具有垂直溝道晶體管的半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。所述方法包括以下步驟：在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和犧牲絕緣層；將柵電極材料和犧牲絕緣層圖案化以形成暴露出半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔；在孔的內(nèi)側(cè)壁上形成柵絕緣層；形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)柱體圖案被填充在孔中且在柱體圖案的頂部上被凹陷；在柱體圖案上形成接觸單元和電極單元；去除圖案化的犧牲絕緣層，且在去除圖案化的犧牲絕緣層的半導(dǎo)體襯底上形成間隔件氮化物材料；以及去除間隔件氮化物材料和圖案化的柵電極材料在柱體圖案之間的部分。
【專利說明】具有垂直溝道晶體管的半導(dǎo)體裝置及其制造方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年9月30日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請?zhí)枮?0-2013-0116514的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明構(gòu)思的各種實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，并且更具體地涉及一種具有垂直溝道晶體管的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0004]隨著半導(dǎo)體裝置的集成度變得更高，用于每個(gè)單位單元的二維區(qū)域減小。針對單位單元的區(qū)域的減小，已經(jīng)進(jìn)行了各種研究。例如，采用掩埋形式來制造用于連接開關(guān)器件、位線、字線和電容器的諸如接觸單元的連接件。
[0005]作為努力的一部分，提出了垂直溝道半導(dǎo)體裝置，其中用于開關(guān)器件的MOS晶體管的源極和漏極相對于襯底表面垂直地或三維地布置以將垂直溝道引導(dǎo)至襯底。
[0006]在垂直溝道晶體管中，通過包括與半導(dǎo)體襯底垂直的柱體圖案、形成在柱體圖案的外周緣上的柵電極、以及形成在柱體圖案的上端部和下端部上的源極和漏極(其中，在源極和漏極之間具有柵電極)來引導(dǎo)垂直溝道。
[0007]垂直溝道晶體管的有利之處在于，即使當(dāng)溝道長度增加時(shí)，晶體管在襯底上的區(qū)域也不增加。然而，由于形成柱體圖案，然后柵電極被形成為包圍柱體圖案的外周緣，所以垂直晶體管的制造工藝非常復(fù)雜。
[0008]更具體地，通過以下步驟來制造垂直溝道晶體管:刻蝕形成有柱體的襯底以將柱體的下部凹陷預(yù)設(shè)的寬度，在形成有柱體的襯底上形成柵絕緣層，將用于包圍柵電極的導(dǎo)電層沉積在形成有柵絕緣層的半導(dǎo)體襯底上，以及間隔件刻蝕(spacer-etch)沉積的導(dǎo)電層以形成包圍柱體的凹陷的下部的包圍柵電極。
[0009]由于柱體的下部被凹陷以形成包圍柵電極，所以柱體的下部的寬度比柱體的上部的寬度更小，且因而發(fā)生柱體圖案的倒塌。
[0010]此外，當(dāng)被沉積以形成包圍柵電極的導(dǎo)電層被間隔件刻蝕時(shí)，導(dǎo)電層未被清晰地刻蝕，并且柱體圖案未被分開。因此，可降低半導(dǎo)體裝置的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]對于具有垂直溝道晶體管的半導(dǎo)體裝置及其制造方法提供了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，具有垂直溝道晶體管的半導(dǎo)體裝置能夠通過防止柱體圖案倒塌或卡住來改善其可靠性。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，提供了一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法可以包括以下步驟:在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和犧牲絕緣層；將柵電極材料和犧牲絕緣層圖案化以形成暴露出半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔；在孔的內(nèi)側(cè)壁上形成第一柵絕緣層；形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)柱體圖案被填充在孔中且在柱體圖案的頂部上被凹陷；在柱狀圖案上形成接觸單元和電極單元；去除圖案化的犧牲絕緣層，并在去除圖案化的犧牲絕緣層的半導(dǎo)體襯底上形成間隔件氮化物材料；以及去除間隔件氮化物材料和圖案化的柵電極材料在柱體圖案之間的部分。