[发明专利]用于形成垂直沟道器件的方法

权利要求书

1.一种用于形成垂直沟道器件的方法，所述方法包括：

提供包括衬底(101)和多个垂直沟道结构(110)的半导体结构(100)，

提供具有环绕栅极(112)的所述垂直沟道结构(110)，

形成嵌入所述栅极(112)并暴露每个垂直沟道结构(110)的顶部(110a)的第一介电层(114)，

在每个顶部(110a)上形成顶电极(138)，

在所述顶电极(138)的侧壁上形成侧壁蚀刻势垒(140)，

形成覆盖所述第一介电层(114)和所述顶电极(138)的第二介电层(142)，

形成垂直延伸的栅极接触孔(162)的集合，每个孔(162)暴露栅极(112)并且每个孔(162)通过毗邻顶电极(138)将所述第一和第二介电层(114、142)选择性地蚀刻至所述侧壁蚀刻势垒(140)来形成，以及

用导电材料填充所述栅极接触孔(162)的集合。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述栅极接触孔(162)的集合包括：

在所述第二介电层(142)上形成栅极接触掩模层(158)，

在所述栅极接触掩模层(158)中形成开口(160)，所述开口(160)限定所述孔(162)的位置，以及

穿过所述开口(160)蚀刻所述第一和第二介电层(114、142)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述开口(160)中的至少一个开口的宽度尺寸使得穿过所述至少一个开口(160)的所述蚀刻暴露顶电极(138)上的所述侧壁蚀刻势垒层(140)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，形成所述侧壁蚀刻势垒(140)包括：

形成覆盖所述第一介电层(114)和所述顶电极(138)的共形蚀刻势垒层，以及

执行所述蚀刻势垒层的各向异性蚀刻，使得蚀刻势垒层部分从所述第一介电层(114)中被移除，并且蚀刻势垒层部分保留在所述顶电极(138)的所述侧壁上。

5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括在每个顶电极(138)的上表面上形成上蚀刻势垒(130’)，其中所述第一和第二介电层(114、142)的所述蚀刻对于所述侧壁蚀刻势垒(140)和所述上蚀刻势垒(130’)两者是选择性的。

6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：

形成至少包括第一导电层(124)并且覆盖所述第一介电层(114)和所述垂直沟道结构(110)的所述顶部(110a)的顶电极层(128)，以及

将顶电极图案转移至所述顶电极层(128)中，由此形成所述顶电极(138)。

7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：

形成至少包括第一导电层(124)并且覆盖所述第一介电层(114)和所述顶部(110a)的顶电极层(128)，

形成覆盖所述顶电极层(128)的蚀刻势垒层(130)，以及

将顶电极图案转移至所述蚀刻势垒层(130)以及所述顶电极层(128)中，由此形成所述顶电极(138)和上蚀刻势垒(130’)。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述顶电极层(128)进一步包括在所述第一导电层(124)上形成的第二导电层(126)，其中至少所述第一导电层(124)被形成为所述第一介电层(114)和所述垂直沟道结构(110)的所述顶部(110a)上的共形层。