DE102016119704A1 - Dreidimensionale Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung weist eine Stapelstruktur (ST) auf, welche erste und zweite Stapel (STR) aufweist, welche auf einem Substrat (10) gestapelt sind. Jeder der ersten und zweiten Stapel (STR) weist eine erste Elektrode (EL1) und eine zweite Elektrode (EL2) auf der ersten Elektrode (EL1) auf. Eine Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) des ersten Stapels (STR) ist horizontal von einer Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) des zweiten Stapels (STR) durch einen ersten Abstand beabstandet. Eine Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) ist horizontal von der Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) durch einen zweiten Abstand in jedem der ersten und zweiten Stapel (STR) beabstandet. Der zweite Abstand ist kleiner als eine Hälfte des ersten Abstands.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0182062 , welche am 18. Dezember 2015 beim Koreanischen Amt für Gewerblichen Rechtschutz (Korean Intellectual Property Office) eingereicht wurde.
  • HINTERGRUND
  • Beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte beziehen sich auf eine dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung und genauer auf eine in hohem Maße integrierte 3D-Halbleiterspeichervorrichtung.
  • Halbleitervorrichtungen wurden in hohem Maße integriert, um eine herausragende Leistungsfähigkeit und niedrige Herstellungskosten vorzusehen. Die Integrationsdichte von Halbleitervorrichtungen beeinflusst direkt die Kosten der Halbleitervorrichtungen, was zu einer Nachfrage von in hohem Maße integrierten Halbleitervorrichtungen führt. Die Integrationsdichte von herkömmlichen zweidimensionalen (2D) oder planaren Halbleitervorrichtungen kann hauptsächlich durch die Fläche bestimmt werden, die eine Einheitsspeicherzelle besetzt. Demnach kann die Integrationsdichte der herkömmlichen 2D-Halbleitervorrichtungen in großem Maße durch eine Technik zum Bilden feiner Strukturen beeinflusst werden. Da jedoch, unter anderen Faktoren, extrem teure Vorrichtungen benötigt werden, um feine Strukturen zu bilden, nimmt die Integrationsdichte von 2D-Halbleitervorrichtungen fortfahrend zu, ist jedoch nach wie vor beschränkt. Dreidimensionale (3D) Halbleiterspeichervorrichtungen wurden entwickelt, um die obigen Beschränkungen zu überwinden. 3D-Halbleiterspeichervorrichtungen können Speicherzellen aufweisen, welche dreidimensional angeordnet sind.
  • KURZFASSUNG
  • Beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte können eine dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung vorsehen, welche in der Lage ist, eine Integrationsdichte zu verbessern.
  • In einem Aspekt kann eine 3D-Halbleitervorrichtung ein Substrat aufweisen, welches einen Zellarraybereich und einen Verbindungsbereich aufweist, und eine Stapelstruktur, welche sich von dem Zellarraybereich zu dem Verbindungsbereich erstreckt. Die Stapelstruktur kann einen ersten Stapel und einen zweiten Stapel auf dem ersten Stapel aufweisen, und jeder des ersten und zweiten Stapels kann eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf der ersten Elektrode aufweisen. Eine Seitenwand der zweiten Elektrode des ersten Stapels kann horizontal von einer Seitenwand der zweiten Elektrode des zweiten Stapels durch einen ersten Abstand in dem Verbindungsbereich beabstandet sein. Eine Seitenwand der ersten Elektrode kann horizontal von der Seitenwand der zweiten Elektrode durch einen zweiten Abstand in jedem des ersten und zweiten Stapels beabstandet sein. Der zweite Abstand kann weniger sein als eine Hälfte des ersten Abstands.
  • In einem Aspekt kann eine 3D-Halbleitervorrichtung ein Substrat aufweisen, welches einen Zellarraybereich und einen Verbindungsbereich aufweist und eine Mehrzahl von Stapeln, welche vertikal auf dem Substrat gestapelt sind. Jeder der Stapel kann einen Kontaktstellenabschnitt haben, welcher in dem Verbindungsbereich angeordnet ist, und jeder der Stapel kann eine Mehrzahl von Elektroden aufweisen, welche vertikal gestapelt sind. Enden von oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte der Stapel können horizontal voneinander durch einen ersten Abstand beabstandet sein. In wenigstens einem der Kontaktstellenabschnitte der Stapel kann eine Seitenwand einer obersten Elektrode horizontal von einer Seitenwand einer untersten Elektrode durch einen zweiten Abstand beabstandet sein. Der zweite Abstand kann weniger sein als eine Hälfte des ersten Abstands.
  • In einem Aspekt kann eine 3D-Halbleitervorrichtung ein Substrat aufweisen, welches einen Zellarraybereich und einen Verbindungsbereich aufweist, eine Stapelstruktur, welche eine Mehrzahl von Stapeln aufweist, welche vertikal auf dem Substrat gestapelt sind, wobei jeder der Stapel einen Kontaktstellenabschnitt hat, welcher in dem Verbindungsbereich angeordnet ist, und Kontaktstecker, welche jeweils mit den Kontaktstellenabschnitten der Stapel verbunden sind. Jeder der Kontaktstellenabschnitte der Stapel kann eine Mehrzahl von Elektroden aufweisen, welche vertikal gestapelt sind. In wenigstens einem der Kontaktstellenabschnitte der Stapel können Seitenwände der Elektroden horizontal voneinander zwischen den Kontaktsteckern benachbart zueinander beabstandet sein.
  • In einem Aspekt kann eine 3D-Halbleitervorrichtung ein Substrat aufweisen, welches einen Zellarraybereich und einen Verbindungsbereich aufweist, und eine Stapelstruktur, welche sich in einer Richtung auf dem Substrat erstreckt. Die Stapelstruktur kann erste Elektroden und zweite Elektroden aufweisen, welche alternierend und vertikal auf dem Substrat gestapelt sind mit einer isolierenden Schicht, welche dazwischen eingefügt ist. Jede der ersten Elektroden kann einen ersten Endabschnitt haben, welcher durch die zweite Elektrode freigelegt ist, welche auf jeder der ersten Elektroden in dem Verbindungsbereich angeordnet ist. Jede der zweiten Elektroden kann einen zweiten Endabschnitt haben, welcher durch die erste Elektrode freigelegt ist, welche auf jeder der zweiten Elektroden in dem Verbindungsbereich angeordnet ist. Der erste Endabschnitt der ersten Elektrode kann eine erste Breite in der einen Richtung haben, und der zweite Endabschnitt der zweiten Elektrode kann eine zweite Breite in der einen Richtung haben. Die erste Breite kann weniger sein als eine Hälfte der zweiten Breite.
  • In beispielhaften Ausführungsformen weist eine 3D-Halbleitervorrichtung ein Substrat auf, welches einen Zellarraybereich und einen Verbindungsbereich aufweist, eine Stapelstruktur, welche eine Mehrzahl von Stapeln aufweist, welche vertikal auf dem Substrat gestapelt sind, wobei jeder der Stapel sich von dem Zellarraybereich in den Verbindungsbereich hinein erstreckt, wobei jeder nachfolgende höhere Stapel sich um einen geringeren Abstand in den Verbindungsbereich hinein erstreckt als der Stapel unter diesem; und wobei jeder Stapel eine Mehrzahl von Elektroden aufweist, welche eine Seitenwand und obere Oberflächen haben, wobei sich eine oberste Elektrode in den Verbindungsbereich hinein um einen geringeren Abstand als eine beliebige andere Elektrode innerhalb des Stapels erstreckt, wobei eine Linie, welche durch die Schnittpunkte der Seitenwand und oberen Oberflächen der obersten Elektrode definiert ist, in jedem Stapel einen Winkel mit dem Substrat bildet, welcher geringer ist als ein Winkel, welcher durch eine Linie gebildet wird, welche durch die Schnittpunkte der Seitenwände und oberer Seiten von Elektroden innerhalb eines Stapels und dem Substrat definiert wird.
  • In beispielhaften Ausführungsformen weist eine 3D-Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von vertikalen Strukturen auf, welche die Stapel in dem Zellarraybereich durchdringen, und eine Datenspeicherschicht, welche zwischen jeder der vertikalen Strukturen und den Stapeln angeordnet ist.
  • In beispielhaften Ausführungsformen weist eine 3D-Halbleitervorrichtung eine vertikale NAND(VNAND)-Vorrichtung auf.
  • In beispielhaften Ausführungsformen weist eine Halbleitervorrichtung eine gestapelte Struktur auf, welche zwei stufenweise Strukturen aufweist, wobei die zwei stufenweisen Strukturen eine erste stufenweise Struktur, welche durch die Stufen von individuellen Stapeln innerhalb der Stapelstruktur definiert ist und den kleineren Winkel mit dem Substrat, welches demselben zugeordnet ist, hat, und eine zweite stufenweise Struktur aufweisen, welche durch die Stufen von individuellen Elektroden innerhalb der individuellen Stapel definiert ist und den größeren Winkel mit dem Substrat, welches demselben zugeordnet ist, hat.
  • In beispielhaften Ausführungsformen weist eine 3D-Halbleitervorrichtung eine Füllisolierschicht auf, welche auf dem Substrat gebildet ist, um die Stapelstruktur zu bedecken, leitfähige Leitungen, welche auf der Oberseite der Füllisolierschicht gebildet sind, und Kontaktstecker, welche die leitfähigen Leitungen mit Kontaktstellen verbinden, welche Elektroden innerhalb jedes Stapels zugeordnet sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die erfinderischen Konzepte werden offensichtlicher werden hinsichtlich der angehängten Zeichnungen und der beigefügten detaillierten Beschreibung.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 1.
  • 3 bis 7 sind Querschnittsansichten, welche Abschnitte von 3D-Halbleitervorrichtungen gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 9.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 13 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 12.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 14.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 17 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 16.
  • 18 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 19 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 18.
  • 20 und 21 sind Querschnittsansichten, welche 3D-Halbleitervorrichtungen gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen.
  • 22 und 23 sind Querschnittsansichten, welche 3D-Halbleitervorrichtungen gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen.
  • 24 bis 28 sind Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zum Bilden einer Stapelstruktur einer 3D-Halbleitervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen.
  • 29 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 30 ist eine Draufsicht, welche eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 31 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie I-I' der 30, um eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte zu veranschaulichen.
  • 32 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • 33 ist eine Querschnittsansicht, welche die 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht, welche unter Bezugnahme auf 32 beschrieben ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 1.
  • Eine integrierte Schaltung, welche eine vertikal gestapelte Struktur aufweist, wie beispielsweise eine VNAND-Vorrichtung kann einen Zellarraybereich CAR und einen Verbindungsbereich CNR aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen weist eine Stapelstruktur ST eine Mehrzahl von Stapeln STR auf, welche sich von dem Zellarraybereich CAR in den Verbindungsbereich CNR hinein erstrecken. Jeder nachfolgende höhere Stapel STR (d. h. „höher” in dem Sinne, dass er weiter entfernt von dem Substrat 10 ist, auf welchem sich der Stapel befindet) erstreckt sich einen geringeren Abstand in den Verbindungsbereich CNR hinein als der Stapel STR unter ihm. Jeder Stapel STR weist eine Mehrzahl von Elektroden auf, wobei sich (eine) obere Elektrode(n) in einen Verbindungsbereich CNR einen geringeren Abstand erstrecken als es die Elektrode darunter tut. Beispielsweise erstrecken sich in einer Ausführungsform, in welcher jeder Stapel STR zwei Elektroden EL1 und EL2 aufweist, eine untere und eine obere Elektrode, die obere Elektrode EL2 in den Verbindungsbereich weniger hinein als die untere Elektrode EL1.
  • Eine Linie, welche entlang der Schnittpunkte der Seitenwände und oberen Seiten der kürzesten der Elektroden in den unterschiedlichen Stapeln innerhalb einer Stapelstruktur gezogen wird, bildet einen Winkel mit dem Substrat, welcher unterschiedlich ist von dem (beispielsweise geringer als der) Winkel zwischen dem Substrat und einer Linie, welche entlang der Schnittpunkte der Seitenwände und der Oberseiten der Elektroden innerhalb eines Stapels gezogen wird. Beispielsweise bildet in einer beispielhaften Ausführungsform, in welcher jeder Stapel STR zwei Elektroden (EL2 (obere) und EL1 (untere)), von welchen jede als Trittstufe (obere Oberfläche) und Setzstufe (Seitenwand) von Stufen in dem Stapel STR angesehen werden kann, und fünf Stapel STR innerhalb einer Stapelstruktur ST aufweist, eine Linie, welche entlang der Schnittpunkte der Seitenwände und der Oberseiten der kürzesten der Elektroden in den unterschiedlichen Stapeln (EL2) innerhalb einer Stapelstruktur ST gezogen wird, einen Winkel mit dem Substrat, welcher unterschiedlich ist von (beispielsweise geringer als) dem Winkel zwischen dem Substrat 10 (oder der oberen Elektrode in dem unmittelbar unteren Stapel) und eine Linie, welche entlang der Schnittpunkte der Seitenwände und Oberseiten der Elektroden innerhalb eines Stapels (d. h. entlang der Schnittpunkte der Seitenwände und Oberseiten der Elektroden EL2 und EL1) gezogen wird. Die Seitenwände von Elektroden können mit einem Winkel mit dem Substrat 10 in beispielhaften Ausführungsformen geneigt sein.
