一种半导体器件及其制造方法技术

本公开实施例提供一种半导体器件及其制造方法，所述方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、在所述衬底上的多个呈阵列排布的硅柱和所述硅柱之间的绝缘结构；在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层；对所述金属层进行退火处理，使得每个所述硅柱的顶端形成金属硅化物层；对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱。柱。柱。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法


[0001]本公开实施例涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]通常，动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)由多个存储单元构成，每个存储单元由一个晶体管所操控的存储电容构成，即，DRAM是1个晶体管1个存储电容(1T1C)的存储单元。在每个存储单元中，晶体管包括栅极、源极和漏极，晶体管的栅极形成字线，晶体管的漏极与位线连接；而晶体管的源极与存储电容的第一电极层连接，存储电容的第二电极层连接公共端。其中，存储电容用于存储写入存储单元中的数据。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供一种半导体器件及其制造方法。
[0004]为达到上述目的，本公开的技术方案是这样实现的：
[0005]本公开实施例提供一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：
[0006]提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、在所述衬底上的多个呈阵列排布的硅柱和所述硅柱之间的绝缘结构；
[0007]在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层；
[0008]对所述金属层进行退火处理，使得每个所述硅柱的顶端形成金属硅化物层；
[0009]对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱。
[0010]在一些实施例中，所述硅柱的延伸方向垂直于所述衬底；在形成所述金属层之前，所述绝缘结构的表面和所述硅柱的表面齐平。
[0011]在一些实施例中，每个所述晶体管柱的顶端的所述金属硅化物层用于实现源极和存储电容之间的电连接。
[0012]在一些实施例中，所述在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层之前，所述方法还包括：
[0013]对每个所述硅柱的顶端进行离子注入，以在每个所述硅柱的顶端形成掺杂层；其中，沿垂直于所述衬底的方向，所述掺杂层的厚度大于所述金属硅化物层的厚度。
[0014]在一些实施例中，所述对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱，包括：
[0015]在所述金属硅化物层和所述绝缘结构上形成硬掩膜层；
[0016]通过所述硬掩膜层对所述金属硅化物层、所述掺杂层和所述硅柱进行刻蚀，以形成隔离凹槽，使得刻蚀后的掺杂层分别形成两个晶体管的源极。
[0017]在一些实施例中，所述在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层之前，所述方法
还包括：
[0018]对每个所述硅柱的顶端进行刻蚀以形成第一凹槽，所述第一凹槽侧壁暴露出所述绝缘结构。
[0019]在一些实施例中，所述对每个所述硅柱的顶端进行刻蚀以形成第一凹槽之后，所述方法还包括：
[0020]在所述第一凹槽底部和侧壁上形成硅衬层，以形成第二凹槽。
[0021]在一些实施例中，形成所述第二凹槽之后，所述方法还包括：
[0022]形成覆盖所述绝缘结构和所述第二凹槽底部和侧壁的金属层；
[0023]对所述金属层进行退火处理，使得所述第一凹槽底部和侧壁形成所述金属硅化物层。
[0024]在一些实施例中，所述第一凹槽侧壁的所述金属硅化物层作为每个所述晶体管柱的顶端的金属硅化物层，用于实现源极和存储电容之间的电连接。
[0025]在一些实施例中，所述对所述金属层进行退火处理，使得所述第一凹槽底部和侧壁形成所述金属硅化物层之前，所述方法还包括：
[0026]对每个所述硅柱的顶端进行离子注入，以在每个所述硅柱的顶端形成掺杂层；其中，沿垂直于所述衬底的方向，所述掺杂层的深度大于所述第一凹槽的深度。
[0027]在一些实施例中，所述对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱，包括：
[0028]对所述第一凹槽进行填充，以形成填充层；
[0029]在所述绝缘结构、所述金属硅化物层和所述填充层上形成硬掩膜层；
[0030]通过所述硬掩膜层对所述填充层、所述金属硅化物层、所述掺杂层和所述硅柱进行刻蚀，以形成隔离凹槽；所述隔离凹槽侧壁暴露出所述金属硅化物层和所述掺杂层，使得刻蚀后的掺杂层分别形成两个晶体管的源极。
[0031]在一些实施例中，形成所述隔离凹槽之后，所述方法还包括：
[0032]在所述隔离凹槽中依次形成保护层和隔离结构，所述保护层覆盖所述隔离凹槽底部和侧壁；所述隔离结构填满所述隔离凹槽，且所述隔离结构将每个所述硅柱隔离为两个所述晶体管柱；所述隔离结构的表面与所述硬掩膜层的表面齐平。
[0033]在一些实施例中，形成所述保护层和所述隔离结构之后，所述方法还包括：
[0034]在所述硬掩膜层和所述隔离结构上形成支撑层；
[0035]对所述支撑层和所述硬掩膜层进行刻蚀，以形成暴露所述金属硅化物层的电容通孔；
[0036]在所述电容通孔中依次形成第一电极层、电容介质层和第二电极层，以形成存储电容。
[0037]在一些实施例中，所述对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱之后，所述方法还包括：
[0038]形成所述存储电容，所述存储电容的所述第一电极层通过所述金属硅化物层电连接至源极，所述存储电容的所述第二电极层连接至公共端。
[0039]在一些实施例中，所述对所述金属层进行退火处理，使得每个所述硅柱的顶端形成金属硅化物层，包括：
[0040]对所述金属层进行第一退火处理，使得所述金属层的原子与所述硅柱的原子反应，以在每个所述硅柱的顶端形成预金属硅化物层；
[0041]对所述预金属硅化物层进行第二退火处理，使得所述预金属硅化物层形成所述金属硅化物层；其中，所述第一退火处理的温度低于所述第二退火处理的温度。
[0042]在一些实施例中，所述对所述金属层进行第一退火处理之后，所述方法还包括：
[0043]使用湿法刻蚀工艺去除在所述第一退火处理中未反应的所述金属层。
[0044]在一些实施例中，所述金属层的材料包括以下至少一种：镍、钴和钛。
[0045]在一些实施例中，所述在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层之后，所述方法还包括：
[0046]在所述金属层上形成氮化钛层。
[0047]在一些实施例中，所述半导体器件包括垂直沟道型存储器。
[0048]第二方面，本公开实施例提供一种半导体器件，所述半导体器件通过上述技术方案中所述的半导体器件的制造方法制造得到。
[0049]本公开实施例提供一种半导体器件及其制造方法，所述方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、在所述衬底上的多个呈阵列排布的硅柱和所述硅柱之间的绝缘结构；在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层；对所述金属层进行退火处理，使得每个所述硅柱的顶端形成金属硅化物层；对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱。本公开实施例中，通过本文档来自技高网...

