[发明专利]半导体器件和包括其的数据存储系统

说明书

本发明构思涉及一种半导体器件和包括其的数据存储系统。该半导体器件包括具有第一区、第二区和第三区的衬底，且栅电极在第一区和第二区中彼此间隔开。该半导体器件还包括：与栅电极交替堆叠的层间绝缘层；穿过第一区中的栅电极的沟道结构；穿过第二区中的栅电极的第一虚设结构，第一虚设结构与第一区相邻设置；穿过第二区中的栅电极的第二虚设结构，第二虚设结构与第三区相邻设置并具有与第一虚设结构不同的形状；以及穿过第三区中的栅电极的支撑结构。每个第二虚设结构的尺寸大于每个支撑结构的尺寸。

技术领域

本发明构思涉及半导体器件和包括其的数据存储系统。

背景技术

在需要数据存储的数据存储系统中，需要能够存储大容量数据的半导体器件。因此，正在研究增大半导体器件的数据存储容量的方法。例如，已经提出了包括三维排列的存储单元而不是二维排列的存储单元的半导体器件作为用于增大半导体器件的数据存储容量的方法。

发明内容

本发明构思的一方面在于提供具有提高的可靠性的半导体器件。

本发明构思的一方面在于提供包括具有提高的可靠性的半导体器件的数据存储系统。

根据本发明构思的一方面，一种半导体器件包括：衬底，具有第一区、第二区和第三区；栅电极，在第一区和第二区中堆叠在衬底上并彼此间隔开，栅电极在第一方向上延伸以在第三区中具有台阶形状；层间绝缘层，与栅电极交替地堆叠；沟道结构，穿过第一区中的栅电极，沟道结构包括包含半导体材料的沟道层；第一虚设结构，穿过第二区中的栅电极，第一虚设结构与第一区相邻设置，并分别包括包含半导体材料的虚设沟道层；第二虚设结构，穿过第二区中的栅电极，第二虚设结构与第三区相邻设置，并具有与第一虚设结构不同的形状；以及支撑结构，穿过第三区中的栅电极，其中每个第二虚设结构的尺寸大于每个支撑结构的尺寸。

根据本发明构思的一方面，一种半导体器件包括：衬底，具有第一区、第二区和第三区；栅电极，在第一区和第二区中堆叠在衬底上并彼此间隔开，栅电极在第一方向上延伸以在第三区中具有台阶形状；层间绝缘层，与栅电极交替地堆叠；沟道结构，穿过第一区中的栅电极，包括沟道层，并设置成第一图案；虚设结构，穿过第二区中的栅电极并设置成不同于第一图案的第二图案；以及支撑结构，穿过第三区中的栅电极，其中第二区设置在第一区和第三区之间，其中虚设结构的至少一部分的尺寸大于每个支撑结构的尺寸。

根据本发明构思的一方面，一种数据存储系统包括半导体器件和控制器，该半导体器件包括：基础衬底；在基础衬底上的电路器件；设置在电路器件上的衬底，衬底具有第一区、第二区和第三区；栅电极，在第一区和第二区中堆叠在衬底上并彼此间隔开，栅电极在第一方向上延伸以在第三区中具有台阶形状；与栅电极交替堆叠的层间绝缘层；沟道结构，穿过第一区中的栅电极，包括沟道层，并设置成第一图案；虚设结构，穿过第二区中的栅电极并设置成不同于第一图案的第二图案；穿过第三区中的栅电极的支撑结构；以及电连接到电路器件的输入/输出焊盘，该控制器通过输入/输出焊盘电连接到该半导体器件并控制该半导体器件，其中第二区设置在第一区和第三区之间，其中虚设结构的至少一部分的尺寸大于每个支撑结构的尺寸。

附图说明

本发明构思的以上和其它的方面、特征和优点将由以下结合附图的详细描述被更清楚地理解，附图中：

图1是示意性地示出根据示例实施方式的半导体器件的平面图。

图2是示意性地示出根据示例实施方式的半导体器件的局部放大图。

图3是示意性地示出根据示例实施方式的半导体器件的截面图。

图4A和图4B是示意性地示出根据示例实施方式的半导体器件的局部放大图。

图5是示意性地示出根据示例实施方式的半导体器件的截面图。

图6是示意性地示出根据示例实施方式的半导体器件的平面图的局部放大部分。