半导体装置、半导体晶粒、和制造半导体晶粒的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115843180A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202210351029.9(22)申请日2022.04.02(30)优先权数据17/504,3782021.10.18US(71)申请人台湾积体电路制造股份有限公司地址中国台湾新竹市新竹科学工业园区力行六路八号(72)发明人林孟汉黄家恩(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006专利代理师徐金国(51)Int.Cl.H10B51/30(2023.01)H10B51/20(2023.01)权利要求书2页说明书30页附图37页(54)发明名称半导体装置、半导体晶粒、和制造半导体晶粒的方法(57)摘要一种半导体装置、半导体晶粒、和制造半导体晶粒的方法，半导体装置包含：一源极、和在第一方向与源极分隔开的漏极。通道层设置于在正交于第一方向的第二方向在源极和漏极的径向外表面上。记忆体层设置在通道层的径向外表面上。导孔设置在漏极的轴向端处，并且配置为将漏极电性耦合到全域漏极线。导孔包含导孔基部和导孔侧壁，导孔基部在由第一方向和垂直于第一方向的第二方向所定义的平面中延伸，此导孔基部被构造为接触对应的全域漏极线，导孔侧壁从导孔基部的外周边缘朝向漏极延伸。导孔定义内腔，在此内腔之内设置漏极的轴向端的至少一部分。CN115843180ACN115843180A权利要求书1/2页1.一种半导体装置，其特征在于，包含：一源极；一漏极，在一第一方向与该源极间隔开；一通道层，设置在正交于该第一方向的一第二方向在该源极和该漏极的多个径向外表面上，并在该第一方向延伸；一记忆体层，设置在该第二方向在该通道层的径向外表面上，并在该第一方向延伸；以及一导孔，设置在一垂直方向在该漏极的一轴向端处，并配置为将该漏极电性耦合到一对应的全域漏极线，该导孔包含：一导孔基部，在由该第一方向和该第二方向所定义的一平面中延伸，该导孔基部被构造为接触该对应的全域漏极线；和多个导孔侧壁，从该导孔基部的多个外周边缘朝向该漏极延伸，使得该导孔定义一内腔，在该内腔之内设置在该垂直方向该漏极的该轴向端的至少一部分。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，围绕该漏极的该轴向端的该导孔的内腔的体积填充有一绝缘材料。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该漏极与该导孔轴向地对准，使得该漏极的多个径向外表面在该些导孔侧壁的多个径向内侧。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该漏极从该导孔轴向地偏移，使得该漏极的一径向外表面接触该些导孔侧壁中的至少一者。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该些导孔侧壁相对于该导孔基部以约90度的角度定向。6.一种半导体晶粒，其特征在于，包含：一介电层；多个导孔，穿过该介电层而形成，所述多个导孔中的各者具有杯形形状并定义一内腔；多个全域漏极线，设置在一垂直方向在该介电层的一第一侧上，所述多个全域漏极线中的各者耦合到所述多个导孔的一部分；一堆叠，设置在该介电层的与该第一侧相对的一第二侧上，该堆叠包含在该垂直方向彼此交替地堆叠的多个栅极层和多个绝缘层；一阵列的多个半导体装置，形成为穿过该堆叠，该阵列的多个半导体装置中的各者包含：一源极，一漏极，在一第一方向与该源极间隔开，一通道层，设置在与该第一方向正交的一第二方向在该源极和该漏极的径向外表面上，并在该第一方向延伸；和一记忆体层，设置在该第二方向在该通道层的一径向外表面上并且在该第一方向延伸，以及其中该阵列的多个半导体装置中的各者的该漏极的一轴向端延伸穿过该堆叠到一对应的导孔并接触该对应的导孔，使得该轴向端的至少一部分设置在由该对应的导孔所定义的该内腔中。2CN115843180A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的半导体晶粒，其特征在于，还包含：一蚀刻停止层，插入在介于该介电层和该堆叠之间，其中该漏极的该轴向端延伸穿过该蚀刻停止层到该对应的导孔。8.根据权利要求7所述的半导体晶粒，其特征在于，在该垂直方向该记忆体层的一轴向端设置在远离该介电层的该蚀刻停止层的一第一表面上。9.一种制造半导体晶粒的方法，其特征在于，包含：形成多个全域漏极线；在该些全域漏极线上沉积一介电层；形成穿过该介电层的多个导孔，使得所述多个导孔中的各者的一部分接触所述多个全域漏极线中的一对应的全域漏极线，多个导孔中的各者具有一杯形形状并定义一内腔；在与所述多个全域漏极线相对的该介电层上方沉积一蚀刻停止层；在该蚀刻停止层上形成一堆叠，该堆叠包含彼此交替地堆叠的多个绝缘层和多个牺牲层；用多个栅极层替换所述多个牺牲层；形成在一第一方向延伸的多个记忆体层；形成在该第一方向延伸的多个通道层；以及形成一源极、和在该第一方向与该源极间隔开的一漏极，使得该些通道层中的一者设