半导体器件及包括该半导体器件的数据存储系统的制作方法

本发明构思涉及半导体器件和包括该半导体器件的数据存储系统。

背景技术：

1、在需要数据存储的数据存储系统中，可能需要用于存储高容量数据的半导体器件。因此，正在研究用于增加半导体器件的数据存储容量的方法。例如，作为用于增加半导体器件的数据存储容量的方法，已经提出了包括三维布置的存储单元的半导体器件，代替二维布置的存储单元。

技术实现思路

1、本发明构思要解决的技术问题之一是提供具有提高的集成度的半导体器件。

2、本发明构思要解决的技术问题之一是提供包括具有提高的集成度的半导体器件在内的数据存储系统。

3、根据本发明构思的一些方面，一种半导体器件包括：第一衬底结构，该第一衬底结构包括：板层；栅电极，在垂直于板层的上表面的第一方向上彼此间隔开并且堆叠在板层上；沟道结构，穿透栅电极，在第一方向上延伸，并且沟道结构中的每一个分别包括沟道层；第一互连结构，在栅电极上，并且电连接到栅电极和沟道结构；以及第一互连结构上的第一接合金属层；以及第二衬底结构，在第一衬底结构上连接到第一衬底结构，并且该第二衬底结构包括：衬底，具有有源区；器件隔离层，在衬底中限定有源区；在衬底的下表面上的电路器件；第二互连结构，在电路器件下方，并且电连接到电路器件；在衬底上的第三互连结构；以及第二接合金属层，在第二互连结构下方，并且连接到第一接合金属层。器件隔离层包括在第一方向上具有第一高度的第一器件隔离层、以及在第一方向上完全穿透衬底并具有大于第一高度的第二高度的第二器件隔离层，有源区包括通过第一器件隔离层间隔开并通过衬底彼此连接的第一有源区、以及通过第二器件隔离层与第一有源区分开的第二有源区，第三互连结构包括连接到衬底的上部的上接触插塞、以及穿透第二器件隔离层并电连接到第二互连结构的过孔。

4、根据本发明构思的一些方面，一种半导体器件包括：第一衬底结构，该第一衬底结构包括：板层；栅电极，在垂直于板层的上表面的第一方向上彼此间隔开并且堆叠在板层上；沟道结构，穿透栅电极，在第一方向上延伸，并且沟道结构中的每一个分别包括沟道层；以及沟道结构上的第一接合金属层；以及第二衬底结构，连接到第一衬底结构，该第二衬底结构包括：衬底，具有有源区；器件隔离层，在衬底中限定有源区；在衬底的一个表面上的电路器件；以及连接到第一接合金属层的第二接合金属层。器件隔离层包括具有不同高度的第一器件隔离层和第二器件隔离层，并且有源区包括通过第一器件隔离层间隔开并通过衬底彼此连接的第一有源区、以及通过第二器件隔离层与第一有源区分开的第二有源区。

5、根据本发明构思的一些方面，一种数据存储系统包括：半导体存储器件，其包括第一衬底结构、第二衬底结构以及输入/输出焊盘，该第一衬底结构包括栅电极和第一接合金属层；该第二衬底结构包括：衬底，包括有源区；在衬底中限定有源区的器件隔离层，所述器件隔离层包括具有不同高度的第一器件隔离层和第二器件隔离层，所述有源区包括通过第一器件隔离层间隔开并通过衬底彼此连接的第一有源区、以及通过第二器件隔离层与第一有源区分开的第二有源区；电连接到栅电极的电路器件；以及连接到第一接合金属层的第二接合金属层；并且该输入/输出焊盘电连接到电路器件；以及控制器，通过输入/输出焊盘电连接到半导体存储器件，并且被配置为控制半导体存储器件。

技术特征：

1.一种半导体器件，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在平面图中，所述第一有源区被所述第二器件隔离层围绕。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述衬底在所述第一方向上具有与所述第二高度相对应的厚度。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一有源区被配置为通过所述上接触插塞接收公共电信号。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述衬底延伸到所述第一有源区的上表面上，并且延伸到所述第一器件隔离层的上表面上。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述第二器件隔离层的宽度为约30nm至约300nm。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一有源区包括第一导电类型的杂质，并且所述第二有源区包括第二导电类型的杂质。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在所述器件隔离层中的每一个中，所述器件隔离层的上表面的宽度比所述器件隔离层的下表面的宽度窄。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，

12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二互连结构包括：在所述第一方向上延伸并分别连接到所述电路器件和所述过孔的下接触插塞。

13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一衬底结构还包括：

14.一种半导体器件，包括：

15.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述第二有源区通过所述第一器件隔离层间隔开，并且通过所述衬底彼此连接。

16.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述第二器件隔离层完全穿透所述衬底。

17.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述第二器件隔离层围绕所述第一有源区，并且围绕所述第二有源区。

18.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述第二衬底结构还包括穿透所述第二器件隔离层的过孔，所述过孔被配置为向所述电路器件供应电源电压或地电压。

19.一种数据存储系统，包括：

20.根据权利要求19所述的数据存储系统，其中，所述第二器件隔离层的上表面位于与所述衬底的上表面基本上相同的水平上。

技术总结
一种半导体器件可以包括：第一衬底结构，包括板层、堆叠在板层上的栅电极、穿透栅电极的沟道结构、以及沟道结构上的第一接合金属层；以及第二衬底结构，连接到第一衬底结构，并且包括具有有源区的衬底、在衬底中限定有源区的器件隔离层、衬底的一个表面上的电路器件、以及连接到第一接合金属层的第二接合金属层，器件隔离层包括具有不同高度的第一器件隔离层和第二器件隔离层，并且有源区包括通过第一器件隔离层间隔开并通过衬底彼此连接的第一有源区、以及通过第二器件隔离层与第一有源区分开的第二有源区。

技术研发人员：金俊亨,李明勋
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15