  • Die gestapelte Struktur ST kann als zwei stufenweise Strukturen betrachtet werden: eine erste stufenweise Struktur, welche durch die „Stufen” von individuellen Stapeln innerhalb der Stapelstruktur definiert wird (welche den geringeren Winkel damit verbunden hat) und einer zweiten stufenweisen Struktur, welche durch die „Stufen” von individuellen Elektroden innerhalb individueller Stapel definiert wird (welche den größeren Winkel damit verbunden haben).
  • Eine Füllisolierschicht 110 kann auf dem Substrat 10 gebildet sein, um die Stapelstruktur ST zu bedecken, mit leitfähigen Leitungen CL, welche auf der Oberseite gebildet sind. Kontaktstecker PLG können leitfähige Leitungen CL mit Kontaktstellen PAD verbinden, welche angeordnet sind auf oder gebildet werden durch die oberste von Elektroden, beispielsweise EL2 innerhalb jedes Stapels STR. In beispielhaften Ausführungsformen kann in Übereinstimmung mit Prinzipien der erfinderischen Konzepte die zweite stufenweise Struktur von individuellen Stapeln STR eine bessere Füllung der Füllisolierschicht 110 (ohne Leerstellen oder Luftraum) bewirken.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann der Abstand D2 zwischen den Enden von Elektroden innerhalb eines Stapels STR geringer sein als der Abstand D1 zwischen entsprechenden Elektroden (EL2s beispielsweise) innerhalb unterschiedlicher Stapel STR. Der Abstand P1 zwischen oberen und unteren Elektroden innerhalb eines Stapels STR kann größer sein als der Abstand P2 zwischen, oder die Dicke von, Elektroden innerhalb eines Stapels STR.
  • Bezugnehmend auf die 1 und 2 kann ein Substrat 10 einen Zellarraybereich CAR und einen Verbindungsbereich CNR aufweisen. Eine Stapelstruktur ST kann auf dem Substrat 10 des Zellarraybereichs CAR angeordnet sein und der Verbindungsbereich CNR kann sich in eine Richtung weg von dem Zellarraybereich CAR erstrecken. Die Stapelstruktur ST kann eine stufenweise Struktur auf dem Substrat 10 des Verbindungsbereichs CNR haben. In anderen Worten gesagt kann eine Höhe der Stapelstruktur ST des Verbindungsbereichs CNR stufenweise verringert werden, wenn ein horizontaler Abstand von dem Zellarraybereich CAR in den Verbindungsbereich CNR zunimmt. Das heißt, dass in beispielhaften Ausführungsformen die Stapelstruktur ST sich in den Verbindungsbereich CNR hinein erstreckt, wobei sich die Erstreckung in den Verbindungsbereich CNR hinein mit jeder Stapelstruktur STR, welche nachfolgend über einen vorangehenden Stapel STR geschichtet wird, verringert.
  • Die Stapelstruktur ST kann eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche vertikal auf dem Substrat 10 geschichtet sind. Jeder der Stapel STR kann eine Mehrzahl von Elektroden EL1 und EL2 aufweisen, welche vertikal geschichtet sind, und Isolierschichten ILD, welche zwischen den Elektroden EL1 und EL2 angeordnet sind. Die Elektroden EL1 und EL2 können aus einem leitfähigen Material (beispielsweise einem dotierten Halbleitermaterial oder einem Metall) gebildet sein. In einigen Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR eine erste Elektrode EL1 und eine zweite Elektrode EL2 aufweisen, welche auf der ersten Elektrode EL1 angeordnet ist.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR einen Kontaktstellenabschnitt PAD in dem Verbindungsbereich CNR aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen können Endabschnitte EP1 und EP2 der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der Stapel STR den Kontaktstellenabschnitt PAD in dem Verbindungsbereich CNR bilden. In beispielhaften Ausführungsformen kann jede der ersten Elektroden EL1 einen ersten Endabschnitt EP1 haben, der durch die zweite Elektrode EL2, welche darauf angeordnet ist, freigelegt (d. h. unbedeckt belassen) wird, und jede der zweiten Elektroden EL2 kann einen zweiten Abschnitt EP2 haben, welcher durch die erste Elektrode EL1, welche darauf angeordnet ist, freigelegt wird. Jeder der Kontaktstellenabschnitte PAD kann den ersten Endabschnitt EP1 der ersten Elektrode EL1 aufweisen und einen zweiten Endabschnitt EP2 der zweiten Elektrode EL2. Wie in 2 veranschaulicht ist, kann der erste Endabschnitt EP1 eine erste Breite W1 haben, und der zweite Endabschnitt EP2 kann eine zweite Breite W2 haben. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Breite W1 geringer sein als eine Hälfte der zweiten Breite W2.
  • Die Längen der Stapel STR können nacheinanderfolgend verringert werden, wenn die Höhe von dem Substrat 10 zunimmt. Als ein Ergebnis kann der Kontaktstellenabschnitt PAD des oberen einen der Stapel STR, die vertikal benachbart zueinander sind, den Kontaktstellenabschnitt PAD des unteren einen der Stapel STR, die vertikal benachbart zueinander sind, freilegen. In anderen Worten gesagt können die Kontaktstellenabschnitte PAD der Stapel STR die stufenweise Struktur (d. h. die „Trittstufen und Setzstufen”) auf dem Substrat 10 in dem Verbindungsbereich CNR bilden.
  • In anderen Worten gesagt kann die Stapelstruktur ST, welche die Mehrzahl von Stapeln STR aufweist, eine Mehrzahl der Kontaktstellenabschnitte PAD aufweisen, welche an Positionen vertikal und horizontal unterschiedlich voneinander in dem Verbindungsbereich CNR angeordnet sind. Enden von oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte PAD können horizontal voneinander bei gleichen Abständen beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Kontaktstellenabschnitte PAD die Mehrzahl von Elektroden, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind, aufweisen.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können die Enden der oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte PAD der Stapelstruktur ST horizontal voneinander durch einen ersten Abstand D1 beabstandet sein, und die oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte PAD können vertikal voneinander durch einen ersten vertikalen Abstand (Pitch) P1 beabstandet sein, wie in 2 veranschaulicht ist. In beispielhaften Ausführungsformen bezieht sich der erste vertikale Abstand P1 auf einen Höhenunterschied zwischen den oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte PAD vertikal benachbart zueinander. Der erste vertikale Abstand P1 kann gemäß der Anzahl der Elektroden geändert werden, welche in jedem der Kontaktstellenabschnitte PAD enthalten ist. In einigen Ausführungsformen kann der erste vertikale Abstand P1 gleich oder größer sein als zweimal ein zweiter vertikaler Abstand P2 zwischen einer oberen Oberfläche der ersten Elektrode EL1 und einer oberen Oberfläche der zweiten Elektrode EL2.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können Kontaktstecker PLG jeweils mit den Kontaktstellenabschnitten PAD der Stapelstruktur ST verbunden sein. Jeder der Kontaktstecker PLG kann in Kontakt mit der obersten Elektrode (beispielsweise der zweiten Elektrode EL2) jedes der Kontaktstellenabschnitte PAD sein. In jedem der Kontaktstellenabschnitte PAD kann eine Seitenwand der untersten Elektrode (beispielsweise die erste Elektrode EL1) horizontal von einer Seitenwand der obersten Elektrode (beispielsweise der zweiten Elektrode EL2) beabstandet sein. Die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der Kontaktstellenabschnitte PAD können zwischen den Kontaktsteckern PLG, welche benachbart zueinander sind, angeordnet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in jedem der Kontaktstellenabschnitte PAD die zweite Elektrode EL2, welche der obersten Elektrode entspricht, in Kontakt mit dem Kontaktstecker PLG sein, und die Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der untersten Elektrode entspricht, kann horizontal von der Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 beabstandet sein. Wie in 2 veranschaulicht ist, kann ein zweiter Abstand D2, welcher einem horizontalen Abstand zwischen den Seitenwänden der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 entspricht, weniger sein als ungefähr eine Hälfte des ersten Abstands D1. Zusätzlich kann der zweite Abstand D2 geringer sein als eine Breite W des Kontaktsteckers PLG.
  • Aufgrund der Kontaktstellenabschnitte PAD kann die Stapelstruktur ST ein Seitenwandprofil einer ersten stufenweisen Struktur haben. Da die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der Kontaktstellenabschnitte PAD horizontal voneinander beabstandet sind, kann jeder der Kontaktstellenabschnitte PAD ein Seitenwandprofil einer zweiten stufenweisen Struktur haben. Die erste stufenweise Struktur kann einen ersten Neigungswinkel θ1 hinsichtlich einer oberen Oberfläche des Substrats 10 haben, und der erste Neigungswinkel θ1 kann kleiner sein als 90 Grad. Die zweite stufenweise Struktur kann einen zweiten Neigungswinkel θ2 hinsichtlich der oberen Oberfläche des Substrats 10 haben, und der zweite Neigungswinkel θ2 kann größer sein als der erste Neigungswinkel θ1 und kleiner als 90 Grad.
  • Eine Füllisolierschicht 110 kann auf dem Substrat 10 angeordnet sein, um die Stapelstruktur ST zu bedecken und kann eine planarisierte obere Oberfläche haben. Leitfähige Leitungen CL können auf der Füllisolierschicht 110 des Verbindungsbereichs CNR angeordnet sein und können jeweils mit den Kontaktsteckern PLG verbunden sein.
  • Aufgrund eines Höhenunterschiedes zwischen der Stapelstruktur ST des Zellarraybereichs CAR und der Stapelstruktur ST des Verbindungsbereichs CNR kann die Füllisolierschicht 110 progressiv dicker werden, wenn ein horizontaler Abstand von dem Zellarraybereich CAR zunimmt. Die Füllisolierschicht 110 kann Räume SR (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als „gestufte Bereiche SR”) füllen, von welchen jeder zwischen den Kontaktstellenabschnitten PAD, welche vertikal benachbart zueinander sind, definiert ist.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann, wenn die Höhe der Stapelstruktur ST des Zellarraybereichs CAR (d. h. die Anzahl der gestapelten Elektroden EL1 und EL2) zunimmt, die Anzahl der Elektroden EL1 und EL2 jedes der Kontaktstellenabschnitte PAD ebenso zunehmen. Da jeder der Kontaktstellenabschnitte PAD das Seitenwandprofil der zweiten stufenweisen Struktur hat, welche den zweiten Neigungswinkel θ2 durch die Elektroden EL1 und EL2 davon hat, kann die Füllisolierschicht 110 leicht den gestuften Bereich SR füllen, auch wenn der erste vertikale Abstand P1 der Kontaktstellenabschnitte PAD zunimmt.
  • Die 3 bis 7 sind Querschnittsansichten, welche Abschnitte von Stapelstrukturen von 3D-Halbleitervorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen. Die Beschreibung derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 1 und 2 wird ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden für den Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf die 3 bis 7 kann eine Stapelstruktur ST eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche vertikal gestapelt sind, und jeder der Stapel STR kann einen Kontaktstellenabschnitt PAD aufweisen, welcher in dem Verbindungsbereich CNR angeordnet ist. Demnach kann die Stapelstruktur ST die Kontaktstellenabschnitte PAD aufweisen, welche an Positionen vertikal und horizontal unterschiedlich voneinander angeordnet sind. In beispielhaften Ausführungsform können Enden von oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte PAD, welche vertikal zueinander benachbart sind, horizontal voneinander durch einen ersten Abstand D1 beabstandet sein, und die oberen Oberflächen der benachbarten Kontaktstellenabschnitte PAD können vertikal voneinander durch einen ersten vertikalen Abstand P1 beabstandet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR eine Mehrzahl von Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 aufweisen, welche vertikal gestapelt sind, und ein zweiter vertikaler Abstand P2 der Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 kann kleiner sein als eine Hälfte des ersten vertikale Abstands P1. In einigen Ausführungsformen kann jeder der Stapel erste, zweite, dritte und vierte Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 aufweisen, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind, und jeder der Kontaktstellenabschnitte PAD kann Endabschnitte der ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 aufweisen. Die ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 können im Wesentlichen dieselbe Dicke haben und können unter gleichen zweiten vertikalen Abständen P2 gestapelt sein. In jedem der Kontaktstellenabschnitte PAD kann die vierte Elektrode EL4, welche der obersten Elektrode entspricht, in Kontakt mit dem Kontaktstecker PLG sein, und eine Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der untersten Elektrode entspricht, kann horizontal von einer Seitenwand der vierten Elektrode EL4 durch einen zweiten Abstand D2 beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der zweite Abstand D2 geringer sein als ungefähr eine Hälfte des ersten Abstands D1.
