技术特征：
1.一种半导体装置，包括：衬底；在竖直方向上叠置在所述衬底上的第一半导体器件和第二半导体器件，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自包括在竖直方向上依次叠置的第一源/漏层、沟道层和第二源/漏层以及围绕所述沟道层的外周的栅堆叠，其中，所述第一半导体器件的第一源/漏层、第二源/漏层和栅堆叠在第一方向上的一端相对于所述第二半导体器件的第一源/漏层、第二源/漏层和栅堆叠在所述第一方向上的相应的一端在所述第一方向上伸出，从而形成第一台阶，所述第二半导体器件限定第二台阶，其中，所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自的第一源/漏层在与所述第一方向相交的第二方向上的一端相对于第二源/漏层和栅堆叠在所述第二方向上的相应的一端在所述第二方向上伸出，从而分别形成第一子台阶和第二子台阶，其中，所述第一子台阶在所述第一台阶上，所述第二子台阶在所述第二台阶上，其中，在所述第一半导体器件和所述第二半导体器件中的每一个中，相对于第二源/漏层在所述第二方向上与所述一端相对的另一端，栅堆叠在所述第二方向上与所述一端相对的另一端在所述第二方向上伸出。2.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：电介质，与所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自的第一源/漏层和第二源/漏层在所述第二方向上的所述另一端相接，且在所述竖直方向上分别夹着所述第一半导体器件和所述第二半导体器件各自的栅堆叠。3.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：在所述第二方向上排列的第一接触部、第二接触部、第三接触部；在所述第二方向上排列的第四接触部、第五接触部、第六接触部，其中，所述第一接触部、所述第二接触部和所述第三接触部处于所述第一台阶上方，所述第四接触部、所述第五接触部和所述第六接触部处于所述第二台阶上方，其中，所述第一接触部处于所述第一子台阶上方且着落于所述第一半导体器件的第一源/漏层，所述第二接触部着落于所述第一半导体器件的第二源/漏层，所述第三接触部靠近所述第一半导体器件的栅堆叠在所述第二方向上的所述另一端且着落于所述第一半导体器件的栅堆叠，其中，所述第四接触部处于所述第二子台阶上方且着落于所述第二半导体器件的第一源/漏层，所述第五接触部着落于所述第二半导体器件的第二源/漏层，所述第六接触部靠近所述第二半导体器件的栅堆叠在所述第二方向上的所述另一端且着落于所述第二半导体器件的栅堆叠。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述第一接触部、所述第二接触部、所述第三接触部在所述第二方向上排列成直线，且所述第四接触部、所述第五接触部、所述第六接触部在所述第二方向上排列成直线；或者所述第一接触部、所述第二接触部、所述第三接触部在所述第二方向上呈之字形排列成，且所述第四接触部、所述第五接触部、所述第六接触部在所述第二方向上呈之字形排列。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：在竖直方向上介于所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间的隔离层。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述隔离层处在所述第一半导体器件的第二源/漏层和所述第二半导体器件的第一源/漏层之间并实现电隔离。7.根据权利要求5或6所述的半导体装置，其中，所述隔离层与所述第二半导体器件的第一源/漏层在俯视图中实质上完全重合。8.根据权利要求5或6所述的半导体装置，其中，所述隔离层在竖直方向上的厚度小于所述沟道层在竖直方向上的高度。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的第一源/漏层和第二源/漏层在所述第二方向上的所述另一端以及所述第二半导体器件的第一源/漏层和第二源/漏层在所述第二方向上的所述另一端在竖直方向上实质上对齐。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的第一源/漏层和第二源/漏层在所述第一方向上与所述一端相对的另一端以及所述第二半导体器件的第一源/漏层和第二源/漏层在所述第一方向上与所述一端相对的另一端在竖直方向上实质上对齐。11.