[发明专利]具有垂直柱状晶体管的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种用作浮体存储器的半导体器件，该半导体器件包括：

多个垂直柱状晶体管，形成在硅衬底的各个硅柱中，每个垂直柱状晶体 管包括：

栅极，选择性地埋设在所述硅柱的下部的一个表面中；

漏极区；及

浮体，

其中两个相邻的垂直柱状晶体管的所述漏极区被连接，并且

其中所述垂直柱状晶体管的主体用作所述浮体。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述两个相邻的垂直柱状晶体 管的所述栅极仅选择性地形成在所述两个相邻的垂直柱状晶体管的相对表 面上，使得所述两个相邻的垂直柱状晶体管的栅极彼此面对。

3.一种用作浮体存储器的半导体器件，该半导体器件包括：

包括多个硅柱的硅衬底，每个硅柱包括：

栅极，埋设在所述硅柱的下部的一个表面中；

源极区，形成在所述硅柱的所述栅极上方的部分中；

漏极区，形成在所述硅衬底的所述栅极下方的部分中，使得所述漏 极区、所述栅极及所述源极区构成垂直柱状晶体管；

浮体；及

字线，连接两个相邻的垂直柱状晶体管的栅极，并且沿一个方向设置，

其中所述两个相邻的垂直柱状晶体管的漏极区被连接，并且沿垂直于所 述字线的方向形成，并且

其中所述垂直柱状晶体管的主体用作所述浮体。

4.如权利要求3所述的半导体器件，其中所述两个相邻的垂直柱状晶体 管的栅极仅选择性地形成在所述两个相邻的垂直柱状晶体管的相对表面 上，使得所述两个相邻的垂直柱状晶体管的栅极彼此面对。

5.如权利要求3所述的半导体器件，还包括：

绝缘层，插设于包括所述字线的所述两个相邻的垂直柱状晶体管之间。

6.一种制造半导体器件的方法，其中所述半导体器件用作浮体存储器， 该半导体器件包括浮体，其中垂直柱状晶体管的栅极分别埋设在硅衬底的多 个硅柱的每个硅柱的下部的一个表面中，所述垂直柱状晶体管的漏极区形成 为相互连接，并且其中所述垂直柱状晶体管的主体用作所述浮体。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述栅极仅选择性地形成在两个相邻 的垂直柱状晶体管的相对表面上，使得所述两个相邻的垂直柱状晶体管的栅 极彼此面对。

8.一种制造半导体器件的方法，其包括以下步骤：

刻蚀硅衬底形成多个硅柱；

将第一绝缘层填充到所述硅柱之间的间隙中，除了栅极形成间隙之外；

对于未填充有所述第一绝缘层的所述栅极形成间隙中的所述硅柱的下 部的表面进行各向同性蚀刻；

在被各向同性蚀刻的所述硅柱的下部中形成栅极，其中所述栅极埋设在 所述多个硅柱的每个硅柱的下部的一个表面中；

移除所述第一绝缘层；

在所述硅衬底的所述栅极下方的部分中形成漏极区；

形成第二绝缘层填充所述硅柱之间的间隙，所述硅柱具有选择性地形成 在所述硅柱的下部的表面上的所述栅极；

在所述第二绝缘层中形成字线以连接沿一个方向设置的栅极；

形成第三绝缘层以填充包括所述字线的所述硅柱之间的间隙；

在所述硅柱的所述栅极上方的部分中形成源极区，使得所述源极区、所 述漏极区及所述栅极构成垂直柱状晶体管；及

退火得到的形成有所述源极区的硅衬底，使得所述垂直柱状晶体管的漏 极区彼此相连，其中所述漏极区被设置为垂直于所述字线的方向，

其中所述半导体器件用作浮体存储器，该半导体器件包括浮体，并且所 述垂直柱状晶体管的主体用作所述浮体。

9.如权利要求8所述的方法，其中形成所述硅柱的步骤包括以下步骤：

在所述硅衬底上形成硬掩模覆盖硅柱形成区；

将所述硅衬底蚀刻来定义第一槽；

在所述第一槽和所述硬掩模的侧壁上形成第一间隔物；及

利用所述硬掩模和所述第一间隔物作为蚀刻掩模蚀刻所述硅衬底的在 所述第一槽的底部的部分，从而定义第二槽。