本技術(shù)涉及半導體,具體而言,本技術(shù)涉及一種垂直晶體管陣列及其制造方法、存儲器。
背景技術(shù):
1、隨著半導體器件集成化技術(shù)的發(fā)展,對于以垂直晶體管陣列為代表的半導體器件而言,垂直晶體管陣列的存儲密度較高。
2、垂直晶體管陣列中漏極與位線形成金屬半導體接觸,要降低漏極和位線的接觸電阻需要在漏極和位線的接觸界面進行高濃度摻雜;在摻雜后需經(jīng)退火實現(xiàn)摻雜元素向有源柱底擴散,但是由于擴散距離較遠和擴散的高濃度區(qū)域在后續(xù)工藝中被挖除,從而造成接觸界面的摻雜濃度較低,進而導致漏極和位線的接觸電阻較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)針對現(xiàn)有方式的缺點,提出一種垂直晶體管陣列及其制造方法、存儲器,用以解決現(xiàn)有垂直晶體管陣列的漏極與位線的接觸電阻較高的技術(shù)問題。
2、第一個方面,本技術(shù)實施例提供了一種垂直晶體管陣列,包括:
3、襯底;
4、多個有源柱,陣列設置于所述襯底的一側(cè),所述有源柱包括靠近所述襯底的漏極,所述漏極包括主體結(jié)構(gòu)和歐姆接觸結(jié)構(gòu),所述歐姆接觸結(jié)構(gòu)設置于所述主體結(jié)構(gòu)靠近所述襯底的一側(cè);各所述歐姆接觸結(jié)構(gòu)位于同層。
5、可選地,垂直晶體管陣列還包括:
6、多條位線,設置于所述襯底一側(cè),多條所述位線沿第一方向延伸且沿第二方向間隔排布;所述第一方向與所述第二方向具有設計角度,且均平行于所述襯底;
7、多個所述有源柱陣列設置于所述位線遠離所述襯底的一側(cè)。
8、可選地,所述主體結(jié)構(gòu)的摻雜離子和所述歐姆接觸結(jié)構(gòu)的摻雜離子均包括硼、銦、磷和砷中至少一種,所述主體結(jié)構(gòu)的摻雜離子和所述歐姆接觸結(jié)構(gòu)的摻雜離子為同族。
9、可選地,所述垂直晶體管陣列還包括第一隔離結(jié)構(gòu),所述第一隔離結(jié)構(gòu)包括多個第一子隔離結(jié)構(gòu)和多個第二子隔離結(jié)構(gòu),所述第二子隔離結(jié)構(gòu)沿所述第一方向延伸,各所述位線與各所述第二子隔離結(jié)構(gòu)沿所述第二方向交替排列,所述第二子隔離結(jié)構(gòu)的底面比所述位線的底面靠近所述襯底的底面;所述第一子隔離結(jié)構(gòu)和沿所述第二方向排列的所述有源柱交替排列,所述第一子隔離結(jié)構(gòu)設置于所述第二子隔離結(jié)構(gòu)遠離所述襯底的一側(cè)。
10、可選地,還包括多個第二隔離結(jié)構(gòu),所述第二隔離結(jié)構(gòu)沿所述第二方向延伸;所述第二隔離結(jié)構(gòu)和沿所述第一方向排列的所述有源柱交替排列。
11、可選地,所述第二子隔離結(jié)構(gòu)的頂面比所述位線的頂面遠離所述襯底的底面。
12、第二個方面,本技術(shù)實施例提供了一種存儲器,包括第一個方面提供的垂直晶體管陣列。
13、第三個方面,本技術(shù)實施例提供了一種第一個方面提供的垂直晶體管陣列的制造方法,包括:
14、在襯底上制造陣列排布的初始有源柱,使得沿第一方向排列的任意相鄰兩列所述初始有源柱之間形成第一溝槽,所述第一溝槽沿第二方向延伸;
15、對所述第一溝槽下方的襯底進行第一次離子注入并經(jīng)過第一次退火,得到漏極層,所述漏極層包括位于所述初始有源柱下方的初始漏極和位于所述第一溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu);
16、對所述第一初始犧牲結(jié)構(gòu)遠離所述襯底的第一部分進行第一次非晶化的離子注入,得到第一犧牲結(jié)構(gòu);去除所述第一犧牲結(jié)構(gòu),得到第二溝槽;
17、對位于所述第二溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu)剩余的第二部分進行第二次離子注入并經(jīng)過第二次退火,得到所述初始漏極形成的漏極和所述第二部分形成的第二初始犧牲結(jié)構(gòu),所述漏極包括主體結(jié)構(gòu)和與所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)位于同層的歐姆接觸結(jié)構(gòu);
18、對所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)進行第二次非晶化的離子注入,得到第二犧牲結(jié)構(gòu);
19、去除第二犧牲結(jié)構(gòu),得到陣列排布的有源柱,所述有源柱包括所述漏極。
20、可選地,對所述第一溝槽下方的襯底進行第一次離子注入并經(jīng)過第一次退火,得到漏極層,所述漏極層包括位于所述初始有源柱下方的初始漏極和位于所述第一溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu),包括:
21、對所述第一溝槽下方的襯底進行第一次離子注入,得到第一摻雜結(jié)構(gòu);
22、對包含所述第一摻雜結(jié)構(gòu)的整個襯底進行第一次退火,使得所述第一摻雜結(jié)構(gòu)中的部分摻雜離子沿所述第一方向向位于同層的所述初始有源柱下方的襯底擴散,使得所述初始有源柱下方區(qū)域形成初始漏極,所述第一摻雜結(jié)構(gòu)形成第一初始犧牲結(jié)構(gòu)。
