本公開的各種實施方式總地涉及電子裝置，并且更具體地，涉及半導體裝置及半導體裝置的制造方法。

背景技術：

1、非易失性存儲器裝置與電源開/關條件無關地保存所存儲的數據。其中存儲器單元以單層形成在基板上方的二維非易失性存儲器裝置的集成密度的增加最近受到限制。因此，已經提出了其中存儲器單元沿垂直方向層疊在基板上方的三維非易失性存儲器裝置。

2、三維非易失性存儲器裝置可以包括彼此交替地層疊的層間絕緣層和柵電極，以及穿過其的溝道層，其中存儲器單元沿著溝道層層疊。已經開發了各種結構及制造方法來提高三維非易失性存儲器裝置的操作可靠性。

技術實現思路

1、根據實施方式，一種半導體裝置可以包括：柵極層疊結構，其包括彼此交替地層疊的層間絕緣層和導電層；在與柵極層疊結構的層疊方向相對應的垂直方向上延伸的第一插塞圖案和第二插塞圖案；設置在第一插塞圖案與導電層之間的第一數據儲存層和設置在第二插塞圖案與導電層之間的第二數據儲存層；隔離結構，其在垂直方向上延伸并且將第一插塞圖案和第二插塞圖案彼此分離；以及絕緣圖案，其設置在沿垂直方向彼此相鄰的第一數據儲存層之間以及沿垂直方向彼此相鄰的第二數據儲存層之間。

2、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成穿過層疊結構的至少一部分的孔，層疊結構包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層；通過將經由孔暴露的第一材料層的側壁蝕刻至預定厚度來形成凹陷區域，并且在凹陷區域中形成犧牲圖案；通過氧化犧牲圖案來形成在孔的方向上比第二材料層的側壁進一步突出的絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔中形成在垂直方向上延伸的插塞圖案；以及形成隔離結構，隔離結構在垂直方向上穿過插塞圖案并且將插塞圖案分離成第一插塞圖案和第二插塞圖案。

3、根據實施方式，一種制造半導體存儲器裝置的方法可以包括：形成穿過層疊結構的至少一部分的孔，層疊結構包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層；在通過孔暴露的第二材料層的側壁上形成突出圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的突出圖案之間的空間中形成在孔的方向上比突出圖案的側壁進一步突出的絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔中形成在垂直方向上延伸的插塞圖案；以及形成隔離結構，隔離結構在垂直方向上穿過插塞圖案并且將插塞圖案分離成第一插塞圖案和第二插塞圖案。

4、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成穿過層疊結構的至少一部分的孔，層疊結構包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層；在通過孔暴露的第一材料層的側壁上形成絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔中形成在垂直方向上延伸的插塞圖案；以及形成隔離結構，隔離結構在垂直方向上穿過插塞圖案并且將插塞圖案分離成第一插塞圖案和第二插塞圖案。

5、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成穿過層疊結構的至少一部分的具有橢圓形狀的孔，層疊結構包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層；通過將經由孔暴露的第一材料層的側壁蝕刻至預定厚度來形成凹陷區域，并且在凹陷區域中形成犧牲圖案；通過氧化犧牲圖案來形成在孔的方向上比第二材料層的側壁進一步突出的絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔的側壁上順序地形成在垂直方向上延伸的隧道隔離層和溝道層，其中溝道層在第一水平方向上的截面的厚度大于在基本垂直于第一水平方向的第二水平方向上的截面的厚度；通過將溝道層蝕刻至預定厚度以使得溝道層在第一水平方向上被劃分為第一溝道層和第二溝道層來形成第一溝道層以及第二溝道層，并且使隧道隔離層的在第一溝道層與第二溝道層之間的部分暴露；以及順序地蝕刻數據儲存層和隧道隔離層的暴露部分以在第一水平方向上將隧道隔離層和數據儲存層劃分為兩部分。

6、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層的層疊結構；形成在垂直方向上穿過層疊結構并且在第一水平方向上延伸的第一隔離圖案；形成穿過層疊結構和第一隔離圖案的孔；通過將經由孔暴露的第一材料層的側壁蝕刻至預定厚度來形成凹陷區域，并且在凹陷區域中形成犧牲圖案；通過氧化犧牲圖案來形成在孔的方向上比第二材料層的側壁進一步突出的絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔的側壁上順序地形成在垂直方向上延伸的隧道隔離層、溝道層和芯絕緣層；以及形成第二隔離圖案，第二隔離圖案在垂直方向上穿過隧道隔離層、溝道層和芯絕緣層并且將溝道層分離成第一溝道層與第二溝道層。

