TWI743568B - 包括垂直電晶體之裝置及其相關方法 - Google Patents

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Abstract

一種裝置包含一第一導電線及在該第一導電線上方之一垂直電晶體。該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其上覆於該閘極電極之側；及一通道區域，其在該閘極介電材料之側上，該閘極介電材料定位於該通道區域與該閘極電極之間。該裝置進一步包含上覆於該至少一垂直電晶體之一導電接觸件之一第二導電線。亦揭示相關裝置及形成該等裝置之方法。

Description

包括垂直電晶體之裝置及其相關方法
本文中所揭示之實施例係關於包括垂直電晶體之半導體裝置及其相關方法。更特定言之，本發明之實施例係關於包括垂直電晶體之裝置及其相關方法，該等垂直電晶體包括藉由一閘極介電材料包圍之一閘極電極，且具有安置於該閘極介電材料之側上之通道區域，該閘極電極定位於該等通道區域之間。
半導體裝置之製造包括形成可用於存取(例如)半導體裝置之一記憶體胞元之一儲存組件的電晶體。該等電晶體包括一通道區域，該通道區域包含經配製及組態以回應於施加一臨限電壓而傳導電流且在不存在該臨限電壓之情況下阻礙電流流動之一半導體材料。
在包括垂直記憶體胞元之半導體裝置中，與垂直記憶體胞元相關聯之電晶體可為垂直的。形成此等電晶體包括堆疊最終將形成垂直記憶體胞元之電晶體之材料，該等材料包括源極接觸件及汲極接觸件、通道區域及閘極電極材料。圖案化該堆疊之材料以形成包括材料堆疊之支柱。
垂直電晶體之通道區域包括一半導體材料。形成包括通道區域之半導體材料之支柱可包括諸如藉由使半導體材料曝露至一或多個蝕刻化學物而圖案化半導體材料。然而，垂直電晶體中習知使用之一些半導體材料展現可影響相鄰垂直電晶體之電荷保持、電流流動及其他電性質之一高關斷電流(Ioff )。例如，當存取一相鄰垂直電晶體時，一垂直電晶體之一高關斷電流可影響(例如，干擾)該相鄰垂直電晶體之條件。
已證明替換通道區域中之習知半導體材料係困難的。例如，一些半導體材料對曝露至氫敏感且回應於曝露至含氫材料而降級。因此，使此等半導體材料曝露至包括含氫材料之一或多個蝕刻化學物可對半導體材料之電及材料性質產生非所要的負面影響。使半導體材料曝露至蝕刻化學物(諸如含氫電漿)可影響半導體材料之電性質，從而影響電流流動通過由半導體材料形成之一通道材料，且最終影響相關聯電晶體之效能。另外，即使在電晶體經按比例調整且包括一雙閘極電極(即，安置於一中央通道區域周圍之兩個閘極電極)或一相對較大閘極電極時，此等半導體材料亦可展現一低臨限電壓(Vt )，且因此在電晶體處於關斷狀態中時需要一大負電壓。
另外，形成一記憶體胞元之習知程序通常包括執行一氫退火程序，其中經製造之記憶體胞元之一或多個特徵係曝露至氫同時在低溫(例如，小於450°C)下退火。然而，在該氫退火程序期間，氫可擴散至記憶體胞元之存取裝置之通道區域中，從而使所得記憶體裝置之效能及/或可靠性降級。
本文中所揭示之實施例係關於包括垂直電晶體之裝置及其相關方法。例如，根據一項實施例，一種裝置包含：一第一導電線；一垂直電晶體，其在該第一導電線上方；及一第二導電線，其上覆於該垂直電晶體之一導電接觸件。該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其上覆於該閘極電極之側；及一通道區域，其在該閘極介電材料之側上，該閘極介電材料定位於該通道區域與該閘極電極之間。
根據額外實施例，一種形成一半導體裝置之方法包含：形成一第一導電線；在該第一導電線上方形成一垂直電晶體；及在該垂直電晶體上方形成一第二導電線。形成該垂直電晶體包含：形成在一方向上延伸之一閘極電極；形成鄰近於該閘極電極之一第一側及鄰近於該閘極電極之一第二側之一閘極介電材料；及在形成該閘極電極之後，形成鄰近於鄰近於該閘極電極之該第一側之該閘極介電材料及鄰近於鄰近於該閘極電極之該第二側之該閘極介電材料之一通道區域。
進一步實施例包括一種包含一垂直電晶體之裝置，該垂直電晶體包含：一閘極電極；一第一通道區域，其在該閘極電極之一第一側上；一第二通道區域，其在該閘極電極之一第二側上，該第二側與該第一側相對；及一閘極介電質，其在該第一通道區域與該閘極電極之間及在該第二通道區域與該閘極電極之間。該裝置進一步包含在該第一通道區域及該第二通道區域之一側上之一導電材料，該導電材料藉由一電絕緣材料與該第一通道區域及該第二通道區域電隔離。
又其他實施例係關於一種操作一裝置之方法。該方法包括：將一偏壓電壓施加至包含一垂直電晶體之一裝置之一閘極電極；及將另一偏壓電壓施加至定位於該裝置之該電晶體與至少另一電晶體之間的一導電材料。該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其在該閘極電極之至少相對側上；及一通道材料，其在該閘極介電材料之側上，該閘極電極定位於該通道材料之不同部分之間。
額外實施例包括一種電子裝置，其包含：至少一輸入裝置；至少一輸出裝置；至少一處理器裝置，其可操作地耦合至該至少一輸入裝置及該至少一輸出裝置；及一裝置，其可操作地耦合至該至少一處理器裝置。該裝置包含一垂直電晶體陣列。該垂直電晶體陣列之該等垂直電晶體之至少一者包含：一閘極電極，其藉由一閘極介電材料與一下導電接觸件分離，該閘極介電材料上覆於該閘極電極之側壁；一第一通道區域，其在該閘極介電材料之一橫向側上；及一第二通道區域，其在該閘極介電材料之與該第一通道區域之該橫向側相對之一橫向側上，該閘極電極定位於該第一通道區域與該第二通道區域之間。