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法可以包括以下步驟:在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和絕緣層；將柵電極材料和絕緣層圖案化以形成暴露出半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔；在孔的內(nèi)側(cè)壁上形成柵絕緣層；形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)柱體圖案被填充在孔中且在柱體圖案的頂部上被凹陷；在柱狀圖案上形成接觸單元和電極單元；將電極單元凹陷且形成被填充在孔中的數(shù)據(jù)儲存單元；以及去除圖案化的柵電極材料在柱體圖案之間的部分。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置可以包括:半導(dǎo)體襯底，其被注入離子；一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，其形成在半導(dǎo)體襯底上且從半導(dǎo)體襯底向上延伸；柵電極材料，其形成在柱體圖案的外側(cè)壁上具有設(shè)定高度；第一柵絕緣層，其以直線的形式形成在柵電極材料和柱體圖案之間；以及間隔件氮化物材料，其形成在柵電極材料上以包圍柱體圖案。
[0015]在以下標(biāo)題為“【具體實(shí)施方式】”的部分中描述這些和其他特征、方面和實(shí)施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中將更清楚地理解本公開的主題的以上和其他方面、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0017]圖1A至圖1H是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖；
[0018]圖2A至圖21是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖；
[0019]圖3A至圖3H是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例。本文參照截面圖來描述示例性實(shí)施例，截面圖是示例性實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意性圖示。照此，可以預(yù)料到圖示的形狀變化是緣于例如制造技術(shù)和/或公差。因而，示例性實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文說明的區(qū)域的特定形狀，而可以包括例如來自于制造的形狀差異。在附圖中，為了清楚起見，可能對層和區(qū)域的長度和尺寸進(jìn)行夸大。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。還將理解的是，當(dāng)一個(gè)層涉及在另一個(gè)層或襯底“上”時(shí)，其可以直接在另一個(gè)層或襯底上，或者還可以存在中間層。還應(yīng)注意的是，在本說明書中，“連接/耦接”不僅表示一個(gè)部件與另一個(gè)部件直接耦接，還表示一個(gè)部件經(jīng)由中間部件與另一個(gè)部件間接耦接。另外，只要未在句子中特意提及，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。
[0021]盡管將示出并且描述本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的原理和精神的情況下，可以對這些示例性實(shí)施例進(jìn)行變化。
[0022]圖1A至圖1H是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖。
[0023]如在圖1A中所示，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法可以包括以下步驟:提供半導(dǎo)體襯底110以及將用于防止圖案倒塌的離子注入至半導(dǎo)體襯底110中。用于防止圖案倒塌的離子可以例如是氮離子(N+)。
