一种半导体器件及其制造方法技术

本申请提供一种半导体器件及其制造方法，提供衬底，衬底上具有依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层，沟道层外围具有在水平方向上包围沟道层的栅介质层和栅极结构，在栅极结构的外侧壁形成间隔层，对栅极结构进行刻蚀，以减少栅极结构的厚度，形成覆盖栅极结构的牺牲结构，以及覆盖第二源漏层、牺牲结构和间隔层的覆盖层，这样牺牲结构位于第二源漏层外围，且位于间隔层内侧，之后对覆盖层进行刻蚀，得到贯穿牺牲结构的第一接触孔，去除第一接触孔底部的牺牲结构，形成位于第一接触孔下方的间隙，在第一接触孔和间隙中形成第一接触结构，实现第一接触结构的底部和栅极结构自对准，提高器件的可靠性。提高器件的可靠性。提高器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]垂直晶体管是将源极、沟道和漏极在纵向上堆叠的晶体管，这种晶体管具有良好的器件特性，例如具有良好的静电特性、短沟道效应的良好控制和小的亚阈值波导以降低功耗等，能够进一步扩展器件或增加集成电路的集成密度。然而目前垂直晶体管的制造工艺使垂直晶体管存在可靠性问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，实现栅极接触和栅极的自对准，提高器件的可靠性。
[0004]本申请实施例提供了一种半导体器件的制造方法，包括：
[0005]提供衬底；所述衬底上具有依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层；所述沟道层外围具有在水平方向上包围所述沟道层的栅介质层和栅极结构，所述栅极结构具有在水平方向延伸的第一部分和所述第一部分外围向上延伸的第二部分，所述第二部分在所述第二源漏层的外围；
[0006]在所述栅极结构的外侧壁形成间隔层；
[0007]对所述栅极结构进行刻蚀，以减少所述栅极结构的纵向尺寸；
[0008]形成覆盖所述栅极结构的牺牲结构，以及覆盖所述第二源漏层、所述牺牲结构和所述间隔层的覆盖层；
[0009]对所述覆盖层进行刻蚀，得到贯穿至所述牺牲结构的第一接触孔，去除所述第一接触孔底部的牺牲结构，形成位于所述第一接触孔下方的间隙；
[0010]在所述第一接触孔和所述间隙中形成第一接触结构。r/>[0011]可选的，所述第一源漏层侧壁形成有包围所述第一源漏层的第一介质层，所述第二源漏层侧壁形成有包围所述第二源漏层的第二介质层；所述沟道层的侧壁相对于所述第一介质层和所述第二介质层具有第一凹陷区域；所述第一凹陷区域中形成有栅介质层和栅极结构，在所述栅极结构的外侧壁形成间隔层之前，所述第二部分向上延伸至所述第二介质层的侧壁。
[0012]可选的，所述栅极结构还包括向下延伸的第三部分，所述第三部分延伸至所述第一介质层的侧壁。
[0013]可选的，所述第一介质层和所述第二介质层通过以下步骤形成：
[0014]对依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层进行刻蚀以实现图案化之后，从所述沟道层的侧壁对所述沟道层进行刻蚀，使所述沟道层的侧壁相对于所述第一源漏层和所述第二源漏层存在第三凹陷区域；
[0015]在所述第一凹陷区域中形成假栅结构；
[0016]从所述第一源漏层的侧壁和所述第二源漏层的侧壁，对所述第一源漏层和所述第二源漏层进行刻蚀，使所述第一源漏层的侧壁相对于所述假栅结构存在第四凹陷区域，所述第二源漏层的侧壁相对于所述假栅结构存在第五凹陷区域；
[0017]在所述第四凹陷区域中形成第一介质层，在所述第五凹陷区域中形成第二介质层。
[0018]可选的，所述沟道层的侧壁相对于所述第一源漏层和所述第二源漏层具有第二凹陷区域，所述第二凹陷区域中形成有栅介质层和栅极结构，在所述栅极结构的外侧壁形成间隔层之前，所述栅极结构延伸至所述第二源漏层的侧壁，且所述栅极结构的底面高于所述第一源漏层的顶面；在形成覆盖所述栅极结构的牺牲结构之前，所述方法还包括：在所述第二源漏层的侧壁形成隔离层。
[0019]可选的，所述方法还包括：
[0020]对所述覆盖层进行刻蚀，得到贯穿至所述第二源漏层的第二接触孔；
[0021]在所述第二接触孔中形成第二接触结构。
[0022]可选的，所述牺牲结构利用湿法腐蚀去除。
[0023]本申请实施例提供了一种半导体器件，包括：
[0024]衬底上依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层；
[0025]横向上包围所述沟道层的栅介质层和栅极结构；所述栅极结构在水平方向上延伸；
[0026]与所述栅极结构连接的第一接触结构；所述第一接触结构在纵向上包括与所述栅极结构连接的第四部分和与所述第四部分连接的第五部分，所述第四部分的横向尺寸和所述第五部分的横向尺寸不同；
[0027]位于所述栅极结构外侧壁和所述第四部分外侧壁的间隔层。
