半导体器件及其制造方法与流程

本申请涉及半导体，具体而言，本申请涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术：

1、随之半导体技术的发展，具有垂直沟道的晶体管的半导体器件得到越来越多的应用。

2、目前，在具有垂直沟道晶体管的半导体器件的制造过程中，形成的用于形成字线的沟槽的底部宽度和上部宽度差异较大，不利于字线的填充，导致形成的字线内存在气孔。

技术实现思路

1、本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体器件及其制造方法，用以解决现有技术中半导体器件的制造过程中，字线内容易存在气孔的技术问题。

2、第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体器件的制造方法，包括：

3、在衬底的一侧形成多个半导体结构和用于间隔半导体结构的第一沟槽；

4、形成填充第一沟槽的牺牲结构；

5、图案化半导体结构和牺牲结构分别形成半导体柱和牺牲柱；

6、形成位于每相邻两个半导体柱和每相邻两个牺牲柱之间的第一介质结构；

7、去除牺牲柱，以在半导体柱露出的侧壁形成包括栅极的字线。

8、可选地，在衬底的一侧形成多个半导体结构和用于间隔半导体结构的第一沟槽；包括：

9、在衬底的一侧形成半导体结构；

10、形成覆盖半导体结构的阻挡层；

11、刻蚀阻挡层，形成第一沟槽和位于第一沟槽下方的阻挡结构。

12、可选地，图案化半导体结构和牺牲结构分别形成半导体柱和牺牲柱之后，还包括：

13、形成覆盖半导体柱和牺牲柱的第一保护层，第一保护层与半导体结构和牺牲结构随形；

14、刻蚀第一保护层中凹部的底壁，使得部分衬底露出；

15、刻蚀衬底露出的部分形成凹槽，凹槽横向延伸至半导体柱的下方；

16、在凹槽内形成位线。

17、可选地，形成位于每相邻两个半导体柱和每相邻两个牺牲柱之间的第一介质结构，包括：

18、在第一保护层的凹部内形成第一介质结构。

19、可选地，去除牺牲柱，以在半导体柱露出的侧壁形成包括字线的栅极，包括：

20、刻蚀去除牺牲柱；

21、形成覆盖半导体柱的第二保护层；

22、平坦化第二保护层和第一介质结构，使得第二保护层和第一介质结构的顶面齐平；

23、回刻第二保护层，使得半导体柱的周壁露出；

24、形成环绕半导体柱周壁的栅极介质层；

25、形成包括环绕栅极介质层的栅极的字线。

26、可选地，在刻蚀半导体结构和牺牲结构分别形成半导体柱和牺牲柱的过程中，半导体结构的刻蚀速率和牺牲结构的刻蚀速率相等。

27、可选地，在刻蚀去除牺牲柱的过程中，牺牲柱的刻蚀速率与半导体柱的刻蚀速率的比值不小于10且不大于50。

28、第二个方面，本申请实施例提供了一种基于上述第一个方面中任一项制造方法形成的半导体器件，包括：多个阵列排布的晶体管、多条字线和多条位线，字线的延伸方向垂直于位线的延伸方向；

29、晶体管包括：

30、第一电极，位于位线远离衬底的一侧；

31、半导体柱，位于第一电极远离衬底的一侧；

32、栅极，环绕半导体柱；沿平行于字线的延伸方向，每条字线包括同一行晶体管的栅极，字线侧壁的延伸方向垂直于衬底；

33、第二电极，位于半导体柱远离衬底的一侧。

34、可选地，任意相邻两行晶体管之间设置有第一介质结构，第一介质结构的延伸方向平行于字线的延伸方向；

35、任意相邻两个第一介质结构之间设置有字线和位于字线下方的第二介质结构；在垂直于衬底的截面内，第二介质结构侧壁的延伸方向垂直于衬底。

36、可选地，半导体器件还包括：阻挡结构，阻挡结构远离衬底的上表面，不低于位线远离衬底的上表面。

37、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

38、在本申请实施例所提供的半导体器件的制造方法中，在字线形成之前，预先在平行于字线方向上的任意相邻两个半导体柱之间形成牺牲柱，然后形成位于任意相邻两个牺牲柱之间的第一介质结构，从而在去除牺牲柱后，能够使得任意相邻两个第一介质结构之间形成的沟槽的形状，与牺牲柱截面形状相匹配，能够避免该沟槽的底部宽度与上部宽度出现差异过大的情况，有利于形成截面形状为矩形的沟槽，能够避免形成v形槽、正梯形槽等，从而能够保障字线材料在沟槽内的沉积效果，能够保障形成的字线在垂直字线延伸方向的截面内的形状为矩形，能够避免形成的字线内存在气孔，从而能够保障字线的合格率，有利于保障半导体器件的性能。

39、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在衬底的一侧形成多个半导体结构和用于间隔所述半导体结构的第一沟槽；包括：

3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，图案化所述半导体结构和所述牺牲结构分别形成半导体柱和牺牲柱之后，还包括：

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成位于每相邻两个所述半导体柱和每相邻两个所述牺牲柱之间的第一介质结构，包括：

5.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，去除所述牺牲柱，以在所述半导体柱露出的侧壁形成包括字线的栅极，包括：

6.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在刻蚀所述半导体结构和所述牺牲结构分别形成半导体柱和牺牲柱的过程中，所述半导体结构的刻蚀速率和所述牺牲结构的刻蚀速率相等。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在刻蚀去除所述牺牲柱的过程中，所述牺牲柱的刻蚀速率与所述半导体柱的刻蚀速率的比值不小于10且不大于50。

8.一种半导体器件，基于如权利要求1-7任一项所述制造方法形成，其特征在于，包括：多个阵列排布的晶体管、多条字线和多条位线，所述字线的延伸方向垂直于所述位线的延伸方向；

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，任意相邻两行所述晶体管之间设置有第一介质结构，所述第一介质结构的延伸方向平行于所述字线的延伸方向；

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，还包括：阻挡结构，所述阻挡结构远离所述衬底的上表面，不低于所述位线远离所述衬底的上表面。

技术总结本申请实施例提供了一种半导体器件及其制造方法。在本申请实施例所提供的半导体器件的制造方法中，在字线形成之前，预先在平行于字线方向上的任意相邻两个半导体柱之间形成牺牲柱，然后形成位于任意相邻两个牺牲柱之间的第一介质结构，从而在去除牺牲柱后，能够使得任意相邻两个第一介质结构之间形成的沟槽的形状，与牺牲柱截面形状相匹配，能够避免该沟槽的底部宽度与上部宽度出现差异过大的情况，有利于形成截面形状为矩形的沟槽，从而能够保障字线材料在沟槽内的沉积效果，能够避免形成的字线内存在气孔，从而能够保障字线的合格率，有利于保障半导体器件的性能。技术研发人员：周俊,田超,平延磊,韩宝东,罗杰受保护的技术使用者：北京超弦存储器研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/12