[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在衬底上形成第一柱状半导体层，并在位于该第一柱状半导体层下面的该衬底的上部形成第一平面半导体层；

在该第一柱状半导体层的下部以及该第一平面半导体层的全部或上部形成第二导电类型的第一半导体层；

围绕该第一柱状半导体层的下侧壁以及在该第一平面半导体层上方形成第一绝缘膜；

围绕该第一柱状半导体层形成栅极绝缘膜和栅极电极；

形成侧壁状第二绝缘膜，其围绕该第一柱状半导体层的上侧壁并接触该栅极电极的上表面，以及围绕该栅极电极和该第一绝缘膜的侧壁；

在该第一柱状半导体层的上部形成该第二导电类型的第二半导体层，并在该第二导电类型的该第一半导体层和该第二导电类型的该第二半导体层之间形成第一导电类型的半导体层；以及

在该第二导电类型的该第一半导体层的上表面以及该第二导电类型的该第二半导体层的上表面分别形成金属半导体化合物，

其中，该第一绝缘膜的厚度大于围绕该第一柱状半导体层形成的该栅极绝缘膜的厚度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一柱状半导体层的中心轴与该第一柱状半导体层的边缘之间的长度大于该第一柱状半导体层的该中心轴与该第一柱状半导体层的侧壁之间的长度、该栅极绝缘膜的厚度、该栅极电极的厚度以及围绕该栅极电极和该第一绝缘膜的该侧壁形成的该侧壁状第二绝缘膜的厚度的总和。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该栅极电极的厚度大于围绕该第一柱状半导体层的上侧壁并接触该栅极电极的上表面而形成的该侧壁状第二绝缘膜的厚度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

该第一平面半导体层为第一平面硅层；

该第一柱状半导体层为第一柱状硅层；

该第一导电类型的该半导体层为该第一导电类型的硅层；

该第二导电类型的该第一半导体层为该第二导电类型的第一硅层；以及

该第二导电类型的该第二半导体层为该第二导电类型的第二硅层。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

该第一导电类型的该半导体层为p型硅层或非掺杂硅层；

该第二导电类型的该第一半导体层为n型硅层；以及

该第二导电类型的该第二半导体层为n型硅层。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

该第一导电类型的该半导体层为n型硅层或非掺杂硅层；

该第二导电类型的该第一半导体层为p型硅层；以及

该第二导电类型的该第二半导体层为p型硅层。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在该衬底上形成衬垫氧化膜；

在该衬垫氧化膜上形成第一氮化膜，以在形成该第一柱状硅层时用作为掩膜；

在该第一氮化膜上形成第一非晶硅或多晶硅膜；

在该第一非晶硅或多晶硅膜上敷设抗蚀层，并通过光刻将第一柱状层图案转移至该抗蚀层，从而形成对应于该第一柱状层图案的第一抗蚀层；以及

依序蚀刻该第一非晶硅或多晶硅膜和该第一氮化膜，以形成第一硬掩膜。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括通过利用该第一硬掩膜的干蚀刻工艺形成该第一柱状硅层的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在该干蚀刻期间，完全地蚀刻用作为该第一硬掩膜的该第一非晶硅或多晶硅膜以使电浆发射强度发生改变，其中，该电浆发射强度可由干蚀刻器件检测，且其中形成该第一柱状硅层的步骤包括检测该电浆发射强度的变化，并基于该检测结果决定该干蚀刻工艺的终止时间，以控制该第一柱状硅层的高度尺寸。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在该干蚀刻工艺之前的该第一非晶硅或多晶硅膜的高度尺寸小于该第一柱状硅层的高度尺寸。

11.如权利要求4所述的方法，包括牺牲氧化位于该衬底上的该第一柱状硅层的表面，以降低充当沟道区的该第一柱状硅层的侧壁的不规则性，同时移除该第一柱状硅层中具有该干蚀刻工艺中注入的碳原子的表面部分，并保护该第一柱状硅层不受包括后续干蚀刻工艺中产生的副产物在内的污染。