一种半导体器件及其制造方法、电子设备技术

一种半导体器件及其制造方法、电子设备，半导体器件包括：多个晶体管，分布于不同层沿着垂直衬底方向堆叠；字线，贯穿所述不同层沿着垂直衬底方向延伸；所述晶体管包括第一电极，栅极绝缘层，环绕所述字线侧壁的半导体层，设置在所述半导体层和所述栅极绝缘层的侧壁之间的保护层；第一电极设置在半导体层的第一凹槽内。本实施例提供的方案，第一电极设置在半导体层的第一凹槽内，在制造过程中可以使用易于刻蚀的膜层占据导电薄膜所在的膜层，使得刻蚀更易控制，且便于在不改变工艺的情况下，更换不同的导电薄膜作为第一电极，有利于器件的迭代更新。的迭代更新。的迭代更新。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法、电子设备


[0001]本公开实施例涉及但不限于半导体技术的器件设计及其制造，尤指一种半导体器件及其制造方法、电子设备。

技术介绍

[0002]半导体存储从应用上可划分为易失性存储器（RAM，包括DRAM和SRAM等），以及非易失性存储器（ROM和非ROM）。
[0003]以DRAM为例，传统已知的DRAM有多个重复的“存储单元”，每个存储单元有一个电容和晶体管。电容可以存储1位数据，充放电后，电容存储电荷的多少可以分别对应二进制数据“1”和“0”。晶体管是控制电容充放电的开关。
[0004]为了尽可能降低产品的成本，人们希望在有限的衬底上做出尽可能多的存储单元。自从摩尔定律问世以来，业界提出了各种半导体结构设计和工艺优化，以满足人们对当前产品的需求。