  • Diese Stapelstruktur ST kann eine erste stufenweise Struktur haben, welche durch die Kontaktstellenabschnitte PAD gebildet wird, und eine zweite stufenweise Struktur, welche durch die ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 jedes der Kontaktstellenabschnitte PAD gebildet wird. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste stufenweise Struktur einen ersten Neigungswinkel θ1 haben, und die zweite stufenweise Struktur kann einen zweiten Neigungswinkel θ2 haben, unterschiedlich von dem ersten Neigungswinkel θ1, wie unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben ist.
  • Bezugnehmend auf die 3 und 4 können Seitenwände der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 horizontal voneinander zwischen den Seitenwänden der ersten und vierten Elektroden EL1 und EL4 beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen können die Seitenwände der ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 im Wesentlichen rechtwinklig zu den oberen Oberflächen der ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 sein. Alternativ können, wie in 4 veranschaulicht ist, die ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 jeweils Seitenwände haben, welche zu oberen Oberflächen der ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 geneigt sind.
  • Bezugnehmend auf 5 kann eine Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche unter der obersten vierten Elektrode EL4 angeordnet ist, mit der Seitenwand der obersten Elektrode EL4 ausgerichtet sein. Zusätzlich kann eine Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche auf der untersten ersten Elektrode EL1 angeordnet ist, mit der Seitenwand der untersten ersten Elektrode EL1 ausgerichtet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können, wie in 6 veranschaulicht ist, Seitenwände der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 mit der Seitenwand der untersten ersten Elektrode EL1 ausgerichtet sein. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können, wie in 7 veranschaulicht ist, Seitenwände der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 mit der Seitenwand der obersten vierten Elektrode EL4 ausgerichtet sein.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf 8 kann ein Substrat 10 einen ersten Verbindungsbereich CNR1, einen zweiten Verbindungsbereich CNR2 und einen Zellarraybereich CAR, welcher zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsbereich CNR1 und CNR2 angeordnet ist, aufweisen. Eine Stapelstruktur ST kann auf dem Substrat 10 angeordnet sein. Die Stapelstruktur ST kann eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche vertikal auf dem Substrat 10 gestapelt sind. Die Stapelstruktur ST kann sich von dem Zellarraybereich CAR in den ersten und zweiten Verbindungsbereich CNR1 und CNR2 hinein erstrecken und kann stufenweise Strukturen in den ersten und zweiten Verbindungsrichtungen CNR1 und CNR2 haben. Mit anderen Worten gesagt können die Längen der Stapel STR nacheinanderfolgend abnehmen, wenn ein vertikaler Abstand von dem Substrat 10 zunimmt.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR Elektroden EL1 und EL2 aufweisen, welche vertikal gestapelt sind, und Isolierschichten ILD, welche zwischen den Elektroden EL1 und EL2 angeordnet sind. In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR erste und zweite Elektroden EL1 und EL2 und die Isolierschicht ILD, welche zwischen den ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 angeordnet sind, aufweisen. In anderen Worten gesagt, kann die Stapelstruktur ST, welche die Mehrzahl von Stapeln STR aufweist, die ersten Elektroden EL1 und die zweiten Elektroden EL2 aufweisen, welche alternierend und wiederholt gestapelt sind. Jede der ersten Elektroden EL1 kann erste Endabschnitte haben, welche jeweils in dem ersten und zweiten Verbindungsbereichen CNR1 und CNR2 angeordnet sind, und jede der zweiten Elektroden EL2 kann zweite Endabschnitte haben, welche jeweils in den ersten und zweiten Verbindungsbereichen CNR1 und CNR2 angeordnet sind.
  • Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte kann die Stapelstruktur ST erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 aufweisen, welche an Positionen vertikal unterschiedlich voneinander in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sind. Enden von oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können horizontal voneinander bei gleichen Abständen beabstandet sein. Zusätzlich kann die Stapelstruktur ST zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 aufweisen, welche an Positionen vertikal unterschiedlich voneinander in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sind. Enden von oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können horizontal voneinander bei gleichen Abständen beabstandet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können jeder der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 die Endabschnitte der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2, welche gestapelt sind, aufweisen. Im Detail kann jeder der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 den ersten Endabschnitt der ersten Elektrode EL1 und den zweiten Endabschnitt der zweiten Elektrode EL2, welche auf der ersten Elektrode EL1 angeordnet ist, aufweisen, welche in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sind. Jeder der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann den zweiten Endabschnitt der zweiten Elektrode EL2 und den ersten Endabschnitt der ersten Elektrode EL1 aufweisen, welche auf der zweiten Elektrode EL2 angeordnet ist, welche in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sind.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können die Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1, welche benachbart zueinander sind, horizontal voneinander durch einen ersten Abstand D1 in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 beabstandet sein. Die oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1, welche benachbart zueinander sind, können vertikal voneinander durch einen ersten vertikalen Abstand (P1 der 2) in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 beabstandet sein. Der erste vertikale Abstand P1 kann gleich oder größer sein als zweimal ein vertikaler Abstand (P2 der 2) der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2. Ähnlich können die Enden der oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2, welche benachbart zueinander sind, horizontal voneinander durch einen dritten Abstand D3 in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 beabstandet sein. Die oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2, welche benachbart zueinander sind, können vertikal voneinander durch den ersten vertikalen Abstand (P1 der 1) in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 beabstandet sein. In einigen Ausführungsformen kann der dritte Abstand D3 gleich zu dem ersten Abstand D1 sein. Alternativ kann der dritte Abstand D3 unterschiedlich von dem ersten Abstand D1 sein. Zusätzlich können die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 auf unterschiedlichen Ebenen von den ersten Kontaktstellenabschnitten PAD1 angeordnet sein. Vertikale Dicken der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können im Wesentlichen gleich zueinander sein. Die vertikale Dicke wenigstens eines der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann unterschiedlich von vertikalen Dicken eines der weiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 sein. Beispielsweise kann die vertikale Dicke des untersten einen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kleiner sein als diejenigen anderer der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können erste Kontaktstecker PLG1 jeweils mit den zweiten Elektroden EL2 der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 verbunden sein, und zweite Kontaktstecker PLG2 können jeweils mit den ersten Elektroden EL1 der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 verbunden sein.
  • In dem ersten Verbindungsbereich CNR1 können die Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 horizontal voneinander durch den ersten Abstand D1 wie obenstehend beschrieben beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der erste Abstand D1 im Wesentlichen gleich zu einem horizontalen Abstand zwischen Seitenwänden der ersten Elektroden EL1, welche benachbart zueinander sind, und ein horizontaler Abstand zwischen Seitenwänden der zweiten Elektroden EL2 sein, welche benachbart zueinander in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 sind.
  • In jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 und die Seitenwand der ersten Elektrode EL1 an Positionen horizontal unterschiedlich voneinander angeordnet sein, und die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 kann horizontal von der Seitenwand der ersten Elektrode EL1 um einen zweiten Abstand D2 beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der zweite Abstand D2 weniger sein als eine Hälfte des ersten Abstands D1, welcher einem horizontalen Abstand zwischen den Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 entspricht, welche benachbart zueinander sind. Zusätzlich kann der zweite Abstand D2 geringer sein als die Breite des ersten Kontaktsteckers PLG1. Die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können zwischen den ersten Kontaktsteckern PLG1, welche benachbart zueinander sind, angeordnet sein.
  • In dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 können die Enden der oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 horizontal voneinander durch den dritten Abstand D3 wie oben beschrieben beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der dritte Abstand D3 im Wesentlichen gleich zu einem horizontalen Abstand zwischen Seitenwänden der ersten Elektroden EL1, welche benachbart zueinander sind, und einem horizontalen Abstand zwischen Seitenwänden der zweiten Elektroden EL2, welche benachbart zueinander sind, in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 sein.
  • In jedem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können die Seitenwand der ersten Elektrode EL1 und die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 an Positionen horizontal unterschiedlich voneinander angeordnet sein, und die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 kann horizontal von der Seitenwand der ersten Elektrode EL1 durch einen vierten Abstand D4 beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der vierte Abstand D4 geringer sein als eine Hälfte des dritten Abstandes D3, welcher einem horizontalen Abstand zwischen den Enden der oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2, welche benachbart zueinander sind, entspricht. Zusätzlich kann der vierte Abstand D4 geringer sein als eine Breite des zweiten Kontaktsteckers PLG2. In beispielhaften Ausführungsformen kann der vierte Abstand D4 im Wesentlichen gleich zu dem zweiten Abstand D2 sein. Alternativ kann der vierte Abstand D4 unterschiedlich von dem zweiten Abstand D2 sein. Die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können zwischen den zweiten Kontaktsteckern PLG2 angeordnet sein, welche benachbart zueinander sind.
  • Die Stapelstruktur ST kann eine erste stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 realisiert ist, und jeder der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann eine zweite stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2, welche darin enthalten sind, realisiert ist. Die erste stufenweise Struktur kann einen ersten Neigungswinkel θ1 hinsichtlich einer oberen Oberfläche des Substrats 10 haben, und der erste Neigungswinkel θ1 kann kleiner als 90 Grad sein. Die zweite stufenweise Struktur kann einen zweiten Neigungswinkel θ2 hinsichtlich der oberen Oberfläche des Substrats 10 haben, und der zweite Neigungswinkel θ2 kann größer sein als der erste Neigungswinkel θ1 und kleiner als 90 Grad. Die Stapelstruktur ST kann die ersten und zweiten stufenweisen Strukturen ebenso in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 aufweisen.
  • Eine Füllisolierschicht 110 kann auf einer gesamten oberen Oberfläche des Substrats 10 angeordnet sein, um die Stapelstruktur ST zu bedecken und kann eine planarisierte obere Oberfläche haben. Erste leitfähige Leitungen CL1 können auf der Füllisolierschicht 110 des ersten Verbindungsbereichs CNR1 angeordnet sein, um jeweils mit den ersten Kontaktsteckern PLG1 verbunden zu sein, und zweite leitfähigen Leitungen CL2 können auf der Füllisolierschicht 110 des zweiten Verbindungsbereichs CNR2 angeordnet sein, um jeweils mit den zweiten Kontaktsteckern PLG2 verbunden zu sein.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht. 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 9. In der Ausführungsform der 9 und 10 werden Beschreibungen derselben Elemente oder technische Merkmale wie in der Ausführungsform der 8 ausgelassen werden oder nur kurz für den Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung erwähnt werden.
  • Bezugnehmend auf 9 kann eine Stapelstruktur ST eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche vertikal gestapelt sind, und jeder der Stapel STR kann erste und zweite Elektroden EL1 und EL2 aufweisen, welche vertikal gestapelt sind.
  • Die Stapelstruktur ST kann erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in einem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sind. Zusätzlich kann die Stapelstruktur ST zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in einem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sind.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können Enden von oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 der Stapelstruktur ST horizontal voneinander durch einen ersten Abstand D1 beabstandet sein, und die oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können vertikal voneinander durch einen ersten vertikalen Abstand P1 beabstandet sein, wie in 10 veranschaulicht ist. Hier kann der erste vertikale Abstand P1 gleich oder größer sein als ungefähr zweimal eine Höhendifferenz P2 (oder ein zweiter vertikaler Abstand P2) der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2. Ähnlich können Enden von oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 horizontal voneinander durch einen dritten Abstand in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 beabstandet sein. Die oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können vertikal voneinander durch den ersten vertikalen Abstand P1 in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 beabstandet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können erste Kontaktstecker PLG1 jeweils mit den zweiten Elektroden EL2 der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 verbunden sein, und zweite Kontaktstecker PLG2 können jeweils mit den ersten Elektroden EL1 der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 verbunden sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können in wenigstens einem der ersten Kontaktstellenabschnitte EL1 Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 miteinander ausgerichtet sein. Zusätzlich können in wenigstens einem anderen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 eine Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 und eine Seitenwand der ersten Elektrode EL1 an Positionen vertikal und horizontal unterschiedlich voneinander angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein zweiter Abstand D2, welcher einem horizontalen Abstand zwischen den Seitenwänden der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 entspricht, geringer sein als eine Hälfte des ersten Abschnittes D1, welcher dem horizontalen Abstand zwischen den Enden der oberen Oberfläche der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 entspricht. Ähnlich können Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 wenigstens eines der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 miteinander ausgerichtet sein, und Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 wenigstens eines anderen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können an Positionen vertikal und horizontal unterschiedlich voneinander angeordnet sein.
