垂直晶体管阵列及其制造方法、存储器与流程

本技术涉及半导体，具体而言，本技术涉及一种垂直晶体管阵列及其制造方法、存储器。

背景技术：

1、随着半导体器件集成化技术的发展，对于以垂直晶体管阵列为代表的半导体器件而言，垂直晶体管阵列的存储密度较高。

2、垂直晶体管阵列中漏极与位线形成金属半导体接触，要降低漏极和位线的接触电阻需要在漏极和位线的接触界面进行高浓度掺杂；在掺杂后需经退火实现掺杂元素向有源柱底扩散，但是由于扩散距离较远和扩散的高浓度区域在后续工艺中被挖除，从而造成接触界面的掺杂浓度较低，进而导致漏极和位线的接触电阻较高。

技术实现思路

1、本技术针对现有方式的缺点，提出一种垂直晶体管阵列及其制造方法、存储器，用以解决现有垂直晶体管阵列的漏极与位线的接触电阻较高的技术问题。

2、第一个方面，本技术实施例提供了一种垂直晶体管阵列，包括：

3、衬底；

4、多个有源柱，阵列设置于所述衬底的一侧，所述有源柱包括靠近所述衬底的漏极，所述漏极包括主体结构和欧姆接触结构，所述欧姆接触结构设置于所述主体结构靠近所述衬底的一侧；各所述欧姆接触结构位于同层。

5、可选地，垂直晶体管阵列还包括：

6、多条位线，设置于所述衬底一侧，多条所述位线沿第一方向延伸且沿第二方向间隔排布；所述第一方向与所述第二方向具有设计角度，且均平行于所述衬底；

7、多个所述有源柱阵列设置于所述位线远离所述衬底的一侧。

8、可选地，所述主体结构的掺杂离子和所述欧姆接触结构的掺杂离子均包括硼、铟、磷和砷中至少一种，所述主体结构的掺杂离子和所述欧姆接触结构的掺杂离子为同族。

9、可选地，所述垂直晶体管阵列还包括第一隔离结构，所述第一隔离结构包括多个第一子隔离结构和多个第二子隔离结构，所述第二子隔离结构沿所述第一方向延伸，各所述位线与各所述第二子隔离结构沿所述第二方向交替排列，所述第二子隔离结构的底面比所述位线的底面靠近所述衬底的底面；所述第一子隔离结构和沿所述第二方向排列的所述有源柱交替排列，所述第一子隔离结构设置于所述第二子隔离结构远离所述衬底的一侧。

10、可选地，还包括多个第二隔离结构，所述第二隔离结构沿所述第二方向延伸；所述第二隔离结构和沿所述第一方向排列的所述有源柱交替排列。

11、可选地，所述第二子隔离结构的顶面比所述位线的顶面远离所述衬底的底面。

12、第二个方面，本技术实施例提供了一种存储器，包括第一个方面提供的垂直晶体管阵列。

13、第三个方面，本技术实施例提供了一种第一个方面提供的垂直晶体管阵列的制造方法，包括：

14、在衬底上制造阵列排布的初始有源柱，使得沿第一方向排列的任意相邻两列所述初始有源柱之间形成第一沟槽，所述第一沟槽沿第二方向延伸；

15、对所述第一沟槽下方的衬底进行第一次离子注入并经过第一次退火，得到漏极层，所述漏极层包括位于所述初始有源柱下方的初始漏极和位于所述第一沟槽下方的第一初始牺牲结构；

16、对所述第一初始牺牲结构远离所述衬底的第一部分进行第一次非晶化的离子注入，得到第一牺牲结构；去除所述第一牺牲结构，得到第二沟槽；

17、对位于所述第二沟槽下方的第一初始牺牲结构剩余的第二部分进行第二次离子注入并经过第二次退火，得到所述初始漏极形成的漏极和所述第二部分形成的第二初始牺牲结构，所述漏极包括主体结构和与所述第二初始牺牲结构位于同层的欧姆接触结构；

18、对所述第二初始牺牲结构进行第二次非晶化的离子注入，得到第二牺牲结构；

19、去除第二牺牲结构，得到阵列排布的有源柱，所述有源柱包括所述漏极。

20、可选地，对所述第一沟槽下方的衬底进行第一次离子注入并经过第一次退火，得到漏极层，所述漏极层包括位于所述初始有源柱下方的初始漏极和位于所述第一沟槽下方的第一初始牺牲结构，包括：

