[发明专利]半导体器件和制造该半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造包括纵向单元晶体管结构的半导体器件的方法，更具体地说，涉及这样一种制造半导体器件的方法：该方法包括在不使用掩模工序的情况下形成自对准存储节点触点。

背景技术

由于半导体器件的集成度增加，半导体器件包括的电子元件所占据的平面面积已经减小。在平面晶体管的情况下，减小晶体管的沟道宽度来增加半导体器件的集成度。由于沟道宽度与漏极电流成正比，因此如果沟道宽度减小，那么晶体管的电流传输能力降低。因此，平面晶体管不能既改善晶体管的特性又增加晶体管的集成度。

为了克服平面晶体管的限制，已经提出了一种纵向晶体管。纵向晶体管包括在多晶硅柱的侧面上形成的纵向栅极、在柱底部形成的源极以及在柱顶部形成的漏极。

纵向晶体管的沟道长度不受目前的曝光机和曝光方法的限制。因为可以通过控制柱的高度来调节沟道长度，因此纵向晶体管的沟道长度比平面晶体管的沟道长度短。此外，在柱的侧面上形成纵向栅极从而可以使得纵向晶体管的沟道宽度大于平面晶体管的沟道宽度。因此，纵向晶体管具有较快的开关能力和较高的功率驱动能力。

然而，当纵向单元晶体管用于单元区域中时，位线触点(例如，用于将具有有源区的位线连接到核心区的位线触点)、纵向单元晶体管的字线触点、晶体管的在外围电路区域中形成的栅极触点、以及晶体管的在外围电路区域中形成的接面区域触点具有不同的深度，从而不能通过一个接触工序同时形成位线触点。

可以通过多个曝光和蚀刻工序来形成这样的位线触点：该触点用于将有源区类型的位于单元区域底部的位线连接到核心区。因此，制造使用纵向单元晶体管的半导体器件的工序是复杂的，从而降低了良品率并且增加了制造成本。

发明内容

本发明的各种实施例旨在提供这样一种制造半导体器件的方法：该方法包括在不使用掩模工序的情况下形成自对准存储节点触点。

根据本发明的一个实施例，一种制造半导体器件的方法可以包括：在单元区域的半导体基板上形成纵向单元晶体管结构；在所述纵向单元晶体管结构上形成绝缘膜；对所述绝缘膜进行平坦化以露出在所述纵向单元晶体管结构的顶部设置的硬掩模薄膜；以及通过移除所述硬掩模薄膜来形成存储节点触点。可以通过化学机械抛光工序来执行对所述绝缘膜进行平坦化的步骤。可以通过干式蚀刻工序或湿式蚀刻工序来执行移除所述硬掩模薄膜的步骤。所述方法还可以包括形成填充所述存储节点触点的存储节点接触插塞。

根据本发明的一个实施例，一种制造半导体器件的方法可以包括：准备包括单元区域和核心/外围电路区域的半导体基板；在所述核心/外围电路区域的半导体基板中形成凹陷部；在所述单元区域的半导体基板上形成纵向单元晶体管结构，并且在所述核心/外围电路区域的具有凹陷部的半导体基板上形成栅极；在所述纵向单元晶体管结构和所述栅极上形成绝缘膜；对所述绝缘膜进行平坦化以露出在所述纵向单元晶体管结构的顶部设置的硬掩模薄膜；以及通过移除所述硬掩模薄膜来形成存储节点触点。

可以通过干式蚀刻工序或湿式蚀刻工序来执行在所述半导体基板中形成所述凹陷部的步骤。可以将所述凹陷部蚀刻成使得所述栅极的上表面形成为低于所述纵向单元晶体管结构的上表面。所述凹陷部可以具有在100 至5000 的范围内的深度。所述方法还可以包括在具有所述凹陷部的核心/外围电路区域中形成器件隔离膜。可以通过化学机械抛光工序来执行对所述绝缘膜进行平坦化的步骤。可以通过干式蚀刻工序或湿式蚀刻工序来执行移除所述硬掩模薄膜的步骤。所述方法还可以包括形成填充所述存储节点触点的存储节点接触插塞。

根据本发明的一个实施例，一种半导体器件可以包括：纵向单元晶体管结构，其在单元区域中形成；栅极，其在核心/外围电路区域中形成并且低于所述纵向单元晶体管结构的顶部；以及绝缘膜，其包括使所述纵向单元晶体管结构的存储节点接面区域露出的存储节点触点。所述存储节点接面区域和所述存储节点触点是自对准的。

附图说明

图1a和图1b是示出在普通纵向单元晶体管结构中形成存储节点触点的方法的剖视图。

图2a至图2d是示出根据本发明实施例的在纵向单元晶体管结构中形成存储节点触点的方法的剖视图。

具体实施方式

图1a和图1b是示出在普通纵向单元晶体管结构中形成存储节点触点的方法的剖视图。参照图1a和图1b，半导体器件包括单元区域C和核心/外围电路区域P。在单元区域C中形成纵向单元晶体管结构，并且在核心/外围电路区域P中形成平面栅电极G。