優先權主張 本申請案主張於2018年10月9日針對「Semiconductor Devices Including Vertical Transistors, and Related Methods」申請之美國臨時專利申請案第62/743,078號之申請日期之權利。
本文所包含之圖解並不意欲為任何特定系統、半導體結構或半導體裝置之實際視圖，而僅為用於描述本文中之實施例之理想化表示。圖中共有之元件及特徵可保持相同數字標識，惟以下情況除外：為便於遵循描述，對於大部分，元件符號以其上引入或最充分描述元件之圖式之編號開始。
以下描述提供特定細節(諸如材料類型、材料厚度及處理條件)以便提供本文中所描述之實施例之一透徹描述。然而，一般技術人員將理解，可在不採用此等特定細節之情況下實踐本文中所揭示之實施例。實際上，可結合半導體行業中所採用之習知製造技術實踐實施例。另外，本文中所提供之描述並未形成一垂直電晶體、包括垂直電晶體之一半導體裝置之一完整描述，或用於製造此一垂直電晶體或一半導體裝置之一程序流程之一完整描述。下文描述之結構並未形成完整半導體裝置結構。下文僅詳細描述理解本文中所描述之實施例所需之該等程序動作及結構。形成一完整半導體裝置或垂直電晶體之額外動作可藉由習知技術來執行。
如本文中所使用，術語「縱向」、「垂直」、「橫向」及「水平」係關於在其中或其上形成一或多個結構及/或特徵之一基板(例如，基底材料、基底結構、基底構造等)之一主平面且並不一定藉由地球引力場予以定義。一「橫向」或「水平」方向係實質上平行於該基板之主平面之一方向，而一「縱向」或「垂直」方向係實質上垂直於該基板之主平面之一方向。基板之主平面係藉由基板之相較於基板之其他表面具有一相對較大面積之一表面予以界定。
如本文中所使用，關於一給定參數、性質或條件之術語「實質上」意謂及包括達到一般技術人員將理解該給定參數、性質或條件符合一差異度(諸如在可接受容限內)之一程度。藉由實例，取決於實質上滿足之特定參數、性質或條件，該參數、性質或條件可滿足至少90.0%、滿足至少95.0%、滿足至少99.0%、滿足至少99.9%或甚至滿足100.0%。
如本文中所使用，關於一特定參數之一數值之「大約」或「近似」包括該數值及一般技術人員將理解之在該特定參數之可接受容限內之與該數值之一差異度。例如，關於一數值之「大約」或「近似」可包括在該數值之90.0%至110.0%之一範圍內之額外數值，諸如在數值之95.0%至105.0%之一範圍內、在數值之97.5%至102.5%之一範圍內、在數值之99.0%至101.0%之一範圍內、在數值之99.5%至100.5%之一範圍內或在數值之99.9%至100.1%之一範圍內。
如本文中所使用，空間關係術語(諸如「在…下面」、「在…下方」、「下」、「底部」、「上方」、「上」、「頂部」、「前」、「後」、「左」、「右」及類似者)可為易於描述而用於描述如圖中所繪示之一元件或特徵與另一(些)元件或特徵之關係。除非另有指定，否則該等空間關係術語旨在涵蓋除如圖中所描繪之定向之外之不同材料定向。例如，若將圖中之材料反轉，則描述為在其他元件或特徵「下方」或「下面」或「之下」或「底部上」之元件將接著定向於其他元件或特徵之「上方」或「頂部上」。因此，取決於使用術語之背景內容，術語「下方」可涵蓋上方及下方兩種定向，此對於一般技術人員係顯而易見的。材料可以其他方式定向(例如，旋轉90度、反轉、翻轉等)且相應地解釋本文中所使用之空間關係描述符。
如本文中所使用，術語「導電材料」意謂及包括：包括鎢、鈦、鎳、鉑、銠、釕、銥、鋁、銅、鉬、銀、金、金屬合金之一材料；含金屬材料(例如，金屬氮化物、金屬矽化物、金屬碳化物、金屬氧化物)；包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氧化銥(IrOx )、氧化釕(RuOx )、其等之合金之至少一者之一材料；一導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺、導電摻雜矽鍺等)；多晶矽；展現導電性之其他材料；或其等之組合。
根據本文中所描述之實施例，一半導體裝置包含一垂直電晶體陣列。該等垂直電晶體包括定位於一閘極電極之側上之垂直定向之通道區域。換言之，一垂直電晶體之閘極電極可定位於該垂直電晶體之垂直定向之通道區域之間。一閘極介電材料係定位於該等通道區域之各者與閘極電極之間。在一些實施例中，閘極電極係定位於垂直電晶體之一橫向中央位置處。因為閘極電極定位在通道區域之中央，所以相較於針對垂直電晶體之相同間距具有定位在垂直電晶體之中央之一通道區域之電晶體，閘極電極具有一相對較大厚度。因為閘極電極相較於具有相同間距之習知垂直電晶體具有一較大厚度，所以閘極電極可展現一減小之電阻率。因此，垂直電晶體可展現一減小之RC (例如，字線之電阻與字線之電容(例如，字線間電容)之乘積)值，該減小之RC值可與垂直電晶體之切換速度成反比。在一些實施例中，垂直電晶體展現具有與本文中所揭示之垂直電晶體相同之間距之一習知垂直電晶體之RC值約1.8倍的一RC值。因此，垂直電晶體可展現比一習知垂直電晶體之一切換速度快約1.8倍的一切換速度。在一些實施例中，一導電材料可定位於相鄰垂直電晶體之間且可經組態以經電偏壓。加偏壓於該導電材料可減少或防止所謂的「字線干擾」，其中在將一電壓施加至一個垂直電晶體之字線時，該垂直電晶體之閘極電極(例如，字線)影響一相鄰垂直電晶體之閘極電極。另外。施加至導電材料之電壓可影響相鄰垂直記憶體胞元之臨限電壓。