技术实现思路

[0005]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0006]本公开实施例提供了一种半导体器件及其制造方法、电子设备，易于实现使用不同的导电材料作为电极。
[0007]本公开实施例提供了一种半导体器件，包括：多个晶体管，分布于不同层沿着垂直衬底方向堆叠；字线，贯穿所述不同层沿着垂直衬底方向延伸；所述晶体管包括第一电极环绕所述字线侧壁的半导体层，设置在所述字线的侧壁和所述半导体层之间的栅极绝缘层，设置在所述半导体层和所述栅极绝缘层之间的保护层；所述半导体层包括开口背离所述字线的第一凹槽，所述第一电极位于所述第一凹槽内且与所述半导体层连接。在一些实施例中，沿垂直于所述衬底方向分布的同一列的多个晶体管的多个半导体层间隔设置。
[0008]在一些实施例中，沿垂直于所述衬底方向分布的同一列的多个晶体管的多个保护层间隔设置。
[0009]在一些实施例中，所述保护层在所述衬底的正投影位于所述栅极绝缘层在所述衬底的正投影外。
[0010]在一些实施例中，所述晶体管还包括与所述半导体层连接的第二电极，所述半导体器件还包括：分布与不同层与所述多个晶体管的第二电极分别连接的多条沿第二方向延伸的位线；所述晶体管的半导体层还环绕所述晶体管所连接的位线的侧壁。
[0011]在一些实施例中，所述晶体管的半导体层还与所述晶体管所连接的位线的一个端面接触。
[0012]在一些实施例中，所述第二电极和所述位线连接形成一体式结构。
[0013]在一些实施例中，沿垂直于所述衬底方向分布的同一列的多个晶体管的栅极绝缘层连接形成一体式结构。
[0014]在一些实施例中，所述半导体器件还包括：沿着垂直衬底的方向从下至上依次交替分布的绝缘层和导电层，其中，所述导电层包括所述第一电极和所述第二电极；贯穿各所述绝缘层和各所述导电层的通孔，所述通孔中从内到外依次分布有所述字线、环绕所述字线侧壁的所述栅极绝缘层、环绕所述栅极绝缘层侧壁的所述保护层。
[0015]在一些实施例中，所述第一电极包括开口背离所述字线的第二凹槽。
[0016]在一些实施例中，所述半导体器件还包括：填充所述第二凹槽的第二极，以及设置在所述第二极和所述第一电极之间的介质层。
[0017]本公开实施例提供一种电子设备，包括上述任一实施例所述的半导体器件。
[0018]本公开实施例提供一种半导体器件的制造方法，所述半导体器件包括分布于不同层沿着垂直衬底方向堆叠的多个晶体管、沿垂直于所述衬底的方向延伸的字线、位线；所述晶体管包括第一电极、第二电极、环绕所述字线侧壁且与所述字线相绝缘的半导体层；所述半导体器件的制造方法包括：提供衬底，在所述衬底上依次交替沉积第一绝缘薄膜和牺牲层薄膜，形成包括多个绝缘层和多个牺牲层的堆叠结构；形成在垂直于所述衬底的方向上贯穿所述堆叠结构的通孔，所述通孔的侧壁暴露每个所述牺牲层；形成保护层，所述保护层覆盖所述牺牲层朝向所述通孔一侧的侧壁，在所述通孔内依次沉积栅绝缘薄膜和沉积填充所述通孔的栅电极薄膜，形成多层所述晶体管的栅极绝缘层，字线；对所述堆叠结构进行构图，使得所述牺牲层形成预设图形，所述预设图形包括第一子部和与第一子部连接的第二子部，所述通孔在所述衬底的正投影位于所述预设图形在所述衬底的正投影的外轮廓内，所述第一子部沿第一方向延伸，所述第二子部沿第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向交叉；刻蚀所述第一子部和所述第二子部，在所述第一子部所在区域形成第一半导体子层和第一电极，在所述第二子部所在区域形成第二半导体子层和位线，所述第一半导体子层和所述第二半导体子层组成所述晶体管的半导体层，所述半导体层环绕所述字线的侧壁，所述半导体层包括开口背离所述字线的第一凹槽，所述第一电极位于所述第一凹槽内且与所述半导体层连接。
[0019]在一些实施例中，所述在所述通孔内形成保护层以避免暴露所述牺牲层薄膜，包括：在所述通孔内沉积保护层薄膜，形成所述保护层；或者，对暴露在所述通孔侧壁的牺牲层的端面和与所述端面的距离小于等于预设距离的区域进行氧化，形成所述保护层。
[0020]在一些实施例中，所述刻蚀所述第一子部和刻蚀所述第二子部，在所述第一子部所在区域形成第一半导体子层和第一电极，在所述第二子部所在区域形成第二半导体子部和第二电极包括：
通过一次湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述第一子部和所述第二子部；在所述第一子部所在区域和所述第二子部所在区域依次沉积半导体薄膜和导电薄膜，以形成包括所述第一半导体子层和所述第二半导体子层的半导体层、第一电极、位线。
[0021]在一些实施例中，所述刻蚀所述第一子部和刻蚀所述第二子部，在所述第一子部所在区域形成第一半导体子层和第一电极，在所述第二子部所在区域形成第二半导体子部和第二电极包括：刻蚀去除所述第一子部，在所述第一子部所在区域依次沉积第一半导体薄膜和第一导电薄膜形成所述第一半导体子层和所述第一电极；刻蚀去除所述第二子部，在所述第二子部所在区域依次沉积第二半导体薄膜和填充所述第二子部所在区域的第二导电薄膜形成所述第二半导体子层和所述位线。
[0022]在一些实施例中，在所述第一子部所在区域沉积第一导电薄膜包括：在所述第一子部所在区域沉积第一半导体薄膜后，在所述第一半导体薄膜上沉积填充所在第一子部所在区域的第一导电薄膜；或者，在所述第一子部所在区域沉积第一半导体薄膜后，在所述第一半导体薄膜上沉积第一导电薄膜预设厚度，使得所述第一导电薄膜形成具有开口背离所述字线的第二凹槽。。
[0023]本公开实施例包括一种半导体器件及其制造方法、电子设备，所述半导体器件包括：多个晶体管，分布于不同层沿着垂直衬底方向堆叠；字线，贯穿所述不同层沿着垂直衬底方向延伸；所述晶体管包括第一电极，环绕所述字线侧壁的半导体层，设置在所述字线的侧壁和所述半导体层之间的栅极绝缘层，设置在所述半导体层和所述栅极绝缘层的侧壁之间的保护层，所述半导体层包括开口背离所述字线的第一凹槽，所述第一电极位于所述第一凹槽内且与所述半导体层连接。本实施例提供的方案，第一电极设置在半导体层的第一凹槽内，在制造晶体管形成堆叠结构时，可以不沉积导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：多个晶体管，分布于不同层沿着垂直衬底方向堆叠；字线，贯穿所述不同层沿着垂直衬底方向延伸；所述晶体管包括第一电极，环绕所述字线侧壁的半导体层，设置在所述字线的侧壁和所述半导体层之间的栅极绝缘层，设置在所述半导体层和所述栅极绝缘层之间的保护层；所述半导体层包括开口背离所述字线的第一凹槽，所述第一电极位于所述第一凹槽内且与所述半导体层连接。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，沿垂直于所述衬底方向分布的同一列的多个晶体管的多个半导体层间隔设置。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，沿垂直于所述衬底方向分布的同一列的多个晶体管的多个保护层间隔设置。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述保护层在所述衬底的正投影位于所述栅极绝缘层在所述衬底的正投影外。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述晶体管还包括与所述半导体层连接的第二电极，所述半导体器件还包括：分布于不同层与所述多个晶体管的第二电极分别连接的多条沿第二方向延伸的位线；所述晶体管的半导体层还环绕所述晶体管所连接的位线的侧壁。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述晶体管的半导体层还与所述晶体管所连接的位线的一个端面连接。7.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述第二电极和所述位线连接形成一体式结构。8.根据权利要求1至7任一所述的半导体器件，其特征在于，沿垂直于所述衬底方向分布的同一列的多个晶体管的栅极绝缘层连接形成一体式结构。9.根据权利要求5或7所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括：沿着垂直衬底的方向从下至上依次交替分布的绝缘层和导电层，其中，所述导电层包括所述第一电极和所述第二电极；贯穿每个所述绝缘层和每个所述导电层的通孔，所述通孔中从内到外依次分布有所述字线、环绕所述字线侧壁的所述栅极绝缘层、环绕所述栅极绝缘层侧壁的所述保护层。10.根据权利要求1至7任一所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电极包括开口背离所述字线的第二凹槽。11.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括：填充所述第二凹槽的第二极，以及设置在所述第二极和所述第一电极之间的介质层。12.根据权利要求1至7任一所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括：第二极，以及设置在所述第二极和所述第一电极之间的介质层，所述介质层与所述第一电极的接触面垂直于所述衬底。13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至12任一所述的半导体器件。14.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述半导体器件包括分布于不同层沿着垂直衬底方向堆叠的多个晶体管、沿垂直于所述衬底的方向延伸的字线、位线；所述晶体管包括第一电极、第二电极、环绕所述字线侧壁且与所述字线相绝缘的半导体层；所述半导体
器件的制造方法包括：提供衬底，在所述衬底上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝，戴瑾，
申请(专利权)人：北京超弦存储器研究院，
类型：发明
国别省市：