[发明专利]半导体器件及其制造方法及包括该器件的电子设备

说明书

公开了一种半导体器件，包括：衬底；在衬底上形成的竖直有源区，包括沿竖直方向依次设置的第一源/漏区、沟道区和第二源/漏区，所述第一源/漏区包括延伸超出其上方的有源区部分的横向延伸部分；绕沟道区的外周形成的栅堆叠，所述栅堆叠包括横向延伸部分；第一源/漏区横向延伸部分上方到第一源/漏区横向延伸部分的堆叠接触部，所述堆叠接触部包括沿竖直方向依次设置的三层结构：下层部分、中层部分和上层部分；其中，所述下层部分至少包括与形成所述第一源/漏区的元素相同的元素，所述中层部分至少包括与形成所述沟道区的元素相同的元素，所述上层部分至少包括与形成所述第二源/漏区的元素相同的元素。

技术领域

本公开涉及半导体领域，具体地，涉及竖直型半导体器件及其制造方法以及包括这种半导体器件的电子设备。。

背景技术

在水平型器件如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)中，源极、栅极和漏极沿大致平行于衬底表面的方向布置。由于这种布置，缩小水平型器件所占的面积，一般要求源极、漏极和栅极所占的面积缩小，使器件性能变差(例如，功耗和电阻增加)，故水平型器件的面积不易进一步缩小。与此不同，在竖直型器件中，源极、栅极和漏极沿大致垂直于衬底表面的方向布置。因此，相对于水平型器件，竖直型器件所占的面积更容易缩小。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种具有改进性能的竖直型半导体器件及其制造方法以及包括这种半导体器件的电子设备。

根据本公开的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；在衬底上形成的竖直有源区，包括沿竖直方向依次设置的第一源/漏区、沟道区和第二源/漏区，所述第一源/漏区包括延伸超出其上方的有源区部分的横向延伸部分；绕沟道区的外周形成的栅堆叠，所述栅堆叠包括横向延伸部分；第一源/漏区横向延伸部分上方到第一源/漏区横向延伸部分的堆叠接触部。

根据本公开的一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上设置有源区材料层；对有源区材料层进行构图，从而限定竖直有源区和第二接触部；在对有源区材料层进行构图时，对有源区材料层的构图在进行到有源区材料层的底面之前停止，于是有源区材料层被构图为用作竖直有源区的第一堆叠以及与用作第二接触部的第二堆叠，且第一堆叠和第二堆叠在底部连接在一起。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括由上述半导体器件形成的集成电路。

根据本公开的实施例，第二接触部形成为与竖直有源区并列的柱体，由此避免形成高深度的接触孔，增加了集成密度且减少了形成接触部的难度，由此可以形成具有高深宽比的金属接触部(避免了例如使用等离子刻蚀法刻蚀接触孔并用诸如金属之类的材料重新填充接触孔的工艺难度)，并且由于减小了光刻步骤而减小了光刻未对准的风险，从而进一步增加了集成密度。此外，由于没有采用双构图，减小了制造成本。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1至12示出了根据本公开实施例的制造半导体器件的流程的示意图；

图13至25示出了根据本公开另一实施例的制造半导体器件的流程的示意图；

图26至31示出了根据本公开又一实施例的制造半导体器件的流程的示意图。

贯穿附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。