[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明构思的实施例涉及半导体器件及其制造方法、以及相关的电子设备和电子系统。

背景技术

已经进行了在衬底上垂直地形成多个存储单元的各种方法的研究，从而按比例缩小半导体器件并改善半导体器件的性能。

发明内容

本发明构思的实施例提供具有高可靠的三维晶体管的半导体器件。

本发明构思的其它实施例提供制造该半导体器件的方法。

本发明构思的其它实施例提供具有该半导体器件的电子设备和电子系统。

本发明构思的方面不应受到以上描述限制，其它未提及的方面将从这里描述的示例实施例而被本领域普通技术人员清楚地理解。

根据本发明构思的一方面，提供一种半导体器件。该器件包括设置在衬底上的第一和第二隔离图案。该器件还可以包括在衬底的表面上且在第一和第二隔离图案之间的交替堆叠的层间绝缘图案和导电图案。支撑图案贯穿导电图案和层间绝缘图案，并具有比第一和第二隔离图案小的宽度。第一垂直结构贯穿第一隔离图案和支撑图案之间的多个导电图案和多个层间绝缘图案。第二垂直结构贯穿第二隔离图案和支撑图案之间的多个导电图案和多个层间绝缘图案。支撑图案的顶表面和底表面之间的距离大于支撑图案的底表面与衬底的表面之间的距离。

从平面图，第一和第二隔离图案可以具有基本上彼此平行的线形状。

从平面图，支撑图案可以具有基本上平行于第一和第二隔离图案的线形状。

支撑图案可以包括具有第一宽度的第一部分以及具有小于第一宽度的第二宽度的第二部分。

支撑图案的第一部分可以设置在层间绝缘图案之间，支撑图案的第二部分可以设置在导电图案之间。

第一和第二隔离图案的每个可以在与层间绝缘图案基本上相同的水平具有第三宽度，并在与导电图案基本上相同的水平具有大于第三宽度的第四宽度。

支撑图案的顶表面可以设置在与第一和第二垂直结构的顶表面不同的水平。

支撑图案可以包括主支撑图案以及设置在主支撑图案的侧表面上的辅助支撑图案。辅助支撑图案可以设置在层间绝缘图案与主支撑图案之间并由与主支撑图案的材料不同的材料形成。

导电图案可以包括至少一个下导电图案、设置在至少一个下导电图案上的多个中间导电图案、以及设置在中间导电图案上的至少一个上导电图案。

第一和第二隔离图案的顶表面可以设置在比支撑图案和第一和第二垂直结构高的水平。

第一隔离图案和第一垂直结构之间的距离可以不同于支撑图案与第一垂直结构之间的距离。

第一和第二垂直结构的每个可以包括有源图案和电介质材料。电介质材料可以插设在有源图案与导电图案之间并在有源图案与层间绝缘图案之间延伸。

根据本发明构思的另一方面，提供一种半导体器件。该半导体器件包括设置在半导体衬底上的隔离图案。交替堆叠的导电图案和层间绝缘图案设置在隔离图案之间的衬底上。垂直结构贯穿导电图案和层间绝缘图案。支撑图案贯穿垂直结构之间的多个导电图案和多个层间绝缘图案并具有小于隔离图案的宽度。支撑图案在邻近层间绝缘图案的部分中具有第一宽度，在邻近导电图案的部分中具有第二宽度，第二宽度不同于第一宽度。

支撑图案的第一宽度可以大于其第二宽度。

支撑图案可以包括主支撑图案以及辅助支撑图案，该辅助支撑图案由相对于主支撑图案具有蚀刻选择性的材料层形成。主支撑图案可以贯穿导电图案和层间绝缘图案。辅助支撑图案可以包括插设在层间绝缘图案和主支撑图案之间的侧部辅助图案、以及插设在主支撑图案与衬底之间的底部辅助图案。

每个垂直结构可以包括贯穿导电图案和层间绝缘图案的有源图案、以及插设在有源图案与导电图案之间并在有源图案与层间绝缘图案之间延伸的第一电介质图案。

半导体器件还可以包括第二电介质图案，该第二电介质图案插设在垂直结构中的相应一个与导电图案之间并在导电图案和层间绝缘图案之间延伸以及在导电图案与支撑图案之间延伸。

每个垂直结构还可以包括第一电介质图案与层间绝缘图案之间的保护电介质图案。

半导体器件还可以包括设置在半导体衬底的表面中的凹入区域。支撑图案可以延伸到凹入区域中。

支撑图案可以包括导电材料层和插设在导电材料层与半导体衬底之间的绝缘氧化物。