[发明专利]半导体装置和包括半导体装置的电子系统

说明书

公开了一种半导体装置和包括半导体装置的电子系统。所述半导体装置包括：下结构，包括外围电路；堆叠结构，位于下结构上，从存储器单元阵列区域延伸到阶梯区域，并且包括在第一方向上布置在阶梯区域中的栅极堆叠区域和绝缘体堆叠区域；盖绝缘结构，位于堆叠结构上；以及分离结构，穿过栅极堆叠区域。堆叠结构包括交替且重复地堆叠的层间绝缘层和水平层，水平层包括栅极水平层和绝缘水平层，栅极堆叠区域包括栅极水平层，绝缘体堆叠区域中的每个包括绝缘水平层，在阶梯区域中，堆叠结构包括第一阶梯区域、连接阶梯区域和第二阶梯区域。

于2020年8月13日在韩国知识产权局提交的题为“半导体装置和包括半导体装置的电子系统”的第10-2020-0101461号韩国专利申请通过引用全部包含于此。

技术领域

实施例涉及一种半导体装置以及一种包括半导体装置的电子系统。

背景技术

在具有数据存储的电子系统中，可以使用能够存储大容量数据的半导体装置。可以使用包括三维布置的存储器单元而不是二维布置的存储器单元的半导体装置来增加半导体装置的数据存储容量。

发明内容

实施例涉及一种半导体装置，所述半导体装置包括：下结构，包括外围电路和电连接到外围电路的外围垫；堆叠结构，位于下结构上，从存储器单元阵列区域延伸到与存储器单元阵列区域相邻的阶梯区域，并且包括栅极堆叠区域和由栅极堆叠区域的侧表面围绕的绝缘体堆叠区域；盖绝缘结构，位于堆叠结构上；垂直存储器结构，穿过存储器单元阵列区域中的堆叠结构的栅极堆叠区域；分离结构，穿过堆叠结构的栅极堆叠区域并延伸到盖绝缘结构中；以及外围接触结构，穿过绝缘体堆叠区域中的至少一个并且延伸到盖绝缘结构中。堆叠结构可以包括交替且重复地堆叠在存储器单元阵列区域中并且从存储器单元阵列区域延伸到阶梯区域中的层间绝缘层和水平层。水平层可以包括栅极水平层和绝缘水平层，栅极水平层被包括在栅极堆叠区域中，并且绝缘体堆叠区域中的每个包括绝缘水平层。在阶梯区域中，堆叠结构可以包括远离存储器单元阵列区域在第一方向上顺序地布置的第一阶梯区域、连接阶梯区域和第二阶梯区域。第一阶梯区域和第二阶梯区域中的每个可以包括在第一方向上降低第一高度差的阶梯形状。连接阶梯区域的上表面可以在第一方向上具有平坦的形状，或者在第一方向上具有高度差比第一高度差小的形状。绝缘体堆叠区域可以在第一方向上在连接阶梯区域中间隔开。分离结构可以包括彼此平行的一对主分离结构和在所述一对主分离结构之间的虚设分离结构。绝缘体堆叠区域可以设置在所述一对主分离结构之间。虚设分离结构可以穿过堆叠结构的连接阶梯区域，并且与绝缘体堆叠区域间隔开。

实施例也涉及一种半导体装置，所述半导体装置包括：下结构，包括外围电路；堆叠结构，位于下结构上，从存储器单元阵列区域延伸到与存储器单元阵列区域相邻的阶梯区域，并且包括栅极堆叠区域和远离存储器单元阵列区域在第一方向上布置在阶梯区域中的绝缘体堆叠区域；盖绝缘结构，位于堆叠结构上；以及分离结构，穿过栅极堆叠区域并延伸到盖绝缘结构中。堆叠结构可以包括交替且重复地堆叠在存储器单元阵列区域中并且从存储器单元阵列区域延伸到阶梯区域中的层间绝缘层和水平层。水平层可以包括栅极水平层和绝缘水平层，栅极水平层被包括在栅极堆叠区域中，并且绝缘体堆叠区域中的每个包括绝缘水平层。在阶梯区域中，堆叠结构可以包括第一阶梯区域、一个或多个连接阶梯区域以及第二阶梯区域。第一阶梯区域和第二阶梯区域中的每个可以包括在第一方向上降低第一高度差的阶梯形状。一个或多个连接阶梯区域中的每个可以在第一方向上具有平坦的形状，或者在第一方向上具有高度差比第一高度差小的形状。绝缘体堆叠区域中的至少一些可以顺序地布置同时在第一方向上彼此间隔开，并且可以设置在任何一个连接阶梯区域中。