 由于撞擊電離產(chǎn)生電子空穴對(duì)時(shí)，空穴累積在為浮體的硅層中，電子通過(guò)施 加于漏極的高電壓被釋放到漏極。從而，當(dāng)空穴累積到硅襯底時(shí)，晶體管的 閾值電壓(Vt)降低，并且當(dāng)施加電壓到漏極時(shí)，會(huì)有大量的電流流動(dòng)，由此 可使晶體管用作存儲(chǔ)器。例如，在浮體存儲(chǔ)器中，"0"表示空穴未累積并且 具有高的閾值電壓的狀態(tài)，"l"表示空穴累積并且具有低的閾值電壓的狀態(tài)。 在此浮體存儲(chǔ)器中，通過(guò)向源極和硅村底之間的PN結(jié)施加正向偏壓實(shí)施擦 除操作，由此將累積的空穴釋放到外部。
在上述浮體存儲(chǔ)器中，沒(méi)有電容器形成，因此不需要電容器形成工藝和 電容器形成區(qū)。因此，當(dāng)與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)相比較時(shí)，浮體存 儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)在于減少了實(shí)現(xiàn)浮體存儲(chǔ)器所需的工藝數(shù)并且增加了密度。
浮體存儲(chǔ)器在具有包括硅襯底、埋層氧化物層和硅層的堆疊結(jié)構(gòu)的絕緣 體上硅(SOI)晶片上實(shí)現(xiàn)。此浮體存儲(chǔ)器未在由體硅制成的單晶硅晶片上 實(shí)現(xiàn)。
然而，SOI晶片的價(jià)格高昂并且使用困難，因此當(dāng)用前述SOI晶片實(shí)現(xiàn)
浮體存儲(chǔ)器時(shí)這樣的制造成本是高的。此外，埋層氧化物層通過(guò)氧離子注入
5工藝和退火工藝形成在SOI晶片中，由于氧離子注入工藝而會(huì)導(dǎo)致硅中的缺
陷。因此，SOI晶片的使用很可能使半導(dǎo)體器件的性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，該半導(dǎo)體器件可通
過(guò)不使用SOI晶片來(lái)形成制造成本降低的垂直柱狀的浮體存儲(chǔ)器而實(shí)現(xiàn)。
而且，本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種不需使用SOI晶片來(lái)實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體器件 及其制造方法，由此可防止由于在SOI晶片中形成埋層氧化物層而造成的硅
中的缺陷。
再者，本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，其中浮體存 儲(chǔ)器具有垂直柱狀結(jié)構(gòu)，并且可利用普通的單晶硅晶片形成，因此可避免硅 中的缺陷的發(fā)生，由此改善半導(dǎo)體器件的操作特性和可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，其包括形成在硅襯底的各個(gè)硅柱中 的垂直柱狀晶體管。垂直柱狀晶體管的柵極選擇性地形成在硅柱的下部的一 個(gè)表面上，垂直柱狀晶體管的漏極區(qū)以彼此連接的方式形成。
柵極選擇性地形成在兩個(gè)鄰接的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面上。
柵極形成為埋設(shè)在硅柱的下部的 一個(gè)表面中。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括具有多個(gè)硅柱的硅襯底；形成 在各個(gè)硅柱的下部的一個(gè)表面上的柵極；形成在硅柱的柵極上方的部分中的 源極區(qū)；形成在硅襯底的柵極下方的部分中的漏極區(qū)，使得漏極區(qū)、柵極及 源極區(qū)構(gòu)成垂直柱狀晶體管；以及字線，其形成為連接沿一個(gè)方向設(shè)置的垂 直柱狀晶體管的柵極，其中漏極區(qū)被形成使得沿垂直于一個(gè)方向的另一個(gè)方 形設(shè)置的漏極區(qū)相互連接。
柵極選擇性地僅形成在兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面上。
柵極形成為被埋設(shè)在硅柱的下部的一個(gè)表面中。
半導(dǎo)體器件還包括絕緣層，其被填充在包括字線的垂直柱狀晶體管之間。
在才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法中，垂直柱狀晶體管的 柵極分別形成在硅襯底的多個(gè)硅柱的每個(gè)硅柱的下部的一個(gè)表面上，并且該 垂直柱狀晶體管的漏極區(qū)形成為彼此相連。
