本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法和電子系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在實(shí)施數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的電子系統(tǒng)中，半導(dǎo)體器件可以存儲(chǔ)高容量數(shù)據(jù)。因此，正在研究增加半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的方法。作為增加半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的一種方法，已經(jīng)提出了包括三維排列的存儲(chǔ)單元而不是二維排列的存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一些實(shí)施方式可以提供具有改善的可靠性和性能的半導(dǎo)體器件、其制造方法和電子系統(tǒng)。

2、根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件包括柵極堆疊結(jié)構(gòu)、溝道結(jié)構(gòu)和水平導(dǎo)電層。柵極堆疊結(jié)構(gòu)可以包括交替堆疊的多個(gè)柵極電極和多個(gè)絕緣層。溝道結(jié)構(gòu)可以提供有延伸到柵極堆疊結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部部分和從柵極堆疊結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面突出的突出部分。水平導(dǎo)電層可以連接到溝道結(jié)構(gòu)的突出部分。在這種情況下，溝道結(jié)構(gòu)可以包括半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層可以包括多晶區(qū)和溝道區(qū)，多晶區(qū)至少在突出部分中并且包括多晶半導(dǎo)體材料，溝道區(qū)在內(nèi)部部分中并且具有與多晶區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)不同的晶體結(jié)構(gòu)。

3、根據(jù)實(shí)施方式的電子系統(tǒng)包括主襯底、在主襯底上的上述半導(dǎo)體器件以及在主襯底上的與半導(dǎo)體器件電連接的控制器。

4、根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法包括形成堆疊結(jié)構(gòu)、形成初步溝道結(jié)構(gòu)、形成半導(dǎo)體層和形成多個(gè)柵極電極。在堆疊結(jié)構(gòu)的形成中，可以形成包括交替堆疊在襯底上的多個(gè)犧牲絕緣層和多個(gè)絕緣層的堆疊結(jié)構(gòu)。在初步溝道結(jié)構(gòu)的形成中，可以形成延伸到堆疊結(jié)構(gòu)中的穿透部分，并且可以在穿透部分中形成包括初步半導(dǎo)體層的初步溝道結(jié)構(gòu)，該初步半導(dǎo)體層包括非晶半導(dǎo)體材料。在半導(dǎo)體層的形成中，可以進(jìn)行熱處理工藝用于初步半導(dǎo)體層的結(jié)晶。在這種情況下，初步半導(dǎo)體層的第一區(qū)可以結(jié)晶以具有多晶結(jié)構(gòu)，初步半導(dǎo)體層的第二區(qū)可以結(jié)晶以具有單晶結(jié)構(gòu)或準(zhǔn)單晶結(jié)構(gòu)。在多個(gè)柵極電極的形成中，多個(gè)犧牲絕緣層可以用多個(gè)柵極電極替換。

5、根據(jù)實(shí)施方式，溝道結(jié)構(gòu)中的損壞或缺陷可以通過(guò)包括具有多晶半導(dǎo)體材料的多晶區(qū)的半導(dǎo)體層減少或防止。此外，通過(guò)包括具有與多晶區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)不同的晶體結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)的半導(dǎo)體層，單元電流可以增加。因此，可以改善半導(dǎo)體器件的可靠性和性能。

6、根據(jù)實(shí)施方式，具有改進(jìn)的可靠性和性能的半導(dǎo)體器件可以通過(guò)合理復(fù)雜性的工藝形成。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道區(qū)具有單晶結(jié)構(gòu)或準(zhǔn)單晶結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道區(qū)包括溝道部分和在所述溝道部分與所述多晶區(qū)之間的界面部分，以及

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中所述界面部分包括金屬，

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道部分包括與所述多晶區(qū)相同的材料，以及

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道區(qū)包括溝道部分和在所述溝道部分與所述多晶區(qū)之間的界面部分，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多晶區(qū)在所述溝道結(jié)構(gòu)的延伸方向上的高度大于所述溝道區(qū)在與所述溝道結(jié)構(gòu)的側(cè)表面交叉的方向上的厚度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多晶區(qū)的所述高度與所述溝道區(qū)的所述厚度的比率為2或更大。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多晶區(qū)在所述溝道結(jié)構(gòu)的延伸方向上的高度等于或大于所述多晶區(qū)的底表面在與所述延伸方向交叉的方向上的直徑或?qū)挾取?/p>

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多晶區(qū)的所述高度與所述多晶區(qū)的所述底表面的所述直徑或所述寬度的比率為1.5或更大。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多晶區(qū)在所述溝道結(jié)構(gòu)的延伸方向上的高度等于或大于所述突出部分在所述溝道結(jié)構(gòu)的所述延伸方向上的高度。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道區(qū)包括溝道部分以及在所述溝道部分和所述多晶區(qū)之間并包括金屬的界面部分，以及

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括在所述溝道區(qū)內(nèi)部并在所述多晶區(qū)上的芯絕緣層。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述溝道結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括至少部分地圍繞所述內(nèi)部部分中的所述半導(dǎo)體層的柵極電介質(zhì)層以及在所述溝道區(qū)內(nèi)部并在所述多晶區(qū)上的芯絕緣層，以及

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括包含外圍電路結(jié)構(gòu)的電路區(qū)，

17.一種電子系統(tǒng)，包括：

18.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，進(jìn)一步包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在所述初步溝道結(jié)構(gòu)的形成中，所述初步溝道結(jié)構(gòu)包括延伸到所述堆疊結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部部分和從所述堆疊結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面突出的突出部分，以及

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件、包括半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)、和半導(dǎo)體器件的制造方法。該半導(dǎo)體器件包括柵極堆疊結(jié)構(gòu)、溝道結(jié)構(gòu)和水平導(dǎo)電層。柵極堆疊結(jié)構(gòu)可以包括交替堆疊的多個(gè)柵極電極和多個(gè)絕緣層。溝道結(jié)構(gòu)可以提供有延伸到柵極堆疊結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部部分和從柵極堆疊結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面突出的突出部分。水平導(dǎo)電層可以連接到溝道結(jié)構(gòu)的突出部分。在這種情況下，溝道結(jié)構(gòu)可以包括半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層可以包括多晶區(qū)和溝道區(qū)，多晶區(qū)至少在突出部分中并且包括多晶半導(dǎo)體材料，溝道區(qū)位于內(nèi)部部分中并且具有與多晶區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)不同的晶體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：梁時(shí)榮,金柳延,金載鎬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星電子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6