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公開番号2025003351
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024091745
出願日2024-06-05
発明の名称半導体装置
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人
主分類H10B 43/40 20230101AFI20241226BHJP()
要約【課題】信頼性及び性能を向上させる半導体装置及びこれを含む電子システムを提供する。
【解決手段】半導体装置10は、複数のゲート電極130を夫々含み、順次に積層される第1積層構造物120a及び第2積層構造物120bを含むゲート積層構造物120、ゲート積層構造物を貫通するチャネル構造物CH、各積層構造物に夫々形成された第1、第2パッド領域で複数のゲート電極に夫々連結される複数のゲートコンタクト部184と、第2パッド領域が位置した部分で第2積層構造物に隣接した第1積層構造物の境界部を含んで第1積層構造物に形成されるバッファー絶縁部132pと、を含む。バッファー絶縁部は、内部区域、複数のゲート電極の延長方向に内部区域の一側に位置する第1区域及び他側に位置する第2区域を含み、第1、第2区域は、夫々下部よりも上部で延長方向の長さが長く、上部での長さと下部での長さとの差が第1区域よりも第2区域で大きい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数のゲート電極をそれぞれ含み、順次に積層される第１積層構造物および第２積層構造物を含むゲート積層構造物と、
前記ゲート積層構造物を貫通するチャネル構造物と、
前記第１および第２積層構造物にそれぞれ形成された第１および第２パッド領域で前記複数のゲート電極にそれぞれ連結される複数のゲートコンタクト部と、
前記第２パッド領域が位置した部分で前記第２積層構造物に隣接した前記第１積層構造物の境界部を含んで前記第１積層構造物に形成されるバッファー絶縁部と、
を含み、
前記バッファー絶縁部が、内部区域と、前記複数のゲート電極の延長方向に前記内部区域の一側に位置する第１区域と、前記延長方向に前記内部区域の他側に位置する第２区域とを含み、
前記第１区域および前記第２区域は、それぞれ下部よりも上部で前記延長方向の長さが長く、
前記上部での長さと前記下部での長さとの差が、前記第１区域よりも前記第２区域で大きい半導体装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記複数のゲート電極のうち、隣り合うゲート電極の一面の間の距離を基準厚さとし、前記基準厚さに対する前記延長方向の前記第１または第２区域の長さの変化量を基準長さ変化量とする時、
前記第１区域での前記基準長さ変化量よりも前記第２区域での前記基準長さ変化量が大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記延長方向の前記内部区域の長さが、前記第１区域の全体長さと前記第２区域の全体長さとの合計と同じかまたはそれより小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１および第２パッド領域のうちの少なくとも一つが、前記複数のゲート電極と前記複数のゲートコンタクト部がそれぞれ連結されるパッド区域と、前記パッド区域の上部に位置する上部区域とを含み、
前記複数のゲート電極のうち、隣り合うゲート電極の一面の間の距離を基準厚さとし、前記基準厚さに対する前記延長方向の前記上部区域または前記第１または第２区域の長さの変化量を基準長さ変化量とする時、
前記上部区域の一側での前記基準長さ変化量よりも前記第１区域での前記基準長さ変化量および前記第２区域での前記基準長さ変化量がそれぞれ大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記上部区域の前記一側の側面が垂直面または傾斜面で構成され、
前記第１区域および前記第２区域のうちの少なくとも一つの側面または下部面が階段形状で構成される、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記バッファー絶縁部が、前記第１パッド領域の少なくとも一部に備えられるパッド絶縁部に対応する形状またはその対称形状を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記バッファー絶縁部が、前記第１積層構造物の上部に位置し、前記内部区域、前記第１区域および前記第２区域を含む上部パターンで構成されるか、または
前記バッファー絶縁部が、前記内部区域、前記第１区域および前記第２区域の上部に位置する上部バッファー区域をさらに含む拡張パターンで構成される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記バッファー絶縁部が前記拡張パターンで構成され、
前記複数のゲート電極のうち、隣り合うゲート電極の一面の間の距離を基準厚さとし、前記基準厚さに対する前記延長方向の前記上部バッファー区域または前記第１または第２区域の長さの変化量を基準長さ変化量とする時、
前記上部バッファー区域の一側での前記基準長さ変化量よりも前記第１区域での前記基準長さ変化量および前記第２区域での前記基準長さ変化量がそれぞれ大きい、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
複数のゲート電極をそれぞれ含み、順次に積層される第１積層構造物および第２積層構造物を含むゲート積層構造物と、
前記ゲート積層構造物を貫通するチャネル構造物と、
前記第１および第２積層構造物にそれぞれ形成された第１および第２パッド領域で前記複数のゲート電極にそれぞれ連結される複数のゲートコンタクト部と、
前記第２パッド領域が位置した部分で前記第２積層構造物に隣接した前記第１積層構造物の境界部を含んで前記第１積層構造物に形成されるバッファー絶縁部と、
を含み、
前記第１および第２パッド領域のうちの少なくとも一つが、前記複数のゲート電極と前記複数のゲートコンタクト部がそれぞれ連結されるパッド区域と、前記パッド区域の上部に位置する上部区域とを含み、
前記バッファー絶縁部が、内部区域と、前記複数のゲート電極の延長方向に前記内部区域の一側に位置する第１区域と、前記延長方向に前記内部区域の他側に位置する第２区域とを含み、