【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，所述方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、在所述衬底上的多个呈阵列排布的硅柱和所述硅柱之间的绝缘结构；在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层；对所述金属层进行退火处理，使得每个所述硅柱的顶端形成金属硅化物层；对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述硅柱的延伸方向垂直于所述衬底；在形成所述金属层之前，所述绝缘结构的表面和所述硅柱的表面齐平。3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，每个所述晶体管柱的顶端的所述金属硅化物层用于实现源极和存储电容之间的电连接。4.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层之前，所述方法还包括：对每个所述硅柱的顶端进行离子注入，以在每个所述硅柱的顶端形成掺杂层；其中，沿垂直于所述衬底的方向，所述掺杂层的厚度大于所述金属硅化物层的厚度。5.根据权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对所述金属硅化物层和所述硅柱进行刻蚀，以将每个所述硅柱刻蚀为两个晶体管柱，包括：在所述金属硅化物层和所述绝缘结构上形成硬掩膜层；通过所述硬掩膜层对所述金属硅化物层、所述掺杂层和所述硅柱进行刻蚀，以形成隔离凹槽，使得刻蚀后的掺杂层分别形成两个晶体管的源极。6.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述在所述硅柱和所述绝缘结构上形成金属层之前，所述方法还包括：对每个所述硅柱的顶端进行刻蚀以形成第一凹槽，所述第一凹槽侧壁暴露出所述绝缘结构。7.根据权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对每个所述硅柱的顶端进行刻蚀以形成第一凹槽之后，所述方法还包括：在所述第一凹槽底部和侧壁上形成硅衬层，以形成第二凹槽。8.根据权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述第二凹槽之后，所述方法还包括：形成覆盖所述绝缘结构和所述第二凹槽底部和侧壁的金属层；对所述金属层进行退火处理，使得所述第一凹槽底部和侧壁形成所述金属硅化物层。9.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一凹槽侧壁的所述金属硅化物层作为每个所述晶体管柱的顶端的金属硅化物层，用于实现源极和存储电容之间的电连接。10.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对所述金属层进行退火处理，使得所述第一凹槽底部和侧壁形成所述金属硅化物层之前，所述方法还包括：对每个所述硅柱的顶端进行离子注入，以在每个所述硅柱的顶端形成掺杂层；其中，沿垂直于所述衬底的方向，所述掺杂层的深度大于所述第一凹槽的深度。11.根据权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志勇，张子玉，潘杰，罗兴安，周毅，汪亚，邢彦召，明帆，朱宏斌，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：