23、可選地,對所述第一溝槽下方的襯底進行第一次離子注入并經(jīng)過第一次退火,得到漏極層,所述漏極層包括位于所述初始有源柱下方的初始漏極和位于所述第一溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu)之前,還包括:
24、在各所述第一溝槽內(nèi)制造第一保護層,所述第一保護層包括覆蓋于所述第一溝槽底部的第一保護結(jié)構(gòu)和覆蓋于所述第一溝槽的側(cè)壁的第二保護結(jié)構(gòu);
25、以及,對所述第一初始犧牲結(jié)構(gòu)遠離所述襯底的第一部分進行第一次非晶化的離子注入,得到第一犧牲結(jié)構(gòu),包括:
26、去除所述第一保護結(jié)構(gòu);以所述第二保護結(jié)構(gòu)為掩膜,對所述第一初始犧牲結(jié)構(gòu)遠離所述襯底的第一部分進行第一次非晶化的離子注入,得到所述第一犧牲結(jié)構(gòu),所述第一犧牲結(jié)構(gòu)沿所述第一方向的寬度等于所述第一溝槽的寬度;所述第一犧牲結(jié)構(gòu)與所述漏極的主體結(jié)構(gòu)位于同層。
27、可選地,對位于所述第二溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu)剩余的第二部分進行第二次離子注入和經(jīng)過第二次退火,得到所述初始漏極形成的漏極和所述第二部分形成的第二初始犧牲結(jié)構(gòu),所述漏極包括與所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)位于同層的歐姆接觸結(jié)構(gòu),包括:
28、對位于所述第二溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu)剩余的第二部分進行第二次離子注入,得到第二摻雜結(jié)構(gòu);
29、對包括所述第二摻雜結(jié)構(gòu)的整個襯底進行第二次退火,使得所述第二摻雜結(jié)構(gòu)中的部分摻雜離子沿所述第一方向向位于同層的所述初始漏極的底部擴散,得到所述初始漏極形成的漏極和所述第二部分形成的第二初始犧牲結(jié)構(gòu),所述漏極包括與所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)位于同層的歐姆接觸結(jié)構(gòu)。
30、可選地,去除所述第一犧牲結(jié)構(gòu),得到第二溝槽,包括:
31、去除所述第二保護結(jié)構(gòu),并去除所述第一犧牲結(jié)構(gòu),得到第二溝槽;
32、以及,對位于所述第二溝槽下方的第一初始犧牲結(jié)構(gòu)剩余的第二部分進行第二次離子注入并經(jīng)過第二次退火,得到所述初始漏極形成的漏極和所述第二部分形成的第二初始犧牲結(jié)構(gòu),所述漏極包括與所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)位于同層的歐姆接觸結(jié)構(gòu)之前,還包括:
33、在各所述第二溝槽內(nèi)制造第二保護層,所述第二保護層包括覆蓋于所述第二溝槽底部的第三保護結(jié)構(gòu)和覆蓋于所述第二溝槽的側(cè)壁的第四保護結(jié)構(gòu);
34、以及,對所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)進行第二次非晶化的離子注入,得到第二犧牲結(jié)構(gòu),包括:
35、去除所述第三保護結(jié)構(gòu);以所述第四保護結(jié)構(gòu)為掩膜,對所述第二初始犧牲結(jié)構(gòu)進行第二次非晶化的離子注入,得到所述第二犧牲結(jié)構(gòu);沿所述第一方向,所述第二犧牲結(jié)構(gòu)的寬度等于所述第二溝槽的寬度。
36、本技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果包括:
37、主體結(jié)構(gòu)中的摻雜離子源自位于同層的第一初始犧牲結(jié)構(gòu)且經(jīng)過第一次退火形成的;第一初始犧牲結(jié)構(gòu)被非晶化為第一犧牲結(jié)構(gòu)后被去除;歐姆接觸結(jié)構(gòu)中的摻雜離子源自位于同層的第二初始犧牲結(jié)構(gòu)且經(jīng)過第二次退火形成的;第二初始犧牲結(jié)構(gòu)被非晶化為第二犧牲結(jié)構(gòu)后被去除,由此本技術(shù)無需直接對有源柱進行高能大劑量離子注入制造漏極,從而能夠保護有源柱不被非晶化,進而保證垂直晶體管陣列的電學性能。
38、而且,在第二退火過程中,部分第二次注入的離子同層擴散以便于形成位于同一層的第二初始犧牲結(jié)構(gòu)與歐姆接觸結(jié)構(gòu)。該歐姆接觸結(jié)構(gòu)由部分第二次注入的離子同層擴散得到的,擴散的距離較短,能夠有利于提高歐姆接觸結(jié)構(gòu)的摻雜濃度且有利于保證歐姆接觸結(jié)構(gòu)的摻雜濃度較均勻,從而使得漏極與位線的接觸電阻降低,能夠減少功耗和發(fā)熱,進而能夠提高信號傳輸速率。
39、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,這些將從下面的描述中變得明顯,或通過本技術(shù)的實踐了解到。