柵極選擇性地僅形成在兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面上。柵極形成為被埋設(shè)在硅柱的下部的 一個(gè)表面中。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例，用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟
蝕刻硅襯底從而形成多個(gè)硅柱；將第一絕緣層填充在除了柵極形成間隙之外 的硅柱之間的間隙中；各向同性蝕刻未填充有第一絕緣層的在^l極形成間隙 中的硅柱的下部的表面；在被各向同性蝕刻的硅柱的下部中形成柵極；移除 第一絕緣層；在硅襯底的柵極下方的部分中形成漏極區(qū)；形成第二絕緣層從 而填充具有選擇性地形成在其的下部的一個(gè)表面上的柵極的硅柱之間的間 隙；在第二絕緣層中形成字線以連接沿一個(gè)方向設(shè)置的柵極；形成第三絕緣 層以填充包括字線的硅柱之間的間隙；在硅柱的柵極上方的部分中形成源極 區(qū)，從而與柵極和漏極區(qū)共同構(gòu)成垂直柱狀晶體管；以及退火形成有源4及區(qū) 的硅襯底，使得沿垂直于一個(gè)方向的另一個(gè)方向設(shè)置的垂直柱狀晶體管的漏 才及區(qū)一目互連4妾。
形成硅柱的步驟包括以下步驟在硅襯底上形成硬掩i^莫以覆蓋硅柱形成 區(qū)；蝕刻硅襯底并且從而定義第一槽；在第一槽和硬掩模的側(cè)壁上形成第一 間隔物；以及使用硬掩模和第一間隔物作為蝕刻掩?？涛g硅村底在第一槽的 底部上的部分，由此定義第二槽。
在定義第二槽的步驟之后，該方法還包括在第一間隔物和第二槽的表面 上形成第二間隔物的步驟。
第一絕緣層包括氧化物層。
第二和第三絕緣層的每個(gè)包括氧化物層。
柵極分別僅形成在兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面上。
柵極形成為被埋設(shè)在硅柱的下部的一個(gè)表面中。
在形成漏極區(qū)的步驟之后以及形成第二絕緣層的步驟之前，該方法還包 括蝕刻沿 一 個(gè)方向形成的漏極區(qū)的步驟，由此將漏極區(qū)彼此分隔。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖； 圖2A到2H是示出4艮據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例制造半導(dǎo)體器件的方法的 工藝的截面圖3是與圖2C相對(duì)應(yīng)的平面圖4A和4B是與圖2G相對(duì)應(yīng)的、顯示字線的形成的平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
參照?qǐng)D1,硅柱110形成在硅襯底100的表面上，能夠作為浮體存儲(chǔ)器
(floating body memory )工作的垂直柱狀晶體管120形成在硅柱110的范圍 內(nèi)。第一絕緣層(未示出)、第二絕緣層144以及第三絕緣層(未示出)形成在 垂直柱狀晶體管120之間。
垂直柱狀晶體管120的每個(gè)包括柵極114，其埋設(shè)在硅柱110的每個(gè)的 下部的一個(gè)表面中；源極區(qū)116,其形成在珪柱110的柵極114上方的范圍 內(nèi)；以及漏極區(qū)118a,其形成在柵極114下方的石圭村底100中。
形成在珪襯底100中的漏極區(qū)118a相互連接，使得垂直柱狀晶體管120 的主體被浮置，即垂直柱狀晶體管120的主體作為浮體。
垂直柱狀晶體管120的每個(gè)的柵極114僅形成在硅柱110的下部的一個(gè) 表面上，其理由將在下面被描述。當(dāng)柵極114形成為圍繞硅柱110的下部時(shí)， 如果硅柱110的寬度實(shí)質(zhì)上到一定的程度，則當(dāng)觀察截面時(shí)由于定義在硅柱 110兩側(cè)的耗盡區(qū)不會(huì)互相接觸，因此在硅柱110中實(shí)現(xiàn)的垂直柱狀晶體管 120可作為浮體存儲(chǔ)器工作。然而，當(dāng)柵極形成為圍繞硅柱110的下部時(shí)， 當(dāng)硅柱110的寬度減小，造成在硅柱110兩側(cè)定義的耗盡區(qū)相互重疊，使得 垂直柱狀晶體管120的溝道完全耗盡時(shí)，垂直柱狀晶體管120不能作為浮體 存儲(chǔ)器工作。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，柵極114僅形成在硅柱IIO的下 部的一個(gè)表面上以防止垂直柱狀晶體管120的溝道完全耗盡。
