半导体器件及其制作方法与流程

本发明涉及一种半导体器件及其制作方法，更具体地，涉及一种具有垂直通道结构的半导体器件及其制作方法。

背景技术：

1、半导体集成电路的技术随着时间不断地进步成长，每个新世代制造工艺下的产品都较前一个世代具有更小且更复杂的电路设计。在各晶片区域上的功能组件因产品革新需求而必须使其数量与密度不断地提高，当然也就使得各组件几何尺寸需越来越小。由于传统的平面式(planar)金氧半导体(metal-oxide-semiconductor，mos)晶体管制造工艺难以持续微缩，故业界已提出以立体或非平面(non-planar)式晶体管组件来取代传统的平面式晶体管组件，从而缩小晶体管组件的几何尺寸或/及提高晶体管元件的操作表现。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种半导体器件，在相互垂直的第一方向与第二方向上分别设置彼此一体成形的第一半导体层和第二半导体层，使得所述第一半导体层和所述第二半导体层可分别作为所述半导体器件的源极和通道结构，改善半导体器件的结构稳定性、并提升其操作表现。

2、本发明的目的是提供了一种半导体器件的制作方法，在相互垂直的第一方向与第二方向上同步形成彼此一体成形的第一半导体层和第二半导体层，以分别作为所述半导体器件的源极和通道结构，后续则在所述通道结构上形成闸极。如此，可在制程简化的前提下，通过后闸极工艺形成结构稳固、操作表现优化的半导体器件。

3、为了实现上述目的，本发明的一个实施例提供了一种半导体器件，包括衬底、第一半导体层、第二半导体层、第一绝缘层、闸极电介质层以及闸极。所述第一半导体层在第一方向延伸，第二半导体层位于所述第一半导体层上，并在第二方向上延伸，所述第一方向垂直于所述第二方向。所述第一半导体层和所述第二半导体层一体成型。所述第一绝缘层设置在所述第一半导体层上。所述闸极电介质层设置在所述第二半导体层的侧壁上，并部分位在所述第一绝缘层上。闸极设置在所述闸极电介质层上。

4、为了实现上述目的，本发明的一个实施例提供了一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：提供衬底，在所述衬底上形成在第一方向延伸的第一半导体层。在所述第一半导体层上形成在第二方向上延伸的第二半导体层，所述第一方向垂直于所述第二方向。其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层一体成型。在所述第一半导体层上形成第一绝缘层。在所述第一绝缘层上形成闸极电介质层，位在所述第二半导体层的侧壁上。在所述闸极电介质层上形成闸极。

5、本发明的半导体器件及其制作方法系预先在制作闸极之前形成通道结构，并且通过同一道工艺一并制作半导体器件的源极和所述通道结构，使得所述通道结构呈现沿着垂直方向延伸的柱状截面，并与所述源极一体成型且包括相同材料。如此，半导体器件的制作可被有效地简化，形成结构简化且操作表现更为优化的半导体器件，达到类似双闸极(dualgate)或全闸极(gate-all-around)的效果。

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一绝缘层的底面接触所述第一半导体层的顶面。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一绝缘层的侧面接触所述第二半导体层的所述侧壁。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述闸极电介质层的底面接触所述第一绝缘层的顶面，所述闸极电介质层的侧面接触所述第二半导体层的侧面。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述闸极接触所述闸极电介质层分别位在所述第一方向和所述第二方向上的第一表面和第二表面。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，所述闸极电介质层的顶面接触所述接触垫的所述底面。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一半导体层和所述第二半导体层包括相同的半导体材料。

9.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，还包括设置在所述第一半导体层下方的金属导线，所述金属导线、所述闸极与所述接触垫分别包括：导电层，所述金属导线、所述闸极与所述接触垫的所述导电层包括相同的金属材料；以及

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

11.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一半导体层和所述第二半导体层同时形成并包括相同的半导体材料。

13.根据权利要求12所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，还包括：

14.根据权利要求13所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述闸极和闸极电介质层还包括：

15.根据权利要求14所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，还包括：

16.根据权利要求14所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述闸极电介质层的顶面与所述闸极的顶面共平面。

17.根据权利要求13所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述闸极和闸极电介质层还包括：

18.根据权利要求17所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述闸极电介质层的顶面与所述第二半导体层的顶面共平面。

19.根据权利要求17所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一绝缘层的顶面低于所述闸极电介质层的底面。

20.根据权利要求17所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，还包括：