半导体器件及其制备方法技术

本公开提供了一种半导体器件及其制备方法。半导体器件包括：衬底；位线结构，设置于衬底表面，沿第一方向延伸，多条位线结构沿第二方向排布，第一方向垂直于第二方向；半导体柱，设置于位线结构表面且阵列排布；字线结构，设置于位线结构表面，且与位线结构绝缘，字线结构位于半导体柱之间，且沿第二方向延伸，多条字线结构与半导体柱沿第一方向间隔排布，在第一方向上相邻的两个半导体柱共用同一字线结构，且每一半导体柱由在第一方向上位于其两侧的两条字线结构共同控制。上述技术方案，在两列半导体柱之间设置一字线结构，减少隔离层的设置；使用两字线结构控制一列半导体柱，减小施加在字线结构上的电压。施加在字线结构上的电压。施加在字线结构上的电压。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造技术的发展，集成电路的工艺节点不断减小，半导体技术特征尺寸不断减小，传统的平面式晶体管已经无法满足需求，鳍式晶体管因运而生，并得到广泛应用。
[0003]目前DRAM在阵列区一般是鳍式晶体管，字线(world line，简称WL)埋入硅衬底的内部，可以减少单位晶体管的面积，位线(bit line，简称BL)与节点连接结构(node contact，简称NC)位于硅衬底的表面，并且位于同一平面上。然而，随着尺寸的微缩，位线的尺寸与节点连接结构的尺寸一直在互相取舍。并且现有技术中晶体管是一条字线控制一个晶体管的开关，需要提供足够高的电压。
[0004]因此，如何改进晶体管布线结构并优化晶体管开关电路成为当下需要解决的问题。
[0005]公开内容
[0006]本公开所要解决的技术问题是如何改进晶体管布线结构并优化晶体管开关电路，提供一种半导体器件及其制备方法。
[0007]为了解决上述问题，本公开提供了一种半导体器件，包括：衬底；位线结构，设置于所述衬底表面，沿第一方向延伸，多条所述位线结构沿第二方向排布，所述第一方向垂直于所述第二方向；半导体柱，设置于所述位线结构表面且阵列排布；字线结构，设置于所述位线结构表面，且与所述位线结构绝缘，所述字线结构位于所述半导体柱之间，且沿所述第二方向延伸，多条所述字线结构与所述半导体柱沿所述第一方向间隔排布，在所述第一方向上相邻的两个所述半导体柱共用同一所述字线结构，且每一所述半导体柱由在所述第一方向上位于其两侧的两条所述字线结构共同控制。
[0008]在一些实施例中，在所述第一方向上位于所述半导体柱两侧的两条所述字线结构用于加载电性相反的电压。
[0009]在一些实施例中，所述位线结构进一步包括：位线，设置于所述衬底表面，沿所述第一方向延伸，多条所述位线沿第二方向排布；位线连接结构，设置于所述位线表面，沿所述第一方向延伸，多条所述位线连接结构沿所述第二方向排布。
[0010]在一些实施例中，所述半导体器件还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设置于多条所述位线结构之间。
[0011]在一些实施例中，所述字线结构进一步包括：字线，设置于所述位线结构表面，且与所述位线结构绝缘，所述字线沿第二方向延伸，且多条所述字线沿所述第一方向间隔排布；栅极介质层，设置于所述字线与所述半导体柱之间。
[0012]在一些实施例中，所述半导体器件还包括：第二绝缘层，设置于所述字线结构与所述位线结构之间，以及在第二方向上相邻的所述半导体柱之间；第三绝缘层，设置于所述字
线结构表面，且至少位于所述半导体柱之间。
[0013]在一些实施例中，所述半导体器件还包括节点连接结构，所述节点连接结构设置于所述半导体柱背离所述位线结构的一端且阵列排布。
[0014]在一些实施例中，所述半导体器件还包括：第四绝缘层，设置于所述第三绝缘层表面，至少位于所述节点连接结构之间。
[0015]在一些实施例中，所述半导体器件还包括电荷存储结构，所述电荷存储结构阵列排布于所述节点连接结构表面。
[0016]为了解决上述问题，本公开提供了一种半导体器件的制备方法，包括如下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成位线结构，所述位线结构沿第一方向延伸，多条所述位线结构沿第二方向排布，所述第一方向垂直于所述第二方向；在所述位线结构表面形成阵列排布的半导体柱；在所述位线结构表面形成字线结构，所述字线结构与所述位线结构绝缘，且位于所述半导体柱之间，沿所述第二方向延伸，多条所述字线结构与所述半导体柱沿所述第一方向间隔排布，在所述第一方向上相邻的两个所述半导体柱共用同一所述字线结构，且每一所述半导体柱由在所述第一方向上位于其两侧的两条所述字线结构共同控制。
[0017]在一些实施例中，在所述衬底表面形成位线结构的步骤进一步包括：在所述衬底表面形成第一导电层；刻蚀所述第一导电层形成第一沟槽，所述第一沟槽沿所述第一方向延伸；在所述第一沟槽内形成第一绝缘层，保留的所述第一导电层作为所述位线结构。
[0018]在一些实施例中，在所述位线结构表面形成阵列排布的半导体柱的步骤进一步包括：在所述位线结构表面形成半导体层；刻蚀所述半导体层形成第二沟槽，所述第二沟槽沿第一方向延伸；在所述第二沟槽内形成第一隔离层；刻蚀所述半导体层和所述第一隔离层形成第三沟槽，所述第三沟槽沿第二方向延伸，刻蚀后的所述半导体层作为所述半导体柱。