7、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層的層疊結構；形成在垂直方向上穿過層疊結構并且在第一水平方向上延伸的第一隔離圖案；形成穿過層疊結構和第一隔離圖案的孔；通過將經由孔暴露的第一材料層的側壁蝕刻至預定厚度來形成第一凹陷區域，并且在第一凹陷區域中形成犧牲圖案；通過氧化犧牲圖案來形成在孔的方向上比第二材料層的側壁進一步突出的絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔的側壁上順序地形成在垂直方向上延伸的隧道隔離層、溝道層和芯絕緣層；通過去除第一隔離圖案來形成第二凹陷區域；以及通過蝕刻經由第二凹陷區域暴露的隧道隔離層和溝道層來將溝道層分離成彼此間隔開的第一溝道層和第二溝道層。

8、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層的層疊結構；形成在垂直方向上穿過層疊結構并且在第一水平方向上延伸的第一隔離圖案；形成穿過層疊結構和第一隔離圖案的孔；通過將經由孔暴露的第一材料層的側壁蝕刻至預定厚度來形成第一凹陷區域，并且在第一凹陷區域中形成犧牲圖案；通過氧化犧牲圖案來形成在孔的方向上比第二材料層的側壁進一步突出的絕緣圖案；在沿垂直方向彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔的側壁上順序地形成在垂直方向上延伸的隧道隔離層、溝道層和芯絕緣層；通過去除第一隔離圖案來形成第二凹陷區域；以及通過經由第二凹陷區域執行濕法氧化工藝以氧化溝道層的與第二凹陷區域相鄰的部分來形成溝道隔離結構。

9、根據實施方式，一種制造半導體裝置的方法可以包括：形成穿過層疊結構的至少一部分的孔，層疊結構包括彼此交替地層疊的第一材料層和第二材料層；形成接觸孔中的彼此相對的第一側壁與第二側壁之間的界面并且在垂直方向上延伸的第一隔離圖案和第二隔離圖案；在通過孔暴露的第一材料層的側壁上形成絕緣圖案；去除第一隔離圖案和第二隔離圖案并且在第一側壁和第二側壁上在垂直方向上彼此相鄰的絕緣圖案之間的空間中形成數據儲存層；在孔的側壁上順序地形成隧道隔離層、溝道層和芯絕緣層；執行蝕刻工藝以使層疊結構的側壁暴露；通過去除第二材料層的暴露部分來形成凹陷區域；以及通過經由凹陷區域執行濕法氧化工藝以氧化溝道層的與凹陷區域相鄰的部分來形成溝道隔離結構。

技術特征：

1.一種半導體裝置，所述半導體裝置包括：

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述隔離結構在基本垂直于所述垂直方向的水平方向上延伸并且將所述第一數據儲存層和所述第二數據儲存層彼此間隔開。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述絕緣圖案被設置在所述層間絕緣層與所述第一插塞圖案之間以及所述層間絕緣層與所述第二插塞圖案之間。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一插塞圖案和所述第二插塞圖案中的每一個包括：

5.根據權利要求1所述的半導體裝置，所述半導體裝置還包括阻擋絕緣層，所述阻擋絕緣層圍繞所述第一數據儲存層和所述第二數據儲存層的上表面和下表面以及所述第一數據儲存層和所述第二數據儲存層的與所述導電層相鄰的側壁。

6.根據權利要求5所述的半導體裝置，其中，所述阻擋絕緣層圍繞所述絕緣圖案的上表面和下表面，并且延伸到所述絕緣圖案與所述第一插塞圖案之間的界面以及所述絕緣圖案與所述第二插塞圖案之間的界面。

7.根據權利要求1所述的半導體裝置，

8.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

9.根據權利要求8所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在形成所述數據儲存層之前，形成阻擋絕緣層，所述阻擋絕緣層沿著通過所述孔暴露的所述絕緣圖案的側壁和所述第二材料層的側壁延伸。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，形成所述插塞圖案的步驟包括以下步驟：

11.根據權利要求9所述的方法，其中，形成所述隔離結構的步驟包括以下步驟：

12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述溝槽在水平方向上延伸并且穿過所述數據儲存層。

13.根據權利要求11所述的方法，其中，所述溝槽在水平方向上延伸并且穿過所述數據儲存層、所述阻擋絕緣層和所述第二材料層。

14.根據權利要求8所述的方法，所述方法還包括以下步驟：

15.一種制造半導體存儲器裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

16.根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述絕緣圖案的步驟包括以下步驟：

17.根據權利要求15所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在形成所述數據儲存層之前，形成阻擋絕緣層，所述阻擋絕緣層在通過所述孔暴露的所述絕緣圖案的側壁和所述第二材料層的側壁上延伸。

