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半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

技术编号:40362586 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-09 14:50
本发明专利技术涉及一种半导体装置及其制造方法。所述半导体装置,包括:下部结构;多个水平导线,其在平行于所述下部结构的表面的方向上水平定向;垂直导线,其共同耦接到所述水平导线的第一侧端且在垂直于所述下部结构的所述表面的方向上延伸;以及多个存储电容器,其分别耦接到所述水平导线的第二侧端且在所述下部结构之上垂直堆叠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及一种半导体装置,并且更具体地,涉及一种三维结构的半导体装置及其制造方法


技术介绍

1、为了增加存储装置的净裸片,存储单元的尺寸得以持续地减小。然而,随着存储单元的尺寸小型化,需要减小寄生电容cb,同时增加存储单元的电容。然而,由于存储单元的结构和空间要求,继续增加二维存储装置的净裸片变得越发困难。作为解决方案,最近已提出包括按三维排列布置的存储单元的三维(3d)半导体存储装置。


技术实现思路

1、本专利技术的各个实施例涉及高度集成的半导体装置,以及用于制造半导体装置的方法。

2、根据本专利技术的实施例,一种半导体装置包括:下部结构;多个水平导线,其在平行于下部结构的表面的方向上水平定向;垂直导线,其共同耦接到水平导线的第一侧端并且在垂直于下部结构的表面的方向上延伸;以及多个存储电容器,其分别耦接到水平导线的第二侧端并且在下部结构之上垂直堆叠。所述半导体装置还包括:存储单元阵列,其设置在所述下部结构之上并且自所述存储电容器水平设置。所述存储单元阵列还包括:水平有源层,其在平行于所述下部结构表面的方向上延伸;位线,其共同耦接到所述水平有源层的第一侧并且在垂直于所述下部结构表面的方向上延伸;以及字线,其分别与所述水平有源层重叠并且在跨越所述水平有源层的方向上延伸,以及所述单元电容器分别耦接到所述水平有源层的第二侧。

3、根据本专利技术的另一实施例,一种半导体装置包括:外围电路部;存储单元的三维阵列,其设置在比所述外围电路部高的水平上,并且包括垂直位线、水平字线和在所述垂直位线和所述水平字线之间的单元电容器;以及存储电容器阵列,其以比所述外围电路部高的水平自所述存储单元的所述三维阵列水平设置,并且包括与所述单元电容器的横向水平相同的横向水平设置的存储电容器,其中所述存储电容器阵列包括:多个水平导线,其在平行于所述外围电路部表面的方向上水平定向;垂直导线,其共同耦接到所述水平导线的第一侧端且在垂直于所述外围电路部的所述表面的方向上延伸;以及多个存储电容器,其分别耦接到所述水平导线的第二侧端且在所述外围电路部之上垂直堆叠。

4、根据本专利技术的另一实施例,一种用于制造半导体装置的方法包括:在下部结构之上形成包括单元电容器的三维阵列的存储单元阵列;以及形成存储电容器阵列,所述存储电容器阵列包括自在所述下部结构之上的所述存储单元阵列水平设置的存储电容器的三维阵列,其中所述存储电容器阵列的形成包括:形成多个水平导线,所述多个水平导线在平行于所述下部结构的表面的方向上水平定向;形成垂直导线,所述垂直导线共同耦接到所述水平导线的第一侧端且在垂直于所述下部结构的所述表面的方向上延伸;以及形成所述存储电容器,所述存储电容器分别耦接到所述水平导线的第二侧端且在所述下部结构之上垂直堆叠。

5、从以下结合所附权利要求的详细描述,本专利技术的这些和其他的特征和优点将是显而易见的。

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【技术保护点】

1.一种半导体装置,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体装置,其中每个所述存储电容器包括:

3.根据权利要求2所述的半导体装置,还包括:

4.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述水平导线包括半导体材料、掺杂半导体材料、氧化物半导体材料,或者金属或金属基材料。

5.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述横向导线包括掺杂有N型杂质的掺杂硅材料。

6.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述垂直导线包括硅基材料、金属或金属基材料,或其组合。

