[发明专利]三维半导体存储器件和制造其的方法

说明书

提供了三维半导体存储器件和制造其的方法。一种存储器件可以包括：半导体层，包括第一区和第二区；第一垂直结构，在第一区上并在与半导体层的顶表面垂直的第一方向上延伸；以及第二垂直结构，在第二区上并在第一方向上延伸。第一垂直结构可以包括在第一方向上延伸并与半导体层接触的垂直半导体图案、以及围绕垂直半导体图案的第一数据存储图案。第二垂直结构可以包括在第一方向上延伸并与半导体层接触的绝缘结构、以及围绕绝缘结构的第二数据存储图案。

技术领域

本公开涉及三维半导体存储器件和制造其的方法，更具体地，涉及具有提高的可靠性和集成度的三维半导体存储器件和制造该三维半导体存储器件的方法。

背景技术

半导体器件已经日益集成以满足客户所期望的高性能特性和低制造成本。因为半导体器件的集成是决定产品价格的重要因素，所以尤其越来越需要高集成。典型的二维或平面半导体存储器件的集成部分地由单位存储单元所占据的面积决定，使得它极大地受到用于形成精细图案的技术水平影响。然而，增加图案精细度所需的越来越昂贵的处理设备会对增加二维或平面半导体存储器件的集成度设定实际限制。因此，已经提出了具有三维布置的存储单元的三维半导体存储器件。

发明内容

本公开的一些方面提供了具有提高的可靠性和集成度的三维半导体存储器件。

本公开的一些方面提供了制造三维半导体存储器件的方法，通过该方法可以提高三维半导体存储器件的生产率。

本公开的目的不限于上述那些，并且本领域技术人员将由以下描述清楚地理解以上未提及的其它目的。

根据本公开的方面，可以提供一种三维半导体存储器件。该三维半导体存储器件可以包括：半导体层，包括第一区和第二区；多个第一垂直结构，在第一区上并在与半导体层的顶表面垂直的第一方向上延伸；以及多个第二垂直结构，在第二区上并在第一方向上延伸。第一垂直结构的每个可以包括：垂直半导体图案，在第一方向上延伸并接触半导体层；以及第一数据存储图案，围绕垂直半导体图案。第二垂直结构的每个可以包括：绝缘柱，在第一方向上延伸并接触半导体层；以及第二数据存储图案，围绕绝缘柱。

根据本公开的方面，一种三维半导体存储器件可以包括：衬底，具有第一区和第二区；电极结构，包括垂直地堆叠在衬底上的电极；多个第一垂直结构，在第一区上延伸到电极结构中；以及多个第二垂直结构，在第二区上延伸到电极结构中。第一垂直结构的每个可以包括：垂直半导体图案，延伸到电极结构中；以及第一数据存储图案，在垂直半导体图案与电极结构之间。第二垂直结构的每个可以包括：绝缘柱，穿透电极结构；以及第二数据存储图案，在绝缘柱与电极结构之间。绝缘柱的底表面可以低于垂直半导体图案的底表面和第二数据存储图案的底表面。

根据本公开的方面，一种制造三维半导体存储器件的方法可以包括：在包括第一区和第二区的衬底上形成模制结构；图案化模制结构以形成第一垂直孔和第二垂直孔，第一垂直孔在第一区上延伸到模制结构中，第二垂直孔在第二区上延伸到模制结构中；在第一垂直孔中形成第一垂直结构并且在第二垂直孔中形成第二垂直结构，第一垂直结构和第二垂直结构的每个包括数据存储图案和垂直半导体图案；去除第二垂直结构的垂直半导体图案，以暴露第二垂直孔中的数据存储图案；以及在其中暴露数据存储图案的第二垂直孔中形成绝缘柱。

附图说明

图1示出显示了根据本公开的方面的三维半导体存储器件的单元阵列的电路图。

图2示出显示了根据本公开的方面的三维半导体存储器件的俯视图。

图3示出沿图2的线I-I'、II-II'和III-III'截取的剖视图，显示了根据本公开的方面的三维半导体存储器件。

图4示出沿图2的线IV-IV'截取的剖视图，显示了根据本公开的方面的三维半导体存储器件。

图5A和5B示出分别显示了图3的部分A和B的放大图。