  • Die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können zwischen den ersten Kontaktsteckern PLG1, welche benachbart zueinander sind, angeordnet sein, und die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 jedes der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können zwischen den zweiten Kontaktsteckern PLG2, welche benachbart zueinander sind, angeordnet sein.
  • Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann die Stapelstruktur ST die erste stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 realisiert ist, und wenigstens einer der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann die zweite stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 realisiert ist, welche vertikal benachbart zueinander sind. Die ersten und zweiten stufenweisen Strukturen können ebenso in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 vorgesehen sein.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden die Beschreibungen derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 8 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Einfachheit und Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf 11 kann, wie obenstehend beschrieben ist, die Stapelstruktur ST erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 des ersten Verbindungsbereichs CNR1 aufweisen und zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 des zweiten Verbindungsbereichs CNR2. Wie obenstehend beschrieben ist, können die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sein, und die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sein.
  • Jeder der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 kann erste und zweite Elektroden EL1 und EL2, welche vertikal benachbart zueinander sind, aufweisen, und die ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 können Seitenwände haben, welche zu oberen Oberflächen der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 geneigt sind. In anderen Worten gesagt kann jeder der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 ein geneigtes Seitenwandprofil haben.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die Stapelstruktur ST eine erste stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 realisiert ist, und jeder der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann das geneigte Seitenwandprofil haben. Ähnlich kann die Stapelstruktur ST die erste stufenweise Struktur haben, welche durch die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 realisiert ist, und jeder der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann das geneigte Seitenwandprofil haben. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste stufenweise Struktur einen ersten Neigungswinkel (siehe θ1 der 3) kleiner als 90 Grad hinsichtlich der oberen Oberfläche des Substrats 10 haben, und die Seitenwand jedes der Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 kann einen zweiten Neigungswinkel (siehe θ2 der 3) haben, welcher größer ist als der erste Neigungswinkel (siehe θ1 der 3) und kleiner als 90 Grad.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht, und 13 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 12. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden die Beschreibungen derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 8 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf die 12 und 13 kann eine Stapelstruktur ST auf einem Substrat 10 angeordnet sein, welche erste und zweite Kontaktbereiche CNR1 und CNR2 und einen Zellarraybereich CAR aufweist, welcher zwischen den ersten und zweiten Verbindungsbereichen CNR1 und CNR2 angeordnet ist. Die Stapelstruktur ST kann eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche auf dem Substrat 10 gestapelt sind, und Längen der Stapel STR können nacheinanderfolgend verringert werden, wenn ein Abstand von dem Substrat 10 zunimmt. In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR eine erste Elektrode EL1, eine zweite Elektrode EL2 und eine dritte Elektrode EL3 aufweisen, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind. Jede der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 kann Endabschnitte haben, welche jeweils in den ersten und zweiten Verbindungsbereichen CNR1 und CNR2 angeordnet sind.
  • Die Stapelstruktur ST kann erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in einem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sind. Zusätzlich kann die Stapelstruktur ST ebenso zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in einem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sind. Die Stapelstruktur ST kann stufenweise Seitenwandprofile durch die ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 in den ersten und zweiten Verbindungsbereichen CNR1 und CNR2 haben.
  • In dem ersten Verbindungsbereich CNR1 können Enden von oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1, welche benachbart zueinander sind, horizontal voneinander durch einen ersten Abstand P1 beabstandet sein und können auf Ebenen unterschiedlich voneinander basierend auf einer oberen Oberfläche des Substrats 10 angeordnet sein. Ähnlich können in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 Enden von oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2, welche benachbart zueinander sind, horizontal voneinander durch einen dritten Abstand D3 beabstandet sein und können auf Ebenen unterschiedlich voneinander basierend auf der oberen Oberfläche des Substrats 10 angeordnet sein. Die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können auf unterschiedlichen Ebenen von den zweiten Kontaktstellenabschnitten PAD2 basierend auf der oberen Oberfläche des Substrats 10 angeordnet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann wenigstens einer der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 die Endabschnitte der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 vertikal zueinander benachbart haben, und wenigstens einer der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann die Endabschnitte der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 vertikal benachbart zueinander haben. Der unterste eine der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann die Endabschnitte der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 vertikal gestapelt haben. Der unterste eine der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann den Endabschnitt der untersten ersten Elektrode EL1 der Stapelstruktur ST haben.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 die oberste Elektrode in Kontakt mit dem ersten Kontaktstecker PLG1 sein, und eine Seitenwand der untersten Elektrode kann horizontal von einer Seitenwand der obersten Elektrode beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein zweiter Abstand D2, welcher einem horizontalen Abstand zwischen den Seitenwänden der obersten und untersten Elektroden entspricht, geringer sein als ungefähr eine Hälfte des ersten Abstandes D1, welcher dem horizontalen Abstand zwischen den Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 entspricht.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in wenigstens einem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 die zweite Elektrode EL2 der obersten Elektrode entsprechen, die dritte Elektrode EL3 kann der untersten Elektrode entsprechen und die erste Elektrode EL1 kann zwischen den zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Endabschnitt der ersten Elektrode EL1 durch die zweite Elektrode EL2 freigelegt sein, und der Endabschnitt der dritten Elektrode EL3 kann durch die erste Elektrode EL1 freigelegt sein.
  • Der Endabschnitt der zweiten Elektrode EL, welche der obersten Elektrode entspricht, kann in Kontakt mit dem ersten Kontaktstecker PLG1 sein. Der zweite Abstand D2, welcher einem horizontalen Abstand zwischen der Seitenwand der untersten dritten Elektrode EL3 und der Seitenwand der obersten zweiten Elektrode EL2 entspricht, kann geringer sein als eine Hälfte des ersten Abstands D1, der dem horizontalen Abstand zwischen den Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 entspricht. Die Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche zwischen den zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 angeordnet ist, kann horizontal von den Seitenwänden der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 beabstandet sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in jedem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 die oberste Elektrode in Kontakt mit dem zweiten Kontaktstecker PLG2 sein, und eine Seitenwand der untersten Elektrode kann horizontal von einer Seitenwand der obersten Elektrode beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein vierter Abstand D4, welcher einem horizontalen Abstand zwischen den Seitenwänden der obersten und untersten Elektroden jedes der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 entspricht, geringer sein als ungefähr eine Hälfte des dritten Abstandes D3.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in wenigstens einem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 die erste Elektrode EL1 der obersten Elektrode entsprechen, und die zweite Elektrode EL2 kann der untersten Elektrode entsprechen. Zusätzlich kann die dritte Elektrode EL3 zwischen den ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 in wenigstens einem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Endabschnitt der dritten Elektrode EL3 durch die erste Elektrode EL1 freigelegt sein, und der Endabschnitt der zweiten Elektrode EL2 kann durch die dritte Elektrode EL3 freigelegt sein.
  • Der zweite Kontaktstecker PLG2 kann mit der ersten Elektrode EL1, welche der obersten Elektrode entspricht, verbunden sein. Der vierte Abstand D4 zwischen den Seitenwänden der obersten zweiten Elektrode EL1 und der untersten zweiten Elektrode EL2 kann geringer sein als eine Hälfte des dritten Abstandes D3. Zusätzlich kann der vierte Abstand D4 geringer sein als eine Breite des zweiten Kontaktsteckers PLG2. Die Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche zwischen den ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 angeordnet ist, kann horizontal von den Seitenwänden der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 beabstandet sein.
  • Die Stapelstruktur ST kann eine erste stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 realisiert ist, und jeder der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann eine zweite stufenweise Struktur haben, welche durch die ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3, welche vertikal benachbart zueinander sind, realisiert ist. Die erste stufenweise Struktur kann einen ersten Neigungswinkel θ1 kleiner als 90 Grad hinsichtlich der oberen Oberfläche des Substrats 10 haben, und die zweite stufenweise Struktur kann einen zweiten Neigungswinkel θ2 haben, welcher größer ist als der ersten Neigungswinkel θ1 und kleiner als 90 Grad. Die Stapelstruktur ST kann ebenso die ersten und zweiten stufenweisen Strukturen in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 aufweisen.
  • Wenn die Füllisolierschicht 110 in dem gestuften Abschnitt zwischen den ersten Kontaktstellenabschnitten PAD1, welche vertikal benachbart zueinander sind, abgeschieden wird, kann der gestufte Bereich aufgrund der zweiten stufenweisen Strukturen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 leicht mit der Füllisolierschicht 110 gefüllt werden.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht, und 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 14. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden die Beschreibungen derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 12 und 13 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zwecke der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf die 14 und 15 kann eine Stapelstruktur ST eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche auf einem Substrat 10 gestapelt sind, und jeder der Stapel STR kann eine erste Elektrode EL1, eine zweite Elektrode EL2 und eine dritte Elektrode EL3 aufweisen, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind.
  • Erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 der Stapelstruktur ST können auf dem Substrat 10 des ersten Verbindungsbereichs CNR1 angeordnet sein, und zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 der Stapelstruktur ST können auf dem Substrat 10 des zweiten Verbindungsbereichs CNR2 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben ist kann jeder ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 Endabschnitte der ersten bis dritten Elektroden EL1 bis EL3, welche vertikal benachbart zueinander sind, aufweisen.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in wenigstens einem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 die zweite Elektrode EL2 der obersten Elektrode entsprechen, und die dritte Elektrode EL3 kann der untersten Elektrode entsprechen. Zusätzlich kann die erste Elektrode EL1 in dem wenigstens einen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 zwischen den zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 angeordnet sein. In wenigstens einem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann die erste Elektrode EL1 der obersten Elektrode entsprechen, und die zweite Elektrode EL2 kann der untersten Elektrode entsprechen. Zusätzlich kann eine dritte Elektrode EL3 zwischen den ersten und der zweiten Elektroden EL1 und EL2 in dem wenigstens einen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 angeordnet sein.
  • In diesen beispielhaften Ausführungsformen können erste Kontaktstecker PLG1 mit den zweiten Elektroden EL2 der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 jeweils in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 verbunden sein, und zweite Kontaktstecker PLG2 können mit den ersten Elektroden EL1 der zweiten Kontaktabschnitte PAD2 jeweils in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 verbunden sein.
  • Zusätzlich kann in wenigstens einem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 eine Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von einer Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche der untersten Elektrode entspricht, beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der zweite Abstand D2 zwischen den Seitenwänden der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 geringer als eine Hälfte des ersten Abstandes D1 sein. Zusätzlich kann die Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche zwischen den zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 angeordnet ist, zwischen den Seitenwänden der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 angeordnet werden, wenn aus einer Draufsicht betrachtet.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können in einem anderen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 Seitenwände der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 vertikal miteinander ausgerichtet sein. In anderen Worten gesagt können die Seitenwände der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 des anderen ersten Kontaktstellenabschnitts PAD1 vertikal koplanar miteinander sein.
  • Ähnlich kann in wenigstens einem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 eine Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von einer Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der untersten Elektrode entspricht, beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der horizontale Abstand zwischen den Seitenwänden der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 geringer sein als eine Hälfte des horizontalen Abstands zwischen den Enden der oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2. Zusätzlich kann die Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche zwischen den ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 angeordnet ist, zwischen den Seitenwänden der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 angeordnet sein, wenn aus einer Draufsicht betrachtet.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können in einem anderen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 Seitenwände der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 vertikal miteinander ausgerichtet sein. In anderen Worten gesagt können die Seitenwände der ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 des anderen zweiten Kontaktstellenabschnitts PAD2 vertikal koplanar miteinander sein.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht, und 17 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 16. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden die Beschreibungen derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 12 und 13 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf die 16 und 17 kann jeder von einigen der ersten Kontaktstellenabschnitten PAD1 die ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 vertikal benachbart zueinander aufweisen. In jedem von einigen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von der Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche der untersten Elektrode entspricht, beabstandet sein, und die Seitenwand der ersten Elektrode EL1 kann vertikal mit der Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der obersten Elektrode entspricht, ausgerichtet sein, wie in 17 veranschaulicht ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann der zweite Abstand D2 zwischen den Seitenwänden der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 geringer sein als eine Hälfte des ersten Abstands D1 zwischen den Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1.
  • Ähnlich kann in jedem von einigen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 die Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von der Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der untersten Elektrode entspricht, beabstandet sein, und die Seitenwand der dritten Elektrode EL3 kann vertikal mit der Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der obersten Elektrode entspricht, ausgerichtet sein.
  • 18 ist eine Querschnittsansicht, welche eine 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht, und 19 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts „A” der 18. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Beschreibungen von einigen Elementen oder technischen Merkmalen wie in den Ausführungsformen der 12 und 13 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf die 18 und 19 kann jeder von einigen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 die ersten bis dritten Elektroden EL1, EL2 und EL3 vertikal benachbart zueinander aufweisen. In jedem von einigen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von der Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche der untersten Elektrode entspricht, beabstandet sein, und die Seitenwand der ersten Elektrode EL1 kann vertikal mit der Seitenwand der dritten Elektrode EL3, welche der untersten Elektrode entspricht, ausgerichtet sein, wie in 19 veranschaulicht ist. In beispielhaften Ausführungsformen kann der zweite Abstand D2 zwischen den Seitenwänden der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 geringer sein als eine Hälfte des ersten Abstands D1 zwischen den Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1.
