[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

提供了半导体器件及其制造方法。一种半导体器件包括栅电极的垂直堆叠。所述栅电极以不同的长度延伸以提供接触区域。所述栅电极具有导电区域和绝缘区域。接触栓填充在所述接触区域中穿过所述栅电极的堆叠的接触孔。所述接触栓连接到所述栅电极。所述接触栓在所述接触区域中穿过一个栅电极的导电区域并电连接到该栅电极，并且穿过其他栅电极的所述绝缘区域。所述绝缘区域在所述栅电极与所述接触栓相交的区域中设置在所述接触孔的外部。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0066815的利益和优先权，该韩国专利申请的全部公开内容以引用的方式合并于本申请中。

技术领域

本公开涉及半导体，更具体地，涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

即使半导体器件的尺寸越来越小，它们也变得越来越强大。这是通过设计其组成元件具有较高集成度的半导体器件来实现的。提高集成度的一种方式是利用垂直晶体管结构代替传统的平面晶体管结构。在具有垂直晶体管结构的半导体器件中，元件占据多个高度，从而增加了可以设置在单个芯片上的元件数目，而不增加该芯片的占用面积。

发明内容

一种半导体器件包括多个栅电极，所述多个栅电极在与衬底的上表面垂直的方向上堆叠并且彼此间隔开。所述多个栅电极在一个方向上以彼此不同的长度延伸以提供多个接触区域。所述多个栅电极中的每一个栅电极具有导电区域和绝缘区域。多个接触栓填充在所述接触区域中穿过堆叠在所述衬底上的全部所述多个栅电极的接触孔。所述多个接触栓连接到所述多个栅电极。所述多个接触栓中的每一个接触栓穿过所述多个栅电极中的一个栅电极的导电区域并电连接到这个栅电极，并且穿过所述多个栅电极中的其他栅电极的多个绝缘区域。所述多个栅电极中的每一个栅电极的绝缘区域设置在所述多个栅电极与所述多个接触栓相交的区域中的所述接触孔的外部。

一种半导体器件包括多个栅极导电区域，所述多个栅极导电区域彼此间隔开并且在垂直于衬底的上表面的方向上堆叠。所述多个栅极导电区域包括第一栅极导电区域和多个第二栅极导电区域。多个栅极绝缘区域中的每一个栅极绝缘区域至少部分地被所述多个栅极导电区域中对应的栅极导电区域围绕。所述多个栅极绝缘区域中的每一个与所述多个栅极导电区域中对应的栅极导电区域占据基本相同的高度。接触栓填充穿过所述多个栅极导电区域中的一个栅极导电区域和所述多个栅极绝缘区域的接触孔，并且电连接到所述多个栅极导电区域中的该一个栅极导电区域。所述接触栓穿过所述第一栅极导电区域和所述栅极绝缘区域。从所述第一栅极导电区域的相邻边缘到所述接触孔的距离不同于从所述多个第二栅极导电区域中的每一个第二栅极导电区域的相邻边缘到所述接触孔的距离。

一种半导体器件包括多个栅电极，所述多个栅电极彼此间隔开并且在垂直于衬底的上表面的方向上堆叠，并且在一个方向上延伸不同的长度以提供多个接触区域。多个接触栓填充在所述多个接触区域中穿过所述多个栅电极的接触孔并朝向所述衬底延伸。多个绝缘区域设置在所述多个接触栓和所述多个栅电极相交的区域中的所述接触孔的外部。

一种用于制造半导体器件的方法包括：通过在衬底上交替堆叠多个牺牲层和多个层间绝缘层来形成堆叠结构。通过去除所述多个牺牲层中的每一个牺牲层的一部分和所述多个层间绝缘层中的每一个层间绝缘层的一部分来形成延伸不同长度的多个接触区域。通过将杂质注入到所述多个牺牲层中的在所述多个接触区域中向上暴露的最上部的牺牲层中，来形成多个杂质区域。在所述多个接触区域中形成穿过所述堆叠结构的多个第一开口。去除通过所述多个第一开口暴露的所述多个牺牲层中的每一个牺牲层的一部分。通过在从中去除了所述多个牺牲层的区域中沉积绝缘材料来形成多个绝缘区域。通过填充所述多个第一开口来形成多个牺牲栓。形成穿过所述堆叠结构的多个第二开口。通过所述多个第二开口去除所述多个牺牲层和所述多个杂质区域。通过在从中去除了所述多个牺牲层和所述多个杂质区域的区域中填充导电材料来形成多个栅电极。去除所述多个牺牲栓。通过在从中去除了所述多个牺牲栓的区域中填充导电材料来形成多个接触栓。