[0024]如圖1B中所示，將柵電極材料115沉積在半導(dǎo)體襯底110上，以及犧牲絕緣層120被沉積在柵電極材料115上。柵電極材料115可以包括例如氮化鈦(TiN)層、氮化鉭(TaN)層、鎢(W)層或硅化鈦(TiSi2)層，而犧牲絕緣層120可以是氧化物層?？梢酝ㄟ^考慮柵電極材料115在后續(xù)工藝中要被去除的厚度和垂直溝道晶體管的總高度來確定柵電極材料115和犧牲絕緣層120的層疊高度。
[0025]如圖1C中所示，將柵電極材料115和犧牲絕緣層120圖案化以形成暴露出半導(dǎo)體襯底110的上表面的孔H，以及將柵絕緣層125沉積在孔H中。此時(shí)，可以將柵電極材料115和犧牲絕緣層120圖案化以暴露出半導(dǎo)體襯底110的上表面?？商孢x地，如圖1C中所示，可以從半導(dǎo)體襯底110的上表面起將柵電極材料115和犧牲絕緣層120圖案化，使得將半導(dǎo)體襯底凹陷一定的深度。此外，柵絕緣層125可以是氧化物層，且其可以使用原子層沉積(ALD)方法來被沉積。接下來，刻蝕柵絕緣層125以僅形成在孔H的內(nèi)側(cè)壁上且暴露出孔H的底部。換言之，柵絕緣層125可以形成在孔H與柵電極材料115的側(cè)壁相對應(yīng)的內(nèi)側(cè)壁上。
[0026]如圖1D中所示，經(jīng)由外延生長方法，柱體材料被形成為掩埋在孔H中，然后被平坦化以形成有源柱體圖案130。將有源柱體圖案130凹陷一定的深度，以及在凹陷的有源柱體圖案130上形成接觸單元135。在接觸單元135上形成電極單元140。接觸單元135可以由例如硅化物形成，以及電極單元140可以由與柵電極材料115相同的材料形成。由于有源柱體圖案130經(jīng)由外延生長方法形成，所以可以防止有源柱體圖案130的倒塌。此外，由于在有源柱體圖案130經(jīng)由外延生長方法形成、然后被凹陷一定的深度之后形成接觸單元135和電極單元140，所以在不需要這種硬掩模工藝的情況下，制造工藝可以被進(jìn)一步簡化。
[0027]如圖1E中所示，經(jīng)由浸出工藝從半導(dǎo)體襯底中去除犧牲絕緣層120。接下來，在半導(dǎo)體襯底去除犧牲絕緣層120的上表面上形成間隔件氮化物材料145。
[0028]如圖1F中所示，刻蝕間隔件氮化物材料145和柵電極材料115與有源柱體圖案130的外周緣間隔開預(yù)設(shè)距離的部分。
[0029]如在圖1G中所示，在間隔件氮化物材料145和柵電極材料115的部分被刻蝕一定的高度的半導(dǎo)體襯底上形成用于單元間隔的絕緣層150，以及在絕緣層150上形成犧牲層155。絕緣層150可以是例如氮化物層,而犧牲層155可以是例如旋涂電介質(zhì)(spin ondielectric, SOD)層。
[0030]如在圖1H中所示，經(jīng)由化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來去除絕緣層150和犧牲層155的部分，使得將絕緣層150平坦化。
[0031]圖2A至圖21是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖。
[0032]如圖2A中所示，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法可以包括以下步驟:提供半導(dǎo)體襯底210以及將用于防止圖案倒塌的離子注入至半導(dǎo)體襯底210中。用于防止圖案倒塌的離子可以是例如氮離子(N+)。
[0033]如圖2B中所示，將柵電極材料215沉積在半導(dǎo)體襯底210上，以及將犧牲絕緣層220沉積在柵電極材料215上。柵電極材料215可以包括例如，氮化鈦(TiN)層，氮化鉭(TaN)層，鎢(W)層或硅化鈦(TiSi2)層，而犧牲絕緣層220可以是氧化物層。圖2B的工藝與圖1B的工藝的不同之處在于犧牲絕緣層220的層疊高度可以與犧牲絕緣層120的層疊高度不同。可以通過考慮柵電極材料215在后續(xù)工藝中要被去除的厚度和垂直溝道晶體管的總高度來確定柵電極材料215和犧牲絕緣層220的層疊高度。
[0034]如圖2C中所示，將柵電極材料215和犧牲絕緣層220圖案化以形成暴露出半導(dǎo)體襯底210的上表面的孔H，以及將柵絕緣層225沉積在孔H上。此時(shí)，柵絕緣層225可以是氧化物層，且其可以使用原子層沉積(ALD)方法來沉積。接下來，刻蝕柵絕緣層225以僅形成在孔H的內(nèi)側(cè)壁上且暴露出孔H的底部。換言之，柵絕緣層225可以形成在孔H與柵電極材料215的側(cè)壁相對應(yīng)的內(nèi)側(cè)壁上。
[0035]如圖2D中所示，經(jīng)由外延生長方法來將柱體材料形成為掩埋在孔H中，然后將柱體材料平坦化以形成有源柱體圖案230。將有源柱體圖案230凹陷一定的深度，以及在凹陷的有源柱體圖案230上形成接觸單元235。在接觸單元235上形成電極單元240。接觸單元235可以由例如硅化物形成，且電極單元240可以由與柵電極材料215相同的材料形成。由于經(jīng)由外延生長方法來形成有源柱體圖案230，所以可以防止有源柱體圖案230的倒塌。此外，由于在有源柱體圖案230經(jīng)由外延生長方法形成、然后被凹陷一定的深度之后形成接觸單元235和電極單元240，所以在不需要這種硬掩模工藝的情況下，可以進(jìn)一步簡化制造工藝。