  • Ähnlich kann in jedem von einigen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 die Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von der Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der untersten Elektrode entspricht, beabstandet sein, und die Seitenwand der dritten Elektrode EL3 kann vertikal mit der Seitenwand der zweiten Elektrode EL2, welche der untersten Elektrode entspricht, ausgerichtet sein.
  • Die 20 und 21 sind Querschnittsansichten, welche 3D-Halbleitervorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen. Hierin nachstehend werden die Beschreibungen derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 12 und 13 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf 20 kann die Stapelstruktur ST erste Kontaktstellenabschnitte PAD1, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sind, aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen können einer oder einige der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 eine erste vertikale Dicke haben, und ein anderer oder andere der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können eine zweite vertikale Dicke haben. Beispielsweise kann die Anzahl der Elektroden, welche in wenigstens einem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 enthalten ist, unterschiedlich von der Anzahl von Elektroden sein, welche in wenigstens einem anderen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 enthalten ist.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 erste Kontaktstellen PAD1a und zweite Kontaktstellen PAD1b aufweisen, wie in 20 veranschaulicht ist. Jede der ersten Kontaktstellen PAD1a kann eine Elektrode haben, und jede der zweiten Kontaktstellen PAD1b kann eine Mehrzahl von Elektroden haben, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Kontaktstelle PAD1a zwischen den zweiten Kontaktstellen PAD1b vertikal benachbart zueinander in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sein. In jeder der zweiten Kontaktstellen PAD1b kann eine Seitenwand der obersten Elektrode horizontal von einer Seitenwand der untersten Elektrode beabstandet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann ein horizontaler Abstand zwischen Seitenwänden der obersten und untersten Elektroden geringer sein als eine Hälfte eines horizontalen Abstands zwischen Enden von oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1, welche zueinander benachbart sind.
  • Zusätzlich kann die Stapelstruktur ST zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sind. Wie die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 eine vertikale Dicke unterschiedlich voneinander haben. In anderen Worten gesagt können die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 erste Kontaktstellen PAD2a, von welchen jede eine Elektrode hat, und zweiten Kontaktstellen PAD2b, von welchen jede eine Mehrzahl von Elektroden hat, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind, aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Kontaktstelle PAD2a zwischen den zweiten Kontaktstellen PAD2b, die vertikal benachbart zueinander in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 sind, angeordnet sein.
  • Bezugnehmend auf 21 können vertikale Dicken der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 des ersten Verbindungsbereichs CNR1 unterschiedlich von denjenigen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 des zweiten Verbindungsbereichs CNR2 sein. Zusätzlich können die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 des ersten Verbindungsbereichs CNR1 erste und zweite Kontaktstellen PAD1a und PAD1b aufweisen, deren vertikale Dicken unterschiedlich voneinander sind. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Kontaktstelle PAD1a Endabschnitte von zwei Elektroden nacheinanderfolgend gestapelt haben, und die zweite Kontaktstelle PAD1b kann Endabschnitte von drei Elektroden nacheinanderfolgend gestapelt haben. In jeder der ersten und zweiten Kontaktstellen PAD1a und PAD1b kann der horizontale Abstand zwischen den Seitenwänden der obersten und der untersten Elektroden geringer sein als eine Hälfte des horizontalen Abstands zwischen den Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1.
  • Die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 des zweiten Verbindungsbereichs CNR2 können erste und zweite Kontaktstellen PAD2a und PAD2b aufweisen, deren vertikale Dicken unterschiedlich voneinander sind. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Kontaktstelle PAD2a einen Endabschnitt einer Elektrode haben, und die zweite Kontaktstelle PAD2b kann Endabschnitte von zwei Elektroden nacheinanderfolgend gestapelt haben. Ein horizontaler Abstand zwischen Seitenwänden der Elektroden, welche in der zweiten Kontaktstelle PAD2b gestapelt sind, kann geringer sein als eine Hälfte eines horizontalen Abstands zwischen Enden von oberen Oberflächen der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2, welche zueinander benachbart sind.
  • Die 22 und 23 sind Querschnittsansichten, welche 3D-Halbleitervorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden die Beschreibungen derselben Elemente oder technischen Merkmale wie in der Ausführungsform der 8 ausgelassen werden oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Erleichterung und Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf die 22 und 23 kann eine Stapelstruktur ST eine Mehrzahl von Stapeln aufweisen, welche auf dem Substrat 10 gestapelt sind, und Längen der Stapel können nacheinanderfolgend verringert werden, wenn ein Abstand von dem Substrat 10 zunimmt. Demnach kann die Stapelstruktur ST stufenweise Strukturen in den ersten und zweiten Verbindungsbereichen CNR1 und CNR2 haben.
  • Im Detail kann die Stapelstruktur ST erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 angeordnet sind. Zusätzlich kann die Stapelstruktur ST ferner zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 aufweisen, welche an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 angeordnet sind.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR erste, zweite, dritte und vierte Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 nacheinanderfolgend gestapelt aufweisen. Jeder der Kontaktstellenabschnitte PAD kann Endabschnitte der ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 vertikal benachbart zueinander aufweisen. Jeder der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann Endabschnitte der ersten bis vierten Elektroden EL1, EL2, EL3 und EL4 vertikal benachbart zueinander aufweisen. In jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann die oberste Elektrode die vierte Elektrode EL4 sein. In jedem der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 kann die oberste Elektrode die erste Elektrode EL1 sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können Enden der oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 horizontal voneinander durch einen ersten Abstand D1 beabstandet sein. In jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können Seitenwände der untersten und obersten Elektroden horizontal voneinander durch einen zweiten Abstand D2 beabstandet sein. Der zweite Abstand D2 kann geringer sein als eine Hälfte des ersten Abstandes D1. Die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können ähnlich zu den ersten Kontaktstellenabschnitten PAD1 sein.
  • In jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann die Seitenwand der vierten Elektrode EL4, welche der obersten Elektrode entspricht, horizontal von der Seitenwand der ersten Elektrode EL1, welche der untersten Elektrode entspricht, durch den zweiten Abstand D2 beabstandet sein. Zusätzlich können in jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 Seitenwände der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 horizontal voneinander zwischen den Seitenwänden der ersten und vierten Elektroden EL1 und EL4 beabstandet sein, wie in 22 veranschaulicht ist. Alternativ kann in jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 die Seitenwand der zweiten Elektrode EL2 horizontal von den Seitenwänden der ersten und dritten Elektroden EL1 und EL3 beabstandet sein, und die Seitenwand der dritten Elektrode EL3 kann vertikal mit der Seitenwand der vierten Elektrode EL4 ausgerichtet sein, wie in 23 veranschaulicht ist. Zusätzlich können die Positionen der Seitenwände der zweiten und dritten Elektroden EL2 und EL3 des ersten Kontaktstellenabschnitts PAD1 verschiedentlich abgewandelt werden, wie unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben ist.
  • Jeder der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann ein stufenweises Seitenwandprofil durch die ersten bis vierten Elektroden EL1 bis EL4 haben. In anderen Worten gesagt kann die Stapelstruktur ST ein Seitenwandprofil einer ersten stufenweisen Struktur durch die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 haben, und jeder der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann ein Seitenwandprofil einer zweiten stufenweisen Struktur durch die ersten bis vierten Elektroden EL1 bis EL4 haben. In beispielhaften Ausführungsformen kann die erste stufenweise Struktur einen ersten Neigungswinkel (siehe θ1 der 3) kleiner als 90 Grad haben, und die zweite stufenweise Struktur kann einen zweiten Neigungswinkel (siehe θ2 der 3) haben, welcher größer ist als der erste Neigungswinkel (siehe θ1 der 1) und kleiner als 90 Grad. Zusätzlich kann die Stapelstruktur ST ebenso die Seitenwandprofile der ersten und zweiten stufenweisen Strukturen in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 haben.
  • Hierin nachstehend wird ein Verfahren zum Bilden einer Stapelstruktur einer 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte unter Bezugnahme auf die 24 bis 28 beschrieben werden.
  • Die 24 bis 28 sind Querschnittsansichten, welche ein beispielhaftes Verfahren zum Bilden einer Stapelstruktur einer 3D-Halbleitervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulichen.
  • Bezugnehmend auf 24 kann eine Dünnschichtstruktur auf einem Substrat 10 gebildet werden, welches einen Zellarraybereich CAR und einen Verbindungsbereich CNR aufweist. Die Dünnschichtstruktur kann eine Mehrzahl von Stapeln STR aufweisen, welche vertikal auf dem Substrat 10 gestapelt sind, und jeder der Stapel STR kann eine Mehrzahl von horizontalen Schichten HL und eine Mehrzahl von isolierenden Schichten ILD, welche alternierend gestapelt sind, aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der Stapel STR zwei horizontale Schichten HL aufweisen.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die Dünnschichtstruktur strukturiert werden, um eine Stapelstruktur ST zu bilden, welche eine stufenweise Form auf dem Substrat 10 des Verbindungsbereichs CNR hat. In anderen Worten gesagt kann das Bilden der Stapelstruktur ST ein wiederholtes Durchführen eines Ätzvorgangs auf der Dünnschichtstruktur eine Mehrzahl von Malen aufweisen.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann der Vorgang des Bildens der Stapelstruktur ST einen Kontaktstellen-Ätzvorgang zum Bilden von Kontaktstellenabschnitten der Stapelstruktur ST und einen Unter-Ätzvorgang zum Verringern eines Gradienten eines Seitenwandprofils jedes der Kontaktstellenabschnitte hinsichtlich einer oberen Oberfläche des Substrats 10 aufweisen. Der Kontaktstellen-Ätzvorgang und der Unter-Ätzvorgang können alternierend und wiederholt ausgeführt werden.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann, wie in 24 veranschaulicht ist, eine Maskenstruktur MP1, welche den Zellarraybereich CAR und einen Abschnitt des Verbindungsbereichs CNR bedeckt, auf der Dünnschichtstruktur gebildet werden, und der Kontaktstellen-Ätzvorgang kann auf der Dünnschichtstruktur unter Verwendung der Maskenstruktur MP1 als eine Ätzmaske durchgeführt werden. Zu dieser Zeit kann der Kontaktstellen-Ätzvorgang eine Mehrzahl der horizontalen Schichten HL ätzen. In beispielhaften Ausführungsformen kann eine Ätztiefe des Kontaktstellen-Ätzvorgangs einem vertikalen Abstand der Kontaktstellenabschnitte entsprechen. Beispielsweise kann die Ätztiefe des Kontaktstellen-Ätzvorgangs ungefähr zweimal ein vertikaler Abstand der horizontalen Schichten HL sein.
  • Als nächstes kann unter Bezugnahme auf 25 die Maskenstruktur MP1 derart geätzt werden, dass eine Seitenwand der Maskenstruktur MP1 lateral um den zweiten Abstand kleiner als die Hälfte des ersten Abstandes bewegt wird, wodurch eine Unter-Maskenstruktur MP2 gebildet wird. Der Unter-Ätzvorgang kann auf der Dünnschichtstruktur unter Verwendung der Unter-Maskenstruktur MP2 als einer Ätzmaske durchgeführt werden. Hier kann eine Ätztiefe des Unter-Ätzvorgangs im Wesentlichen gleich zu dem vertikalen Abstand der horizontalen Schichten HL sein.
  • Nach dem Unter-Ätzvorgang kann die Unter-Maskenstruktur MP2 geätzt werden derart, dass eine Seitenwand der Unter-Maskenstruktur MP2 um den ersten Abstand bewegt wird, wodurch eine verringerte Maskenstruktur MP1 gebildet wird. Als nächstes kann der Kontaktstellen-Ätzvorgang wiederum auf der Dünnschichtstruktur unter Verwendung der verringerten Maskenstruktur MP1 als einer Ätzmaske durchgeführt werden.
  • Da der Kontaktstellen-Ätzvorgang und der Unter-Ätzvorgang alternierend und wiederholt wie obenstehend beschrieben durchgeführt werden, kann die Stapelstruktur ST, welche die Kontaktstellenabschnitte aufweist, wie in 26 veranschaulicht, gebildet werden. Die Kontaktstellenabschnitte können an Positionen horizontal und vertikal unterschiedlich voneinander auf dem Substrat 10 in dem Verbindungsbereich CNR angeordnet werden. Wie obenstehend beschrieben ist, kann die Stapelstruktur ST die erste stufenweise Struktur haben, welche den ersten Neigungswinkel θ1 hat, welcher durch die Kontaktstellenabschnitte realisiert wird, und die zweite stufenweise Struktur, welche den zweite Neigungswinkel θ2 hat, welcher durch die horizontalen Schichten HL jedes der Kontaktstellenabschnitte realisiert wird.