7.根据权利要求1所述的半导体装置,还包括:

8.根据权利要求7所述的半导体装置,其中所述第一接触节点和所述第二接触节点包括掺杂有N型杂质的掺杂多晶硅层。

9.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,所述垂直导线包括:

10.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,所述下部结构包括适于控制所述存储电容器的控制电路。

11.根据权利要求1所述的半导体装置,还包括:

12.根据权利要求11所述的半导体装置,其中,所述存储单元阵列包括在所述下部结构之上垂直堆叠的多个单元电容器,并且所述单元电容器具有与所述存储电容器相同的结构。

13.根据权利要求12所述的半导体装置,其中,所述存储电容器形成在与所述单元电容器相同的水平上,并且具有相同的尺寸。

14.根据权利要求12所述的半导体装置,所述存储单元阵列还包括:

15.根据权利要求14所述的半导体装置,其中每个所述字线包括缺口形侧壁。

16.根据权利要求14所述的半导体装置,其中每个所述字线包括相互面对的双字线,所述水平有源层介于它们之间。

17.根据权利要求14所述的半导体装置,其中每个所述水平有源层包括单晶半导体材料、多晶半导体材料、氧化物半导体材料、纳米线或纳米片。

18.根据权利要求11所述的半导体装置,其中所述存储单元阵列包括DRAM存储单元阵列。

19.根据权利要求11所述的半导体装置,还包括:

20.一种半导体装置,包括:

21.根据权利要求20所述的半导体装置,其中,所述外围电路部包括:

22.根据权利要求20所述的半导体装置,其中,所述垂直导线包括:

23.根据权利要求20所述的半导体装置,其中所述水平导线包括半导体材料、氧化物半导体材料、掺杂半导体材料、金属或金属基材料,或其组合。

24.根据权利要求20所述的半导体装置,其中所述垂直导线包括硅基材料、金属或金属基材料,或其组合。

25.根据权利要求20所述的半导体装置,还包括:

26.一种用于制造半导体装置的方法,包括:

27.根据权利要求26所述的方法,其中所述存储电容器形成为具有与所述单元电容器的结构相同的结构,以及

28.根据权利要求26所述的方法,其中,所述垂直导线包括:

29.根据权利要求26所述的方法,其中所述水平导线包括半导体材料、氧化物半导体材料、掺杂半导体材料、金属或金属基材料,或其组合。

30.根据权利要求26所述的方法,其中所述垂直导线包括硅基材料、金属或金属基材料,或其组合。

31.根据权利要求26所述的方法,还包括:

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【技术特征摘要】

1.一种半导体装置,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体装置,其中每个所述存储电容器包括:

3.根据权利要求2所述的半导体装置,还包括:

4.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述水平导线包括半导体材料、掺杂半导体材料、氧化物半导体材料,或者金属或金属基材料。

5.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述横向导线包括掺杂有n型杂质的掺杂硅材料。

6.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述垂直导线包括硅基材料、金属或金属基材料,或其组合。

7.根据权利要求1所述的半导体装置,还包括:

8.根据权利要求7所述的半导体装置,其中所述第一接触节点和所述第二接触节点包括掺杂有n型杂质的掺杂多晶硅层。

9.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,所述垂直导线包括:

10.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,所述下部结构包括适于控制所述存储电容器的控制电路。

11.根据权利要求1所述的半导体装置,还包括:

12.根据权利要求11所述的半导体装置,其中,所述存储单元阵列包括在所述下部结构之上垂直堆叠的多个单元电容器,并且所述单元电容器具有与所述存储电容器相同的结构。

13.根据权利要求12所述的半导体装置,其中,所述存储电容器形成在与所述单元电容器相同的水平上,并且具有相同的尺寸。

14.根据权利要求12所述的半导体装置,所述存储单元阵列还包括:

15.根据权利要求14所述的半导体装置,其中每个所述字线包括缺口形侧壁。

16.根据权利要求14所述的半导体装...

【专利技术属性】
技术研发人员:金承焕
申请(专利权)人:爱思开海力士有限公司
类型:发明
国别省市:

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