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的栅堆叠在所述第一方向上的一端和相对的另一端与所述第一半导体器件的第二源/漏层的相应端在竖直方向上实质上对齐，所述第二半导体器件的栅堆叠在所述第一方向上的一端和相对的另一端与所述第二半导体器件的第二源/漏层的相应端在竖直方向上实质上对齐。12.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的栅堆叠在所述第二方向上的所述一端相对于所述第一半导体器件的第二源/漏层在所述第二方向上的所述一端在所述第二方向上凹进，所述第二半导体器件的栅堆叠在所述第二方向上的所述一端相对于所述第二半导体器件的第二源/漏层在所述第二方向上的所述一端在所述第二方向上凹进。13.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述第一半导体器件中，在沟道层在所述第一方向上的相对两侧，栅堆叠具有实质上相同的第一宽度，所述第一宽度在所述第一方向上测量，在所述第二半导体器件中，在沟道层在所述第一方向上的相对两侧，栅堆叠具有实质上相同的第二宽度，所述第二宽度在所述第一方向上测量。14.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，所述第一宽度实质上等于所述第二宽度。15.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述沟道层具有所述第一方向上的第一维度、所述第二方向上的第二维度以及所述竖直方向上的第三维度，其中所述第二维度小于所述第一维度和所述第三维度，使得所述沟道层呈沿所述第一方向延伸的纳米片的形式，所述第二维度构成所述纳米片的厚度。16.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的沟道层的第一维度大于所述第二半导体器件的沟道层的第一维度。17.根据权利要求16所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的沟道层的第一维
度比所述第二半导体器件的沟道层的第一维度多出大约如下数量：所述第一台阶在所述第一方向上的尺寸。18.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述沟道层在垂直于所述第一方向的截面中呈c形。19.根据权利要求18所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的所述c形的开口背对所述第一子台阶，所述第二半导体器件的所述c形的开口背对所述第二子台阶。20.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：在竖直方向上叠置在所述第二半导体器件上的第三半导体器件，所述第三半导体器件包括在竖直方向上依次叠置的第一源/漏层、沟道层和第二源/漏层以及围绕所述沟道层的外周的栅堆叠，其中，所述第二半导体器件的第一源/漏层、第二源/漏层和栅堆叠在第一方向上的一端相对于所述第三半导体器件的第一源/漏层、第二源/漏层和栅堆叠在所述第一方向上的所述一端在所述第一方向上伸出，从而形成所述第二台阶，其中，所述第二子台阶在所述第二台阶上。21.根据权利要求20所述的半导体装置，其中，所述第三半导体器件限定第三台阶，其中，所述第三半导体器件的第一源/漏层在所述第二方向上的一端相对于第二源/漏层和栅堆叠在所述第二方向上的相应的一端在所述第二方向上伸出，从而形成第三子台阶，其中，所述第三子台阶在在所述第三台阶上，其中，在所述第三半导体器件中，相对于第二源/漏层在所述第二方向上与所述一端相对的另一端，栅堆叠在所述第二方向上与所述一端相对的另一端在所述第二方向上伸出。22.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二半导体器件是顶层的器件，所述第二半导体器件的第一源/漏层、第二源/漏层和栅堆叠形成所述第二台阶。23.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的第一源/漏层和第二源/漏层在竖直方向上的厚度大于所述第二半导体器件的第一源/漏层和第二源/漏层在竖直方向上的厚度。24.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体器件的沟道层在竖直方向上的高度不同于所述第二半导体器件的沟道层在竖直方向上的高度。25.一种制造半导体装置的方法，包括：在衬底上设置包括n个器件层的堆叠，每个器件层包括依次叠置的第一源/漏层、沟道限定层和第二源/漏层，其中，n是大于或等于2的整数；在所述堆叠在第一方向的一侧形成阶梯结构：下层的器件层相对于上层的器件层形成台阶；在所述第一方向上的相对两侧，使各器件层中的沟道限定层相对于第一源/漏层和第二源/漏层在所述第一方向上凹进，并在由此得到的第一空隙中形成第一牺牲栅；在所述堆叠在与所述第一方向相交的第二方向上的一侧，使各器件层中的沟道限定层相对于第一源/漏层和第二源/漏层在所述第二方向上凹进，并得到第二空隙；在各沟道限定层的凹进的侧壁上形成沟道层；在所述第二空隙中形成所述沟道层之后的空间中形成第二牺牲栅；在所述堆叠在所述第二方向上的所述一侧，在各器件层中形成阶梯结构：各第二牺牲
