[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括在所述半导体器件的衬底之上沿着垂直方向堆叠的一串晶体管，该串包括：

晶体管的具有第一沟道结构的第一子串，所述第一沟道结构包括沿垂直方向延伸的第一沟道层和第一栅极电介质结构；

沟道连接体，其设置在所述第一子串之上；以及

堆叠在所述沟道连接体之上的晶体管的第二子串，所述第二子串具有第二沟道结构，所述第二沟道结构包括沿垂直方向延伸的第二沟道层和第二栅极电介质结构，所述沟道连接体电耦合所述第一沟道层和所述第二沟道层，并设置在所述第二栅极电介质结构下方，

其中，所述沟道连接体包括第一结构和第二结构，所述第一结构包括由所述第二结构过填充的凹陷区域，所述第一结构与所述第二栅极电介质结构分隔开，并且所述第二结构设置成与所述第二栅极电介质结构相邻并在所述第二栅极电介质结构下方。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一结构与所述第一沟道层相邻，所述第二结构与所述第二沟道层相邻，并且所述串的沟道层包括通过所述沟道连接体电耦合的所述第一沟道层和所述第二沟道层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二栅极电介质结构包括在所述第二沟道层之上顺序形成的隧穿绝缘层、电荷存储层和阻挡绝缘层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中

所述第一结构与所述第一沟道层接触，并具有带有第一凹陷的第一上表面；

所述第二结构与所述第二沟道层接触，并具有带有第二凹陷的第二上表面，所述第二栅极电介质结构设置在所述第二上表面上，所述第二上表面位于所述第一上表面之上；

所述第二结构设置在所述第一凹陷中；以及

所述第二沟道层设置在所述第二凹陷中。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中

所述沟道连接体包括形成在所述沟道连接体的上表面中的凹陷；

所述第二栅极电介质结构设置在所述上表面上；以及

所述第二沟道层形成在所述凹陷中。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二结构设置在所述第一结构上，所述第二结构与所述第二沟道结构接触，并且所述第二结构由外延生长的材料形成。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述沟道连接体包括多晶硅。

8.一种用于在半导体器件的衬底之上制造所述半导体器件中的一串晶体管的方法，包括：

形成晶体管的具有第一沟道结构的第一子串，所述第一沟道结构包括在所述衬底之上沿垂直方向延伸的第一沟道层和第一栅极电介质结构；

在所述第一子串之上形成沟道连接体，以电耦合所述第一沟道层和晶体管的第二子串的第二沟道层；以及

在所述沟道连接体之上形成所述第二子串，所述第二子串具有第二沟道结构，所述第二沟道结构包括沿垂直方向延伸的所述第二沟道层和第二栅极电介质结构，所述第二栅极电介质结构形成在所述沟道连接体之上，

其中，所述沟道连接体包括第一结构和第二结构，所述第一结构包括由所述第二结构过填充的凹陷区域，所述第一结构与所述第二栅极电介质结构分隔开，并且所述第二结构设置成与所述第二栅极电介质结构相邻并在所述第二栅极电介质结构下方。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

在所述第一子串之上形成所述沟道连接体包括：

在所述第一子串之上形成所述第一结构；以及

通过过填充所述凹陷区域来形成所述第二结构；以及

在所述沟道连接体之上形成所述第二子串包括形成与所述第二结构相邻并在所述第二结构之上的所述第二栅极电介质结构，所述第二栅极电介质结构通过所述第二结构与所述第一结构分隔开。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，形成所述第二结构包括：

通过在所述第一结构中的所述凹陷区域的表面之上外延生长半导体材料来形成所述第二结构。