[发明专利]半导体器件

说明书

一种半导体器件包括：栅电极，彼此间隔开并在衬底上；穿透栅电极的沟道结构，每个沟道结构包括沟道层、在沟道层与栅电极之间的栅极电介质层、填充沟道层中的空间的沟道绝缘层和在沟道绝缘层上的沟道垫；以及分隔区域，穿透栅电极并彼此间隔开，其中栅极电介质层相比于沟道层进一步向上延伸，使得栅极电介质层的内侧表面的一部分接触沟道垫，沟道垫包括：下垫，在沟道层的上端和栅极电介质层的内侧表面上并在栅极电介质层的内侧表面之间具有第一凹陷；以及上垫，具有在第一凹陷中的第一部分和在第一部分上沿平行于衬底的上表面的方向从第一部分扩展的第二部分。

技术领域

本发明构思涉及半导体器件和制造该半导体器件的方法。

背景技术

半导体器件在其体积减小的同时需要高容量的数据处理。因此，有必要提高此类半导体器件的集成度。作为改善半导体器件的集成度的方法之一，具有垂直晶体管结构而非常规的共面晶体管结构的半导体器件已经被提出。

发明内容

本发明构思的方面在于提供具有改善的集成度和电特性的半导体器件和制造该半导体器件的方法。

根据本发明构思的方面，一种半导体器件包括：栅电极，彼此间隔开并堆叠在衬底上；沟道结构，贯穿栅电极并包括沟道层、在沟道层与栅电极之间的栅极电介质层、填充沟道层中的空间的沟道绝缘层和在沟道绝缘层上的沟道垫；以及分隔区域，贯穿栅电极并彼此间隔开，其中栅极电介质层相比于沟道层进一步向上延伸，使得栅极电介质层的内侧表面的一部分接触沟道垫，沟道垫可以包括：下垫，在沟道层的上端上以及在栅极电介质层的内侧表面上，并在栅极电介质层的内侧表面之间具有第一凹陷；以及上垫，具有在第一凹陷中的第一部分和在第一部分上沿平行于衬底的上表面的方向从第一部分扩展的第二部分。

根据本发明构思的方面，一种半导体器件包括：衬底，具有第一区域和第二区域；栅电极，堆叠在衬底上并彼此间隔开；沟道结构，在第一区域中贯穿栅电极，并具有下沟道结构、上沟道结构以及连接上沟道结构和下沟道结构的连接结构；以及虚设沟道结构，在第二区域中贯穿栅电极的至少一部分，并包括下半导体图案和上半导体图案，下半导体图案具有凹陷，上半导体图案在下半导体图案的凹陷上并包括与下半导体图案不同的材料，其中连接结构具有第三宽度，第三宽度大于在下沟道结构的上端处的第一宽度并大于在上沟道结构的下端处的第二宽度，在虚设沟道结构中，上半导体图案可以具有第五宽度，第五宽度大于在下半导体图案的上端处的第四宽度。

根据本发明构思的方面，一种半导体器件包括：衬底；第一结构，在衬底上；第一垂直结构，贯穿第一结构；垫结构，在第一垂直结构上，并包括下半导体结构和在下半导体结构上的上半导体结构，下半导体结构具有从上表面向下凹入的凹陷，上半导体结构在该凹陷上并具有扩展部分，扩展部分具有从下半导体结构的侧表面突出的侧表面；第二结构，在第一结构上；以及第二垂直结构，贯穿第二结构并连接到垫结构。

附图说明

图1A是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的剖视图。

图1B和图1C是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的剖视图。

图2A是图1A中由“A”指出的部分的局部放大剖视图。

图2B至图2E是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的局部放大剖视图。

图3A是图1A中由“B”指出的部分的局部放大剖视图。

图3B是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的局部放大剖视图。

图3C和图3D是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的局部放大剖视图。

图4A至图4C是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的剖视图。

图5A和图5B是示出根据本发明构思的示例实施方式的半导体器件的示例的剖视图。