栅相对于相应器件层中的第二源/漏层形成子台阶；在所述堆叠在所述第二方向上与所述一侧相对的另一侧，通过选择性刻蚀，去除所述沟道限定层，并在由此得到的第三空隙中形成第三牺牲栅；在所述堆叠在所述第二方向上的所述另一侧，在各器件层中形成阶梯结构：同一器件层中的第一源/漏层相对于第二源/漏层和沟道限定层形成子台阶，所述子台阶在相应器件层所形成的台阶上；以及将所述第一牺牲栅、所述第二牺牲栅和所述第三牺牲栅替换为栅堆叠。26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述堆叠通过外延生长来设置。27.根据权利要求25所述的方法，其中，每个器件层还包括隔离限定层，所述第一源/漏层、所述沟道限定层和所述第二源/漏层设于所述隔离限定层上，该方法还包括：在所述堆叠在所述第二方向上的所述另一侧，通过选择性刻蚀，去除所述隔离限定层，并在由此得到的空隙中填充隔离材料以形成隔离层。28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述隔离限定层在竖直方向上的厚度小于所述沟道限定层在竖直方向上的厚度。29.根据权利要求25所述的方法，其中，形成阶梯结构包括：(a)在所述堆叠上形成沿所述第二方向延伸的条形垫层；(b)在所述堆叠上形成沿所述第二方向延伸的条形光刻胶，所述光刻胶在所述第一方向上的边缘部分与所述垫层交迭；(c)以所述垫层和所述光刻胶为刻蚀掩模，将所述堆叠刻蚀一定深度；(d)修整所述光刻胶，使其在第一方向上的宽度缩减；(e)以所述垫层和修整后的所述光刻胶为刻蚀掩模，将所述堆叠刻蚀一定深度；以及(f)重复(d)和(e)，直至形成所述阶梯结构。30.根据权利要求29所述的方法，其中，在(c)中，刻蚀的深度为d1+d
sti
，且在(f)中重复(e)时，每次刻蚀的深度依次为d2、
…
、d
n
，其中，d
i
表示从下往上第i器件层在竖直方向上的厚度，i为从1到n的整数，d
sti
表示要形成的浅沟槽隔离的深度。31.根据权利要求29所述的方法，其中，至少在最后一次修整之前，修整后的光刻胶与所述垫层在第一方向上不分离。32.根据权利要求31所述的方法，其中，最后一次修整包括去除所述光刻胶。33.根据权利要求29所述的方法，其中，所述垫层在所述第一方向上的宽度为w，在竖直方向上的高度为h，满足(h+w)＞(w1‑
w
n
‑1)，其中，w1表示在形成所述阶梯结构之后从下往上第1器件层在所述第一方向上的宽度，w
n
‑1表示在形成所述阶梯结构之后从下往上第(n
‑
1)器件层在所述第一方向上的宽度，所述光刻胶在竖直方向上的厚度大于(h+w)。34.根据权利要求25所述的方法，还包括：通过所述第二空隙，将所述沟道限定层以及第一源/漏层和第二源/漏层刻蚀一定深度，以加大所述第二空隙，其中，形成的沟道层的厚度实质上等于被刻蚀的所述深度。35.根据权利要求25所述的方法，其中，在各器件层中形成阶梯结构包括：通过选择性刻蚀，去除各器件层的第二源/漏层的暴露部分在所述第二方向上的端部
区域，并去除由于所述端部区域的去除而露出的第三牺牲栅的部分，以露出下方的第一源/漏层。36.一种电子设备，包括如权利要求1至24中任一项所述的半导体装置。37.根据权利要求36所述的电子设备，其中，所述电子设备包括智能电话、个人计算机、平板电脑、人工智能设备、可穿戴设备或移动电源。
技术总结
公开了一种在半导体装置及其制造方法以及包括这种半导体装置的电子设备。根据实施例，该半导体装置可以包括彼此竖直叠置的第一器件和第二器件，各自包括竖直叠置的第一源/漏层、沟道层和第二源/漏层以及围绕沟道层外周的栅堆叠。第一器件相对于第二器件在第一方向上伸出而形成第一台阶，第二器件限定第二台阶。在与第一方向相交的第二方向上的一侧，各器件的第一源/漏层相对于第二源/漏层和栅堆叠在第二方向上伸出，从而形成子台阶，各子台阶在相应的台阶上；在第二方向上的另一侧，各器件的栅堆叠相对于第二源/漏层在第二方向上伸出。伸出。伸出。
技术研发人员：朱慧珑
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：2021.06.02
技术公布日：2021/9/9