18.根據權利要求17所述的方法，其中，形成所述插塞圖案的步驟包括以下步驟：

19.根據權利要求18所述的方法，其中，溝槽在水平方向上延伸并且穿過所述數據儲存層。

20.根據權利要求18所述的方法，其中，溝槽在水平方向上延伸并且穿過所述數據儲存層、所述阻擋絕緣層和所述第二材料層。

21.根據權利要求15所述的方法，所述方法還包括以下步驟：

22.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

23.根據權利要求22所述的方法，其中，形成所述絕緣圖案的步驟包括以下步驟：通過使用選擇性沉積工藝形成在所述孔的方向上比所述第二材料層的側壁進一步突出的所述絕緣圖案。

24.根據權利要求22所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在形成所述數據儲存層之前，形成阻擋絕緣層，所述阻擋絕緣層沿著通過所述孔暴露的所述絕緣圖案的側壁和所述第二材料層的側壁延伸。

25.根據權利要求24所述的方法，其中，形成所述插塞圖案的步驟包括以下步驟：

26.根據權利要求25所述的方法，其中，溝槽在水平方向上延伸并且穿過所述數據儲存層。

27.根據權利要求25所述的方法，其中，溝槽在水平方向上延伸并且穿過所述數據儲存層、所述阻擋絕緣層和所述第二材料層。

28.根據權利要求22所述的方法，所述方法還包括以下步驟：

29.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

30.根據權利要求29所述的方法，所述方法還包括以下步驟：通過用絕緣材料填充所述孔的中央區域來形成隔離圖案。

31.根據權利要求29所述的方法，其中，所述孔的在所述第一水平方向上的直徑大于所述孔的在所述第二水平方向上的直徑。

32.根據權利要求29所述的方法，其中，所述第一溝道層和所述第二溝道層具有在所述第二水平方向上彼此相對的基本對稱的新月形狀。

33.根據權利要求29所述的方法，所述方法還包括以下步驟：

34.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

35.根據權利要求34所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在形成所述數據儲存層之前，形成阻擋絕緣層，所述阻擋絕緣層沿著通過所述孔暴露的所述絕緣圖案的側壁和所述第二材料層的側壁延伸。

36.根據權利要求34所述的方法，其中，形成所述第二隔離圖案的步驟包括以下步驟：

37.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

38.根據權利要求37所述的方法，所述方法還包括以下步驟：通過用絕緣材料填充所述第二凹陷區域來形成隔離結構。

39.根據權利要求37所述的方法，所述方法還包括以下步驟：在形成所述數據儲存層之前，形成阻擋絕緣層，所述阻擋絕緣層沿著通過所述孔暴露的所述絕緣圖案的側壁和所述第二材料層的側壁延伸。

40.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

41.根據權利要求40所述的方法，其中，所述溝道層被分離成通過所述溝道隔離結構彼此間隔開的第一溝道層和第二溝道層。

42.根據權利要求40所述的方法，所述方法還包括以下步驟：通過用絕緣材料填充所述第二凹陷區域來形成隔離結構。

43.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括以下步驟：

44.根據權利要求43所述的方法，其中，所述溝道層通過所述溝道隔離結構被分離成第一溝道層和第二溝道層。

45.根據權利要求43所述的方法，所述方法還包括以下步驟：用第三材料層填充所述凹陷區域。

技術總結
本公開涉及半導體裝置及半導體裝置的制造方法。一種半導體裝置包括：柵極層疊結構，其包括彼此交替地層疊的層間絕緣層和導電層；在與柵極層疊結構的層疊方向相對應的垂直方向上延伸的第一插塞圖案和第二插塞圖案；設置在第一插塞圖案與導電層之間的第一數據儲存層和設置在第二插塞圖案與導電層之間的第二數據儲存層；隔離結構，其在垂直方向上延伸并且將第一插塞圖案和第二插塞圖案彼此分離；以及絕緣圖案，其設置在沿垂直方向彼此相鄰的第一數據儲存層之間以及沿垂直方向彼此相鄰的第二數據儲存層之間。

技術研發人員：金昶漢,姜仁求,權殷美,閔庚勛
受保護的技術使用者：愛思開海力士有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24