[0036]如圖2E中所示，將電極單元240凹陷一定深度，以及在凹陷的電極單元240上形成數(shù)據(jù)儲存單元245以被掩埋在孔H中。數(shù)據(jù)儲存單元245可以包括相變材料、過渡金屬氧化物、鈣鈦礦或聚合物。
[0037]如圖2F中所示，經(jīng)由浸出工藝從半導(dǎo)體襯底中去除犧牲絕緣層220。接下來，在半導(dǎo)體襯底的去除犧牲絕緣層220的上表面上形成間隔件氮化物材料250。間隔件氮化物材料250可以是例如氮化物。
[0038]如圖2G中所示，刻蝕間隔件氮化物材料250和柵電極材料215與有源柱體圖案230的外周緣間隔預(yù)設(shè)距離的部分。
[0039]如圖2H中所示，在間隔件氮化物材料250和柵電極材料215的部分被刻蝕一定高度的半導(dǎo)體襯底上形成用于單元間隔的絕緣層255，以及在絕緣層255上形成犧牲層260。絕緣層255可以是例如氮化物層，而犧牲層260可以是例如旋涂電介質(zhì)(SOD)層。
[0040]如圖21中所示，經(jīng)由化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來去除絕緣層255和犧牲層260的部分，使得將絕緣層255平坦化。
[0041]圖3A至圖3H是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖。
[0042]如圖3A中所示，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法可以包括以下步驟:提供半導(dǎo)體襯底310以及將用于防止圖案倒塌的離子注入至半導(dǎo)體襯底310中。用于防止圖案倒塌的離子可以例如是氮離子(N+)。
[0043]如在圖3B中所示，將第一柵絕緣層315沉積在半導(dǎo)體襯底310上，將柵電極材料320沉積在第一柵絕緣層315上，以及將犧牲絕緣層325沉積在柵電極材料320上。柵電極材料320可以包括例如，氮化鈦(TiN)層，氮化鉭(TaN)層，鎢(W)層或硅化鈦(TiSi2)層，且犧牲絕緣層325和第一柵絕緣層315可以由相同材料形成，例如氧化物層。第一柵絕緣層315可以被形成以降低泄漏電流。隨著第一柵絕緣層15的厚度增加，泄漏電流可以被進(jìn)一步降低?？梢酝ㄟ^考慮柵電極材料320在后續(xù)工藝中要被去除的厚度和垂直溝道晶體管的總高度來確定柵電極材料320和犧牲絕緣層325的層疊高度。
[0044]如圖3C中所示，將第一柵絕緣層315、柵電極材料320和犧牲絕緣層325圖案化以形成暴露出半導(dǎo)體襯底310的上表面的孔H，以及將第二柵絕緣層330沉積在孔H中。此時(shí)，可以將第一柵絕緣層315、柵電極材料320和犧牲絕緣層325圖案化以暴露出半導(dǎo)體襯底310的上表面?？商孢x地，如圖3C中所示，可以從半導(dǎo)體襯底310的上表面起將第一柵絕緣層315、柵電極材料320和犧牲絕緣層325圖案化，使得半導(dǎo)體襯底被凹陷一定的深度。此外，第二柵絕緣層330和第一柵絕緣層315可以由相同材料形成，例如氧化物層，并且第二柵絕緣層330可以使用原子層沉積(ALD)方法來沉積。接下來，刻蝕第二柵絕緣層330以僅形成在孔H的內(nèi)側(cè)壁上、且暴露出孔H的底部。
[0045]如圖3D中所示，經(jīng)由外延生長方法將柱體材料形成為掩埋在孔中，然后將柱體材料平坦化以形成有源柱體圖案335。
[0046]將有源柱體圖案335凹陷一定的深度，以及在凹陷的有源柱體圖案335上形成接觸單元340。在接觸單元340上形成電極單元345?？梢匝刂鳻方向或Y方向來凹陷有源柱體圖案335。因此，可以改變有源柱體圖案335，使得柵電流沿著一個(gè)線方向流動(dòng)，以及由于沿X線方向和Y線方向中的一個(gè)線方向來凹陷有源圖案，所以可以減小有源柱體圖案335的電阻。接觸單元340可以由例如硅化物形成，且電極單元345可以由與柵電極材料320相同的材料形成。由于經(jīng)由外延生長方法來形成有源柱體圖案335，所以可以防止有源柱體圖案335的倒塌。此外，由于在經(jīng)由外延生長方法形成有源柱體圖案335、然后將有源柱體圖案335凹陷一定的深度之后形成接觸單元340和電極單元345，所以在不需要這種硬掩模工藝的情況下，制造工藝可以被進(jìn)一步簡化。盡管在圖3A至圖3D中未示出，也可以如圖2E中所示在電極單元345上形成數(shù)據(jù)儲存單元。
