[发明专利]半导体装置和包括该半导体装置的数据存储系统

权利要求书

1.一种半导体装置，所述半导体装置包括：

第一基底结构，包括基底、在所述基底上的电路元件、在所述电路元件上的第一互连结构以及在所述第一互连结构上的第一键合金属层；以及

第二基底结构，在所述第一基底结构上并且连接到所述第一基底结构，

其中，所述第二基底结构包括：

板层；

栅电极，在所述板层下方在垂直于所述板层的下表面的第一方向上堆叠并且彼此间隔开，并且包括从所述板层依次地设置的第一栅电极、第二栅电极和第三栅电极；

第一栅极介电层，沿着所述栅电极的上表面和下表面延伸；

沟道结构，穿透所述栅电极并且在所述第一方向上延伸，所述沟道结构中的每个包括沟道层；

第一分离区域，穿透所述栅电极并且在所述第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，并且在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上彼此间隔开；

第二分离区域，在所述第一分离区域之间穿透所述栅电极，在所述第一方向和所述第二方向上延伸，并且在至少一个区域中在所述第二方向上彼此间隔开；

绝缘区域，从所述板层的上表面延伸并且在所述第二分离区域之间穿透所述板层和所述第一栅电极；

第二互连结构，在所述沟道结构和所述栅电极下方；以及

第二键合金属层，在所述第二互连结构下方并且连接到所述第一键合金属层，并且

其中，所述绝缘区域与所述第一栅电极的侧表面接触，并且所述第一栅极介电层的侧表面与所述第一栅电极接触。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘区域在所述绝缘区域的上部分处具有第一宽度，并且在所述绝缘区域的下部分处具有小于所述第一宽度的第二宽度。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第一宽度在80nm至150nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅电极的面对所述沟道结构的侧表面被所述第一栅极介电层覆盖，并且所述栅电极的面对所述第一分离区域和所述第二分离区域以及所述绝缘区域的侧表面未被所述第一栅极介电层覆盖。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二分离区域包括在与所述绝缘区域接触的区域中沿着所述绝缘区域的下端的弯曲部分。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述第二栅电极之中，与所述第一栅电极相邻的第二栅电极在所述绝缘区域下方并且包括平坦的上表面和下表面。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一栅电极中的至少一个构成接地选择晶体管。

8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，在所述第一栅电极之中，设置在所述第一栅电极的最上面的部分中的至少一个第一栅电极构成擦除控制晶体管。

9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，在所述第一栅电极之中，设置在所述第一栅电极的最下面的部分中的至少一个第一栅电极是虚设栅电极。

10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二基底结构还包括覆盖所述板层的所述上表面和所述绝缘区域的上表面的源极导电层。

11.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述绝缘区域和所述沟道结构具有在相反方向上倾斜的侧表面。

12.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述板层具有第一区域和第二区域，所述沟道结构设置在所述第一区域中，所述栅电极在所述第二区域中在所述第二方向上延伸不同的长度，并且

其中，所述绝缘区域设置在所述第二区域中。

13.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述沟道结构中的每个还包括第二栅极介电层，所述第二栅极介电层设置在所述沟道层的外侧并且在所述第一方向上延伸以与所述第一栅极介电层中的每个接触。