半导体器件及其形成方法技术

本公开涉及一种半导体器件及其形成方法。所述半导体器件包括：衬底；存储阵列，位于所述衬底上，至少包括沿第一方向间隔排布的多个存储单元，所述存储单元包括晶体管，所述晶体管包括栅电极、沿第三方向分布于所述栅电极相对两侧的沟道区、以及沿第二方向分布于所述沟道区相对两侧的源极区和漏极区，所述第一方向和所述第三方向均为平行于所述衬底的顶面的方向，且所述第一方向与所述第三方向相交，所述第二方向为垂直于所述衬底的顶面的方向；字线，沿所述第一方向延伸，且连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极。本公开提高了半导体器件内部的集成度，缩小半导体器件的尺寸，并改善半导体器件的良率。并改善半导体器件的良率。并改善半导体器件的良率。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法


[0001]本公开涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。

技术介绍

[0002]动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)是计算机等电子设备中常用的半导体装置，其由多个存储单元构成，每个存储单元通常包括晶体管和电容器。所述晶体管的栅极与字线电连接、源极与位线电连接、漏极与电容器电连接，字线上的字线电压能够控制晶体管的开启和关闭，从而通过位线能够读取存储在电容器中的数据信息，或者将数据信息写入到电容器中。
[0003]随着DRAM等半导体器件的尺寸不断微缩，半导体器件已由二维结构向三维堆叠结构发展。但是，受半导体器件制程工艺、以及半导体器件制造良率的限制，半导体器件的尺寸难以进一步缩小。
[0004]因此，如何简化半导体器件的制造工艺，改善半导体器件的良率，并提高半导体器件的集成度，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本公开一些实施例提供的半导体器件及其形成方法，用于简化半导体器件的形成工艺，改善半导体器件的良率，并提高半导体器件的集成度。
[0006]根据一些实施例，本公开提供了一种半导体器件，包括：
[0007]衬底；
[0008]存储阵列，位于所述衬底上，至少包括沿第一方向间隔排布的多个存储单元，所述存储单元包括晶体管，所述晶体管包括栅电极、沿第三方向分布于所述栅电极相对两侧的沟道区、以及沿第二方向分布于所述沟道区相对两侧的源极区和漏极区，所述第一方向和所述第三方向均为平行于所述衬底的顶面的方向，且所述第一方向与所述第三方向相交，所述第二方向为垂直于所述衬底的顶面的方向；
[0009]字线，沿所述第一方向延伸，且连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极。
[0010]在一些实施例中，所述栅电极沿第三方向的宽度大于或者等于所述字线沿所述第三方向的宽度，所述第三方向为平行于所述衬底的顶面的方向，且所述第一方向与所述第三方向相交。
[0011]在一些实施例中，还包括：
[0012]位线，位于所述晶体管下方、且沿第三方向延伸，所述位线电连接所述源极区，所述第三方向为平行于所述衬底的顶面的方向，且所述第一方向与所述第三方向相交。
[0013]在一些实施例中，所述存储单元还包括：
[0014]电容结构，沿所述第二方向位于所述晶体管上方，所述电容结构电连接所述漏极区；
[0015]第一隔离层，位于所述源极区与所述栅电极之间；
[0016]第二隔离层，位于所述电容结构与所述栅电极之间。
[0017]在一些实施例中，所述电容结构包括：
[0018]电容触点，位于所述栅电极上方，且所述漏极区环绕所述电容触点的侧壁分布；
[0019]电容器，位于所述电容触点上方且电连接所述电容触点。
[0020]在一些实施例中，所述电容结构包括：
[0021]电容器，位于所述栅电极上方，且所述漏极区环绕部分所述电容器的侧壁分布。
[0022]在一些实施例中，所述电容结构包括：
[0023]电容端子，覆盖于所述漏极区的顶面；
[0024]电容器，位于所述电容端子上方且电连接所述电容端子。
[0025]在一些实施例中，所述电容器包括：
[0026]下电极层，呈柱状并沿所述第二方向延伸，所述下电极层电连接所述漏极区；
[0027]电介质层，覆盖于所述下电极层的表面；
[0028]上电极层，覆盖于所述电介质层的表面。
[0029]在一些实施例中，所述电容器包括：
[0030]下电极层，沿所述第二方向延伸、且电连接所述漏极区，所述下电极层的截面呈U型；
[0031]电介质层，覆盖于所述下电极层的表面；
[0032]上电极层，覆盖于所述电介质层的表面。
[0033]根据另一些实施例，本公开还提供了一种半导体器件的形成方法，包括如下步骤：
[0034]提供初始衬底；
[0035]于所述初始衬底中形成衬底、位于所述衬底上方的存储阵列和字线，所述存储阵列至少包括沿第一方向间隔排布的多个存储单元，所述存储单元包括晶体管，所述晶体管包括栅电极、沿第三方向分布于所述栅电极相对两侧的沟道区、以及沿第二方向分布于所述沟道区相对两侧的源极区和漏极区，所述字线沿所述第一方向延伸、且连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极，所述第一方向和所述第三方向均为平行于所述衬底的顶面的方向，且所述第一方向与所述第三方向相交，所述第二方向为垂直于所述衬底的顶面的方向。
[0036]在一些实施例中，于所述初始衬底中形成衬底、位于所述衬底上方的存储阵列和字线的具体步骤包括：
[0037]刻蚀所述初始衬底，形成多个第一沟槽、以及至少沿所述第一方向间隔排布的多个有源柱，残留于所述第一沟槽下方的所述初始衬底作为所述衬底；
[0038]于所述有源柱中定义沟道区、以及沿所述第二方向分布于所述沟道区相对两侧的源极区和漏极区；
[0039]形成沿所述第二方向贯穿所述漏极区和所述沟道区的第二沟槽；
[0040]于所述第二沟槽内形成栅电极、并形成沿所述第一方向延伸并连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极的字线。
[0041]在一些实施例中，于所述第二沟槽内形成栅电极、并形成沿所述第一方向延伸并连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极的字线的具体步骤包括：
[0042]形成第一隔离层于所述第二沟槽的底面；
[0043]于所述第二沟槽的侧壁形成覆盖所述沟道区的栅极介质层；
[0044]于所述第二沟槽内形成覆盖所述栅极介质层和所述第一隔离层的所述栅电极、并同时形成沿所述第一方向延伸并连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极的字线。
[0045]在一些实施例中，于所述第二沟槽内形成栅电极、并形成沿所述第一方向延伸并连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极的字线之后，还包括如下步骤：
[0046]于所述第二沟槽内形成覆盖所述栅电极顶面的第二隔离层；
[0047]于所述第二隔离层上方形成与所述漏极区电连接的电容结构。
[0048]在一些实施例中，于所述第二隔离层上方形成与所述漏极区电连接的电容结构的具体步骤包括：
[0049]于所述第二沟槽内形成位于所述第二隔离层的表面、且与所述漏极区电连接的电容触点；
[0050]于所述电容触点上方形成与所述电容触点电连接的电容器。
[0051]在一些实施例中，于所述第二隔离层上方形成与所述漏极区电连接的电容结构的具体步骤包括：
[0052]于所述第二隔离层的表面形成电容器，且所述电容器至少部分位于所述第二沟槽内。
[0053]本公开一些实施例提供的半导体器件及其形成方法，通过将沟道区设置在栅电极的相对两侧(即形成双沟道结构)，形成全耗尽型栅电极，且晶体管中源极区本文档来自技高网...