雖然圖1中未示出，但通過(guò)金屬鑲嵌工藝(damascene process)連接?xùn)艠O 114的字線形成在垂直柱狀晶體管120之間，并且祐 沒(méi)置為與其中漏極區(qū) 118a相互連4妄的方向垂直。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，可利用普通的單晶 硅晶片實(shí)現(xiàn)浮體存儲(chǔ)器，因?yàn)楦◇w存儲(chǔ)器利用垂直柱狀晶體管形成。據(jù)此， 在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，由于不必使用昂貴的SOI晶片，所 以可降低制造成本。
再者，由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件利用普通的單晶硅晶片代 替具有堆疊結(jié)構(gòu)的SOI晶片實(shí)現(xiàn)，因此可以防止由于在SOI晶片中形成埋層氧化物層而造成的硅中的缺陷，因此，可改進(jìn)半導(dǎo)體器件的特性和可靠性。
此外，由于根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件使用垂直柱狀晶體管結(jié)構(gòu)，所以即 使硅柱的寬度由于高的集成度而減小，浮體存儲(chǔ)器仍可正確地工作，因此， 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于可以應(yīng)用于高度集成的半導(dǎo)體器件的制造中。
圖2A到2H、圖3、圖4A和圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例 的半導(dǎo)體器件的制造方法的視圖。下面將參考這些附圖對(duì)該方法進(jìn)行描述。 在此，圖2A到2H是示出該方法的工藝的截面圖，圖3是與圖2C相對(duì)應(yīng)的 平面圖，圖4A和圖4B是與圖2G相對(duì)應(yīng)的平面圖，其對(duì)字線的形成進(jìn)行了描述。
參照?qǐng)D2A,焊墊氧化物層101和焊墊氮化物層102順次形成在具有多 個(gè)硅柱形成區(qū)的硅襯底IOO上，接著，通過(guò)選擇性地蝕刻焊墊氮化物層102 和焊墊氧化物層101形成硬掩模103,以覆蓋硅襯底100的硅柱形成區(qū)。然 后，通過(guò)利用硬掩模103作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻硅襯底100的暴露部分，具有 預(yù)定深度的第一槽Hl被定義。
參照?qǐng)D2B,第一氧化物層104和第一氮化物層105順次形成在硬掩模 103上，二者包括第一槽Hl的表面。接著，通過(guò)回蝕第一氮化物層105和 第一氧化物層104,第一間隔物(spacer) 106形成在第一槽H1和硬掩模103 的側(cè)壁上。接著，利用硬掩模103,包括第一間隔物106作為蝕刻掩模，通 過(guò)蝕刻第一槽H1下方的硅襯底100的部分定義第二槽H2。通過(guò)此工藝，形 成由第一槽H1和第二槽H2定義的多個(gè)硅柱110,該些硅柱IIO被設(shè)置成矩 陣形式。
第二氧化物層107和第二氮化物層108順次形成在第二槽H2、第一間 隔物106、硬掩模103的表面上。接著，通過(guò)回蝕第二氮化物層108和第二 氧化物層107，第二間隔物109形成在第二槽H2和第一間隔物106的側(cè)壁 上。
參照?qǐng)D2C，包括氧化物層的第一絕緣層142形成在硅襯底100上以填 充硅襯底IOO上形成的硅柱IIO之間的間隙。接著，第一絕緣層142被移除 直到暴露硬掩模103。通過(guò)回蝕工藝或者化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來(lái)實(shí)施第 一絕緣層142的移除。接著，第一絕緣層142的填充柵極形成間隙的部分被 移除，使得第一絕緣層142僅出現(xiàn)在除了柵極形成間隙之外的硅柱IIO之間 的間隙中。在此，如圖3所示，選擇性地移除第一絕緣層142以下列方式實(shí)施在 得到的形成有第一絕緣層142的硅襯底100上形成第一光致抗蝕劑圖案150 以暴露柵極形成間隙，第一絕緣層142的通過(guò)第一光致抗蝕劑圖案150暴露 的填充在柵4及形成間隙中的部分^皮移除。
