[發(fā)明專利]三維半導(dǎo)體存儲器裝置和包括其的電子系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310049127.1
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN116615031A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈昇宰;樸柄善;李在哲;崔大憲
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H10B41/35
• 分類號: H10B41/35;H10B41/27;H10B41/41;H10B41/10;H10B43/35;H10B43/27;H10B43/40;H10B43/10
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 趙南;肖學(xué)蕊

公開了一種三維半導(dǎo)體存儲器裝置和包括該三維半導(dǎo)體存儲器裝置的電子系統(tǒng)。該半導(dǎo)體存儲器裝置可包括：襯底，其包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；多個(gè)堆疊件，其包括第一堆疊件和第二堆疊件，每個(gè)堆疊件包括襯底上的層間絕緣層和與層間絕緣層交替堆疊的柵電極，并且在第二區(qū)域上具有臺階結(jié)構(gòu)；絕緣層，其位于第一堆疊件的臺階結(jié)構(gòu)上；多個(gè)豎直溝道結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在第一區(qū)域上以穿透第一堆疊件；以及分離結(jié)構(gòu)，將第一堆疊件和第二堆疊件彼此分離。絕緣層可包括一種或多種摻雜劑，并且絕緣層的摻雜劑濃度可隨著距襯底的距離的增加而減小。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2022年2月16日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2022-0019997的優(yōu)先權(quán)，該申請中的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及三維半導(dǎo)體存儲器裝置和包括該三維半導(dǎo)體存儲器裝置的電子系統(tǒng)，并且具體地，涉及包括豎直溝道結(jié)構(gòu)的非易失性三維半導(dǎo)體存儲器裝置、制造該三維半導(dǎo)體存儲器裝置的方法和包括該三維半導(dǎo)體存儲器裝置的電子系統(tǒng)。

背景技術(shù)

一種能夠存儲大量數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體裝置可用作電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲部。半導(dǎo)體裝置的更高集成度可有益于滿足消費(fèi)者對大數(shù)據(jù)存儲容量、優(yōu)越性能和廉價(jià)價(jià)格的需求。在二維或平面半導(dǎo)體裝置的情況下，由于它們的集成密度可能取決于單位存儲器單元所占據(jù)的面積，所以精細(xì)圖案化技術(shù)可能極大地影響集成密度。然而，用于精細(xì)圖案化的極其昂貴的工藝和/或設(shè)備可能限制二維或平面半導(dǎo)體裝置的集成密度的增加。因此，最近已經(jīng)提出了包括三維布置的存儲器單元的三維半導(dǎo)體存儲器裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供了一種具有改善的電學(xué)和可靠性特性的三維半導(dǎo)體存儲器裝置以及一種能夠簡化制造三維半導(dǎo)體存儲器裝置的工藝的方法。

本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供了一種包括三維半導(dǎo)體存儲器裝置的電子系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，三維半導(dǎo)體存儲器裝置可包括：襯底，其包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；多個(gè)堆疊件，其包括第一堆疊件和第二堆疊件，每個(gè)堆疊件包括層間絕緣層和在襯底上與層間絕緣層交替堆疊的柵電極，并且在第二區(qū)域上具有臺階結(jié)構(gòu)；絕緣層，其設(shè)置在第一堆疊件的臺階結(jié)構(gòu)上；多個(gè)豎直溝道結(jié)構(gòu)，設(shè)置在第一區(qū)域上以穿透第一堆疊件；以及分離結(jié)構(gòu)，將第一堆疊件和第二堆疊件彼此分離。絕緣層可包括一種或多種摻雜劑，并且絕緣層的摻雜劑濃度可隨著距襯底的距離的增加而減小。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，三維半導(dǎo)體存儲器裝置可包括：第一襯底，其包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；外圍電路結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)置在第一襯底上的外圍電路晶體管；第二襯底，其設(shè)置在外圍電路結(jié)構(gòu)上以及第一襯底的第一區(qū)域和第二區(qū)域上；第二襯底中的下絕緣圖案；多個(gè)堆疊件，其包括第一堆疊件和第二堆疊件，每個(gè)堆疊件包括層間絕緣層在第二襯底上與層間絕緣層交替堆疊的柵電極以及下絕緣圖案，并且在第二區(qū)域上具有臺階結(jié)構(gòu)；源極結(jié)構(gòu)，其位于第二襯底和第一堆疊件之間；絕緣層，其設(shè)置在第一堆疊件的臺階結(jié)構(gòu)上；多個(gè)豎直溝道結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在第一堆疊件的第一區(qū)域上，穿透第一堆疊件并與第二襯底接觸；多個(gè)第一接觸插塞，其設(shè)置在第二區(qū)域上，并且第一接觸插塞中的每一個(gè)穿透絕緣層、第一堆疊件、源極結(jié)構(gòu)和下絕緣圖案之一，分別連接到外圍電路結(jié)構(gòu)的第一個(gè)外圍電路晶體管并且分別與第一堆疊件的一個(gè)柵電極接觸；第二接觸插塞，其設(shè)置在第二區(qū)域上以穿透絕緣層并連接到外圍電路結(jié)構(gòu)的第二個(gè)外圍電路晶體管；以及分離結(jié)構(gòu)，其將第一堆疊件和第二堆疊件分離并在第一方向上延伸。分離結(jié)構(gòu)可包括相對的側(cè)表面，所述相對的側(cè)表面中的每一個(gè)包括凹部，并且分離結(jié)構(gòu)的相對的側(cè)表面的凹部沿著與第一方向交叉的第二方向彼此對準(zhǔn)并且限定窄部，所述窄部具有比所述窄部在第二方向上的相鄰部分窄的寬度。絕緣層可包括一種或多種摻雜劑。