[发明专利]一种半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

半导体衬底；

背栅结构，所述背栅结构垂直形成在所述半导体衬底上；

沟道层，垂直形成在所述半导体衬底上，并且包覆在所述背栅结构的外侧，所述沟道层在垂直于所述半导体衬底的方向上包括第一部分、沿所述第一部分向衬底方向延伸的第二部分，以及沿所述第一部分向远离所述衬底方向延伸的第三部分；

栅极结构，包覆所述沟道层的所述第一部分的外侧；

源/漏极，形成于所述栅极结构的两侧，且包覆所述沟道层的所述第二部分和所述第三部分的外侧；

其中，所述栅极结构及所述源/漏极均环绕所述沟道层的外壁，且在垂直于衬底的方向上形成堆叠结构。

2.根据权利要求1所述半导体器件，其特征在于，所述栅极结构与所述源/漏极之间形成有绝缘间隔层，所述栅极结构与所述沟道区域之间形成有栅介质层。

3.根据权利要求2所述半导体器件，其特征在于，所述栅介质层还形成在所述栅极结构的栅极和所述绝缘间隔层之间。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述背栅结构包括形成在所述沟道层内壁及底部的背栅介质层，以及位于所述背栅介质层中间的背栅电极。

5.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，还包括绝缘层，所述绝缘层形成在所述半导体衬底上，并且包覆所述栅极结构、所述源/漏极及所述栅极和所述源/漏极之间的绝缘间隔层，并且覆盖在所述背栅结构、所述沟道层及所述源/漏极的上表面。

6.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述绝缘间隔层还形成在所述源/漏极与所述半导体衬底之间。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体衬底面向所述背栅结构一侧的表面设置有重掺杂层，所述重掺杂层与所述背栅结构的背栅电极接触以控制所述背栅电极的电压。

8.一种半导体器件制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成绝缘体堆栈结构，所述绝缘体堆栈结构包括栅极牺牲层、位于所述栅极牺牲层两侧的源/漏极牺牲层以及位于所述栅极牺牲层和所述源/漏极牺牲层之间的绝缘间隔层；

刻蚀所述绝缘体堆栈结构，以在所述绝缘体堆栈结构中形成垂直于所述半导体衬底，且暴露所述半导体衬底表面的第一通孔；

在所述第一通孔的内壁上沉积半导体层以形成沟道层，所述沟道层在垂直于所述半导体衬底的方向上包括第一部分、沿所述第一部分向所述半导体衬底一侧延伸的第二部分以及向远离所述半导体衬底一侧延伸的第三部分；

在所述沟道层内形成背栅结构，同时在所述沟道层的所述第一部分的外侧形成栅极结构；

在所述沟道层的所述第二部分和所述第三部分的外侧形成源/漏极；

其中，所述栅极结构及所述源/漏极均环绕所述沟道层的外壁，在垂直于所述半导体衬底的方向上形成堆叠结构。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，形成所述背栅结构及所述栅极结构包括以下步骤：

去除所述绝缘间隔层之间的所述栅极牺牲层，以在所述绝缘间隔层之间形成栅极空隙；

在所述沟道层的内壁和底部及所述栅极空隙的侧壁及底部沉积绝缘材料，分别形成背栅介质层及栅极介质层；

然后在所述栅极介质层及所述背栅介质层中间填充导电材料，分别形成栅电极及背栅电极。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，去除所述栅极牺牲层还包括以下步骤：

刻蚀所述绝缘体堆栈结构至所述半导体衬底表面停止，在所述绝缘体堆栈结构外围形成环绕所述沟道层以及所述堆栈结构的第二通孔，所述第二通孔与所述沟道层由所述绝缘体堆栈结构隔离；

刻蚀所述栅极牺牲层。