圖1A係根據本發明之實施例之一半導體裝置100之一簡化剖面透視圖。圖1B係沿著圖1A之截面線B-B獲取之圖1A之半導體裝置100的一簡化平面橫截面視圖。半導體裝置100包括在一基板102上方之垂直電晶體110。基板102可為其上形成額外材料之一基底材料或一構造。基板102可為一半導體基板、一支撐結構上之一基底半導體層、一金屬電極或其上形成有一或多個層、結構或區域之一半導體基板。基板102可為一習知矽基板或包含一半導電材料層之其他塊體基板。如本文中所使用，術語「塊體基板」不僅意謂及包括矽晶圓，而且意謂及包括絕緣體上矽(「SOI」)基板(諸如藍寶石上矽(「SOS」)基板及玻璃上矽(「SOG」)基板)、一基底半導體基座上之矽之磊晶層及其他半導體或光電子材料(諸如矽鍺、鍺、砷化鎵、氮化鎵及磷化銦)。基板102可經摻雜或未摻雜。
參考圖1A及圖1B，垂直電晶體110可配置成列(例如，在x方向上延伸)及行(例如，在y方向上延伸)。在一些實施例中，該等列可實質上垂直於該等行。然而，本發明並不限於此且垂直電晶體110可配置成不同於圖1A及圖1B中所繪示之圖案之一圖案。儘管圖1B僅繪示6個垂直電晶體，但本發明並不限於此。例如，半導體裝置100可包括任何數目個垂直電晶體110，諸如約1,000個以上垂直電晶體110、約10,000個以上垂直電晶體110或約100,000個以上垂直電晶體110。
如圖1A中所展示，垂直電晶體110可包括在基板102之至少一部分上方之第一導電線104。在一些實施例中，第一導電線104可配置成沿著基板102在一第一方向(例如，x方向)上延伸之列。在一些此等實施例中，第一導電線104之各者可與一列垂直電晶體110之垂直電晶體110電通信。在一些實施例中，第一導電線104在本文中可被稱為一數位線。在其他實施例中，第一導電線104可被稱為一源極線。
第一導電線104可包括：鎢、鈦、鎳、鉑、銠、釕、銥、鋁、銅、鉬、銀、金、金屬合金；含金屬材料(例如，金屬氮化物、金屬矽化物、金屬碳化物、金屬氧化物)；包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氧化銥(IrOx )、氧化釕(RuOx )、其等之合金之至少一者之一材料；一導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺、導電摻雜矽鍺等)；多晶矽；展現導電性之其他材料；或其等之組合。在一些實施例中，第一導電線104包含鎢。在其他實施例中，第一導電線104包含釕。
相鄰列之第一導電線104可諸如透過一電絕緣材料128彼此電隔離，例如，電絕緣材料128可包含：磷矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)、氟矽酸鹽玻璃、二氧化矽、氮化物材料(例如，氮化矽(Si3 N4 ))、氮氧化物(例如，氮氧化矽)、介電碳氮化物材料(例如，碳氮化矽(SiCN))、介電碳氮氧化物材料(例如，碳氮氧化矽(SiOCN))、高k介電材料(例如，氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鉭(Ta2 O5 )、氧化鋯(ZrO2 )、氧化鉿(HfO2 )、氧化鑭(La2 O3 )、氧化鈦(TiO2 ))、另一材料或其等之組合。在一些實施例中，電絕緣材料128包含二氧化矽。
垂直電晶體110可包括一下導電接觸件105，例如，下導電接觸件105可包含垂直電晶體110之一源極接觸件或一汲極接觸件之一者。一垂直電晶體110之下導電接觸件105可與一各自第一導電線104電通信。下導電接觸件105可包括一導電材料。在一些實施例中，下導電接觸件105包含與第一導電線104相同之材料。
在一些實施例中，一電絕緣材料124可使垂直電晶體110之下導電接觸件105與相鄰垂直電晶體110之下導電接觸件105電隔離。例如，電絕緣材料124可包含：磷矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)、氟矽酸鹽玻璃、二氧化矽、氮化物材料(例如，氮化矽(Si3 N4 ))、氮氧化物(例如，氮氧化矽)、另一介電材料、介電碳氮化物材料(例如，碳氮化矽(SiCN))、介電碳氮氧化物材料(例如，碳氮氧化矽(SiOCN))、高介電常數介電材料(例如，氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鉭(Ta2 O5 )、氧化鋯(ZrO2 )、氧化鉿(HfO2 )、氧化鑭(La2 O3 )、氧化鈦(TiO2 ))、另一材料或其等之組合。在其他實施例中，半導體裝置100可不包括電絕緣材料124且相鄰垂直電晶體110可藉由(例如)如本文中將描述之一電絕緣材料106充分電隔離。