前記第１区域で前記複数のゲート電極のうちの一つのゲート電極と前記内部区域との間の第１距離、および前記第２区域で前記一つのゲート電極と前記内部区域との間の第２距離のそれぞれが第３距離よりも大きく、
前記第３距離は、前記上部区域で前記一つのゲート電極と前記上部区域との間の距離または前記一つのゲート電極と前記上部区域の内部区域との間の距離である半導体装置。
【請求項１０】
前記複数のゲート電極のうち、隣り合うゲート電極の一面の間の距離を基準厚さとし、前記基準厚さに対する前記延長方向の前記上部区域または前記第１または第２区域の長さの変化量を基準長さ変化量とする時、
前記上部区域の一側での前記基準長さ変化量よりも前記第１区域での前記基準長さ変化量および前記第２区域での前記基準長さ変化量がそれぞれ大きく、
前記上部区域の前記一側での前記基準長さ変化量に対する、前記第１区域での前記基準長さ変化量または前記第２区域での前記基準長さ変化量の比率が２倍以上である、請求項９に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置およびこれを含む電子システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
データ保存を必要とする電子システムにおいて、高容量のデータを保存することができる半導体装置が要求されている。そのために、半導体装置のデータ保存容量を増加させることができる方案が研究されている。例えば、半導体装置のデータ保存容量を増加させるための方法の一つとして、２次元的に配列されるメモリセルの代わりに３次元的に配列されるメモリセルを含む半導体装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
実施例は、信頼性および性能を向上することができる半導体装置およびこれを含む電子システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施例による半導体装置は、複数のゲート電極をそれぞれ含み、順次に積層される第１積層構造物および第２積層構造物を含むゲート積層構造物と、ゲート積層構造物を貫通するチャネル構造物と、第１および第２積層構造物にそれぞれ形成された第１および第２パッド領域で複数のゲート電極にそれぞれ連結される複数のゲートコンタクト部と、第２パッド領域が位置した部分で第２積層構造物に隣接した第１積層構造物の境界部を含んで第１積層構造物に形成されるバッファー絶縁部とを含む。
【０００５】
この時、バッファー絶縁部が、内部区域と、複数のゲート電極の延長方向に内部区域の一側に位置する第１区域と、延長方向に内部区域の他側に位置する第２区域とを含む。第１区域および第２区域は、それぞれ下部よりも上部で延長方向の長さが長い。上部での長さと下部での長さとの差が、第１区域よりも第２区域で大きい。
【０００６】
または、第１および第２パッド領域のうちの少なくとも一つが、複数のゲート電極と複数のゲートコンタクト部がそれぞれ連結されるパッド区域と、パッド区域の上部に位置する上部区域とを含む。バッファー絶縁部が、内部区域と、複数のゲート電極の延長方向に内部区域の一側に位置する第１区域と、延長方向に内部区域の他側に位置する第２区域とを含む。第１区域で複数のゲート電極のうちの一つのゲート電極と内部区域との間の第１距離、および第２区域で一つのゲート電極と内部区域との間の第２距離のそれぞれが第３距離よりも大きい。第３距離は、上部区域で一つのゲート電極と上部区域との間の距離または一つのゲート電極と上部区域の内部区域との間の距離である。
【０００７】
一実施例による電子システムは、メイン基板と、メイン基板上に位置する前述した半導体装置と、メイン基板上で半導体装置と電気的に連結するコントローラーとを含む。
【発明の効果】
【０００８】
実施例によれば、ゲートコンタクト部の脱落または誤整列によりゲート電極が損傷する問題を下部構造物に備えられたバッファー絶縁部により基本的に防止することができる。この時、バッファー絶縁部の側面区域が緩やかな傾斜を有することによって、バッファー絶縁部の角部付近でバッファー絶縁部に隙間が発生する欠陥または不良を防止することができる。これにより、半導体装置の信頼性および性能を向上することができる。バッファー絶縁部がパッド領域の少なくとも一部に備えられたパッド絶縁部に対応する形状またはその対称形状を有して容易な工程によりバッファー絶縁部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施例による半導体装置を示した部分平面図である。
図１のＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線に沿って切断した半導体装置の部分断面図である。
図１に示した半導体装置に含まれるチャネル構造物の一例を示した部分断面図である。
図１のＤ－Ｄ’線に沿って切断した半導体装置の概略的な部分断面図である。
図１に示した半導体装置で第２積層構造物の上面を示した部分平面図である。
図４のＡ部分に対応し、ゲートコンタクト部が備えられていない部分を拡大した図面である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
一実施例による半導体装置の製造方法を示した部分断面図である。
他の実施例による半導体装置を概略的に示した部分断面図である。
また他の実施例による半導体装置を概略的に示した部分断面図である。
図９に示した半導体装置の一部を拡大した図面である。
また他の実施例による半導体装置を概略的に示した部分断面図である。
また他の実施例による半導体装置を概略的に示した部分断面図である。
追加的な実施例による半導体装置を概略的に示した部分断面図である。
例示的な実施例による半導体装置を含む電子システムを概略的に示した図面である。
例示的な実施例による半導体装置を含む電子システムを概略的に示した斜視図である。
例示的な実施例による半導体パッケージを概略的に示した断面図である。
例示的な実施例による半導体パッケージを概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参照して多様な実施例について本技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。実施例は、多様な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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