21、对所述第一沟槽下方的衬底进行第一次离子注入，得到第一掺杂结构；

22、对包含所述第一掺杂结构的整个衬底进行第一次退火，使得所述第一掺杂结构中的部分掺杂离子沿所述第一方向向位于同层的所述初始有源柱下方的衬底扩散，使得所述初始有源柱下方区域形成初始漏极，所述第一掺杂结构形成第一初始牺牲结构。

23、可选地，对所述第一沟槽下方的衬底进行第一次离子注入并经过第一次退火，得到漏极层，所述漏极层包括位于所述初始有源柱下方的初始漏极和位于所述第一沟槽下方的第一初始牺牲结构之前，还包括：

24、在各所述第一沟槽内制造第一保护层，所述第一保护层包括覆盖于所述第一沟槽底部的第一保护结构和覆盖于所述第一沟槽的侧壁的第二保护结构；

25、以及，对所述第一初始牺牲结构远离所述衬底的第一部分进行第一次非晶化的离子注入，得到第一牺牲结构，包括：

26、去除所述第一保护结构；以所述第二保护结构为掩膜，对所述第一初始牺牲结构远离所述衬底的第一部分进行第一次非晶化的离子注入，得到所述第一牺牲结构，所述第一牺牲结构沿所述第一方向的宽度等于所述第一沟槽的宽度；所述第一牺牲结构与所述漏极的主体结构位于同层。

27、可选地，对位于所述第二沟槽下方的第一初始牺牲结构剩余的第二部分进行第二次离子注入和经过第二次退火，得到所述初始漏极形成的漏极和所述第二部分形成的第二初始牺牲结构，所述漏极包括与所述第二初始牺牲结构位于同层的欧姆接触结构，包括：

28、对位于所述第二沟槽下方的第一初始牺牲结构剩余的第二部分进行第二次离子注入，得到第二掺杂结构；

29、对包括所述第二掺杂结构的整个衬底进行第二次退火，使得所述第二掺杂结构中的部分掺杂离子沿所述第一方向向位于同层的所述初始漏极的底部扩散，得到所述初始漏极形成的漏极和所述第二部分形成的第二初始牺牲结构，所述漏极包括与所述第二初始牺牲结构位于同层的欧姆接触结构。

30、可选地，去除所述第一牺牲结构，得到第二沟槽，包括：

31、去除所述第二保护结构，并去除所述第一牺牲结构，得到第二沟槽；

32、以及，对位于所述第二沟槽下方的第一初始牺牲结构剩余的第二部分进行第二次离子注入并经过第二次退火，得到所述初始漏极形成的漏极和所述第二部分形成的第二初始牺牲结构，所述漏极包括与所述第二初始牺牲结构位于同层的欧姆接触结构之前，还包括：

33、在各所述第二沟槽内制造第二保护层，所述第二保护层包括覆盖于所述第二沟槽底部的第三保护结构和覆盖于所述第二沟槽的侧壁的第四保护结构；

34、以及，对所述第二初始牺牲结构进行第二次非晶化的离子注入，得到第二牺牲结构，包括：

35、去除所述第三保护结构；以所述第四保护结构为掩膜，对所述第二初始牺牲结构进行第二次非晶化的离子注入，得到所述第二牺牲结构；沿所述第一方向，所述第二牺牲结构的宽度等于所述第二沟槽的宽度。

36、本技术实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

37、主体结构中的掺杂离子源自位于同层的第一初始牺牲结构且经过第一次退火形成的；第一初始牺牲结构被非晶化为第一牺牲结构后被去除；欧姆接触结构中的掺杂离子源自位于同层的第二初始牺牲结构且经过第二次退火形成的；第二初始牺牲结构被非晶化为第二牺牲结构后被去除，由此本技术无需直接对有源柱进行高能大剂量离子注入制造漏极，从而能够保护有源柱不被非晶化，进而保证垂直晶体管阵列的电学性能。

38、而且，在第二退火过程中，部分第二次注入的离子同层扩散以便于形成位于同一层的第二初始牺牲结构与欧姆接触结构。该欧姆接触结构由部分第二次注入的离子同层扩散得到的，扩散的距离较短，能够有利于提高欧姆接触结构的掺杂浓度且有利于保证欧姆接触结构的掺杂浓度较均匀，从而使得漏极与位线的接触电阻降低，能够减少功耗和发热，进而能够提高信号传输速率。

39、本技术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，或通过本技术的实践了解到。