各垂直電晶體110可包括在其之至少一些側上由一閘極介電材料112包圍之一閘極電極108。閘極電極108在本文中亦可被稱為垂直電晶體110之一字線。參考圖1B，閘極電極108可作為在(例如) y方向上延伸之線延伸。
閘極電極108可包括一導電材料，舉例而言，諸如鎢、鈦、鎳、鉑、銠、釕、銥、鋁、銅、鉬、銀、金、金屬合金；含金屬材料(例如，金屬氮化物、金屬矽化物、金屬碳化物、金屬氧化物)；包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氧化銥(IrOx )、氧化釕(RuOx )、其等之合金之至少一者之一材料；一導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺、導電摻雜矽鍺等)；多晶矽；展現導電性之其他材料；或其等之組合。
閘極電極108之一厚度T1 可在約30 Å與約200 Å之間，諸如在約30 Å與約50 Å之間、在約50 Å與約100 Å之間、在約100 Å與約150 Å之間或在約150 Å與約200 Å之間。
半導體裝置100可包括與閘極電極108電通信之導電接觸件109 (圖1B)。在一些實施例中，垂直電晶體110 (圖1A)之各行可包括與其對應行之閘極電極108電通信之至少一導電接觸件109。導電接觸件109可包含一導電材料，舉例而言，諸如鎢、鈦、鎳、鉑、銠、釕、銥、鋁、銅、鉬、銀、金、金屬合金；含金屬材料(例如，金屬氮化物、金屬矽化物、金屬碳化物、金屬氧化物)；包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氧化銥(IrOx )、氧化釕(RuOx )、其等之合金之至少一者之一材料；一導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺、導電摻雜矽鍺等)；多晶矽；展現導電性之其他材料；或其等之組合。在一些實施例中，導電接觸件109包含與閘極電極108相同之材料。在其他實施例中，導電接觸件109包含與閘極電極108之材料不同之一材料。
在一些實施例中，導電接觸件109係與一電壓源電通信，該電壓源經組態以將一合適電壓(例如，一偏壓電壓)提供至與導電接觸件109相關聯之閘極電極108。
閘極介電材料112可安置在閘極電極108之至少一些側周圍。閘極介電材料112可沿著並鄰近於閘極電極108延伸。在一些實施例中，閘極介電材料112鄰近於閘極電極108成直線延伸。閘極介電材料112可定位於閘極電極108之至少一側上。在一些實施例中，閘極介電材料112可鄰近於閘極電極108定位在其相對側處。在一些實施例中，閘極介電材料112可下伏及上覆於閘極電極108。在一些實施例中且參考圖1A及圖1B，閘極介電材料112可定位於閘極電極108 (圖1A)上方及下方且在閘極電極108之至少兩個橫向側(例如，在x方向上之側)上。如本文中將描述，在一些實施例中，可包含與閘極介電材料112相同之材料之一電絕緣材料106可安置在閘極電極108之至少兩個其他橫向側(例如，在y方向上之側)。在一些此等實施例中，閘極電極108可實質上在其所有側上(例如，上方、下方、左、右、前、後等)藉由一介電材料包圍。
閘極介電材料112可包含一或多個電絕緣材料，舉例而言，諸如磷矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)、氟矽酸鹽玻璃、二氧化矽、二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化鉿、氧化鉭、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈮、氧化鉬、氧化鍶、氧化鋇、氧化釔、氮化物材料(例如，氮化矽(Si3 N4 ))、氮氧化物(例如，氮氧化矽)、另一閘極介電材料、介電碳氮化物材料(例如，碳氮化矽(SiCN))、介電碳氮氧化物材料(例如，碳氮氧化矽(SiOCN))、另一材料或其等之組合。在一些實施例中，閘極介電材料112包含二氧化矽。
閘極介電材料112可具有在約20 Å與約100 Å之間(諸如在約20 Å與約40 Å之間、在約40 Å與約60 Å之間、在約60 Å與約80 Å之間或在約80 Å與約100 Å之間)的一厚度T2 。在一些實施例中，可藉由調整閘極介電材料112之厚度來定製閘極電極108之一上表面與通道區域118之一上表面之間的一距離。
垂直電晶體110可進一步包括上覆於閘極電極108及閘極介電材料112之一上導電接觸件114。在一些實施例中，上導電接觸件114可包括(例如)垂直電晶體110之一源極接觸件或一汲極接觸件之一者(而下導電接觸件105包含該源極接觸件或該汲極接觸件之另一者)。上導電接觸件114可包括一導電材料。在一些實施例中，上導電接觸件114可包含與下導電接觸件105相同之材料。在其他實施例中，上導電接觸件114包含與下導電接觸件105不同之一材料。
