[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本公开提供了半导体器件及其制造方法。一种半导体器件包括：在基板上的多个沟道结构，每个沟道结构在垂直于基板的第一方向上延伸并具有栅极绝缘层和沟道层；公共源极延伸区，包括具有n型导电性的第一半导体层，在基板和沟道结构之间；多个栅电极，在公共源极延伸区上并在每个沟道结构的侧壁上在第一方向上彼此间隔开；以及在基板上的公共源极区，与公共源极延伸区接触并包括具有n型导电性的第二半导体层，其中每个沟道结构的栅极绝缘层延伸以覆盖公共源极延伸区的上表面以及底表面的至少一部分。

技术领域

实施方式涉及一种半导体器件以及制造该半导体器件的方法，更具体地，涉及包括垂直沟道层的半导体器件以及制造该半导体器件的方法。

背景技术

随着存储器件的集成度已经提高，已经提出了具有垂直晶体管结构的存储器件来代替具有平面晶体管结构的存储器件。具有垂直晶体管结构的存储器件包括在基板上在垂直方向上延伸的垂直沟道层。

发明内容

根据实施方式的一方面，提供一种半导体器件，该半导体器件包括：在基板上的多个沟道结构，所述多个沟道结构的每个具有栅极绝缘层和沟道层并在垂直于基板的上表面的第一方向上延伸；公共源极延伸区，设置在基板和所述多个沟道结构之间，并包括具有n型导电性的第一半导体层；多个栅电极，设置在公共源极延伸区上并在所述多个沟道结构的每个的侧壁上在第一方向上彼此间隔开；以及设置在基板上的公共源极区，该公共源极区与公共源极延伸区接触并包括具有n型导电性的第二半导体层，其中所述多个沟道结构的每个的栅极绝缘层延伸以覆盖公共源极延伸区的上表面和底表面的至少一部分。

根据实施方式的另一方面，提供一种半导体器件，该半导体器件包括：基底层，设置在基板上并具有n型导电性；公共源极延伸区，设置在基底层上并包括具有n型导电性的第一半导体层；多个沟道结构，设置在公共源极延伸区上并在垂直于基板的上表面的第一方向上延伸，所述多个沟道结构的每个具有栅极绝缘层和沟道层；多个栅电极，设置在公共源极延伸区上并在所述多个沟道结构的每个的侧壁上在第一方向上彼此间隔开；以及设置在基板上的公共源极区，该公共源极区与公共源极延伸区的底表面的一部分接触并包括具有n型导电性的第二半导体层，其中所述多个沟道结构的每个的栅极绝缘层的一部分延伸以覆盖公共源极延伸区的上表面和底表面的至少一部分。

根据实施方式的另一方面，提供一种制造半导体器件的方法，该方法包括：在基板上形成牺牲层；在牺牲层上形成栅极模制结构，该栅极模制结构包括交替地布置的多个第一材料层和多个第二材料层；形成穿过栅极模制结构以暴露牺牲层的多个沟道孔；通过去除牺牲层而形成第一凹陷；在第一凹陷的内壁和所述多个沟道孔的内壁上形成栅极绝缘层；形成填充第一凹陷的公共源极延伸区；形成穿过栅极模制结构的公共源极开口部分；以及形成填充公共源极开口部分的底部分的公共源极区。

附图说明

通过参照附图详细描述示范性实施方式，特征对于本领域技术人员来说将变得明显，附图中：

图1示出根据示例实施方式的半导体器件的存储单元阵列的等效电路图；

图2示出根据示例实施方式的半导体器件的典型结构的透视图；

图3示出沿着图2的线III-III'截取的剖视图；

图4示出根据示例实施方式的半导体器件的剖视图；

图5示出根据示例实施方式的半导体器件的剖视图；

图6示出根据示例实施方式的半导体器件的剖视图；

图7至图16示出根据示例实施方式的制造半导体器件的方法中的多个阶段的剖视图；以及

图17至图19示出根据示例实施方式的制造半导体器件的方法中的多个阶段的剖视图。

具体实施方式

在下文，将参照附图更全面地描述实施方式。