[0028]可选的，所述第一源漏层侧壁形成有包围所述第一源漏层的第一介质层，所述第二源漏层侧壁形成有包围所述第二源漏层的第二介质层；所述沟道层的侧壁相对于所述第一介质层和所述第二介质层具有第一凹陷区域；所述第一凹陷区域中形成有栅介质层和栅极结构，所述第四部分位于所述第二介质层的侧壁。
[0029]可选的，所述沟道层的侧壁相对于所述第一源漏层和所述第二源漏层具有第二凹陷区域，所述第二凹陷区域中形成有栅介质层和栅极结构，所述第四部分位于所述第二介质层的侧壁，且所述栅极结构的底面高于所述第一源漏层的顶面；所述第二源漏层和所述第四部分之间形成隔离层。
[0030]本申请实施例提供了一种半导体器件及其制造方法，提供衬底，衬底上具有依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层，沟道层外围具有在水平方向上包围沟道层的栅介质层和栅极结构，栅极结构具有在水平方向延伸的第一部分和第一部分外围向上延伸的第二部分，第二部分在第二源漏层的外围，在栅极结构的外侧壁形成间隔层，对栅极结构进行刻蚀，以减少栅极结构的厚度，形成覆盖栅极结构的牺牲结构，以及覆盖第二源漏层、牺牲结构和间隔层的覆盖层，这样牺牲结构位于第二源漏层外围，且位于间隔层内侧，之后对覆盖层进行刻蚀，得到贯穿牺牲结构的第一接触孔，去除第一接触孔底部的牺牲结构，形成位于第一接触孔下方的间隙，在第一接触孔和间隙中形成第一接触结构。在形成第一接触结构的过程中，间隔层可以限制第一接触结构的位置，使第一接触结构的底部和栅极结构
自对准，提高第一接触结构和栅极结构之间的接触质量，提高器件的可靠性，降低制造工艺所需的精确度。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0032]图1为本申请实施例提供的一种半导体器件的制造方法的流程图；
[0033]图2A
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图33为该制造方法中半导体器件的结构示意图。
具体实施方式
[0034]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
[0035]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0036]其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；所述衬底上具有依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层；所述沟道层外围具有在水平方向上包围所述沟道层的栅介质层和栅极结构，所述栅极结构具有在水平方向延伸的第一部分和所述第一部分外围向上延伸的第二部分，所述第二部分在所述第二源漏层的外围；在所述栅极结构的外侧壁形成间隔层；对所述栅极结构进行刻蚀，以减少所述栅极结构的纵向尺寸；形成覆盖所述栅极结构的牺牲结构，以及覆盖所述第二源漏层、所述牺牲结构和所述间隔层的覆盖层；对所述覆盖层进行刻蚀，得到贯穿至所述牺牲结构的第一接触孔，去除所述第一接触孔底部的牺牲结构，形成位于所述第一接触孔下方的间隙；在所述第一接触孔和所述间隙中形成第一接触结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一源漏层侧壁形成有包围所述第一源漏层的第一介质层，所述第二源漏层侧壁形成有包围所述第二源漏层的第二介质层；所述沟道层的侧壁相对于所述第一介质层和所述第二介质层具有第一凹陷区域；所述第一凹陷区域中形成有栅介质层和栅极结构，在所述栅极结构的外侧壁形成间隔层之前，所述第二部分向上延伸至所述第二介质层的侧壁。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述栅极结构还包括向下延伸的第三部分，所述第三部分延伸至所述第一介质层的侧壁。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层通过以下步骤形成：对依次层叠的第一源漏层、沟道层和第二源漏层进行刻蚀以实现图案化之后，从所述沟道层的侧壁对所述沟道层进行刻蚀，使所述沟道层的侧壁相对于所述第一源漏层和所述第二源漏层存在第三凹陷区域；在所述第一凹陷区域中形成假栅结构；从所述第一源漏层的侧壁和所述第二源漏层的侧壁，对所述第一源漏层和所述第二源漏层进行刻蚀，使所述第一源漏层的侧壁相对于所述假栅结构存在第四凹陷区域，所述第二源漏层的侧壁相对于所述假栅结构存在第五凹陷区域；在所述第四凹陷区域中形成第一介质层，在所述第五凹陷区域中形成第二介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子易，朱慧珑，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：