【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：衬底；存储阵列，位于所述衬底上，至少包括沿第一方向间隔排布的多个存储单元，所述存储单元包括晶体管，所述晶体管包括栅电极、沿第三方向分布于所述栅电极相对两侧的沟道区、以及沿第二方向分布于所述沟道区相对两侧的源极区和漏极区，所述第一方向和所述第三方向均为平行于所述衬底的顶面的方向，且所述第一方向与所述第三方向相交，所述第二方向为垂直于所述衬底的顶面的方向；字线，沿所述第一方向延伸，且连续电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述栅电极。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅电极沿所述第三方向的宽度大于或者等于所述字线沿所述第三方向的宽度。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：位线，位于所述晶体管下方、且沿所述第三方向延伸，所述位线电连接所述源极区。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述存储单元还包括：电容结构，沿所述第二方向位于所述晶体管上方，所述电容结构电连接所述漏极区；第一隔离层，位于所述源极区与所述栅电极之间；第二隔离层，位于所述电容结构与所述栅电极之间。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述电容结构包括：电容触点，位于所述栅电极上方，且所述漏极区环绕所述电容触点的侧壁分布；电容器，位于所述电容触点上方且电连接所述电容触点。6.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述电容结构包括：电容器，位于所述栅电极上方，且所述漏极区环绕部分所述电容器的侧壁分布。7.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述电容结构包括：电容端子，覆盖于所述漏极区的顶面；电容器，位于所述电容端子上方且电连接所述电容端子。8.根据权利要求5
‑
7中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述电容器包括：下电极层，呈柱状并沿所述第二方向延伸，所述下电极层电连接所述漏极区；电介质层，覆盖于所述下电极层的表面；上电极层，覆盖于所述电介质层的表面。9.根据权利要求5
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7中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述电容器包括：下电极层，沿所述第二方向延伸、且电连接所述漏极区，所述下电极层的截面呈U型；电介质层，覆盖于所述下电极层的表面；上电极层，覆盖于所述电介质层的表面。10.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：提供初始衬底；于所述初始衬底中形成衬底、位于所述衬底上方的存储阵列和字线，所述存储阵列至少包括沿第一方向间隔排布的多个存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蒙蒙，唐怡，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：