參照?qǐng)D2D，第二間隔物109在柵極形成間隙中被暴露的部分被移除。 接著，通過(guò)各向同性刻蝕在柵極形成間隙中與第二槽H2在柵極形成間隙中 的側(cè)壁相對(duì)應(yīng)的硅柱110的表面的下部(其由于移除第二間隔物109被暴露) 來(lái)定義凹的第三槽H3。結(jié)果，凹的第三槽H3被定義在硅柱110的表面的下 部中，在柵極形成間隙中凹的第三槽H3彼此面對(duì)。第三槽H3^皮定義為僅 在硅柱110的被暴露的表面上，而沒(méi)有環(huán)狀地延伸。
參照?qǐng)D2E,包括氧化物層等的柵極絕緣層112以及包括多晶硅層等的 柵極導(dǎo)電層113順次形成在得到的具有定義在其中的第三槽H3的硅襯底 100上。接著，通過(guò)各向異性刻蝕柵極導(dǎo)電層113和柵極絕緣層112形成柵 極114使得柵極114埋設(shè)在第三槽H3中。這里，柵極114被形成使得其填 充第三槽H3，然而僅覆蓋硅柱110的下部的暴露表面。
參照?qǐng)D2F,填充在硅柱110之間的除了4冊(cè)極形成間隙的間隙中的第一絕 緣層142被去除。接著，通過(guò)在移除第一絕緣層142之后的得到的硅襯底100 上進(jìn)行預(yù)定導(dǎo)電類型雜質(zhì)(例如，N型雜質(zhì))的離子注入，離子注入層形成在 硅襯底IOO在柵極114下方，包括第二槽H2下方的部分中。接著，通過(guò)蝕 刻離子注入層，漏極區(qū)118定義在硅襯底100的部分中。
參照?qǐng)D2G,包括氧化層的第二絕緣層144沉積在得到的硅襯底100上， 以填充硅柱110之間，包括柵極114之間的間隙。接著，第二絕緣層144被 回蝕或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)直到暴露硬掩模103的上表面。接著，第二絕緣 層144根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)已知的金屬鑲嵌工藝被蝕刻，從而定義溝槽(trench) 以暴露與漏極區(qū)118所設(shè)置的方向垂直設(shè)置的柵極114。接著，通過(guò)利用導(dǎo) 電層例如多晶硅層填充該溝槽，形成字線130(見(jiàn)圖4B)連接沿垂直于漏極區(qū) 所形成的方向設(shè)置的柵極114。因此，第三絕緣層(未示出)沉積在硅柱110 之間的字線130上以覆蓋字線130。
下面將詳細(xì)描述字線130的形成。
首先，如圖4A所示，第二光致抗蝕劑圖案152形成在形成有第二絕緣 層144的硅襯底100上以暴露字線形成區(qū)，即第二絕緣層144的置于以預(yù)定
10方向設(shè)置的柵極114上方及其之間的部分。接著，通過(guò)蝕刻第二絕緣層144 的通過(guò)第二光致抗蝕劑圖案152暴露的部分，在第二絕緣層144中定義溝槽 (未示出)以暴露以預(yù)定方向設(shè)置的柵極ll4。
接著，如圖4B所示，通過(guò)將包括多晶硅層等的導(dǎo)電層填充到溝槽中， 字線130被形成以連接以預(yù)定方向設(shè)置的柵極114。
在圖4A和4B中，附圖標(biāo)記A表示一區(qū)域柵極114形成于其中。
參照如圖2H，存在于硅柱110的上表面上方的硬掩模103和第二絕緣 層144的部分被同時(shí)移除，使得硅柱110的上表面被暴露。其后，在硅柱110 的柵極114上方的暴露部分上實(shí)施預(yù)定導(dǎo)電類型雜質(zhì)(例如，N型雜質(zhì))的離 子注入工藝。接著，通過(guò)退火經(jīng)過(guò)N型雜質(zhì)的離子注入的硅襯底100,在硅 柱110的柵極114上方的暴露部分中形成源極區(qū)116。由此，包括柵極114、 源極區(qū)116和漏極區(qū)118a的垂直柱狀晶體管120形成。當(dāng)實(shí)施退火時(shí)，因 為漏極區(qū)118a中的N型雜質(zhì)擴(kuò)散，所以沿垂直于柵極114所形成的方向設(shè) 置的漏極區(qū)118a相互連接，導(dǎo)致晶體管的浮體的形成。
在此，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的垂直柱狀晶體管120中，由于柵極114 形成為覆蓋硅柱IIO—個(gè)表面，而非完全圍繞硅柱IIO的下部，所以使浮體 存儲(chǔ)器能夠工作。 據(jù)此，雖然未顯示于圖中，但通過(guò)順次進(jìn)行一連串的工藝，這些工藝包 括用于形成將要接觸垂直柱狀晶體管120的源極區(qū)116的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸的工 藝，便完成具有根據(jù)本發(fā)明的垂直柱狀晶體管結(jié)構(gòu)的浮體存儲(chǔ)器單元的半導(dǎo) 體器件的制造。
