[发明专利]具有自行对准栅极电极的垂直沟道晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种制造垂直沟道晶体管的方法，包括：

形成具有两个横向相对侧壁的多个柱状物于衬底上；

形成栅极介电层于所述柱状物的两个侧壁上；

形成覆盖所述柱状物的两个侧壁中的仅一侧壁的第一栅极电极、及覆盖所述柱状物的其他侧壁且具有比所述第一栅极电极低的高度的屏蔽栅极电极于该栅极介电层上；以及

形成与所述第一栅极电极的侧壁的上部分连接的第二栅极电极，

其中所述第一栅极电极具有沿平行于衬底的方向延伸的线状垂直栅极结构，以及所述第二栅极电极具有在相同于所述第一栅极电极的方向延伸的形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一栅极电极及所述屏蔽栅极电极包括：

形成分别覆盖所述柱状物的两个侧壁的所述第一栅极电极及初步屏蔽栅极电极；

以第一介电层填充在所述多个柱状物的每一个间的间隙；

通过部分移除所述初步屏蔽栅极电极预定深度，形成所述屏蔽栅极电极；以及

以第二介电层填充在所述屏蔽栅极电极的每一个上所形成的间隙。

3.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述屏蔽栅极电极包括：

形成暴露所述初步屏蔽栅极电极的上表面且覆盖所述第一栅极电极及所述柱状物的光刻胶图案；以及

通过刻蚀所述初步屏蔽栅极电极的上部分，形成在所述屏蔽栅极电极上的间隙。

4.根据权利要求2所述的方法，其中形成所述第二栅极电极包括：

通过部分移除该第一介电层及该第二介电层，形成凹部；以及

以导电层填充所述凹部，以形成所述第二栅极电极。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第二栅极电极形成后，使所述第一栅极电极及所述第二栅极电极的上部分凹陷；以及

形成覆盖层，以填充凹陷的上部分。

6.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一栅极电极及所述屏蔽栅极电极包括：

形成分别覆盖所述柱状物的两个侧壁的初步第一栅极电极及初步屏蔽栅极电极；

以第一介电层填充在所述多个柱状物的每一个间的间隙；

通过部分移除所述初步屏蔽栅极电极预定深度，形成所述屏蔽栅极电极；

以第二介电层填充在所述屏蔽栅极电极的每一个上所形成的间隙；以及

使所述初步第一栅极电极、该第一介电层及该第二介电层凹陷预定深度，以形成所述第一栅极电极及在所述第一栅极电极上的第一凹部。

7.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述屏蔽栅极电极包括：

形成暴露所述初步屏蔽栅极电极的上表面且覆盖所述第一栅极电极及所述柱状物的光刻胶图案；以及

通过刻蚀所述初步屏蔽栅极电极的上部分，形成在所述屏蔽栅极电极上的间隙。

8.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述第二栅极电极包括：

形成间隔物于所述第一凹部的两个侧壁上；

通过使该第一介电层凹陷成与所述间隔物自行对准，形成第二凹部；以及

以导电层填充所述第二凹部，以形成所述第二栅极电极。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一栅极电极包括氮化钛层，以及所述第二栅极电极包括钨层。

10.一种制造垂直沟道晶体管的方法，包括：

形成具有两个横向相对侧壁的多个柱状物于衬底上；

形成栅极介电层于所述柱状物的两个侧壁上；

形成覆盖所述柱状物的两个侧壁中的仅一侧壁的第一栅极电极；以及

形成与所述第一栅极电极的侧壁的上部分连接的第二栅极电极，

其中所述第一栅极电极具有沿平行于衬底的方向延伸的线状垂直栅极结构，以及所述第二栅极电极具有在相同于所述第一栅极电极的方向延伸的形状。