[发明专利]具有垂直沟道晶体管的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

形成由多个沟槽分隔开的多个半导体本体线，在所述多个半导体本体线中掩埋有多个掩埋位线；

形成填充所述多个沟槽中的每个沟槽的填充层；

在所述多个半导体本体线和所述填充层之上形成导电层；以及

通过刻蚀所述导电层，在所述多个半导体本体线之上形成多个半导体柱体，

其中，通过热工艺使所述多个半导体本体线的上部流动，来形成所述填充层。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个半导体本体线、所述填充层以及所述多个半导体柱体包括单晶硅。

3.如权利要求1所述的方法，其中，形成掩埋有所述多个掩埋位线的所述多个半导体本体线的步骤包括以下步骤：

刻蚀半导体衬底，以形成由多个球状沟槽分隔开的所述多个半导体本体线；

形成部分填充所述多个球状沟槽的多个初步位线；以及

刻蚀以部分地去除所述多个初步位线的部分和形成填充所述多个球状沟槽的球状体的侧壁的所述多个掩埋位线。

4.如权利要求3所述的方法，其中，形成由所述球状沟槽分隔开的所述多个半导体本体线的步骤包括以下步骤：

刻蚀所述半导体衬底，以形成由多个初步沟槽分隔开的所述多个初步半导体本体线；

形成部分填充所述多个初步沟槽的多个牺牲层图案；

在所述多个初步沟槽的上侧壁上形成多个间隔件；

去除所述多个牺牲层图案；以及

通过使用所述多个间隔件作为刻蚀阻挡层，来刻蚀所述初步沟槽并且形成所述球状沟槽。

5.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在形成所述填充层之前，形成部分填充所述沟槽的电介质层。

6.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用所述多个半导体本体线和所述填充层作为晶种，经由外延生长形成所述导电层。

7.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述多个半导体柱体的步骤包括以下步骤：

通过刻蚀导电层，形成多个线型初步半导体柱体；

形成填充所述多个初步半导体柱体之间的空间的层间电介质层；以及

通过刻蚀所述层间电介质层和所述多个初步半导体柱体，来形成所述多个半导体柱体。

8.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

刻蚀硅衬底和形成被多个沟槽分隔开的多个硅本体线；

在所述沟槽中形成高度比所述多个硅本体线的高度低的电介质层；

经由允许所述硅本体线的硅迁移的热工艺，在所述电介质层之上形成填充硅层；

在所述填充硅层和所述多个硅本体线之上形成硅层；以及

通过刻蚀所述硅层和所述填充硅层，在所述多个硅本体线之上形成多个硅柱体，其中所述多个硅柱体包括垂直沟道晶体管的沟道区域。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述多个硅本体线和所述填充硅层包括单晶硅。

10.如权利要求8所述的方法，其中，在包含氢气的氛围下经由退火形成所述填充硅层。

11.如权利要求10所述的方法，其中，通过使用氢气和惰性气体的混合物，来执行所述退火。

12.如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

在形成所述填充硅层之前，清洁所述多个硅本体线的表面。

13.如权利要求8所述的方法，其中，经由外延生长形成所述硅层。

14.如权利要求8所述的方法，其中，形成所述多个硅柱体的步骤包括以下步骤：

通过刻蚀所述硅层，形成多个线型初步硅柱体；

形成填充所述多个初步硅柱体之间的空间的层间电介质层；以及

通过刻蚀所述层间电介质层和所述多个初步硅柱体，形成所述多个硅柱体。

15.如权利要求8所述的方法，

其中所述多个沟槽包括球状沟槽，以及

其中所述方法还包括：

在形成所述多个硅本体线之后，形成填充所述球状沟槽的多个初步位线；以及

刻蚀以部分地去除所述多个初步位线的部分并且形成掩埋在所述多个硅本体线的两个侧壁中的多个位线。

16.如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

在所述多个硅柱体的侧壁上形成多个字线；以及

形成与所述多个硅柱体的上部连接的电容器。