[发明专利]具有垂直栅极的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

在衬底中形成通过沟槽而彼此分隔的掩埋位线；

形成暴露所述衬底顶表面的多个第一柱孔；

形成掩埋在所述第一柱孔中的第一有源柱；

在包括所述第一有源柱的所得结构的整个表面上形成栅极导电层；

通过蚀刻所述栅极导电层形成栅电极，以覆盖所述第一有源柱；

通过部分蚀刻所述栅电极，形成暴露所述第一有源柱的多个第二柱孔； 和

形成掩埋在所述第二柱孔中并连接所述第一有源柱的第二有源柱。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二柱孔的线宽大于所述第一 柱孔的线宽。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过外延生长方法在所述第一柱孔 和第二柱孔上方形成硅层并回蚀所述硅层，形成所述第一有源柱和所述第 二有源柱的每一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一柱孔和所述第二柱孔布置 为点阵形状。

5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述多个第二柱孔包括：

在所述栅电极上形成其中所述第二柱孔的线宽限定为大于所述第一柱 孔的线宽的光刻胶图案；和

使用所述光刻胶图案作为蚀刻阻挡来蚀刻所述栅电极。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述栅电极包括钨层。

7.根据权利要求1所述的方法，其中通过实施杂质离子注入工艺形成所 述掩埋位线。

8.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述多个第一柱孔包括：

在所述衬底上形成第一隔离层；

在所述第一隔离层上形成其中限定所述第一柱孔的光刻胶图案；和

使用所述光刻胶图案作为蚀刻阻挡来蚀刻所述第一隔离层。

9.根据权利要求1所述的方法，在形成所述栅电极之后并且在形成所述 多个第二柱孔之前还包括：在包括所述栅电极的所得结构的整个表面上形 成第二隔离层直至间隙填充相邻栅电极之间的间隔，和回蚀所述第二隔离 层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中使用氧等离子体来实施所述第二隔 离层的回蚀工艺。

11.一种半导体器件，包括：

其中形成有掩埋位线的衬底；

在所述衬底上形成的并提供第一柱孔的第一隔离层；

在所述第一柱孔中掩埋的第一有源柱；

栅电极，所述栅电极在所述第一隔离层上形成并提供暴露出所述第一 有源柱的第二柱孔；

掩埋在所述第二柱孔中并连接所述第一有源柱的第二有源柱；和

使得相邻栅电极隔离的第二隔离层。

12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述第二柱孔的线宽大于所 述第一柱孔的线宽。

13.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述第一有源柱和所述第二 有源柱的每一个均包括外延硅层。

14.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述栅电极包括钨层。

15.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述第二有源柱具有使得所 述第二有源柱被所述栅电极部分包围的线宽。