上導電接觸件114可與一第二導電線126電通信。圖1A僅繪示第二導電線126之一部分，但將理解，在至少一些實施例中，第二導電線126在不同於第一導電線104延伸所沿之第一方向之一第二方向(例如，y方向)上延伸。第二導電線126可包含一導電材料，舉例而言，諸如鎢、鈦、鎳、鉑、銠、釕、銥、鋁、銅、鉬、銀、金、金屬合金；含金屬材料(例如，金屬氮化物、金屬矽化物、金屬碳化物、金屬氧化物)；包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氧化銥(IrOx )、氧化釕(RuOx )、其等之合金之至少一者之一材料；一導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺、導電摻雜矽鍺等)；多晶矽；展現導電性之其他材料；或其等之組合。在一些實施例中，第二導電線126包含鎢或釕。在一些實施例中，第二導電線126包含與第一導電線104相同之材料。在其他實施例中，第二導電線126包含不同於第一導電線104之一材料。
一通道區域118可定位成鄰近於閘極介電材料112 (例如，上覆於閘極介電材料112之側壁)。通道區域118可包含一半導體材料，其經配製及組態以回應於將一合適電壓(例如，一臨限電壓Vt )施加至垂直電晶體110 (例如，在閘極電極108與源極區域(例如，第一導電線104)之間)而展現導電性。在一些實施例中，通道區域118可直接接觸下導電接觸件105且沿著閘極介電材料112之側壁延伸以接觸上導電接觸件114。因此，通道區域118可直接接觸下導電接觸件105及上導電接觸件114之各者。在一些此等實施例中，通道區域118可與相關聯於通道區域118之垂直電晶體110之一源極區域及一汲極區域之各者電通信。
在一些實施例中，各垂直電晶體110可包括兩個相異通道區域118及一單個閘極電極108。通道區域118可包圍閘極電極108且可定位成鄰近於閘極電極108 (舉例而言，諸如在閘極電極108之側處)。換言之，閘極電極108可定位在垂直電晶體110之兩個通道區域118之間的中央(例如，橫向中央)。儘管圖1A及圖1B係繪示及描述為包括兩個通道區域118，但本發明並不限於此。在其他實施例中，垂直電晶體110僅包括一個通道區域118。
通道區域118可包含經配製以回應於將一合適電壓(例如，一臨限電壓、一設定偏壓電壓、一讀取偏壓電壓)施加至垂直電晶體110而傳導電流之一材料。通道區域118可包含具有大於多晶矽之一帶隙(諸如大於約1.65電子伏特(eV)之一帶隙)之一半導電材料，且在本文中可被稱為所謂的「大帶隙材料」。例如，通道區域118可包含氧化物半導體材料，諸如以下一或多者：氧化鋅錫(ZTO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnOx )、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵矽氧化物(IGSO)、氧化銦(InOx 、In2 O3 )、氧化錫(SnO2 )、氧化鈦(TiOx )、氮氧化鋅(Znx Oy Nz )、氧化鎂鋅(Mgx Zny Oz )、氧化銦鋅(Inx Zny Oz )、銦鎵鋅氧化物(Inx Gay Znz Oa )、鋯銦鋅氧化物(Zrx Iny Znz Oa )、鉿銦鋅氧化物(Hfx Iny Znz Oa )、錫銦鋅氧化物(Snx Iny Znz Oa )、鋁錫銦鋅氧化物(Alx Sny Inz Zna Od )、矽銦鋅氧化物(Six Iny Znz Oa )、氧化鋅錫(Znx Sny Oz )、鋁鋅錫氧化物(Alx Zny Snz Oa )、鎵鋅錫氧化物(Gax Zny Snz Oa )、鋯鋅錫氧化物(Zrx Zny Snz Oa )、銦鎵矽氧化物(InGaSiO)、銦鎢氧化物(IWO)、其等之組合及其他類似材料。在一些實施例中，通道區域118包含IGZO。在一些實施例中，通道區域118可具有1:1:1:4之In:Ga:Zn:O比，可具有2:2:1之In2 O3 :Ga2 O3 :ZnO比，或可藉由式InGaO3 (ZnO)5 表示。在額外實施例中，通道區域118包含IGZO及IGSO。通道區域118可包含包括兩種不同元素之原子以及氧原子之三元氧化物。在其他實施例中，通道區域118包含包括三種不同元素之原子及氧原子之四元氧化物。如本文中將描述，在一些實施例中，通道區域118可包括包含上文所描述之材料之一或多者之一或多個離散部分的一複合結構。
在一些實施例中，基於非氧化物元素(即，基於通道區域118之其他元素(即，不包括氧原子))，鎵可構成通道區域118之約20原子百分比至約60原子百分比(諸如約35原子百分比至約55原子百分比)。基於通道區域118之非氧化物元素，鋅可構成通道區域118之約20原子百分比至約60原子百分比(諸如約20原子百分比至約40原子百分比)。基於通道區域118之非氧化物元素，銦可構成通道區域118之約20原子百分比至約60原子百分比(諸如約20原子百分比至約40原子百分比)。然而，本發明並不限於此且通道區域118可具有不同於上文所描述之組合物之一組合物。
通道區域118可具有在約20 Å與約200 Å之間(諸如在約20 Å與約50 Å之間、在約50 Å與約100 Å之間、在約100 Å與約150 Å之間或在約150 Å與約200 Å之間)一厚度T3 。
在一些實施例中，通道區域118包含具有一實質上均勻組合物之一單一材料。在其他實施例中，通道區域118可包含包括一種以上類型之半導體材料(例如，氧化物半導體材料)之一複合結構。圖1C係通道區域118之一者之一部分的一簡化橫截面視圖，例如，其展示圖1A之方框C之通道區域118之部分。例如，通道區域118可包括一第一半導體材料130、在第一半導體材料130之一側上之一第二半導體材料132及在第二半導體材料132之一相對側上之一第三半導體材料134。第二半導體材料132可定位於第一半導體材料130與第三半導體材料134之間。圖1C之通道區域118在本文中亦可被稱為所謂的「多層」通道區域，因為通道區域118包括一種以上半導體材料(例如，第一半導體材料130、第二半導體材料32及第三半導體材料134)。
