[发明专利]有带对准栅电极的垂直晶体管的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

在衬底上的有源柱；

第一源极/漏极区，其在所述有源柱的顶端处并具有比所述有源柱更大的宽度；

第一绝缘层，其在所述有源柱的侧壁上；

第二绝缘层，其至少在所述第一源极/漏极区的底表面上；

栅电极，其在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上；以及

第二源极/漏极区，其在所述有源柱的底端处在所述衬底中。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二绝缘层延伸到所述第一源极/漏极区的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述栅电极延伸到所述衬底上，以及其中所述半导体器件还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层设置在所述栅电极与所述衬底之间并且比所述第一绝缘层更厚。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述第三绝缘层包括氧化物层和氮化物层。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括上电极，所述上电极在所述第一源极/漏极区上且电连接到所述第一源极/漏极区，并且与所述栅电极间隔开。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述有源柱包括多个有源柱，并且所述第一源极/漏极区包括分别设置在所述有源柱上的多个第一源极/漏极区，以及其中所述上电极接触所述多个第一源极/漏极区。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述有源柱包括多个有源柱，并且所述第一源极/漏极区包括分别设置在所述有源柱上的多个第一源极/漏极区，以及其中所述半导体器件还包括：

在所述有源柱之间的掩模图案；以及

第三绝缘层，其在所述掩模图案的顶表面和侧壁上、填充所述第一源极/漏极区之间的空间、并与所述上电极接触。

8.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述有源柱包括多个有源柱，并且所述第一源极/漏极区包括分别设置在所述有源柱上的多个第一源极/漏极区，以及其中所述半导体器件还包括：

第三绝缘层，其设置在所述有源柱之间以及在所述第一源极/漏极区之间并与所述上电极接触；以及

第四绝缘层，其在所述第三绝缘层上并与所述上电极的侧壁接触。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括高k电介质层，所述高k电介质层在所述栅电极与所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述有源柱包括多个有源柱，以及其中所述栅电极延伸到所述多个有源柱的侧壁上。

11.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

形成从半导体衬底的表面突出的有源柱；

在所述有源柱的底端处在所述半导体衬底中形成第一源极/漏极区；

形成覆盖所述有源柱的第一绝缘层；

去除所述第一绝缘层的一部分以暴露所述有源柱的上部；

在所述有源柱的暴露的上部上形成第二源极/漏极区，所述第二源极/漏极区具有比所述有源柱更大的宽度并与所述第一绝缘层间隔开；

在所述第二源极/漏极区的侧壁和底表面上形成第二绝缘层；

去除所述第一绝缘层的一部分以暴露所述第二绝缘层的底表面和所述有源柱的侧壁的一部分；以及

在所述第二绝缘层的所述底表面上以及在所述有源柱的所述侧壁上形成栅电极。