半导体装置及其制造方法与流程

本发明的各个实施例涉及一种半导体装置及其制造方法，并且更具体地，涉及一种具有三维结构的半导体装置及其制造方法。

背景技术：

1、存储单元的尺寸不断减小以增加存储器件的净裸片。随着存储单元的尺寸小型化，需要减小寄生电容cb并增加电容。然而，由于存储单元的结构限制，难以增加净裸片。

2、最近，提出了包括以三维布置的存储单元的三维半导体存储器件。

技术实现思路

1、本发明的实施例涉及一种包括高度集成的存储单元的半导体器件及其制造方法。

2、根据本发明的实施例，一种制造半导体器件的方法包括：通过在下部结构之上交替地堆叠多个半导体层和多个牺牲半导体层来形成堆叠体；通过刻蚀所述堆叠体来形成开口；通过经由所述开口刻蚀所述半导体层和所述牺牲半导体层来形成多个有源层和多个横向凹部；形成部分地填充所述横向凹部并且接触所述有源层的牺牲电介质层；以及利用字线来替代所述牺牲电介质层。

3、根据本发明的另一个实施例，一种制造半导体器件的方法包括：在下部结构之上形成种子硅层；重复地形成子堆叠，其中，第一单晶硅锗层、第一单晶硅层、第二单晶硅锗层和第二单晶硅层按所述的顺序堆叠在所述种子硅层之上；通过刻蚀所述子堆叠和所述种子硅层来形成开口；通过经由开口去除所述第一单晶硅锗层和所述第二单晶硅锗层来形成初始横向凹部；在去除所述第一单晶硅层时减薄所述第二单晶硅层，以形成比所述初始横向凹部宽的横向凹部，并在所述横向凹部之间形成薄体有源层；形成部分地填充所述横向凹部并接触所述薄体有源层的牺牲电介质层；以及利用字线来替代所述牺牲电介质层。

4、根据本发明的又一实施例，一种半导体器件包括：下部结构；单元隔离电介质层，其垂直地堆叠在所述下部结构之上并平行于所述下部结构；单晶硅有源层，其设置在所述单元隔离电介质层之间并且横向定向以平行于所述下部结构；字线，其横向定向以与所述单元隔离电介质层之间的单晶硅有源层中的每一个交叉；位线，其共同耦接到所述单晶硅有源层的一侧并且在垂直于所述下部结构的方向上延伸；以及电容器，其耦接到所述单晶硅有源层的另一侧。

技术特征：

1.一种用于制造半导体器件的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层中的每一个包括单晶硅层，以及

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述牺牲电介质层包括氮化硅。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层形成为比所述牺牲半导体层厚。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述堆叠体包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二半导体层形成为所述第一半导体层厚度的2至3倍，

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述子堆叠中，最下部材料和最上部材料包括所述第一牺牲半导体层。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述子堆叠中，最下部材料包括所述第一牺牲半导体层，以及最上部材料包括所述第二半导体层。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的每一个均包括单晶硅层，以及

10.根据权利要求5所述的方法，还包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述单晶种子层、所述第一半导体层和所述第二半导体层中的每一个均包括单晶硅层，以及

12.根据权利要求10所述的方法，其中，利用虚拟字线来替代所述单晶种子层和最下部的所述第一牺牲半导体层。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层包括第一半导体层和比所述第一半导体层厚的第二半导体层，以及

14.根据权利要求1所述的方法，还包括，在形成部分地填充所述横向凹部并接触所述有源层的所述牺牲电介质层之后：

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：

16.一种用于制造半导体器件的方法，包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二单晶硅层形成为比所述第一单晶硅层厚，以及

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二单晶硅层形成为所述第一单晶硅层厚度的2至3倍。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述种子硅层、所述第一单晶硅锗层、所述第一单晶硅层、所述第二单晶硅锗层和所述第二单晶硅层中的每一个通过外延生长形成。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，利用所述牺牲电介质层中的最下部牺牲电介质层来替代所述种子硅层和最下部的第一单晶硅锗层，以及

21.根据权利要求16所述的方法，还包括，在利用字线来替代所述牺牲电介质层之后：

22.一种半导体器件，包括：

23.根据权利要求22所述的半导体器件，其中，所述字线中的每一个包括与所述单晶硅有源层中的每一个的上表面和下表面交叉的双字线。

24.根据权利要求22所述的半导体器件，其中，所述电容器中的每一个包括：

25.根据权利要求22所述的半导体器件，还包括：

技术总结
一种制造半导体器件的方法包括：通过在下部结构之上交替地堆叠多个半导体层和多个牺牲半导体层来形成堆叠体；通过刻蚀堆叠体来形成开口；通过经由开口刻蚀半导体层和牺牲半导体层，形成多个有源层和多个横向凹部；形成部分地填充横向凹部并接触有源层的牺牲电介质层；以及利用字线来替代牺牲电介质层。

技术研发人员：金承焕
受保护的技术使用者：爱思开海力士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13