第一半導體材料130、第二半導體材料32及第三半導體材料134可各自獨立地選自以下各者：氧化鋅錫(ZTO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnOx )、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵矽氧化物(IGSO)、氧化銦(InOx 、In2 O3 )、氧化錫(SnO2 )、氧化鈦(TiOx )、氮氧化鋅(Znx Oy Nz )、氧化鎂鋅(Mgx Zny Oz )、氧化銦鋅(Inx Zny Oz )、銦鎵鋅氧化物(Inx Gay Znz Oa )、鋯銦鋅氧化物(Zrx Iny Znz Oa )、鉿銦鋅氧化物(Hfx Iny Znz Oa )、錫銦鋅氧化物(Snx Iny Znz Oa )、鋁錫銦鋅氧化物(Alx Sny Inz Zna Od )、矽銦鋅氧化物(Six Iny Znz Oa )、氧化鋅錫(Znx Sny Oz )、鋁鋅錫氧化物(Alx Zny Snz Oa )、鎵鋅錫氧化物(Gax Zny Snz Oa )、鋯鋅錫氧化物(Zrx Zny Snz Oa )、銦鎵矽氧化物(InGaSiO)、銦鎢氧化物(IWO)或其等之組合。
在一些實施例中，第一半導體材料130及第三半導體材料134包含相同材料且第二半導體材料132包含不同於第一半導體材料130及第三半導體材料134之一材料。在其他實施例中，第一半導體材料130、第二半導體材料32及第三半導體材料134之各者包含不同材料。在一些實施例中，第一半導體材料130及第三半導體材料134包含IGSO且第二半導體材料132包含IGZO，使得通道區域118包含一IGSO/IGZO/IGSO複合結構。儘管圖1C繪示通道區域118包含三種相異半導體材料，但本發明並不限於此。在其他實施例中，通道區域118包含兩種不同半導體材料、四種半導體材料、五種半導體材料等。作為一個實例，在一些實施例中，半導體結構通道區域118包含第一半導體材料130及鄰近於第一半導體材料130之第二半導體材料132。第一半導體材料130及第二半導體材料132可包含IGZO，但可具有一不同組合物。例如，第一半導體材料130可展現不同於第二半導體材料132之銦、鎵及鋯之一或多者之一原子百分比。換言之，第二半導體材料132可包含與第一半導體材料130相同之元素，但可展現不同於第一半導體材料130之一化學計量比(及組合物)。
使通道區域118形成為一複合結構可促進形成展現一或多個所要性質(舉例而言，諸如氫耐受性)之一通道區域118。在一些實施例中，氫不會實質上擴散至通道區域118中且通道區域118可形成氫障壁。作為一個實例，包含一IGSO/IGZO/IGSO複合結構之一通道區域118可展現對氫之耐受性且減少或防止氫擴散至該複合結構中，該氫可以其他方式擴散至通道區域中且對通道區域之電性質產生負面影響。
再次參考圖1A及圖1B，個別垂直電晶體110可藉由電絕緣材料106彼此分離。電絕緣材料106可電隔離垂直電晶體110之相鄰列及垂直電晶體110之相鄰行。
例如，電絕緣材料106可包括磷矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)、氟矽酸鹽玻璃、二氧化矽、二氧化鈦、氮化物材料(例如，氮化矽(Si3 N4 ))、氮氧化物(例如，氮氧化矽)、另一介電材料、介電碳氮化物材料(例如，碳氮化矽(SiCN))、介電碳氮氧化物材料(例如，碳氮氧化矽(SiOCN))或其等之組合。在一些實施例中，電絕緣材料106包含二氧化矽。在一些實施例中，電絕緣材料106包含與閘極介電材料112相同之材料。
一屏蔽材料120可在一方向(例如，圖1B中之y方向)上成直線延伸且可在一第二方向(例如，圖1B中之x方向)上安置於相鄰垂直電晶體110之間。因此，各垂直電晶體110可包括在其之一第一側上之一屏蔽材料120及在其之一第二、相對側上之另一屏蔽材料120。參考圖1B，在一些實施例中，屏蔽材料120可在一第一方向上(諸如在行方向上)沿著半導體裝置100成直線延伸。屏蔽材料120可藉由至少電絕緣材料124及電絕緣材料106與第一導電線104電隔離。屏蔽材料120可至少藉由電絕緣材料106與第二導電線126電隔離。另外，屏蔽材料120可至少藉由電絕緣材料106與通道區域118分離。
如本文中將描述，屏蔽材料120可經配製、組態及電偏壓以減小或防止相鄰垂直電晶體110之閘極電極108之間的字線間電容。因此，屏蔽材料120可經組態以減小相鄰垂直電晶體110之閘極電極108之間的電容(例如，字線電容)。
屏蔽材料120可具有在約20 Å與約100 Å之間(諸如在約20 Å與約40 Å之間、在約40 Å與約60 Å之間、在約60 Å與約80 Å之間或在約80 Å與約100 Å之間)的一厚度T4 。
屏蔽材料120之一下表面與通道區域118之一下表面之間的一距離D可在約10 nm與約50 nm之間，諸如在約10 nm與約30 nm之間或在約30 nm與約50 nm之間。該距離D可藉由電絕緣材料106之厚度加以控制。