由上述可知，在本發(fā)明中，具有垂直柱狀晶體管結(jié)構(gòu)的能夠作為浮體存 儲(chǔ)器工作的半導(dǎo)體器件通過(guò)改變柵極形成位置利用普通的硅襯底被實(shí)現(xiàn)。
因此，在本發(fā)明中，由于沒(méi)有必要使用高價(jià)的SOI晶片，因此可降低制 造成本。再者，根據(jù)本發(fā)明，可以防止與SOI晶片的堆疊結(jié)構(gòu)相關(guān)的缺陷， 因此可改進(jìn)半導(dǎo)體器件的特性和可靠性。而且，由于能夠作為浮體存儲(chǔ)器工 作的半導(dǎo)體器件利用垂直柱狀晶體管被制造，所以采用本發(fā)明有助于制造高
度集成的半導(dǎo)體器件。
雖然出于說(shuō)明的目的對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，-f旦本領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是在不偏離在所附權(quán)利要求中所揭示的本發(fā)明的范圍 和精神的前提下，可以進(jìn)行各種修改、增加及替換。本申請(qǐng)要求于2008年4月10日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)
No. 10-2008-0033301的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容以引用方式合并在此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括多個(gè)垂直柱狀晶體管，形成在硅襯底的各個(gè)硅柱中，每個(gè)垂直柱狀晶體管包括柵極，選擇性地形成在所述硅柱的下部的一個(gè)表面上；及漏極區(qū)，其中兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的所述漏極區(qū)被連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體 管的所述柵極僅選擇性地形成在所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表 面上，使得所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的柵極卩波此面對(duì)。
3. 如權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體器件，其中所述柵極埋設(shè)在所述硅柱的下 部的一個(gè)表面中。
4. 一種半導(dǎo)體器件，包括 包括多個(gè)硅柱的娃襯底，每個(gè)硅柱包括柵極，形成所述硅扭的下部的一個(gè)表面上； 源極區(qū)，形成在所述硅柱的所述柵極上方的部分中； 漏極區(qū)，形成在所述硅襯底的所述柵極下方的部分中，使得所述漏 極區(qū)、所述柵極及所述源極區(qū)構(gòu)成垂直柱狀晶體管；及 字線，連接兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的柵極，并且沿一個(gè)方向設(shè)置， 其中所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的漏極區(qū)被連接，并且沿垂直于所 述字線的方向形成。
5. 如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體 管的柵極僅選擇性地形成在所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面 上，使得所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的柵極彼此面對(duì)。
6. 如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所迷柵極埋設(shè)在所述硅柱的下 部的一個(gè)表面中。
7. 如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，還包括絕緣層，插設(shè)于包括所述字線的所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管之間。
