[发明专利]垂直型半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种垂直型半导体装置，包括：

半导体衬底，包括第一区和第二区；

无源区，形成在所述第二区的所述半导体衬底中并且从所述半导体衬底的表面起形成；

一个或更多个第一柱体，从所述第一区的所述半导体衬底垂直地延伸；

一个或更多个第二柱体，从所述无源区垂直地延伸；

栅导电层，形成在所述半导体衬底上，并且包围所述第一柱体和所述第二柱体；以及

栅接触，形成在所述第二柱体中的至少一个上以与所述栅导电层耦接，

其中，所述第二柱体中的所述至少一个具有比所述栅导电层低的高度。

2.如权利要求1所述的垂直型半导体装置，还包括：

源接触，在所述半导体衬底的第三区中与所述半导体衬底电耦接，并且从所述半导体衬底的表面垂直地延伸。

3.如权利要求2所述的垂直型半导体装置，其中，所述第二区被限定成沿着水平方向与所述第一区相邻，并且所述第三区被限定成沿着所述水平方向与所述第二区相邻。

4.如权利要求1所述的垂直型半导体装置，还包括：

一个或更多个数据储存单元，形成在所述第一柱体上。

5.如权利要求4所述的垂直型半导体装置，其中，所述数据储存单元包括可变电阻层。

6.如权利要求1所述的垂直型半导体装置，还包括：

绝缘层，形成在所述半导体衬底和所述栅导电层之间，以包围所述第一柱体和所述第二柱体的下端部。

7.一种垂直型半导体装置，包括：

半导体衬底，包括第一区和第二区；

一个或更多个沟道柱体，从所述第一区的所述半导体衬底垂直地延伸；

一个或更多个绝缘柱体，从所述第二区的所述半导体衬底垂直地延伸；

无源区，被形成为包围所述沟道柱体和所述绝缘柱体的下端部；

栅导电层，形成在所述无源区上并且包围所述沟道柱体和所述绝缘柱体；以及

栅接触，形成在所述绝缘柱体中的至少一个上以与所述栅导电层耦接，

其中，所述绝缘柱体中的所述至少一个具有比所述栅导电层低且比所述半导体衬底的表面高的高度。

8.如权利要求7所述的垂直型半导体装置，还包括：

源接触，在所述半导体衬底的第三区中与所述半导体衬底电耦接，并且从所述半导体衬底的表面垂直地延伸。

9.如权利要求8所述的垂直型半导体装置，其中，所述第二区被限定成沿着水平方向与所述第一区相邻，以及第三区被限定成沿着所述水平方向与所述第二区相邻。

10.一种制造垂直型半导体装置的方法，所述方法包括以下步骤：

形成无源区，所述无源区在半导体衬底中具有第一深度并且从所述半导体衬底的表面起形成；

在包括所述无源区的所述半导体衬底上形成硬掩模图案，并且通过将所述半导体衬底和所述无源区图案化至第二深度来形成多个柱体；

在所述多个柱体中的每个的外周缘上形成栅导电层；

在包括所述栅导电层的所述半导体衬底上形成第一绝缘层，并且将所述第一绝缘层平坦化；

通过将形成在所述无源区上的柱体中的至少一个去除成具有比所述栅导电层低的高度来形成栅接触孔；以及

通过将导电材料掩埋在所述栅接触孔中来形成栅接触。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述半导体衬底包括：第一区，与所述无源区的一侧相邻；以及第二区，与所述无源区的另一侧相邻。

12.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

去除形成在所述第二区的所述半导体衬底上的结构以暴露出所述半导体衬底；以及形成与暴露出的所述半导体衬底耦接并且从所述半导体衬底的表面垂直地延伸的源接触。