[发明专利]半导体存储器件

说明书

公开了一种半导体存储器件，其包括：堆叠结构，包括垂直地堆叠在衬底上的层，每个层包括在第一方向上延伸的位线和在第二方向上从位线延伸的半导体图案；栅电极，在穿透堆叠结构的孔中，并沿着半导体图案的堆叠延伸；垂直绝缘层，覆盖栅电极并填充孔；以及数据存储元件，电连接到半导体图案。数据存储元件包括第一电极和第二电极，第一电极在垂直绝缘层的第一凹陷中并具有其一端敞开的圆筒形状，第二电极包括在第一电极的圆筒中的第一突起和在垂直绝缘层的第二凹陷中的第二突起。

技术领域

发明构思涉及半导体器件，更具体地，涉及具有增加的集成度的三维半导体存储器件。

背景技术

半导体器件已高度集成，以满足客户所要求的半导体器件的高性能和低制造成本。因为半导体器件的集成度是决定产品价格的重要因素，所以越来越需要高度集成的半导体器件。典型的二维或平面半导体器件的集成度主要由单位存储单元所占据的面积决定，使得其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极其昂贵的处理设备会对增加二维或平面半导体器件的集成度设置实际限制。因此，已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

发明构思的一些示例实施方式提供了具有改善的电特性和提高的可靠性的三维半导体存储器件。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种半导体存储器件可以包括衬底、在衬底上的堆叠结构、栅电极、垂直绝缘层和数据存储元件。堆叠结构可以限定在垂直方向上穿透堆叠结构的孔。堆叠结构可以包括垂直地堆叠在衬底上的多个层。堆叠结构可以包括在第一方向上延伸的多个位线和在与第一方向交叉的第二方向上延伸的多个半导体图案。所述多个层中的每个可以包括所述多个半导体图案中的在第二方向上从所述多个位线中的对应位线延伸的对应半导体图案。栅电极可以在穿透堆叠结构的孔中。栅电极可以沿着所述多个半导体图案的堆叠垂直地延伸。垂直绝缘层可以覆盖栅电极并填充所述孔。垂直绝缘层可以限定第一凹陷和第二凹陷。数据存储元件可以电连接到所述多个半导体图案中的在所述多个层中的所述对应层中的所述对应半导体图案。数据存储元件可以包括第一电极和第二电极。第一电极可以在垂直绝缘层的第一凹陷中。第一电极可以具有其一端敞开的圆筒形状。第二电极可以包括在第一电极的圆筒中的第一突起和在垂直绝缘层的第二凹陷中的第二突起。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种半导体存储器件可以包括衬底、在衬底上的堆叠结构、栅电极、多个第一电极、在衬底上的电介质层和在衬底上的第二电极。堆叠结构可以限定在垂直方向上穿透堆叠结构的孔。堆叠结构可以包括垂直地堆叠在衬底上的多个层。堆叠结构可以包括在第一方向上延伸的多个位线和在与第一方向交叉的第二方向上延伸的多个半导体图案。所述多个层中的每个可以包括所述多个半导体图案中的在第二方向上从所述多个位线中的对应位线延伸的对应半导体图案。栅电极可以在穿透堆叠结构的孔中。栅电极可以沿着所述多个半导体图案的堆叠垂直地延伸。所述多个第一电极可以分别电连接到所述多个半导体图案。所述多个第一电极中的每个可以具有其一端敞开的圆筒形状。第二电极可以隔着电介质层与所述多个第一电极间隔开。第二电极可以包括：在所述多个第一电极中的对应第一电极的圆筒中的第一突起，第一突起在第二方向上延伸；以及在所述多个第一电极中的彼此垂直相邻的两个第一电极之间的第二突起，第二突起在第二方向上延伸。第二突起在第一方向上的最大宽度可以大于第一突起在第一方向上的最大宽度。