本公開的各方面涉及半導體器件并且涉及包括半導體器件的數據存儲系統。

背景技術：

1、越來越需要能夠在數據存儲系統中存儲大容量數據的半導體器件。因此，一直在研究用于增加半導體器件的數據存儲容量的方法。例如，一種提出的用于增加半導體器件的數據存儲容量的方法是三維地而不是二維地布置存儲單元。

技術實現思路

1、本公開的一些實施例提供了可靠性提高了的半導體器件。

2、本公開的一些實施例提供了包括具有可靠性提高了的半導體器件的數據存儲系統。

3、根據本公開的一些實施例，一種半導體器件可以包括：第一半導體結構，所述第一半導體結構包括基板、位于所述基板上的電路器件和位于所述電路器件上的電路互連線；以及第二半導體結構，所述第二半導體結構位于所述第一半導體結構上并具有貫穿互連區域，其中所述第二半導體結構包括：板層；柵電極，所述柵電極在所述板層上沿與所述板層的上表面垂直的第一方向彼此間隔開，所述柵電極沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸到不同長度并形成臺階區域；層間絕緣層，所述層間絕緣層與所述柵電極交替堆疊；溝道結構，所述溝道結構沿所述第一方向延伸穿過所述柵電極，并且均包括溝道層；隔離區域，所述隔離區域延伸穿過所述柵電極、沿所述第一方向和所述第二方向延伸、并在與所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上彼此間隔開；犧牲絕緣層，所述犧牲絕緣層在所述貫穿互連區域中與所述層間絕緣層交替堆疊；貫穿通路，所述貫穿通路在所述貫穿互連區域中延伸穿過所述犧牲絕緣層和所述層間絕緣層并且沿所述第一方向延伸到所述第一半導體結構中；壩結構，所述壩結構圍繞所述貫穿通路、沿所述第一方向延伸穿過所述層間絕緣層，并且包括所述溝道層；以及保護結構，所述保護結構與所述壩結構水平地間隔開、圍繞所述壩結構、沿所述第一方向延伸穿過所述層間絕緣層，其中所述壩結構和所述保護結構具有不同的內部結構。

4、根據本公開的一些實施例，一種半導體器件包括：板層；柵電極，所述柵電極在所述板層上沿與所述板層的上表面垂直的第一方向彼此間隔開、沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸至不同長度并且形成臺階區域；溝道結構，所述溝道結構沿所述第一方向延伸穿過所述柵電極并且均包括溝道層；隔離區域，所述隔離區域延伸穿過所述柵電極并且沿所述第一方向和所述第二方向延伸；犧牲絕緣層，所述犧牲絕緣層分別與所述柵電極平行；貫穿通路，所述貫穿通路沿所述第一方向延伸穿過所述犧牲絕緣層；壩結構，所述壩結構圍繞所述貫穿通路；以及保護結構，所述保護結構與所述壩結構水平地間隔開并在平面圖上具有圍繞所述壩結構的閉環形狀。

5、根據本公開的一些實施例，一種數據存儲系統包括：半導體存儲器件，所述半導體存儲器件包括具有電路器件的第一半導體結構、位于所述第一半導體結構的第一側上的第二半導體結構和電連接到所述電路器件的輸入/輸出焊盤；以及控制器，所述控制器通過所述輸入/輸出焊盤電連接到所述半導體存儲器件并且被配置為控制所述半導體存儲器件，其中所述第二半導體結構包括：板層；柵電極，所述柵電極在所述板層上沿與所述板層的上表面垂直的第一方向彼此間隔開，所述柵電極沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸至不同長度并形成階梯區域；溝道結構，所述溝道結構沿所述第一方向延伸穿過所述柵電極并且均包括溝道層；隔離區域，所述隔離區域延伸穿過所述柵電極并且沿所述第一方向和所述第二方向延伸；犧牲絕緣層，所述犧牲絕緣層分別與所述柵電極平行；貫穿通路，所述貫穿通路沿所述第一方向延伸穿過所述犧牲絕緣層；壩結構，所述壩結構圍繞所述貫穿通路；以及保護結構，所述保護結構與所述壩結構水平地間隔開并圍繞所述壩結構，其中每個所述柵電極包括位于所述保護結構的外側上的第一區域和被所述保護結構圍繞的第二區域，并且其中所述第一區域和所述第二區域彼此電隔離。

技術特征：

1.一種半導體器件，所述半導體器件包括：

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述保護結構的外表面和內表面與所述柵電極接觸。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述壩結構的內表面與所述犧牲絕緣層接觸。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，

5.根據權利要求4所述的半導體器件，其中，所述溝道結構和所述壩結構中的每一者包括從所述柵電極按順序排列的柵極電介質層、所述溝道層和溝道填充絕緣層。

6.根據權利要求4所述的半導體器件，其中，所述保護結構包括單個絕緣層。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述保護結構和所述壩結構均具有閉環形狀。

8.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，當在平面圖中觀察時，所述保護結構具有四邊環狀、圓環狀或橢圓環狀。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述壩結構的上端和所述保護結構的上端不共面。

10.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述保護結構與所述隔離區域間隔開。

11.根據權利要求1所述的半導體器件，

12.根據權利要求1所述的半導體器件，

13.一種半導體器件，所述半導體器件包括：

14.根據權利要求13所述的半導體器件，

15.根據權利要求13所述的半導體器件，其中，所述壩結構和所述保護結構具有不同的內部結構。

16.根據權利要求13所述的半導體器件，其中，所述壩結構和所述保護結構中的至少一者包括單個絕緣層。

17.根據權利要求13所述的半導體器件，其中，所述壩結構的內表面與所述犧牲絕緣層接觸，并且所述壩結構的外表面與所述柵電極接觸。

18.根據權利要求13所述的半導體器件，其中，所述壩結構和所述保護結構在所述第一方向上具有不同的高度。

19.一種數據存儲系統，所述數據存儲系統包括：

20.根據權利要求19所述的數據存儲系統，其中，所述保護結構在平面圖上具有閉環形狀。

技術總結
本公開提供了一種半導體器件和包括半導體器件的數據存儲系統。所述半導體器件可以包括：板層；柵電極，其在所述板層上沿與所述板層的上表面垂直的第一方向彼此間隔開、沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸至不同長度并形成臺階區域；溝道結構，其穿過所述柵電極、沿所述第一方向延伸且均包括溝道層；隔離區域，其穿過所述柵電極并沿所述第一方向和所述第二方向延伸；犧牲絕緣層，其分別在與所述柵電極的高度相同的高度上；貫穿通路，其穿過所述犧牲絕緣層并沿所述第一方向延伸；壩結構，其圍繞所述貫穿通路；以及保護結構，其與所述壩結構水平地間隔開并在平面圖上具有圍繞所述壩結構的閉環形狀。

技術研發人員：林根元,權寧鎬,金青珍,李貞浩,鄭潤圭
受保護的技術使用者：三星電子株式會社
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28