[发明专利]柱状半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种柱状半导体装置，具有：

柱状半导体，在基板上往垂直方向竖立；

栅极绝缘层，围绕所述半导体柱；

栅极导体层，围绕所述栅极绝缘层；

第一掺杂物区域，由单层或多层构成，并在俯视时以等宽围绕所述半导体柱的下部侧面，且含有受体或施体掺杂物；以及

第二掺杂物区域，位于所述半导体柱的顶部或侧面，且含有受体或施体掺杂物；

于垂直方向中，所述第一掺杂物区域的上表面位置位于所述栅极绝缘层的下端位置；

于垂直方向中，所述第二掺杂物区域的下端位置位于所述栅极绝缘层的上端位置；

所述第一掺杂物区域与所述第二掺杂物区域成为源极或汲极；

所述第一掺杂物区域与所述第二掺杂物区域具有单结晶性。

2.根据权利要求1所述的柱状半导体装置，其中，在所述半导体柱的底部以及连结于所述底部的所述基板的表层具有氧化绝缘层。

3.根据权利要求2所述的柱状半导体装置，其中，于垂直方向中，所述半导体柱内的所述氧化绝缘层的上表面位置与所述第一掺杂物区域的下端位置为分离。

4.根据权利要求1所述的柱状半导体装置，其中，于俯视时，以等宽围绕所述第一掺杂物区域的以单层或多层构成的第一导体区域、及与所述第一导体区域相连的第二导体区域往水平方向延伸。

5.根据权利要求1所述的柱状半导体装置，其中，所述第二掺杂物区域包括：

第三掺杂物区域，与所述半导体柱的上表面相连，且于俯视所述半导体柱的上表面时，维持所述半导体柱的顶部形状并从所述半导体柱的上表面往垂直方向上方延伸；以及

第四掺杂物区域，与所述第三掺杂物区域的上表面相连，且于俯视所述第三掺杂物区域的上表面时，具有比所述第三掺杂物区域的外周端更靠外侧的外周端。

6.根据权利要求1所述的柱状半导体装置，其中，所述半导体柱包括：第一半导体柱，与所述第一掺杂物区域相接；以及第二半导体柱，位于比所述第一半导体柱更上方；

于俯视时，所述第一半导体柱的外周比所述第二半导体柱的外周更靠外侧。

7.根据权利要求6所述的柱状半导体装置，其中，具有在所述半导体柱内与所述第一掺杂物区域相连的第五掺杂物区域；

于垂直方向中，所述第五掺杂物区域的上端位置位于所述第一半导体柱的上端位置。

8.根据权利要求1所述的柱状半导体装置，其中，于垂直方向中，于所述半导体柱的上方或内部具有绝缘层，所述绝缘层在所述第二掺杂物区域的上端位置具有下端位置。

9.根据权利要求1所述的柱状半导体装置，其中，于垂直方向中，所述第二掺杂物区域围绕所述半导体柱的侧面、以及与所述半导体柱的所述侧面相连的顶部。

10.一种柱状半导体装置的制造方法，包括：

于基板上形成往垂直方向竖立的半导体柱的步骤；

形成以单层或多个材料所构成的第一材料层的步骤，所述第一材料层覆盖所述半导体柱，且在最外侧具有绝缘层；

于垂直方向中，去除位于所述半导体柱的下方的所述第一绝缘层，而使所述半导体柱的侧面的一部分露出的步骤；

通过选择性外延结晶成长法形成由单层或多层构成的第一掺杂物区域，所述第一掺杂物区域与露出的所述半导体柱的所述侧面相接并以等宽围绕，且含有施体或受体掺杂物；

所述第一掺杂物区域具有单结晶性，且成为源极或汲极。

11.根据权利要求10所述的柱状半导体装置的制造方法，其中，所述基板具有半导体层；

所述柱状半导体装置的制造方法并包括：以包覆所述半导体柱的方式形成耐氧化材料层的步骤；

将所述半导体柱的外周部的所述半导体层的上表面露出的步骤；以及

在露出的所述半导体层的所述上表面、以及与所述上表面相连的所述半导体柱的底部形成氧化绝缘层的步骤。