屏蔽材料120可包含一導電材料。在一些實施例中，屏蔽材料120包含具有一P+型導電性之一材料且可被稱為一P+本體區域。在其他實施例中，屏蔽材料120包含：一導電金屬，舉例而言，諸如鎢、鈦、鎳、鉑、銠、釕、銥、鋁、銅、鉬、銀、金、金屬合金；含金屬材料(例如，金屬氮化物、金屬矽化物、金屬碳化物、金屬氧化物)；包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鋁(TiAlN)、氧化銥(IrOx )、氧化釕(RuOx )、其等之合金之至少一者之一材料；一導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺、導電摻雜矽鍺等)；多晶矽；展現導電性之其他材料；或其等之組合。合適導電摻雜半導體材料可用P型摻雜物(諸如硼、鋁、鎵或其等之組合)摻雜。在一些實施例中，屏蔽材料120包含鎢。在其他實施例中，屏蔽材料120包含釕。在一些實施例中，屏蔽材料120包含與第一導電線104及/或第二導電線126相同之材料。
屏蔽材料120可與一導電接觸件122 (圖1B)電通信，導電接觸件122可經組態以提供一合適偏壓至屏蔽材料120。在一些實施例中，導電接觸件122係與經組態以加偏壓於導電接觸件122及相關聯屏蔽材料120之一電壓源電通信。與導電接觸件122電通信之該電壓源可不同於與導電接觸件122及閘極電極108電通信之一電壓源。
在一些實施例中，導電接觸件122包含與屏蔽材料120相同之材料。在其他實施例中，導電接觸件122包含不同於屏蔽材料120之材料之一材料。導電接觸件122可包含與導電接觸件109相同之材料。
在一些實施例中，當選擇(即，用一電壓加偏壓於)至少一垂直電晶體110之鄰近於屏蔽材料120之一閘極電極108時，屏蔽材料120可經組態以偏壓至一預定電壓。不欲受任何特定理論侷限，據信在將一切換電壓施加至閘極電極108時，因為通道區域118定位於閘極電極108外部(即，側上) (而非閘極電極108安置於通道區域118周圍)，所以一個垂直電晶體110之通道區域118可受一相鄰垂直電晶體110之閘極電極108影響。在一些實施例中，將一合適偏壓電壓施加至屏蔽材料120可防止或減小施加至一垂直電晶體110之閘極電極108之一電壓對一相鄰垂直電晶體110之通道區域118的影響。因此，屏蔽材料120可促進減小或防止相鄰垂直電晶體110之字線108之間的所謂的「字線間電容」。在一些實施例中，半導體裝置100之一字線電容可比不包括屏蔽材料120之一習知半導體裝置之一字線電容小約35%。
在使用及操作中，可以在約-2.0 V與約2.0 V之間(諸如在約-2.0 V與約-1.5 V之間、在約-1.5 V與約-1.0 V之間、在約-1.0 V與約-0.5 V之間、在約-0.5 V與約0 V之間、在約0 V與約0.5 V之間、在約0.5 V與約1.0 V之間、在約1.0 V與約1.5 V之間或在約1.5 V與約2.0 V之間)的一電壓加偏壓於屏蔽材料120。在一些實施例中，以在約0 V與約0.5 V之間的一電壓加偏壓於屏蔽材料120。在諸如其中屏蔽材料120經組態以偏壓之一些實施例中，屏蔽材料120可被稱為半導體裝置200之一所謂的「後閘極」。
在使用及操作中，可將一電壓施加至一或多個字線108。在一些實施例中，可將可不同於施加至一或多個字線108之電壓(例如，具有一不同量值)之另一電壓施加至定位成鄰近於該電壓所施加至之字線108之屏蔽材料120。將另一電壓施加至屏蔽材料120可減小相鄰垂直電晶體110之字線108之間的一字線間電容。
因此，垂直電晶體110陣列之各垂直電晶體110可包括可定位於其各自垂直電晶體110之一中央部分處之一閘極電極108。閘極電極108可在其之一或多側上藉由一閘極介電材料112包圍。閘極介電材料112可與閘極電極108所接觸之相對側上之一通道區域118接觸。換言之，閘極介電材料112可安置於閘極電極108與通道區域118之間。閘極電極108可包括與其相關聯之兩個通道區域118。通道區域118可包含氧化物半導體材料。在一些實施例中，各閘極電極108可包括與其相關聯之兩個通道區域118且可橫向定位於兩個通道區域118之間。因為通道區域118安置於中央定位之閘極電極108之外部，所以相較於習知垂直電晶體，各垂直電晶體110之閘極電極108可經形成為一較大厚度，而垂直電晶體110之間距與習知垂直電晶體相同。閘極電極108之較大厚度增加其面積，且因此減小其電阻。因此，可減小垂直電晶體110之RC (電阻與電容之乘積)，此可與垂直電晶體110之切換速度之增加有關。垂直電晶體110可遞送與以相同間距配置之習知垂直電晶體相同之電流(例如，約5 μA/Dev)。
