[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

说明书

提供了一种半导体装置和包括该半导体装置的数据存储系统。该半导体装置包括：下结构，其包括半导体衬底和半导体衬底上的电路装置；堆叠结构，其包括在竖直方向上交替的层间绝缘层和栅电极；以及沟道结构，其穿透堆叠结构。沟道结构包括核心绝缘层、沟道层、栅极电介质层和沟道焊盘。沟道焊盘的一部分在水平方向上与栅电极之中的最上面的栅电极重叠。沟道焊盘包括第一焊盘层和第一焊盘层上的第二焊盘层。第二焊盘层包括掺杂有杂质并且具有N型导电性的掺杂的多晶硅。第一焊盘层包括未掺杂的多晶硅区域和掺杂的多晶硅区域中的至少一个，该掺杂的多晶硅区域具有N型导电性，并且具有比第二焊盘层的杂质浓度低的杂质浓度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年7月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0099093的优先权的权益，该申请的公开内容以引用方式全部并入本文中。

技术领域

实施例涉及一种半导体装置和包括该半导体装置的数据存储系统。

背景技术

已经需要一种可以在使用数据存储的数据存储系统中存储高容量数据的半导体装置。因此，已经研究了用于增加半导体装置的数据存储容量的措施。例如，作为一种增加半导体装置的数据存储容量的方法，已经研究了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。

发明内容

根据实施例，半导体装置包括：下结构，其包括半导体衬底和半导体衬底上的电路装置；图案结构，其设置在下结构上，并且包括下图案层、下图案层上的中间图案层和中间图案层上的上图案层；堆叠结构，其包括在竖直方向上交替地堆叠在图案结构上的层间绝缘层和栅电极；沟道结构，其穿透堆叠结构，并且在竖直方向上延伸；以及分离结构，其在竖直方向上穿透堆叠结构，将堆叠结构的栅电极彼此分离，并且在与竖直方向垂直的第一方向上延伸，其中，沟道结构包括核心绝缘层、核心绝缘层的侧表面上的沟道层、延伸到沟道层与栅电极之间的区域的栅极电介质层、以及在核心绝缘层上与沟道层接触的沟道焊盘，其中，沟道焊盘的一部分在水平方向上与栅电极之中的最上面的栅电极重叠，其中，沟道焊盘包括第一焊盘层和第一焊盘层上的第二焊盘层，其中，第一焊盘层至少覆盖第二焊盘层的侧表面，并且与沟道层接触，其中，第二焊盘层包括掺杂的多晶硅，掺杂的多晶硅掺杂有杂质并且具有N型导电性，并且其中，第一焊盘层包括未掺杂的多晶硅区域和掺杂的多晶硅区域中的至少一个，所述掺杂的多晶硅区域具有N型导电性，并且具有比第二焊盘层的杂质浓度低的杂质浓度。

根据实施例，半导体装置包括：图案结构，其包括下图案层、下图案层上的中间图案层和中间图案层上的上图案层；堆叠结构，其包括在竖直方向上交替地堆叠在图案结构上的层间绝缘层和栅电极；以及沟道结构，其穿透堆叠结构，并且在竖直方向上延伸，其中，沟道结构包括核心绝缘层、核心绝缘层的侧表面上的沟道层、延伸到沟道层与栅电极之间的区域的栅极电介质层、以及在核心绝缘层上与沟道层接触的沟道焊盘，其中，沟道焊盘的底表面设置在比栅电极之中的最上面的栅电极的上表面的水平低的水平处，其中，沟道焊盘包括第一焊盘层和第一焊盘层上的第二焊盘层，其中，第一焊盘层的与第二焊盘层接触的内侧表面在在水平方向上至少与最上面的栅电极重叠的区域的水平处相对于第一焊盘层的与沟道层接触的外侧表面倾斜，其中，第二焊盘层包括具有N型导电性的掺杂的多晶硅，并且其中，第一焊盘层包括掺杂的多晶硅区域，所述掺杂的多晶硅区域具有N型导电性，并且具有比第二焊盘层的杂质浓度低的杂质浓度。