[发明专利]包括共连接的垂直单元串的半导体装置

说明书

本发明公开了一种半导体装置，其包括：衬底上的各位线；衬底与位线之间的栅极结构；栅极结构与位线之间的共源极线；以及将位线连接至共源极线的沟道结构。沟道结构中的每一个可包括：多个第一垂直部分，其穿过栅极结构并且连接至位线；第二垂直部分，其穿过栅极结构并且连接至共源极线；以及水平部分，其设置在衬底与栅极结构之间，以将第一垂直部分与第二垂直部分彼此连接。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2014年7月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0086182的优先权，该申请的内容以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本发明构思的示例实施例涉及半导体装置及其制造方法，并且具体地涉及具有三维排列的存储器单元的三维半导体存储器装置及其制造方法。

背景技术

高度集成的半导体装置的持续发展一部分受消费者对低成本、高性能产品的需求刺激。实际上，尤其就半导体装置而言，提高的装置集成度是实现满足市场需求的价格点的主要因素。按照常规，半导体存储器装置包括平面或二维(2D)存储器单元阵列，即，具有在二维平面中布置的存储器单元的存储器单元阵列。这种装置的进一步集成随着图案化技术接近实际极限变得更困难(和更昂贵)。无论如何，将会需要超级昂贵的处理设备以实现2D存储器单元阵列装置集成的主要发展。

结果，提出了其中存储器单元阵列的存储器单元按照三维排列的三维(3D)半导体存储器装置。

发明内容

根据本发明构思的示例实施例，一种半导体装置可包括：衬底上的各位线；衬底与位线之间的栅极结构；栅极结构与位线之间的共源极线；以及将位线连接至共源极线的沟道结构。沟道结构中的每一个可包括：第一垂直部分，其穿过栅极结构并且连接至位线；第二垂直部分，其穿过栅极结构并且连接至共源极线；以及水平部分，其位于衬底与栅极结构之间，以将第一垂直部分与第二垂直部分彼此连接。

在示例实施例中，在沟道结构中的每一个中，第一垂直部分中的每一个可连接至对应的一根位线。

在示例实施例中，栅极结构可包括：堆叠在衬底上的各字线；字线与位线之间的串选择线；以及字线与共源极线之间的地选择线。字线可包括位于衬底与串选择线之间的上字线以及位于衬底与地选择线之间的下字线，并且下字线可沿着平行于衬底的表面(诸如衬底的顶表面)的方向与上字线间隔开。

在示例实施例中，在沟道结构中的每一个中，第一垂直部分中的每一个可穿过上字线和串选择线，并且第二垂直部分可穿过下字线和地选择线。

在示例实施例中，当在平面图中看时，在沟道结构中的每一个中，水平部分可不仅与上字线重叠而且与下字线重叠。

在示例实施例中，所述半导体装置还可包括穿过栅极结构的电极分离图案。电极分离图案可位于串选择线与地选择线之间以及上字线与下字线之间。

在示例实施例中，在沟道结构中的每一个中，第一垂直部分中的每一个可穿过上字线和串选择线，并且第二垂直部分可穿过下字线和地选择线。串选择线、地选择线和字线可平行于第一方向延伸，并且串选择线可沿着与第一方向交叉的第二方向与地选择线间隔开。沟道结构可包括沿着第二方向彼此相邻的一对沟道结构，并且所述一对沟道结构的第二垂直部分可共享下字线和地选择线。

在示例实施例中，所述一对沟道结构中的一个沟道结构的第一垂直部分可穿过串选择线和上字线，并且所述一对沟道结构中的另一个沟道结构的第一垂直部分可穿过另一串选择线和其它上字线，所述另一串选择线和其它上字线与所述串选择线和上字线通过介于它们之间的地选择线和下字线间隔开。

在示例实施例中，共源极线可包括彼此间隔开的第一共源极线和第二共源极线，并且沟道结构中的每一个的第二垂直部分可包括分别与第一共源极线和第二共源极线耦合的一对第二垂直部分。