具有掩埋栅极的半导体器件的制作方法

技术特征：
1.一种半导体器件，包括：包括有源区的衬底；栅极结构，在所述衬底中的栅极沟槽中沿第一方向延伸；位线，在所述衬底上沿与所述第一方向相交的第二方向延伸，所述位线在所述栅极结构的第一侧电连接到所述有源区；以及电容器，设置在所述位线上，并且在所述栅极结构的第二侧电连接到所述有源区，其中所述栅极结构包括：栅极电介质层，设置在所述栅极沟槽的底表面和内侧表面上；第一导电层，在所述栅极沟槽的下部中设置在所述栅极电介质层上；侧壁绝缘层，在所述第一导电层的上表面上设置在所述栅极电介质层上；第二导电层，设置在所述第一导电层上并且包括石墨烯；以及掩埋绝缘层，在所述第二导电层上至少部分地填充在所述侧壁绝缘层之间的空间。2.如权利要求1所述的半导体器件，其中在垂直于所述衬底的上表面的方向上，所述第一导电层具有第一长度，所述第二导电层具有比所述第一长度长的第二长度。3.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述栅极电介质层具有第一厚度，并且所述侧壁绝缘层的每个具有小于所述第一厚度的第二厚度。4.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二导电层具有在至的范围内的厚度。5.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二导电层被所述第一导电层、所述侧壁绝缘层和所述掩埋绝缘层至少部分地围绕。6.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二导电层设置在所述第一导电层上在所述侧壁绝缘层上，以及其中所述栅极结构进一步包括至少部分地填充在所述第一导电层上的所述第二导电层内的空间的第三导电层。7.如权利要求6所述的半导体器件，其中所述第二导电层被所述第一导电层、所述侧壁绝缘层、所述第三导电层和所述掩埋绝缘层至少部分地围绕。8.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述栅极结构进一步包括设置在所述第一导电层上在所述侧壁绝缘层上的第三导电层，以及其中所述第二导电层至少部分地填充在所述第一导电层上的所述第三导电层内的空间。9.如权利要求8所述的半导体器件，其中所述第二导电层被所述第三导电层和所述掩埋绝缘层至少部分地围绕。10.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一导电层包括与所述栅极电介质层接触的第一层以及至少部分地填充所述第一层内的空间的第二层，以及其中所述第二层包括具有比所述第一层的电阻率低的电阻率的材料。11.一种半导体器件，包括：包括有源区的衬底；以及设置在所述衬底中的栅极沟槽中的栅极结构，其中所述栅极结构包括：
栅极电介质层，设置在所述栅极沟槽的底表面和内侧表面上；栅电极层，在所述栅极沟槽的下部中设置在所述栅极电介质层上，并且包括第一金属层和第二金属层以及至少部分地围绕所述第一金属层和所述第二金属层中的至少一个的外侧表面和下表面的石墨烯层；以及设置在所述栅电极层的上表面上的掩埋绝缘层。12.如权利要求11所述的半导体器件，其中所述石墨烯层的上表面与所述掩埋绝缘层接触。13.如权利要求11所述的半导体器件，其中所述石墨烯层的外侧表面与所述栅极电介质层接触。14.如权利要求11所述的半导体器件，其中所述第一金属层和所述第二金属层具有彼此不同的功函数。15.如权利要求11所述的半导体器件，其中所述石墨烯层在所述第一金属层的上表面与所述第二金属层的下表面之间延伸。16.如权利要求11所述的半导体器件，其中所述栅电极层进一步包括第三金属层，所述第三金属层设置在所述第二金属层上并且具有被所述石墨烯层覆盖的侧表面。17.如权利要求11所述的半导体器件，其中所述第一金属层和所述第二金属层具有彼此不同的宽度。18.如权利要求17所述的半导体器件，其中所述栅极结构进一步包括侧壁绝缘层，所述侧壁绝缘层设置在所述栅极电介质层上在所述第一金属层的上表面上。19.一种半导体器件，包括：包括具有源极/漏极区的有源区的衬底；栅电极层，被掩埋在所述衬底中，并且包括在垂直于所述衬底的上表面的方向上彼此重叠的多个金属层以及至少部分地覆盖所述多个金属层中的任一个的下表面的石墨烯层；以及设置在所述有源区与所述栅电极层之间的栅极电介质层。20.如权利要求19所述的半导体器件，其中所述石墨烯层插置在所述多个金属层的至少部分之间。

技术总结
本发明提供一种半导体器件，该半导体器件包括：包括有源区的衬底、设置在衬底中的栅极沟槽中的栅极结构、设置在衬底上并在栅极结构的一侧电连接到有源区的位线以及设置在位线上并在栅极结构的另一侧电连接到有源区的电容器。栅极结构包括：设置在栅极沟槽的底表面和内侧表面上的栅极电介质层、在栅极沟槽的下部中设置在栅极电介质层上的导电层、在导电层的上表面上设置在栅极电介质层上的侧壁绝缘层、设置在导电层上的石墨烯层以及设置在石墨烯层上在侧壁绝缘层之间的掩埋绝缘层。烯层上在侧壁绝缘层之间的掩埋绝缘层。烯层上在侧壁绝缘层之间的掩埋绝缘层。


技术研发人员：金熙中 权玟禹 韩相然 金尚元 金俊秀 申铉振 李殷奎
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/3/8