  • Indes können unter Bezugnahme auf die 27 und 28 die Kontaktstellenabschnitte, welche das Seitenwandprofil der zweiten stufenweisen Struktur haben, durch ein wiederholtes Durchführen des Kontaktstellen-Ätzvorgangs eine Mehrzahl von Malen gebildet werden. Die Ätztiefe des Kontaktstellen-Ätzvorgangs kann gleich oder größer als zweimal der vertikale Abstand der horizontalen Schichten HL sein. In beispielhaften Ausführungsformen können der Kontaktstellen-Ätzvorgang unter Verwendung der Maskenstruktur MP1 als einer Ätzmaske und der Vorgang des lateralen Bewegens der Seitenwand der Maskenstruktur MP1 um den ersten Abstand D1 alternierend und wiederholt durchgeführt werden.
  • Im Detail kann, wenn eine Mehrzahl der horizontalen Schichten HL während des Kontaktstellen-Ätzvorganges unter Verwendung der Maskenstruktur MP1 als eine Ätzmaske geätzt werden, eine Ätzselektivität hinsichtlich der untersten horizontalen Schicht HL jedes der Stapel STR verringert werden, wenn die Anzahl der horizontalen Schichten HL zunimmt. Als ein Ergebnis können Positionen von Seitenwänden der gestapelten horizontalen Schichten HL unterschiedlich voneinander sein und die Seitenwände der horizontalen Schichten HL, welche durch den Kontaktstellen-Ätzvorgang freigelegt werden, können an Positionen horizontal beabstandet voneinander angeordnet werden oder können geneigt sein, wie in 28 veranschaulicht ist.
  • 29 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf 29 kann eine Halbleiterspeichervorrichtung einen Zellarraybereich CAR und einen Peripherieschaltungsbereich aufweisen. Der Peripherieschaltungsbereich kann Zeilendecoderbereiche ROW DCR, einen Seitenpufferbereich PBR und einen Spaltendecoderbereich COL DCR aufweisen. Zusätzlich kann ein Verbindungsbereich CNR zwischen dem Zellarraybereich CAR und dem Zeilendecoderbereich ROW DCR angeordnet sein.
  • Ein Speicherzellarray kann in dem Zellarraybereich CAR angeordnet sein. Das Speicherzellarray kann eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweisen, welche dreidimensional angeordnet sind. Das Speicherzellarray kann die Mehrzahl von Speicherzellen aufweisen, eine Mehrzahl von Wortleitungen und eine Mehrzahl von Bitleitungen. Die Wortleitungen und die Bitleitungen können elektrisch mit den Speicherzellen verbunden sein.
  • Ein Zeilendecoder zum Auswählen der Wortleitungen des Speicherzellarray kann in dem Zeilendecoderbereich ROW DCR angeordnet sein. Eine Zwischenverbindungsstruktur zum elektrischen Verbinden des Speicherzellarray mit dem Zeilendecoder kann in dem Verbindungsbereich CNR angeordnet sein. In Antwort auf Adresssignale kann der Zeilendecoder einen unter Speicherblöcken des Speicherzellarray auswählen und kann eine unter den Wortleitungen des ausgewählten Speicherblocks auswählen. Der Zeilendecoder kann jeweils eine erste Wortleitungsspannung und zweite Wortleitungsspannungen vorsehen, welche von einer Spannungserzeugungsschaltung (nicht gezeigt) für die ausgewählte Wortleitung und unausgewählte Wortleitungen in Antwort auf ein Steuersignal einer Steuerschaltung (nicht gezeigt) erzeugt werden.
  • Ein Seitenpuffer zum Abtasten von Daten, welche in den Speicherzellen gespeichert sind, kann in dem Seitenpufferbereich PBR angeordnet sein. Gemäß einem beispielhaften Betriebsmodus kann der Seitenpuffer vorübergehend Daten, welche in den Speicherzellen zu speichern sind speichern, oder er kann Daten, welche in den Speicherzellen gespeichert sind, abtasten. Der Seitenpuffer kann als eine Schreibtreiberschaltung in einem Programmierbetriebsmodus arbeiten und kann als eine Leseverstärkerschaltung in einem Lesebetriebsmodus arbeiten.
  • Ein Spaltendecoder, welcher mit den Bitleitungen des Speicherzellarray verbunden ist, kann in dem Spaltendecoderbereich COL DCR angeordnet sein. Der Spaltendecoder kann einen Datenübertragungspfad zwischen dem Seitenpuffer und einer externen Vorrichtung (beispielsweise einem Speichercontroller) vorsehen.
  • 30 ist eine Draufsicht, welche eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht. 31 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Linie I-I' der 30, um eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte zu veranschaulichen.
  • Bezugnehmend auf die 30 und 31 kann ein Substrat 10 einen Zellarraybereich CAR und einen Verbindungsbereich CNR aufweisen. Das Substrat 10 kann ein Bulk-Siliziumsubstrat, ein Silizium-auf-Isolator(SOI = Silicon-On-Insulator = Silizium-auf-Isolator)-Substrat, ein Germaniumsubstrat, ein Germanium-auf-Isolator(GOI = Germanium-On-Insulator = Germanium-auf-Isolator)-Substrat, ein Silizium-Germaniumsubstrat oder ein Substrat sein, welches eine epitaktische dünne Schicht hat, welche beispielsweise durch ein Durchführen eines selektiven epitaktischen Wachstums(SEG = Selective Epitaxial Growth = Selektives epitaktisches Wachstum)-Vorgangs erhalten wird. Das Substrat 10 kann aus einem Halbleitermaterial gebildet sein. Beispielsweise kann das Substrat 10 wenigstens eines von Silizium (Si), Germanium (Ge), Silizium-Germanium (SiGe), Galliumarsenid (GaAs), Indium-Galliumarsenid (InGaAs) oder Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs) aufweisen.
  • Stapelstrukturen ST können sich parallel zueinander entlang einer ersten Richtung D1 auf dem Substrat 10 erstrecken und können voneinander in einer zweiten Richtung D2 beabstandet sein. Jede der Stapelstrukturen ST kann Elektroden EL aufweisen, welche vertikal auf dem Substrat 10 gestapelt sind, und isolierende Schichten ILD, welche zwischen den Elektroden EL angeordnet sind. In beispielhaften Ausführungsformen kann jede der Stapelstrukturen ST erste und zweite Elektroden EL1 und EL2 alternierend und wiederholt gestapelt aufweisen. Dicken der isolierenden Schichten der Stapelstruktur ST können gemäß Charakteristiken der Halbleiterspeichervorrichtung variiert werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann eine Dicke der untersten isolierenden Schicht ILD geringer sein als Dicken von anderen der isolierenden Schichten ILD, und die Dicken der anderen der isolierenden Schichten ILD können im Wesentlichen gleich zueinander sein. In beispielhaften Ausführungsformen können eine oder einige der isolierenden Schichten ILD dicker sein als andere der isolierenden Schichten ILD.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann der Verbindungsbereich CNR einen ersten Verbindungsbereich CNR1 und einen zweiten Verbindungsbereich CNR2 aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann jede der Stapelstrukturen ST erste Kontaktstellenabschnitte PAD1 in dem ersten Verbindungsbereich CNR1 und zweite Kontaktstellenabschnitte PAD2 in dem zweiten Verbindungsbereich CNR2 aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen kann jeder der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 Endabschnitte der ersten und zweiten Elektroden EL1 und EL2 vertikal benachbart zueinander aufweisen.
  • Die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 können entlang der ersten Richtung D1 in dem Verbindungsbereich CNR angeordnet sein, wenn aus einer Draufsicht betrachtet.
  • Die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können entlang der ersten Richtung D1 und benachbart zu dem ersten Kontaktstellenabschnitt PAD1 in der zweiten Richtung D2 angeordnet sein, wenn aus einer Draufsicht betrachtet.
  • Enden von oberen Oberflächen der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1, welche benachbart zueinander sind, können voneinander durch einen ersten Abstand in einer longitudinalen Richtung der Stapelstruktur ST (d. h. in der ersten Richtung D1) beabstandet sein. Ein vertikaler Abstand der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 kann gemäß der Anzahl der Elektroden, welche in jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 enthalten sind, geändert werden. Die zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 können ähnlich zu den ersten Kontaktstellenabschnitten PAD1 sein.
  • Ein erster Kontaktstecker PLG1 kann in Kontakt mit der obersten Elektrode jedes der ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 sein, und ein zweiter Kontaktstecker PLG2 kann in Kontakt mit der obersten Elektrode jedes der zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD2 sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann in jedem der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 eine Seitenwand der untersten Elektrode horizontal von einer Seitenwand der obersten Elektrode beabstandet sein. Zusätzlich können die Seitenwände der Elektroden EL jedes der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 horizontal voneinander zwischen den ersten Kontaktsteckern PLG1, die benachbart zueinander sind, oder zwischen den zweiten Kontaktsteckern PLG2, die benachbart zueinander sind, beabstandet sein. Ein horizontaler Abstand zwischen den Seitenwänden der obersten und untersten Elektroden jedes der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 kann geringer sein als eine Hälfte des ersten Abstands.
  • In beispielhaften Ausführungsformen können vertikale Strukturen VS die Stapelstrukturen ST durchdringen, um elektrisch mit dem Substrat 10 in dem Zellarraybereich CAR verbunden zu sein. Die vertikalen Strukturen VS können ein Halbleitermaterial oder ein leitfähiges Material aufweisen. Die vertikalen Strukturen VS, welche jede der Stapelstrukturen ST durchdringen, können in einer Linie in einer Richtung (beispielsweise der ersten Richtung D1) angeordnet sein. Alternativ können die vertikalen Strukturen VS, welche jede der Stapelstrukturen ST durchdringen, in einer Zickzack-Form in einer Richtung (beispielsweise der ersten Richtung D1) angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen können die vertikalen Strukturen VS ein Halbleitermaterial aufweisen. In beispielhaften Ausführungsformen können untere Oberflächen der vertikalen Strukturen VS auf einer Ebene zwischen einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des Substrats 10 angeordnet sein. Eine Kontakt-Kontaktstelle kann an einem oberen Ende jeder der vertikalen Strukturen VS angeordnet sein, und ein Bitleitungskontaktstecker BPLG kann mit der Kontakt-Kontaktstelle verbunden sein.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann eine Datenspeicherschicht DS zwischen der Stapelstruktur ST und der vertikalen Struktur VS angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Datenspeicherschicht DS eine vertikale Isolierstruktur aufweisen, welche die Stapelstruktur ST durchdringt, und eine horizontale Isolierstruktur, welche sich von zwischen der vertikalen Isolierstruktur und jeder der Elektroden EL auf oberen und unteren Oberflächen jeder der Elektroden EL erstreckt.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die 3D-Halbleitervorrichtung eine NAND-Flashspeichervorrichtung sein. Beispielsweise kann die Datenspeicherschicht DS, welche zwischen der Stapelstruktur ST und der vertikalen Struktur VS angeordnet ist, eine Tunnelisolierschicht, eine Ladungsspeicherschicht und eine Sperrisolierschicht aufweisen. Daten, welche in der Datenspeicherschicht DS gespeichert sind, können unter Verwendung des Fowler-Nordheim-Tunnelns geändert werden, welches durch eine Differenz in der Spannung zwischen der vertikalen Struktur VS, welche das Halbleitermaterial aufweist, und der Elektrode EL der Stapelstruktur ST induziert wird.
  • Jeder von gemeinsamen Sourcebereichen CSR kann in dem Substrat 10 zwischen den Stapelstrukturen ST, welche benachbart zueinander sind, angeordnet sein. Die gemeinsamen Sourcebereiche CSR können sich parallel zu den Stapelstrukturen ST entlang der ersten Richtung D1 erstrecken. Die gemeinsamen Sourcebereiche CSR können durch ein Dotieren von Abschnitten des Substrats 10 mit Dotierstoffen gebildet werden. Ein Leitfähigkeitstyp der gemeinsamen Sourcebereiche CSR kann unterschiedlich von demjenigen des Substrats 10 sein. Beispielsweise können die gemeinsamen Sourcebereiche CSR N-Typ-Dotierstoffe (beispielsweise Arsen (As) oder Phosphor (P)) aufweisen.
  • Ein gemeinsamer Sourcestecker CSP kann mit jedem der gemeinsamen Sourcebereiche CSR verbunden sein, und ein Seitenwandisolierabstandshalter SP kann zwischen dem gemeinsamen Sourcestecker CSP und den Stapelstrukturen ST angeordnet sein. In beispielhaften Ausführungsformen kann der gemeinsame Sourcestecker CSP eine im Wesentlichen einheitliche obere Breite haben und kann sich in der ersten Richtung D1 erstrecken.
