半导体装置和包括该半导体装置的电子系统的制作方法

本公开涉及半导体装置和包括该半导体装置的电子系统。

背景技术：

1、需要能够存储大量数据的半导体装置作为电子系统的一部分。因此，正在进行许多研究以增加半导体装置的数据存储容量。例如，提出了具有三维布置的存储器单元的半导体装置，来代替具有二维地布置的存储器单元的装置。

技术实现思路

1、本发明构思的示例实施例提供了一种具有增加的可靠性和增加的集成密度的半导体装置。

2、本发明构思的示例实施例提供了一种包括半导体装置的电子系统。

3、本发明构思的示例实施例提供了一种更容易地制造半导体装置的方法。

4、根据本发明构思的示例实施例，一种半导体装置包括半导体衬底和半导体衬底上的单元阵列结构。单元阵列结构包括：电极结构，其包括电极和绝缘层，电极和绝缘层彼此竖直并且交替地堆叠在半导体衬底上；竖直结构，其穿透电极结构；以及穿透接触插塞，其穿透电极结构并且与竖直结构横向地间隔开。竖直结构包括第一内层、包围第一内层的第一外层、以及插入在第一内层和第一外层之间的第一中间层，并且穿透接触塞包括第二内层、包围第二内层的第二外层、以及插入在第二内层和第二外层之间的第二中间层。电极包括掺杂半导体材料，并且第一外层和第二外层包括相同的材料。第一中间层和第二中间层包括相同的材料，第一内层和第二内层包括彼此不同的材料。

5、根据本发明构思的示例实施例，一种半导体装置包括：半导体衬底，其包括单元阵列区和从单元阵列区延伸的连接区；半导体衬底上的单元阵列结构；以及外围电路结构，其插入在半导体衬底和单元阵列结构之间。单元阵列结构包括电极结构，所述电极结构包括电极和绝缘层，电极和绝缘层竖直并且彼此交替地堆叠在所述外围电路结构上，电极中的每一个包括连接区上的焊盘部、位于单元阵列区中并穿透电极结构的竖直结构、以及位于连接区中并穿透焊盘部的穿透接触插塞。竖直结构包括第一内层和包围第一内层的第一外层，并且穿透接触插塞可包括第二内层和包围第二内层的第二外层。电极包括掺杂半导体材料，并且第一内层可包括绝缘材料。第二内层包括金属材料，并且第一外层和第二外层包括相同的材料。第二外层与电极接触。

6、根据本发明构思的示例实施例，一种电子系统包括：三维半导体存储器装置，其包括包含单元阵列区和从单元阵列区延伸的连接区的半导体衬底、半导体衬底上的外围电路结构、外围电路结构上的单元阵列结构、覆盖单元阵列结构的绝缘层、设置在绝缘层上并且电连接到外围电路结构的输入/输出焊盘；控制器，其通过输入/输出焊盘电连接到三维半导体存储器装置，并且被配置为控制三维半导体存储器装置。单元阵列结构包括：电极结构，其包括电极和绝缘层，电极和绝缘层竖直并且彼此交替地堆叠在外围电路结构上；竖直结构，其穿透电极结构；以及穿透接触插塞，其穿透电极结构并与竖直结构横向地间隔开。竖直结构包括第一内层、包围第一内层的第一外层、以及插入在第一内层和第一外层之间的第一中间层，并且穿透接触插塞包括第二内层、包围第二内层的第二外层、以及插入在第二内层和第二外层之间的第二中间层。电极包括掺杂半导体材料，并且第一外层和第二外层可包括相同的材料。第一中间层和第二中间层包括相同的材料，第一内层和第二内层包括彼此不同的材料。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括：

2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一外层具有第一宽度，

3.如权利要求1所述的半导体装置，其中，

4.如权利要求1所述的半导体装置，其中，

5.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一外层和所述第二外层中的每一个包括铁电材料。

6.如权利要求1所述的半导体装置，其中，

7.如权利要求6所述的半导体装置，其中，所述可变电阻层包括过渡金属氧化物材料。

8.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二内层的顶表面高于所述第二中间层的顶表面和所述第二外层的顶表面。

9.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二内层的顶表面高于所述第一内层的顶表面。

10.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述单元阵列结构还包括：

11.如权利要求10所述的半导体装置，其中，

12.如权利要求1所述的半导体装置，还包括：

13.一种半导体装置，包括：

14.如权利要求13所述的半导体装置，其中，所述单元阵列结构还包括：

15.如权利要求14所述的半导体装置，其中，

16.如权利要求15所述的半导体装置，其中，

17.如权利要求13所述的半导体装置，其中，

18.如权利要求13所述的半导体装置，其中，所述单元阵列结构还包括：

19.一种电子系统，包括：

20.如权利要求19所述的电子系统，其中，

技术总结提供了一种半导体装置和电子系统。该半导体装置包括：半导体衬底上的单元阵列结构，该单元阵列结构包括电极结构，该电极结构包括竖直并且交替地堆叠在半导体衬底上的电极和绝缘层；以及穿透电极结构的竖直结构和穿透接触插塞。竖直结构可包括第一内层、第一外层和第一中间层，并且穿透接触插塞可包括第二内层、第二外层和第二中间层。电极可包括掺杂半导体材料，并且第一外层和第二外层可包括相同的材料。第一中间层和第二中间层可包括相同的材料，并且第一内层和第二内层可包括彼此不同的材料。技术研发人员：卢英智,禹钟昊,姜周宪,禹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：2024/8/1