[发明专利]与垂直场效应晶体管集成的电阻式随机存取存储器单元

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，包括：

形成垂直场效应晶体管，所述垂直场效应晶体管包括在所述垂直场效应晶体管的沟道区域上方和介电盖下方的外延区域，所述外延区域包括水平延伸超过所述沟道区域的两个相对的三角形突出区域；以及

在所述垂直场效应晶体管上共形地沉积电阻式随机存取存储器堆叠体，所述电阻式随机存取存储器堆叠体包含直接位于所述外延区域上方的氧化物层、直接位于所述氧化物层上方的顶部电极层及在所述顶部电极层上方的金属填充物，其中所述外延区域的所述两个相对的突出区域中的每一个充当所述电阻式随机存取存储器堆叠体的底部电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外延区域包括沿着不同晶体平面的差异生长的菱形刻面效应结果，所述结果使得所述外延区域的所述两个相对的突出区域以111面为边界。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述垂直场效应晶体管进一步包括：

在衬底上形成掺杂源；

形成从所述掺杂源延伸的所述沟道区域；

在所述沟道区域上方形成所述介电盖；

从所述沟道区域的一部分形成所述外延区域；

形成设置在所述沟道区域之上和周围的金属栅极材料；以及

在所述金属栅极材料上方形成第一级间介电层。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

在所述衬底与所述掺杂源之间形成反掺杂层，其中，所述掺杂源包括第一掺杂剂，并且所述反掺杂层包括不同于所述第一掺杂剂的第二掺杂剂。

5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

同时蚀刻所述电阻式随机存取存储器堆叠体、所述第一级间介电层和所述金属栅极材料以暴露位于所述掺杂源上方的第一间隔体的顶部部分；以及

蚀刻所述电阻式随机存取存储器堆叠体以暴露所述第一介电层的部分，其中在所述第一间隔体和所述第一介电层上方形成凹陷部。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

沉积第二级间介电层以准备形成触点。

7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

形成接触所述掺杂源的源极/漏极触点；

形成接触所述金属栅极材料的栅极触点；以及

形成接触所述金属填充物的顶部部分的两个电阻式随机存取存储器触点。

8.一种形成半导体器件的方法，包括：

在衬底上形成掺杂源；

在所述掺杂源上形成虚设栅极，所述虚设栅极被布置在设置在所述掺杂源上的第一间隔体与设置在所述虚设栅极上的第二间隔体之间；

在所述虚设栅极、所述第一间隔体和所述第二间隔体中形成沟槽以暴露所述掺杂源；

在所述沟槽内外延生长离开所述掺杂源的外延层以形成从所述掺杂源延伸并且穿过所述虚设栅极的沟道区域；

使所述沟道区域的顶部凹陷以形成介电盖；

在所述沟道区域的一部分上外延生长外延区域，以在所述虚设栅极之上并且在所述介电盖之下形成源极/漏极区，所述外延区域包括水平地延伸超过所述沟道区域的两个相对的三角形突出区域；

用栅极堆叠体代替所述虚设栅极，所述栅极堆叠体包括围绕所述沟道区域的金属栅极材料；

蚀刻所述金属栅极材料以暴露所述外延区域；

形成将所述外延区域与所述金属栅极材料分离的第一级间介电层；以及

直接在所述第一级间介电层、所述外延区域的外表面和所述介电盖的侧壁上方共形地沉积氧化物层；以及

在所述氧化物层的正上方形成顶部电极层。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在所述顶部电极层上方沉积金属填充物，其中所述氧化物层、所述顶部电极层和所述金属填充物包含设置在所述外延区域和所述介电盖的每一侧上的电阻式随机存取存储器结构，其中所述外延区域的所述两个突出区域中的每一个充当所述电阻式随机存取存储器结构的底部电极。