8. —種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中垂直柱狀晶體管的柵;〖及分別形成在 硅襯底的多個(gè)硅柱的每個(gè)硅柱的下部的一個(gè)表面上，所述垂直柱狀晶體管的漏極區(qū)形成為相互連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述柵極僅選擇性地形成在兩個(gè)相鄰 的垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面上，使得所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的柵 才及《皮;t匕面只于。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述柵極埋設(shè)在所述多個(gè)硅柱的每 個(gè)珪柱的下部的一個(gè)表面中。
11. 一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其包括以下步驟 刻蝕硅襯底形成多個(gè)硅柱；將第一絕緣層填充到所述硅柱之間的間隙中，除了柵極形成間隙之外； 對(duì)于未填充有所述第 一絕緣層的所述柵極形成間隙中的所述硅柱的下 部的表面進(jìn)行各向同性蝕刻；在被各向同性蝕刻的所述硅柱的下部中形成柵極； 移除所述第一絕緣層；在所述硅襯底的所述柵極下方的部分中形成漏極區(qū)；形成第二絕緣層填充所述硅柱之間的間隙，所述硅柱具有選擇性地形成在所述硅柱的下部的表面上的所述柵極；在所述第二絕緣層中形成字線以連接沿一個(gè)方向設(shè)置的柵極； 形成第三絕緣層以填充包括所述字線的所述硅柱之間的間隙； 在所述硅柱的所述柵極上方的部分中形成源極區(qū)，使得所述源極區(qū)、所述漏極區(qū)及所述柵極構(gòu)成垂直柱狀晶體管；及退火得到的形成有所述源極區(qū)的硅襯底，使得所述垂直柱狀晶體管的漏極區(qū)彼此相連，其中所述漏極區(qū)被設(shè)置為垂直于所述字線的方向。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述硅柱的步驟包括以下步驟在所述硅襯底上形成硬掩模覆蓋硅柱形成區(qū)； 將所述硅襯底蝕刻來(lái)定義第 一槽； 在所述第一槽和所述硬掩模的側(cè)壁上形成第一間隔物；及 利用所述硬掩模和所述第 一間隔物作為蝕刻掩模蝕刻所述硅襯底的在 所述第一槽的底部的部分，從而定義第二槽。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中在定義所述第二槽的步驟之后，所 述方法還包括以下步驟在所述第一間隔物和所述第二槽的表面上形成第二間隔物。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一絕緣層包括氧化物層。
15. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二絕緣層和所述第三絕緣層的每個(gè)包括氧化物層。
16. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述柵極僅分別形成在兩個(gè)相鄰的 垂直柱狀晶體管的相對(duì)表面上，使得所述兩個(gè)相鄰的垂直柱狀晶體管的柵極 ;f皮jt匕S;只于。
17. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述柵極埋設(shè)在所述多個(gè)硅柱的每 個(gè)硅柱的下部的 一個(gè)表面中。
18. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中在形成所述漏極區(qū)的步驟之后及形 成所述第二絕緣層的步驟之前，所述方法還包括以下步驟蝕刻在與所述字線的方向垂直的方向中形成的漏極區(qū)以彼此分隔所述 漏極區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有垂直柱狀晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法。該半導(dǎo)體器件包括形成在硅襯底的各個(gè)硅柱中的垂直柱狀晶體管。該垂直柱狀晶體管的柵極選擇性地形成在硅柱的下部的一個(gè)表面上，該垂直柱狀晶體管的漏極區(qū)彼此連接。
文檔編號(hào)H01L27/085GK101556954SQ20091000998
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者金經(jīng)都 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司