[0047]如圖3E中所示，經(jīng)由浸出工藝從半導(dǎo)體襯底中去除犧牲絕緣層325。接下來，在半導(dǎo)體襯底去除犧牲絕緣層325的上表面上形成間隔件氮化物材料350。
[0048]如圖3F中所示，刻蝕間隔件氮化物材料350和柵電極材料320與有源柱體圖案335的外周緣間隔預(yù)設(shè)距離的部分。
[0049]如圖3G中所示，在間隔件氮化物材料350和柵電極材料320的部分被刻蝕一定的高度半導(dǎo)體襯底上形成用于單元間隔的絕緣層355，以及在絕緣層355上形成犧牲層360。絕緣層355可以是例如氮化物層，而犧牲層360可以例如是旋涂電介質(zhì)(SOD)層。
[0050]如圖3H中所示，經(jīng)由化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來去除絕緣層355和犧牲層360的部分，使得絕緣層355被平坦化。
[0051]本發(fā)明的以上實(shí)施例是說明性的，并非限制性的。各種替換和等同形式是可以的。本發(fā)明不局限于本文所述的實(shí)施例。本發(fā)明也不局限于任何特定形式的半導(dǎo)體裝置。其他增加、刪減或修改結(jié)合本公開是顯然的，且旨在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0052]通過以上實(shí)施例可以看出，本申請?zhí)峁┝艘韵碌募夹g(shù)方案。
[0053]技術(shù)方案1.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟:
[0054]在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和犧牲絕緣層；
[0055]將所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層圖案化以形成暴露出所述半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔；
[0056]在所述孔的內(nèi)側(cè)壁上形成第一柵絕緣層；
[0057]形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)所述柱體圖案被填充至所述孔中且在所述柱體圖案的頂部上被凹陷；
[0058]在所述柱體圖案上形成接觸單元和電極單元；
[0059]去除圖案化的犧牲絕緣層，且在去除所述圖案化的犧牲絕緣層的所述半導(dǎo)體襯底上形成間隔件氮化物材料；以及
[0060]去除所述間隔件氮化物材料和圖案化的柵電極材料在所述柱體圖案之間的部分。
[0061]技術(shù)方案2.如技術(shù)方案I所述的方法，還包括以下步驟:
[0062]在沉積所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層之前，將離子注入至所述半導(dǎo)體襯底中。
[0063]技術(shù)方案3.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，所述柱體圖案經(jīng)由外延生長方法來形成。
[0064]技術(shù)方案4.如技術(shù)方案3所述的方法，其中，所述第一柵絕緣層形成在所述孔與所述圖案化的柵電極材料的側(cè)壁相對應(yīng)的內(nèi)側(cè)壁上。
[0065]技術(shù)方案5.如技術(shù)方案4所述的方法，在去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料的部分的步驟之后，還包括以下步驟:
[0066]在去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料的部分的所述半導(dǎo)體襯底上形成絕緣層；
[0067]在所述絕緣層上形成犧牲層；以及
[0068]通過去除所述絕緣層和所述犧牲層的部分來將所述絕緣層平坦化。
[0069]技術(shù)方案6.如技術(shù)方案I所述的方法，其中，去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料的部分的步驟包括以下步驟:
[0070]去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料與所述柱體圖案的外周緣間隔開的部分。
[0071]技術(shù)方案7.如技術(shù)方案I所述的方法，還包括以下步驟:
[0072]在沉積所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層之前，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第二柵絕緣層，