[0019]在一些实施例中，在所述位线结构表面形成字线结构的步骤进一步包括：在所述第三沟槽内形成第二隔离层；形成栅极介质层，所述栅极介质层覆盖所述半导体柱沿所述第一方向的两侧；在所述第二隔离层表面及所述栅介质层侧面沉积导电材料，作为字线，所述栅极介质层以及所述字线共同构成所述字线结构；在所述栅极介质层以及所述字线表面形成第三绝缘层。
[0020]在一些实施例中，在所述位线结构表面形成字线结构的步骤之后包括：在所述半导体柱表面形成阵列排布的节点连接结构；在所述节点连接结构表面形成阵列排布的电荷存储结构。
[0021]在一些实施例中，在所述半导体柱表面形成阵列排布的节点连接结构的步骤进一步包括：沉积第二导电层；刻蚀所述第二导电层形成阵列排布的所述节点连接结构。
[0022]在一些实施例中，在所述节点连接结构表面形成阵列排布的电荷存储结构的步骤之前包括：在所述节点连接结构之间的间隙形成第四绝缘层。
[0023]上述技术方案，在两列半导体柱之间设置一字线结构，使用一字线结构控制两列半导体柱，减少了隔离层的设置，优化了布局空间；同时，优化晶体管开关电路，使用两字线结构控制一列半导体柱，实现对晶体管开关的精准控制，同时可以减小施加在每个字线结构上的电压，减小高电压对芯片带来的损害，提高芯片的使用寿命。此外，将位线与节点连接结构分布于不同的平面，释放更充分的布线空间，使位线与节点连接结构的尺寸不受其他结构约束，提高位线布线的宽度和密度。
[0024]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
[0026]附图1所示为一种半导体器件的结构示意图。
[0027]附图2所示为本公开所述半导体器件的一实施例的结构示意图。
[0028]附图3A为附图2沿AA
’
方向的剖视图。
[0029]附图3B为附图2沿BB...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：衬底；位线结构，设置于所述衬底表面，沿第一方向延伸，多条所述位线结构沿第二方向排布，所述第一方向垂直于所述第二方向；半导体柱，设置于所述位线结构表面且阵列排布；字线结构，设置于所述位线结构表面，且与所述位线结构绝缘，所述字线结构位于所述半导体柱之间，且沿所述第二方向延伸，多条所述字线结构与所述半导体柱沿所述第一方向间隔排布，在所述第一方向上相邻的两个所述半导体柱共用同一所述字线结构，且每一所述半导体柱由在所述第一方向上位于其两侧的两条所述字线结构共同控制。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，在所述第一方向上位于所述半导体柱两侧的两条所述字线结构用于加载电性相反的电压。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述位线结构进一步包括：位线，设置于所述衬底表面，沿所述第一方向延伸，多条所述位线沿第二方向排布；位线连接结构，设置于所述位线表面，沿所述第一方向延伸，多条所述位线连接结构沿所述第二方向排布。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设置于多条所述位线结构之间。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述字线结构进一步包括：字线，设置于所述位线结构表面，且与所述位线结构绝缘，所述字线沿第二方向延伸，且多条所述字线沿所述第一方向间隔排布；栅极介质层，设置于所述字线与所述半导体柱之间。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：第二绝缘层，设置于所述字线结构与所述位线结构之间，以及在第二方向上相邻的所述半导体柱之间；第三绝缘层，设置于所述字线结构表面，且至少位于所述半导体柱之间。7.根据权利要求1～6任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括节点连接结构，所述节点连接结构设置于所述半导体柱背离所述位线结构的一端且阵列排布。8.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，还包括第四绝缘层，设置于第三绝缘层表面，至少位于所述节点连接结构之间。9.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括电荷存储结构，所述电荷存储结构阵列排布于所述节点连接结构表面。10.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成位线结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹丹，赵亮，曾依蕾，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：