[发明专利]具有垂直单元的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体衬底的制造方法，包括以下步骤：

通过在衬底之上形成器件隔离层来限定有源区；

形成第一沟槽，所述第一沟槽将所述有源区划分为第一有源区和第二有源区；

形成掩埋位线，所述掩埋位线填充所述第一沟槽的一部分；

形成间隙填充层，所述间隙填充层将所述掩埋位线之上的所述第一沟槽的上部部分间隙填充；

通过沿着与所述掩埋位线相交叉的方向刻蚀所述间隙填充层和所述器件隔离层来形成第二沟槽；以及

形成填充第二沟槽的第一掩埋字线和第二掩埋字线，

其中，所述第一掩埋字线和所述第二掩埋字线分别围绕所述第一有源区的侧壁和所述第二有源区的侧壁而被成形。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述形成第一沟槽的步骤包括以下步骤：

在所述有源区和所述器件隔离层之上形成位线沟槽掩模，所述位线沟槽掩模沿着与所述有源区相交叉的方向被图案化；以及

通过使用所述位线沟槽掩模作为刻蚀阻挡层来同时地刻蚀所述有源区和所述器件隔离层，以将所述有源区划分为第一有源区和第二有源区。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述形成第二沟槽的步骤包括以下步骤：

在所述间隙填充层、所述第一和第二有源区以及所述器件隔离层之上形成字线沟槽掩模，所述字线沟槽掩模沿着与掩埋位线相交叉的方向被图案化；以及

使用所述字线沟槽掩模作为刻蚀阻挡层将所述间隙填充层和所述器件隔离层刻蚀至一定深度。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述形成掩埋位线的步骤包括以下步骤：

在所述第一沟槽的侧壁上形成间隔件，所述间隔件将所述第一沟槽的侧壁的一部分开放；以及

用导电材料填充所述第一沟槽的一部分以与所述第一沟槽的所述侧壁的所述开放的部分相接触。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述形成间隔件的步骤包括以下步骤：

在所述第一沟槽之上形成氧化物层；以及

在所述氧化物层上进行刻蚀工艺，以将所述第一沟槽的所述侧壁的所述一部分开放。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述用导电材料填充所述第一沟槽的一部分的步骤包括以下步骤：

依次沉积阻挡层和金属层。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述金属层包括钨层。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述阻挡层包括钛层、氮化钛层或钛层与氮化钛层的叠层。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述形成第一掩埋字线和第二掩埋字线的步骤包括以下步骤：

在所述第一和第二有源区的被所述第二沟槽暴露出的侧壁上形成栅绝缘层；以及

用导电材料填充具有所述栅绝缘层的所述第二沟槽。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述导电材料包括金属层。

11.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在形成所述第一掩埋字线和所述第二掩埋字线之后形成电容器，所述电容器包括与所述第一和第二有源区的上部部分相耦接的存储节点。

12.一种半导体器件，包括：

利用沟槽彼此分离的第一有源区和第二有源区；

填充所述沟槽的一部分的掩埋位线；

围绕所述第一有源区的侧壁成形的第一掩埋字线；以及

围绕所述第二有源区的侧壁成形的第二掩埋字线。

13.如权利要求12所述的半导体器件，其中所述掩埋位线跨过所述第一掩埋字线和所述第二掩埋字线。

14.如权利要求12所述的半导体器件，还包括使所述第一掩埋字线和所述第二掩埋字线彼此绝缘的器件隔离图案和位线间隙填充层。

15.如权利要求14所述的半导体器件，其中所述位线间隙填充层将掩埋位线之上的沟槽的上部部分间隙填充。

16.如权利要求12所述的半导体器件，其中所述第一有源区和所述第二有源区为柱状。

17.如权利要求12所述的半导体器件，其中所述掩埋位线、所述第一掩埋字线和所述第二掩埋字线的每个包括金属层。