[发明专利]垂直型逻辑器件及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直型逻辑器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：

提供半导体基底，于所述半导体基底上依次形成第一电极材料层、沟道材料层及第二电极材料层；

对所述第一电极材料层、沟道材料层和第二电极材料层进行刻蚀以在所述半导体基底上自下而上对应依次形成第一电极、沟道层和第二电极，第一电极为源极且第二电极为漏极，或第一电极为漏极且第二电极为源极；

形成第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述第一电极、沟道层和第二电极的表面，且延伸到所述半导体基底的上方；

于所述第一绝缘层中形成第一凹槽，所述第一凹槽向下贯穿所述第一绝缘层；

于所述第一凹槽中形成第一导电硅化物层；

于所述第一导电硅化物层上形成第一金属连线层，所述第一金属连线层与所述第一导电硅化物层电接触；

形成第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述第一金属连线层的表面；

于所述沟道层的周向上依次形成栅介质层和功函数金属层，所述功函数金属层、栅介质层和位于所述沟道层周向上的所述第一绝缘层构成栅极结构；

形成覆盖所述栅极结构的第三绝缘层；

于所述第二电极的周向上依次形成第二导电硅化物层和第二金属连线层，所述第二导电硅化物层和第二金属连接线与所述栅极结构具有间距，第二导电硅化物层与第二电极接触；

形成覆盖所述第二导电硅化物和第二金属连线层的第四绝缘层；

所述第一金属连线层、第二金属连线层和功函数金属层自水平方向向外延伸至与外部导线电连接。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一电极材料层和第二电极材料层的材质包括N型掺杂的多晶硅层；所述沟道材料层的材质包括P型掺杂的多晶硅层；形成第一电极材料层、第二电极材料层和沟道材料层的方法包括外延法或气相沉积法。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电硅化物层和第二导电硅化物层的材质包括金属硅化物，所述金属硅化物的金属包括钴、钛和镍中的任意一种或多种；所述功函数金属层的材质包括钽、氮化钽、钛、氮化钛和钨中的一种或多种的结合；所述第一金属连线层和第二金属连线层的材质包括钨。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成所述栅介质层和功函数金属层的步骤包括：

于形成所述第二绝缘层后得到的结构表面形成栅介质材料层，位于所述沟道层周向上的栅介质材料层构成所述栅介质层；

形成功函数金属材料层，所述功函数金属材料层位于所述沟道层的周向上，且位于所述栅介质层的外侧；

对所述功函数金属材料层进行减薄以形成所述功函数金属层，所述功函数金属层的横向尺寸小于所述第二绝缘层的横向尺寸。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成所述第二导电硅化物层之前，还包括去除所述第二电极的顶部部分周向的所述第一绝缘层和栅介质材料层以先显露出所述第二电极的部分表面的步骤，所述第一绝缘层、栅介质材料层和第三绝缘层位于所述第二电极的部分周向上，形成的所述第二导电硅化物层和第二金属连线层的高度小于所述第二电极的高度，且位于所述第二电极侧面的所述第二导电硅化物层和第二金属连线层的横向尺寸小于所述第三绝缘层的横向尺寸，第二导电硅化物层自所述第二电极的侧面延伸至覆盖第二电极的顶表面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，对所述第一电极材料层进行刻蚀以形成所述第一电极的过程中，第一电极外围仍保留部分第一电极材料层以覆盖于半导体基底的表面；所述第一金属硅化物层位于保留的第一电极材料层表面。