[0073]其中，在將所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層圖案化時(shí)，將所述第二柵絕緣層圖案化。
[0074]技術(shù)方案8.如技術(shù)方案7所述的方法，其中，所述第一柵絕緣層由與所述第二柵絕緣層相同的材料形成。
[0075]技術(shù)方案9.如技術(shù)方案8所述的方法，其中，所述柱體圖案沿著所述半導(dǎo)體襯底的X線方向和Y線方向中的一個(gè)來被凹陷。
[0076]技術(shù)方案10.—種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟:
[0077]在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和絕緣層；
[0078]將所述柵電極材料和所述絕緣層圖案化以形成暴露出所述半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔；
[0079]在所述孔的內(nèi)側(cè)壁上形成柵絕緣層；
[0080]形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)所述柱體圖案被填充在所述孔中且在所述柱體圖案的頂部上被凹陷；
[0081]在所述柱體圖案上形成接觸單元和電極單元；
[0082]將所述電極單元凹陷且形成填充在所述孔中的數(shù)據(jù)儲存單元；以及
[0083]去除圖案化的柵電極材料在所述柱體圖案之間的部分。
[0084]技術(shù)方案11.如技術(shù)方案10所述的方法，在形成所述數(shù)據(jù)儲存單元的步驟之后，還包括以下步驟:
[0085]去除圖案化的絕緣層以暴露出所述圖案化的柵電極材料的上表面；以及
[0086]在所述圖案化的柵電極材料的所述上表面上、和順序?qū)盈B有所述柱體圖案、所述接觸單元、所述電極部分和所述數(shù)據(jù)儲存單元的結(jié)構(gòu)的表面上形成間隔件氮化物材料。
[0087]技術(shù)方案12.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，在去除所述圖案化的柵電極材料的部分時(shí)，去除所述間隔件氮化物材料在所述柱體圖案之間的部分。
[0088]技術(shù)方案13.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)儲存單元包括相變材料、過渡金屬氧化物、鈣鈦礦和聚合物中的一種。
[0089]技術(shù)方案14.一種半導(dǎo)體裝置，包括:
[0090]半導(dǎo)體襯底，其被注入離子；
[0091]一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，其形成在所述半導(dǎo)體襯底上且從所述半導(dǎo)體襯底向上延伸；
[0092]柵電極材料，其形成在所述柱體圖案的外側(cè)壁上具有預(yù)設(shè)的高度；
[0093]第一柵絕緣層，其以直線形式形成在所述柵電極材料和所述柱體圖案之間；以及
[0094]間隔件氮化物材料，其形成在所述柵電極材料上以包圍所述柱體圖案。
[0095]技術(shù)方案15.如技術(shù)方案14所述的半導(dǎo)體裝置，其中，注入至所述半導(dǎo)體襯底中的所述離子是氮離子。
[0096]技術(shù)方案16.如技術(shù)方案14所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述多個(gè)柱體圖案是外延生長的柱體圖案。
[0097]技術(shù)方案17.如技術(shù)方案14所述的半導(dǎo)體裝置，還包括:
[0098]接觸單元，其形成在所述柱體圖案上；
[0099]電極單元，其形成在所述接觸單元上；以及
[0100]數(shù)據(jù)儲存單元，其形成在所述電極單元上。
[0101]技術(shù)方案18.如技術(shù)方案17所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述數(shù)據(jù)儲存單元包括相變材料、過渡金屬氧化物、鈣鈦礦和聚合物中的一種。
[0102]技術(shù)方案19.如技術(shù)方案14所述的半導(dǎo)體裝置，還包括:
[0103]第二柵絕緣層，其形成在所述半導(dǎo)體襯底和所述柵電極材料之間。
[0104]技術(shù)方案20.如技術(shù)方案19所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一柵絕緣層由與所述第二柵絕緣層相同的材料形成。
【權(quán)利要求】