  • Eine obere Füllisolierschicht 120 kann auf einer gesamten oberen Oberfläche des Substrats 10 angeordnet sein, um die Mehrzahl von Stapelstrukturen ST zu bedecken. Die obere Füllisolierschicht 120 kann eine planarisierte obere Oberfläche haben, und eine Dicke der oberen Füllisolierschicht 120 kann progressiv größer werden von dem Zellarraybereich CAR in die Verbindungsbereiche CNR hinein. In anderen Worten gesagt kann die obere Füllisolierschicht 120 die ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 der Stapelstruktur ST in dem Verbindungsbereich CNR bedecken.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann, wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben ist, die Stapelstruktur ST das Seitenwandprofil der ersten stufenweisen Struktur haben, welche den ersten Neigungswinkel (siehe θ1 der 3) hat, und durch die ersten Kontaktstellenabschnitte PAD1 realisiert ist, und jeder der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 kann das Seitenwandprofil der zweiten stufenweisen Struktur haben, welche den zweiten Neigungswinkel (siehe θ2 der 3) hat, und durch die vertikal benachbarten Elektroden davon realisiert ist. Der zweite Neigungswinkel (siehe θ 2 der 3) kann größer sein als der ersten Neigungswinkel (siehe θ1 der 3) und kleiner als 90 Grad. Als ein Ergebnis kann, obwohl die Anzahl der Elektroden jedes der ersten und zweiten Kontaktstellenabschnitte PAD1 und PAD2 zunimmt, die obere Füllisolierschicht 120 leicht den gestuften Bereich zwischen den ersten Kontaktstellenabschnitten PAD1, welche benachbart zueinander sind, und/oder zwischen den zweiten Kontaktstellenabschnitten PAD2, welche benachbart zueinander sind, füllen.
  • Eine Deckisolierschicht 125 kann auf der oberen Isolierschicht 120 angeordnet sein, und Bitleitungen BL können auf der Deckisolierschicht 125 angeordnet sein. Die Bitleitungen BL können sich in der zweiten Richtung D2 erstrecken, um die Stapelstrukturen ST zu schneiden. Die Bitleitungen BL können elektrisch mit vertikalen Strukturen VS durch die Bitleitungskontaktstecker BPLG verbunden sein. Zusätzlich können die ersten leitfähigen Leitungen CL1 und zweite leitfähige Leitungen CL2 auf der Deckisolierschicht 125 angeordnet sein. Die ersten leitfähigen Leitungen CL1 können jeweils mit den ersten Kontaktsteckern PLG1 verbunden sein, und die zweiten leitfähigen Leitungen CL2 können jeweils mit den zweiten Kontaktsteckern PLG2 verbunden sein.
  • 32 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht.
  • Bezugnehmend auf die 32 kann eine 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen eine Peripherielogikstruktur PS und eine Zellarraystruktur CS, welche auf der Peripherielogikstruktur PS gestapelt ist, aufweisen. In anderen Worten gesagt kann die Zellarraystruktur CS mit der Peripherielogikstruktur PS überlappen, wenn aus einer Draufsicht betrachtet.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die Peripherielogikstruktur PS Zeilen- und Spalten-Decoder, einen Seitenpuffer und Steuerschaltungen aufweisen. Die Zellarraystruktur CS kann eine Mehrzahl von Speicherblöcken BLK1 bis BLKn aufweisen, von welchen jeder einer Datenlöscheinheit entspricht. Die Speicherblöcke BLK1 bis BLKn können Strukturen aufweisen, welche auf einer Ebene angeordnet sind, welche durch erste und zweite Richtungen D1 und D2 definiert wird, und welche entlang einer dritten Richtung D3 gestapelt sind. Jeder der Speicherblöcke BLK1 bis BLKn kann ein Speicherzellarray aufweisen, welches eine dreidimensionale Struktur oder eine vertikale Struktur hat. Das Speicherzellarray kann eine Mehrzahl von Speicherzellen aufweisen, welche dreidimensional angeordnet sind, eine Mehrzahl von Wortleitungen und eine Mehrzahl von Bitleitungen. Die Wortleitungen und die Bitleitungen können elektrisch mit den Speicherzellen verbunden sein.
  • 33 ist eine Querschnittsansicht, welche die 3D-Halbleiterspeichervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte veranschaulicht, welche unter Bezugnahme auf 32 beschrieben ist. Hierin nachstehend werden die Beschreibungen derselben technischen Merkmale wie in den obigen Ausführungsformen ausgelassen oder nur kurz erwähnt werden zum Zweck der Erleichterung und der Zweckmäßigkeit in der Erklärung.
  • Bezugnehmend auf 33 können eine Peripherielogikstruktur PS und eine Zellarraystruktur CS nacheinanderfolgend auf einem Halbleitersubstrat 10 gestapelt werden. In anderen Worten gesagt kann die Peripherielogikstruktur PS zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und der Zellarraystruktur CS angeordnet sein, wenn aus einer Querschnittsansicht betrachtet, und die Zellarraystruktur CS kann mit der Peripherielogikstruktur PS überlappen, wenn aus einer Draufsicht betrachtet.
  • Das Halbleitersubstrat 10 kann ein Bulk-Siliziumsubstrat, ein Silizium-auf-Isolator(SOI)-Substrat, ein Germaniumsubstrat, ein Germanium-auf-Isolator(GOI)-Substrat, ein Silizium-Germaniumsubstrat oder ein Substrat, welches eine epitaktische dünne Schicht hat, welche durch ein Durchführen eines selektiven epitaktischen Aufwachs(SEG)-Vorgangs erlangt wird, sein.
  • Die Peripherielogikstruktur PS kann Zeilen- und Spalten-Decoder, einen Seitenpuffer und Steuerschaltungen aufweisen. In anderen Worten gesagt kann die Peripherielogikstruktur PS NMOS- und PMOS-Transistoren, einen Widerstand und einen Kondensator aufweisen, welcher elektrisch mit der Zellarraystruktur CS verbunden ist. Die Peripherielogikstruktur PS kann auf einer gesamten oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 gebildet sein. Zusätzlich kann das Halbleitersubstrat 10 N-Topfbereiche NW haben, welche mit N-Typ-Dotierstoffen dotiert sind, und P-Topfbereiche PW, welche mit P-Typ-Dotierstoffen dotiert sind. Aktive Bereiche ACT können in dem N-Topfbereich NW und dem P-Topfbereich PW durch eine Vorrichtungsisolierschicht 11 definiert werden.
  • Die Peripherielogikstruktur PS kann Peripheriegateelektroden PG, Source- und Drain-Dotierungsbereiche an beiden Seiten jeder der Peripheriegateelektroden PG, Peripherieschaltungszwischenverbindungen ICL und eine untere Füllisolierschicht 90, welche die Peripherieschaltungen bedeckt, aufweisen. Im Detail können PMOS-Transistoren auf den N-Topfbereich NW gebildet sein, und NMOS-Transistoren können auf dem P-Topfbereich PW gebildet sein. Die Peripherieschaltungszwischenverbindungen ICL können elektrisch mit den Peripherieschaltungen durch Peripherieschaltungsstecker CP verbunden sein. Beispielsweise können die Peripherieschaltungsstecker CP und die Peripherieschaltungszwischenverbindungen ICL elektrisch mit den NMOS- und PMOS-Transistoren verbunden sein.
  • Die untere Füllisolierschicht 90 kann die Peripherieschaltungen, die Peripherieschaltungsstecker CP und die Peripherieschaltungszwischenverbindungen ICL bedecken. Die untere Füllisolierschicht 90 kann eine Mehrzahl von gestapelten Isolierschichten aufweisen.
  • Die Zellarraystruktur CS kann auf der unteren Füllisolierschicht 90 angeordnet sein und kann eine horizontale Halbleiterschicht 100, Stapelstrukturen ST und vertikale Strukturen VS aufweisen.
  • Die horizontale Halbleiterschicht 100 kann auf einer oberen Oberfläche der unteren Füllisolierschicht 90, welche die Peripherieschaltungen bedeckt, gebildet sein. In anderen Worten gesagt kann eine untere Oberfläche der horizontalen Halbleiterschicht 100 in Kontakt mit der unteren Füllisolierschicht 90 sein. Die horizontale Halbleiterschicht 100 kann einen Zellarraybereich CAR und einen Verbindungsbereich benachbart zu dem Zellarraybereich CAR aufweisen, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist.
  • Die horizontale Halbleiterschicht 100 kann aus einem Halbleitermaterial gebildet sein. Beispielsweise kann die horizontale Halbleiterschicht 100 wenigstens eines von Silizium (Si), Germanium (Ge), Silizium-Germanium (SiGe), Galliumarsenid (GaAs), Indium-Galliumarsenid (InGaAs) oder Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs) aufweisen. Die horizontale Halbleiterschicht 100 kann ein Halbleitermaterial aufweisen, welches mit Dotierstoffen eines ersten Leitfähigkeitstyps dotiert ist und/oder ein intrinsisches Halbleitermaterial, welches nicht mit Dotierstoffen dotiert ist. Zusätzlich kann die horizontale Halbleiterschicht 100 eine Kristallstruktur haben, welche wenigstens eine einer einkristallinen Struktur, einer amorphen Struktur oder einer polykristallinen Struktur aufweist.
  • Die Stapelstrukturen ST können sich parallel zueinander entlang einer ersten Richtung D1 auf einer horizontalen Halbleiterschicht 100 erstrecken und können voneinander in einer zweiten Richtung D2 beabstandet sein, wie unter Bezugnahme auf 30 beschrieben ist. Jede der Stapelstrukturen ST kann Elektroden EL aufweisen, welche vertikal auf der horizontalen Halbleiterschicht 100 gestapelt sind, und isolierende Schichten ILD, welche zwischen den Elektroden EL angeordnet sind.
  • Jede der Stapelstrukturen ST kann die stufenweise Struktur zum elektrischen Verbinden der Elektroden EL mit der Peripherielogikstruktur PS in dem Verbindungsbereich CNR haben, wie obenstehend beschrieben ist. In anderen Worten gesagt kann jede der Stapelstrukturen ST Kontaktstellenabschnitte aufweisen, welche an Positionen vertikal und horizontal unterschiedlich voneinander in den Verbindungsbereich CNR angeordnet sind, und jeder der Kontaktstellenabschnitte kann Endabschnitte einer Mehrzahl der Elektroden nacheinanderfolgend gestapelt aufweisen.
  • Eine obere Füllisolierschicht 120 kann auf der horizontalen Halbleiterschicht 100 angeordnet sein, um die Endabschnitte der Elektroden, welche die Kontaktstellenabschnitte bilden, zu bedecken. Zusätzlich kann eine Deckisolierschicht 125 die Stapelstrukturen ST und die obere Füllisolierschicht 120 bedecken. Ferner können Bitleitungen BL auf der Deckisolierschicht 125 angeordnet sein und können sich in der zweiten Richtung D2 erstrecken, um die Stapelstrukturen ST zu schneiden. Die Bitleitungen BL können elektrisch mit den vertikalen Strukturen VS durch die Bitleitungskontaktstecker BPLG verbunden sein.
  • Die vertikalen Strukturen VS können die Stapelstrukturen ST durchdringen, um elektrisch mit der horizontalen Halbleiterschicht 100 verbunden zu sein. Jede der vertikalen Strukturen VS kann eine Halbleiterstruktur aufweisen, welche elektrisch mit der horizontalen Halbleiterschicht 100 verbunden ist.
  • Eine Datenspeicherschicht DS kann zwischen der Stapelstruktur ST und der vertikalen Struktur VS angeordnet sein.
  • Jeder von gemeinsamen Sourcebereichen (nicht gezeigt) kann in der horizontalen Halbleiterschicht 100 zwischen den Stapelstrukturen ST benachbart zueinander angeordnet sein. Die gemeinsamen Sourcebereiche können sich parallel zu den Stapelstrukturen ST entlang der ersten Richtung D1 erstrecken. Die gemeinsamen Sourcebereiche können gebildet werden durch ein Dotieren von Abschnitten der horizontalen Halbleiterschicht 100 mit Dotierstoffen, von welchen ein Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu demjenigen der horizontalen Halbleiterschicht 100 ist.
