[發(fā)明專利]三維半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011024561.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112670293A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金成吉;金成珍;金智美;金廷奐;金贊炯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L27/11563
• 分類號(hào): H01L27/11563;H01L27/11578
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 趙南;張青

公開了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其制造方法。一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置包括：堆疊結(jié)構(gòu)，其包括交替地堆疊在襯底上的多個(gè)電極和多個(gè)介電層；豎直溝道結(jié)構(gòu)，其穿透堆疊結(jié)構(gòu)；以及導(dǎo)電焊盤，其位于豎直溝道結(jié)構(gòu)上。豎直溝道結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體圖案和在半導(dǎo)體圖案與電極之間的豎直介電圖案。半導(dǎo)體圖案的上部包括包含鹵素元素的雜質(zhì)區(qū)。半導(dǎo)體圖案的上部與導(dǎo)電焊盤相鄰。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2019年9月30日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)NO.10-2019-0120948的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及半導(dǎo)體裝置，更具體地，涉及具有改善的可靠性的三維半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體裝置已經(jīng)被高度集成以滿足客戶可能要求的高性能和低制造成本。由于半導(dǎo)體裝置的集成是決定產(chǎn)品價(jià)格的重要因素，因此對(duì)高度集成的半導(dǎo)體裝置的需求日益增加。典型的二維或平面半導(dǎo)體裝置的集成主要由單位存儲(chǔ)器單元所占據(jù)的面積決定，使得其極大地受到用于形成精細(xì)圖案的技術(shù)的水平的影響。然而，可用于增加圖案精細(xì)度的極其昂貴的處理設(shè)備可能對(duì)增加二維或平面半導(dǎo)體裝置的集成設(shè)置實(shí)際限制。因此，已經(jīng)提出了具有三維布置的存儲(chǔ)器單元的三維半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例提供了一種具有提高的可靠性的三維半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置及其制造方法。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例，一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置可以包括：堆疊結(jié)構(gòu)，其包括交替地堆疊在襯底上的多個(gè)電極和多個(gè)介電層；豎直溝道結(jié)構(gòu)，其穿透所述堆疊結(jié)構(gòu)；和導(dǎo)電焊盤，其位于所述豎直溝道結(jié)構(gòu)上。所述豎直溝道結(jié)構(gòu)可以包括半導(dǎo)體圖案和位于所述半導(dǎo)體圖案與所述電極之間的豎直介電圖案。所述半導(dǎo)體圖案的上部可以包括雜質(zhì)區(qū)，所述雜質(zhì)區(qū)包括鹵素元素，所述上部與所述導(dǎo)電焊盤相鄰。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例，一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置可以包括：堆疊結(jié)構(gòu)，其包括交替地堆疊在襯底上的多個(gè)電極和多個(gè)介電層；豎直溝道結(jié)構(gòu)，其穿透所述堆疊結(jié)構(gòu)；和導(dǎo)電焊盤，其位于所述豎直溝道結(jié)構(gòu)上。所述豎直溝道結(jié)構(gòu)可以包括填充介電圖案、半導(dǎo)體圖案和位于所述半導(dǎo)體圖案和所述電極之間的豎直介電圖案。所述半導(dǎo)體圖案可以位于所述豎直介電圖案與所述填充介電圖案之間。所述填充介電圖案可以具有低于所述豎直介電圖案的頂表面的頂表面。所述半導(dǎo)體圖案可以具有低于所述豎直介電圖案的所述頂表面的頂表面。所述填充介電圖案的所述頂表面的最上部分可以位于第一水平高度處。所述半導(dǎo)體圖案的所述頂表面的最上部分可以位于第二水平高度處。所述第一水平高度與所述第二水平高度可以彼此不同。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例，一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置可以包括：堆疊結(jié)構(gòu)，其在襯底上；豎直溝道結(jié)構(gòu)，其穿透所述堆疊結(jié)構(gòu)，所述豎直溝道結(jié)構(gòu)包括填充介電圖案、半導(dǎo)體圖案和位于所述半導(dǎo)體圖案與所述堆疊結(jié)構(gòu)之間的豎直介電圖案；導(dǎo)電焊盤，其在所述豎直溝道結(jié)構(gòu)上并電連接到所述半導(dǎo)體圖案；和位線，其電連接到所述導(dǎo)電焊盤。所述堆疊結(jié)構(gòu)包括：交替地堆疊在所述襯底上的多個(gè)電極和多個(gè)第一介電層；以及位于所述電極中的最上面的一個(gè)電極上的第二介電層。所述豎直介電圖案包括阻擋介電層、電荷儲(chǔ)存層、以及隧道介電層。所述電荷儲(chǔ)存層位于所述阻擋介電層和所述隧道介電層之間。所述填充介電圖案的頂表面位于與所述半導(dǎo)體圖案的頂表面的水平高度不同的水平高度處。所述導(dǎo)電焊盤包括第一焊盤和所述第一焊盤上的第二焊盤。所述第一焊盤位于所述填充介電圖案的所述頂表面上以及所述半導(dǎo)體圖案的所述頂表面上。所述第一焊盤具有朝向所述襯底凹入的頂表面。所述第二焊盤位于所述第一焊盤的所述頂表面上。所述第二焊盤的頂表面與所述第二介電層的頂表面共面。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例，一種制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的方法可以包括：在襯底上交替地堆疊介電層和犧牲層以形成堆疊結(jié)構(gòu)；形成穿透所述堆疊結(jié)構(gòu)的豎直溝道結(jié)構(gòu)，所述豎直溝道結(jié)構(gòu)包括填充介電圖案、半導(dǎo)體圖案和在所述半導(dǎo)體圖案和所述堆疊結(jié)構(gòu)之間的豎直介電圖案；在所述豎直溝道結(jié)構(gòu)上形成導(dǎo)電焊盤，所述導(dǎo)電焊盤電連接到所述半導(dǎo)體圖案；以及用電極替代所述犧牲層。