1.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟: 在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和犧牲絕緣層； 將所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層圖案化以形成暴露出所述半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔； 在所述孔的內(nèi)側(cè)壁上形成第一柵絕緣層； 形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)所述柱體圖案被填充至所述孔中且在所述柱體圖案的頂部上被凹陷； 在所述柱體圖案上形成接觸單元和電極單元； 去除圖案化的犧牲絕緣層，且在去除所述圖案化的犧牲絕緣層的所述半導(dǎo)體襯底上形成間隔件氮化物材料；以及 去除所述間隔件氮化物材料和圖案化的柵電極材料在所述柱體圖案之間的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: 在沉積所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層之前，將離子注入至所述半導(dǎo)體襯底中。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述柱體圖案經(jīng)由外延生長方法來形成。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一柵絕緣層形成在所述孔與所述圖案化的柵電極材料的側(cè)壁相對應(yīng)的內(nèi)側(cè)壁上。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，在去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料的部分的步驟之后，還包括以下步驟: 在去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料的部分的所述半導(dǎo)體襯底上形成絕緣層； 在所述絕緣層上形成犧牲層；以及 通過去除所述絕緣層和所述犧牲層的部分來將所述絕緣層平坦化。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料的部分的步驟包括以下步驟: 去除所述間隔件氮化物材料和所述圖案化的柵電極材料與所述柱體圖案的外周緣間隔開的部分。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: 在沉積所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層之前，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第二柵絕緣層， 其中，在將所述柵電極材料和所述犧牲絕緣層圖案化時(shí)，將所述第二柵絕緣層圖案化。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一柵絕緣層由與所述第二柵絕緣層相同的材料形成。
9.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括以下步驟: 在半導(dǎo)體襯底上順序沉積柵電極材料和絕緣層； 將所述柵電極材料和所述絕緣層圖案化以形成暴露出所述半導(dǎo)體襯底的表面的一個(gè)或更多個(gè)孔； 在所述孔的內(nèi)側(cè)壁上形成柵絕緣層； 形成一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，每個(gè)所述柱體圖案被填充在所述孔中且在所述柱體圖案的頂部上被凹陷；在所述柱體圖案上形成接觸單元和電極單元；將所述電極單元凹陷且形成填充在所述孔中的數(shù)據(jù)儲存單元；以及去除圖案化的柵電極材料在所述柱體圖案之間的部分。
10.一種半導(dǎo)體裝置，包括:半導(dǎo)體襯底，其被注入離子；一個(gè)或更多個(gè)柱體圖案，其形成在所述半導(dǎo)體襯底上且從所述半導(dǎo)體襯底向上延伸；柵電極材料，其形成在所述柱體圖案的外側(cè)壁上具有預(yù)設(shè)的高度；第一柵絕緣層，其以直線形式形成在所述柵電極材料和所述柱體圖案之間；以及間隔件氮化物材料，其形成在所述柵電極材料上以包圍所述柱體圖案。
【文檔編號】H01L29/78GK104517854SQ201410332054
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】金玟錫, 尹孝燮 申請人:愛思開海力士有限公司