[发明专利]半导体器件及包括其的数据存储系统

说明书

一种半导体器件包括堆叠结构，该堆叠结构包括栅极堆叠区和虚设堆叠区。栅极堆叠区包括交替堆叠的层间绝缘层和栅电极。虚设堆叠区包括交替堆叠的虚设绝缘层和虚设水平层。分离结构穿透堆叠结构。垂直存储结构在第一区域中穿透栅极堆叠区。多个栅极接触结构在第二区域中电连接到栅电极。栅电极包括第一栅电极和设置在比第一栅电极的水平高的水平上的第二栅电极。每个栅极接触结构包括栅极接触插塞和第一绝缘间隔物。栅极接触插塞包括第一栅极接触插塞和第二栅极接触插塞，第一栅极接触插塞穿透第二栅电极并接触第一栅电极，第二栅极接触插塞接触第二栅电极。

技术领域

实施方式涉及半导体器件和包括其的数据存储系统。

背景技术

需要一种可在数据存储系统中存储大容量数据的半导体器件。作为增加半导体器件的数据存储容量的方法，半导体器件可以包括三维排列的存储单元。

发明内容

根据一实施方式，一种半导体器件包括堆叠结构，该堆叠结构包括栅极堆叠区和虚设堆叠区，其中栅极堆叠区包括交替堆叠的多个层间绝缘层和多个栅电极，虚设堆叠区包括交替堆叠的虚设绝缘层和虚设水平层；分离结构，穿透堆叠结构，围绕栅极堆叠区的整个外侧表面，并且具有闭环形状；垂直存储结构，在第一区域中穿透栅极堆叠区；以及多个栅极接触结构，在与第一区域相邻的第二区域中电连接到所述多个栅电极。所述多个栅电极包括第一栅电极和设置在比第一栅电极的水平高的水平上的第二栅电极。所述多个栅极接触结构中的每个包括栅极接触插塞和围绕栅极接触插塞的侧表面的第一绝缘间隔物。所述多个栅极接触结构的多个栅极接触插塞包括第一栅极接触插塞和第二栅极接触插塞，第一栅极接触插塞穿透第二栅电极并接触第一栅电极，第二栅极接触插塞接触第二栅电极并且在比第一栅电极的水平高的水平上。

根据一实施方式，一种半导体器件包括：多个存储垫，所述多个存储垫中的每个包括多个存储块；围绕所述多个存储垫的虚设堆叠区；以及块分离结构，具有围绕所述多个存储块的每个的侧表面的闭环形状。所述多个存储块中的每个具有存储单元阵列区和设置在存储单元阵列区的至少一侧的栅极连接区。所述多个存储块中的每个包括栅极堆叠区、垂直存储结构和栅极接触结构，栅极堆叠区包括在垂直方向上堆叠并彼此间隔开的多个栅电极，垂直存储结构在存储单元阵列区中穿透栅极堆叠区，栅极接触结构在栅极连接区中与所述多个栅电极接触。多个栅电极包括第一字线和设置在比第一字线的水平高的水平上的第二字线。多个栅极接触结构中的每个包括栅极接触插塞和围绕栅极接触插塞的侧表面的第一绝缘间隔物。多个栅极接触结构的多个栅极接触插塞包括第一栅极接触插塞和第二栅极接触插塞，第一栅极接触插塞穿透第二字线并接触第一字线，第二栅极接触插塞设置在比第一字线的水平高的水平上并接触第二字线。

根据一实施方式，一种数据存储系统包括包含输入/输出图案的半导体器件；以及控制器，通过输入/输出图案电连接到半导体器件并控制半导体器件。半导体器件包括：多个存储垫，其中所述多个存储垫中的每个包括多个存储块；围绕所述多个存储垫的虚设堆叠区；以及块分离结构，具有围绕所述多个存储块的每个的侧表面的闭环形状。所述多个存储块中的每个具有存储单元阵列区和设置在存储单元阵列区的至少一侧的栅极连接区。所述多个存储块中的每个包括栅极堆叠区、垂直存储结构和多个栅极接触结构，栅极堆叠区包括在垂直方向上堆叠并彼此间隔开的多个栅电极，垂直存储结构在存储单元阵列区中穿透栅极堆叠区，多个栅极接触结构在栅极连接区中与所述多个栅电极接触。所述多个栅电极包括第一字线和设置在比所述第一字线的水平高的水平上的第二字线。所述多个栅极接触结构中的每个包括栅极接触插塞和围绕栅极接触插塞的侧表面的第一绝缘间隔物。所述多个栅极接触结构的多个栅极接触插塞包括第一栅极接触插塞和第二栅极接触插塞。第一栅极接触插塞穿透第二字线并接触第一字线。第二栅极接触插塞在比第一字线高的水平处并接触第二字线。

附图说明

通过参照附图详细描述示例实施方式，特征对于本领域技术人员将变得明显，附图中：

图1至图6B是示出根据一示例实施方式的半导体器件的图；

图7是示出根据一示例实施方式的半导体器件的修改示例的图；