  • Eine Zwischenverbindungsstruktur zum elektrischen Verbinden der Zellarraystruktur CS mit der Peripherielogikstruktur PS kann an Endabschnitten der Stapelstrukturen ST angeordnet sein, welche die stufenweisen Strukturen haben. Die obere Füllisolierschicht 120, welche die Endabschnitte der Stapelstrukturen ST bedeckt, kann auf der horizontalen Halbleiterschicht 100 angeordnet sein. Die Zwischenverbindungsstruktur kann Kontaktstecker PLG aufweisen, welche die obere Füllisolierschicht 120 durchdringen, um mit den Endabschnitten der Elektroden EL verbunden zu sein, und leitfähige Leitungen CL, welche auf der oberen Füllisolierschicht 120 angeordnet sind, um mit den Kontaktsteckern PLG verbunden zu sein. Vertikale Längen der Kontaktstecker PLG können nacheinanderfolgend verringert werden, wenn ein horizontaler Abstand von dem Zellarraybereich CAR abnimmt.
  • Aufnahmekontaktstecker PPLG (Pickup Contact Plugs) können die obere Füllisolierschicht 120 durchdringen, um mit Aufnahmebereichen (Pickup Regions, nicht gezeigt), welche in der horizontalen Halbleiterschicht gebildet sind, verbunden zu sein. Die Aufnahmebereiche können Dotierstoffe aufweisen, von welchen ein Leitfähigkeitstyp derselbe ist wie derjenige der horizontalen Halbleiterschicht 100. In beispielhaften Ausführungsformen kann eine Dotierstoffkonzentration des Aufnahmebereichs höher sein als diejenige der horizontalen Halbleiterschicht 100.
  • Obere Oberflächen der Aufnahmekontaktstecker PPLG können im Wesentlichen koplanar mit oberen Oberflächen der Kontaktstecker PLG sein. Der Aufnahmekontaktstecker PPLG kann elektrisch mit der Peripherielogikstruktur PS durch eine leitfähige Topfleitung PCL und einen Verbindungsstecker CPLG verbunden sein.
  • Der Verbindungsstecker CPLG kann elektrisch die Zellarraystruktur CS mit der Peripherielogikstruktur PS verbinden. Der Verbindungsstecker CPLG kann die obere Füllisolierschicht 120 und die horizontale Halbleiterschicht 100 durchdringen, um mit der Peripherieschaltungszwischenverbindung ICL der Peripherielogikstruktur PS verbunden zu sein.
  • Wenn die Höhe der Stapelstruktur, welche vertikal gestapelte Elektroden aufweist, zunimmt, kann die Anzahl der Elektroden, welche in jedem Kontaktstellenabschnitt der Stapelstruktur enthalten ist, zunehmen. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte jedoch kann jeder der Kontaktstellenabschnitte das Seitenwandprofil der zweiten stufenweisen Struktur haben, welche durch die Elektroden definiert ist, welche in jedem der Kontaktstellenabschnitte enthalten sind. Demnach kann, auch wenn eine Höhendifferenz zwischen den Kontaktstellenabschnitten zunimmt, die Füllisolierschicht leicht den gestuften Bereich füllen, welcher zwischen den Kontaktstellenabschnitten wird, welche vertikal benachbart zueinander sind, definiert ist.
  • Während die erfinderischen Konzepte unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, wird es für Fachleute offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen getätigt werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der erfinderischen Konzepte abzuweichen. Demnach sollte es verstanden werden, dass die obigen Ausführungsformen nicht beschränkend sondern veranschaulichend sind. Demnach sind die Umfänge der erfinderischen Konzepte durch die breitestzulässige Interpretation der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente zu bestimmen und sollten nicht durch die vorangehende Beschreibung beschränkt oder begrenzt sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2015-0182062 [0001]

Claims (20)

  1. Dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Substrat (10), welches einen Zellarraybereich (CAR) und einen Verbindungsbereich (CNR) aufweist; und eine Stapelstruktur (ST), welche sich von dem Zellarraybereich (CAR) in den Verbindungsbereich (CNR) hinein erstreckt, wobei die Stapelstruktur (ST) einen ersten Stapel (STR) und einen zweiten Stapel (STR) auf dem ersten Stapel (STR) aufweist, wobei jeder des ersten und zweiten Stapels (STR) eine erste Elektrode (EL1) und eine zweite Elektrode (EL2) auf der ersten Elektrode (EL1) aufweist, wobei eine Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) des ersten Stapels (STR) horizontal von einer Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) des zweiten Stapels (STR) durch einen ersten Abstand in dem Verbindungsbereich (CNR) beabstandet ist, wobei eine Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) horizontal von der Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) durch einen zweiten Abstand in jedem des ersten und des zweiten Stapels (STR) beabstandet ist, und wobei der zweite Abstand geringer ist als eine Hälfte des ersten Abstands.
  2. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Kontaktstecker (PLG), welche jeweils mit den zweiten Elektroden (EL2) der ersten und zweiten Stapel (STR) verbunden sind.
  3. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder der Kontaktstecker (PLG) eine Breite größer als den zweiten Abstand hat.
  4. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Seitenwände der ersten und zweiten Elektroden (EL2) zwischen den Kontaktsteckern (PLG) zueinander benachbart angeordnet sind.
  5. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten und zweiten Stapel (STR) ferner eine dritte Elektrode (EL3) aufweist, welche zwischen den ersten (EL1) und zweiten (EL2) Elektroden angeordnet ist, und wobei eine Seitenwand der dritten Elektrode (EL3) horizontal von den Seitenwänden der ersten (EL1) und zweiten (EL2) Elektroden beabstandet ist.
  6. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten und zweiten Stapel (STR) ferner eine dritte Elektrode (EL3) aufweist, welche zwischen den ersten (EL1) und zweiten (EL2) Elektroden angeordnet ist, und wobei eine Seitenwand der dritten Elektrode (EL3) vertikal mit der Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) oder der Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) ausgerichtet ist.
  7. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände der ersten (EL1) und zweiten (EL2) Elektroden zu oberen Oberflächen der ersten (EL1) und zweiten (EL2) Elektroden jeweils in jedem der ersten und zweiten Stapel (STR) geneigt sind.
  8. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten und zweiten Stapel (STR) einen Kontaktstellenabschnitt (PAD) aufweist, welcher in dem Verbindungsbereich (CNR) angeordnet ist, wobei die Kontaktstellenabschnitte (PAD) der ersten und zweiten Stapel (STR) an Positionen vertikal und horizontal unterschiedlich voneinander angeordnet sind, wobei die Stapelstruktur (ST) ein Seitenwandprofil einer ersten stufenweisen Struktur hat, welche durch die Kontaktstellenabschnitte (PAD) der ersten und zweiten Stapel (STR) definiert ist, wobei der Kontaktstellenabschnitt (PAD) jedes der ersten und zweiten Stapel (STR) ein Seitenwandprofil einer zweiten stufenweisen Struktur hat, welche durch die ersten (EL1) und zweiten (EL2) Elektroden definiert ist, wobei die erste stufenweise Struktur einen ersten Neigungswinkel (θ1) hinsichtlich einer oberen Oberfläche des Substrats (10) hat, wobei der erste Neigungswinkel (θ1) kleiner als 90 Grad ist, wobei die zweite stufenweise Struktur einen zweiten Neigungswinkel (θ2) hinsichtlich der oberen Oberfläche des Substrats (10) hat, und wobei der zweite Neigungswinkel (θ2) größer ist als der erste Neigungswinkel (θ1) und kleiner als 90 Grad.
  9. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Mehrzahl von vertikalen Strukturen, welche die Stapelstruktur (ST) in dem Zellarraybereich (CAR) durchdringen; und eine Datenspeicherschicht, welche zwischen der Stapelstruktur (ST) und jeder der vertikalen Strukturen angeordnet ist.
  10. Dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Substrat (10), welches einen Zellarraybereich (CAR) und einen Verbindungsbereich (CNR) aufweist; und eine Mehrzahl von Stapeln (STR), welche vertikal auf dem Substrat (10) gestapelt sind, wobei jeder der Stapel (STR) einen Kontaktstellenabschnitt (PAD) hat, welcher in dem Verbindungsbereich (CNR) angeordnet ist, und jeder der Stapel (STR) eine Mehrzahl von Elektroden (EL1–EL4) aufweist, welche vertikal gestapelt sind, wobei Enden von oberen Oberflächen der Kontaktstellenabschnitte (PAD) der Stapel (STR) horizontal voneinander durch einen ersten Abstand beabstandet sind, wobei in wenigstens einem der Kontaktstellenabschnitte (PAD) der Stapel (STR) eine Seitenwand einer obersten Elektrode horizontal von einer Seitenwand einer untersten Elektrode durch einen zweiten Abstand beabstandet ist, und wobei der zweite Abstand weniger als eine Hälfte des ersten Abstands ist.
  11. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, ferner aufweisend: Kontaktstecker (PLG), welche jeweils mit den Kontaktstellenabschnitten (PAD) der Stapel (STR) verbunden sind, wobei die Kontaktstecker (PLG) jeweils in Kontakt mit oberen Oberflächen der obersten Elektroden der Kontaktstellenabschnitte (PAD) sind.
  12. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei jeder der Kontaktstecker (PLG) eine Breite größer als der zweite Abstand hat.
  13. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei Seitenwände der Elektroden (EL1–EL4) jedes der Kontaktstellenabschnitte (PAD) zwischen den Kontaktsteckern (PLG) benachbart zueinander angeordnet sind.
  14. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei in einem anderen der Kontaktstellenabschnitte (PAD) eine Seitenwand einer untersten Elektrode vertikal mit einer Seitenwand einer obersten Elektrode ausgerichtet ist.
  15. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei wenigstens einer der Kontaktstellenabschnitte (PAD) eine erste Elektrode (EL1), eine zweite Elektrode (EL2) und eine dritte Elektrode (EL3), welche nacheinanderfolgend gestapelt sind, aufweist, wobei eine Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) horizontal von einer Seitenwand der dritten Elektrode (EL3) durch den zweiten Abstand beabstandet ist, und wobei eine Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) horizontal von der Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) und der Seitenwand der dritten Elektrode (EL3) beabstandet ist.
  16. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei wenigstens einer der Kontaktstellenabschnitte (PAD) eine erste Elektrode (EL1), eine zweite Elektrode (EL2) und eine dritte Elektrode (EL3) aufweist, welche nacheinanderfolgend gestapelt sind, wobei eine Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) horizontal von einer Seitenwand der dritten Elektrode (EL3) durch den zweiten Abstand beabstandet ist, und wobei eine Seitenwand der zweiten Elektrode (EL2) vertikal mit der Seitenwand der ersten Elektrode (EL1) oder der Seitenwand der dritten Elektrode (EL3) ausgerichtet ist.
  17. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kontaktstellenabschnitte (PAD) erste Kontaktstellenabschnitte (PAD1) und zweite Kontaktstellenabschnitte (PAD2) aufweisen, wobei die Anzahl der Elektroden (EL1–EL4), welche in jedem der zweiten Kontaktstellenabschnitte (PAD2) enthalten sind, geringer ist als die Anzahl der Elektroden (EL1–EL4), welche in jedem der ersten Kontaktstellenabschnitte (PAD1) enthalten ist, und wobei in dem ersten (PAD1) oder zweiten (PAD2) Kontaktstellenabschnitt eine Seitenwand einer obersten Elektrode horizontal von einer Seitenwand einer untersten Elektrode durch den zweiten Abstand beabstandet ist.
  18. Dreidimensionale (3D) Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Substrat (10), welches einen Zellarraybereich (CAR) und einen Verbindungsbereich (CNR) aufweist; und eine Stapelstruktur (ST), welche sich in einer Richtung auf dem Substrat (10) erstreckt, wobei die Stapelstruktur (ST) erste Elektroden (EL1) und zweite Elektroden (EL2) aufweist, welche alternierend und vertikal auf dem Substrat (10) gestapelt sind, mit einer isolierenden Schicht, welche dazwischen eingefügt ist, wobei jede der ersten Elektroden (EL1) einen ersten Endabschnitt hat, welcher durch die zweite Elektrode (EL2) freigelegt ist, welche auf jeder der ersten Elektroden (EL1) in dem Verbindungsbereich (CNR) angeordnet ist, wobei jede der zweiten Elektroden (EL2) einen zweiten Endabschnitt hat, welcher durch die erste Elektrode (EL1) freigelegt ist, welche auf jeder der zweiten Elektroden (EL2) in dem Verbindungsbereich (CNR) angeordnet ist, wobei der erste Endabschnitt der ersten Elektrode (EL1) eine erste Breite in der einen Richtung hat, wobei der zweite Endabschnitt der zweiten Elektrode (EL2) eine zweite Breite in der einen Richtung hat, und wobei die erste Breite geringer ist als eine Hälfte der zweiten Breite.
  19. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 18, ferner aufweisend: Kontaktstecker (PLG), welche jeweils mit den zweiten Endabschnitten der zweiten Elektroden (EL2) verbunden sind.
  20. 3D-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 19, wobei jeder der Kontaktstecker (PLG) eine Breite hat, welche größer ist als die erste Breite und kleiner als die zweite Breite.
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