如本文中將描述，在一些實施例中，通道區域118可由未蝕刻(例如，未經蝕刻)之一材料形成，或在通道區域118形成之後，通道區域118之至少一部分未經蝕刻。因此，相較於曝露至各種蝕刻化學物(諸如含氫電漿)之習知通道材料，通道區域118可展現改良之電性質。在一些實施例中，通道區域118可包含一複合結構且氫不會實質上擴散至通道區域118中。垂直電晶體110可展現高於習知垂直電晶體之一臨限電壓且亦可展現低於習知垂直電晶體之關斷電流Ioff 之量值。在一些實施例中，垂直電晶體110可處於關斷狀態中，其中約0 V經施加至閘極電極108。換言之，當垂直電晶體110處於關斷狀態中時，可不將一負電壓施加至閘極電極108。在一些實施例中，可在垂直電晶體110處於關斷狀態中時將一偏壓電壓施加至屏蔽材料120。相比而言，當垂直電晶體處於關斷狀態中時，若未將一實質上負電壓施加至閘極電極(例如，具有大於約1.0之一量值之一關斷電壓)，則包括通道材料(例如，包含多晶矽)且不包括導電屏蔽材料120之習知垂直電晶體可展現洩漏電流。在一些實施例中，將一電壓施加至一個垂直電晶體110之一閘極電極108可不影響一相鄰垂直電晶體110之閘極電極108或通道區域118。
因此，在至少一些實施例中，一種半導體裝置包含一第一導電線及在該第一導電線上方之一垂直電晶體。該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其上覆於該閘極電極之側；及一通道區域，其在該閘極介電材料之側上，該閘極介電材料定位於該通道區域與該閘極電極之間。該半導體裝置進一步包含上覆於該垂直電晶體之一導電接觸件之一第二導電線。
因此，在至少一些實施例中，一種半導體裝置包含在一第一導電線上方之一垂直電晶體，該垂直電晶體包含：一閘極電極，其藉由一閘極介電材料包圍；一第一通道區域，其在該閘極電極之一第一側上，該閘極介電材料定位於該第一通道區域與該閘極電極之間；及一第二通道區域，其在該閘極電極之一第二側上，該閘極介電材料定位於該第二通道區域與該閘極電極之間。該半導體裝置進一步包含在該垂直電晶體上方之一第二導電線，及在相鄰垂直電晶體之通道區域之間的一導電材料，該導電材料藉由一電絕緣材料與該等通道區域電隔離。
因此，在至少其他實施例中，一種半導體裝置包含一垂直電晶體，該垂直電晶體包含：一閘極電極；一第一通道區域，其在該閘極電極之一第一側上；一第二通道區域，其在該閘極電極之一第二側上，該第二側與該第一側相對；及一閘極介電質，其在該第一通道區域與該閘極電極之間及在該第二通道區域與該閘極電極之間。該半導體裝置進一步包含在該第一通道區域及該第二通道區域之側上之一導電材料，該導電材料藉由一電絕緣材料與該第一通道區域及該第二通道區域電隔離。
因此，在至少一些實施例中，一種操作一半導體裝置之方法包含：將一偏壓電壓施加至包含一垂直電晶體之一半導體裝置之一閘極電極。該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其在該閘極電極之至少相對側上；及一通道材料，其在該閘極介電材料之側上，該閘極電極定位於該通道材料之不同部分之間。該方法進一步包含將另一偏壓電壓施加至定位於該半導體裝置之該電晶體與至少另一電晶體之間的一導電材料。
在一些實施例中，半導體裝置100可包括(諸如在一3D記憶體結構中，諸如在一經堆疊DRAM陣列中之)垂直電晶體110之一堆疊。在一些此等實施例中，半導體裝置100可包括垂直電晶體110之一或多個層疊，各層疊自垂直電晶體110之其他層疊垂直偏移。垂直電晶體110之各層疊可藉由在其等之間延伸之絕緣材料彼此隔離。例如，參考圖1A，一電絕緣材料可形成於第二導電線126上方。垂直電晶體110之另一層疊之第一導電線104可形成於電絕緣材料上方且垂直電晶體110可形成於該層疊之第一導電線104上方以形成包含垂直電晶體之多個層疊(例如，兩個層疊、三個層疊、四個層疊、八個層疊等)之一結構。
圖2A至圖2K繪示根據本發明之一些實施例之形成上文參考圖1A至圖1C所描述之半導體裝置100的一方法。圖2A係一半導體裝置200之一簡化透視圖且圖2B係半導體裝置200之一俯視圖。半導體裝置200可包括在一基板202上方之一第一導電材料204、在第一導電材料204上方之一下導電接觸件材料205、在下導電接觸件材料205上方之一電絕緣材料206，及最終將經圖案化以形成閘極電極108 (圖1A、圖1B)之一閘極電極材料208之線209，如本文中將描述。可在其上形成電絕緣材料206及閘極電極材料之前圖案化第一導電材料204及下導電接觸件材料205。第一導電材料204及下導電接觸件材料205可包含在一第一方向(例如，x方向)上延伸之線。在一些實施例中，在圖案化第一導電材料204及下導電接觸件材料205之後在下導電接觸件材料205上方形成電絕緣材料206。在一些此等實施例中，電絕緣材料206可填充在第一導電材料204及下導電接觸件材料205之經圖案化部分(例如，線)之間的空間，如圖2H之視圖中所繪示。
基板202及第一導電材料204可分別與上文參考圖1A所描述之基板102及第一導電線104實質上相同。電絕緣材料206可與上文參考圖1A及圖1B所描述之閘極介電材料112實質上相同。下導電接觸件材料205可包含上文參考下導電接觸件105所描述之相同材料。
可藉由以下各者形成閘極電極材料208之線209：在電絕緣材料206上方形成閘極電極材料208；在閘極電極材料208之部分上方形成一遮罩；及使透過該遮罩曝露之閘極電極材料208之該等部分曝露至一合適蝕刻劑以移除閘極電極材料208之經曝露部分且形成線209。閘極電極材料208之線209可在一第一方向上(諸如在y方向上)延伸。閘極電極材料208可包含上文參考閘極電極108 (圖1A、圖1B)所描述之相同材料。在一些實施例中，閘極電極材料208之一上部分可包括一介電材料208a。介電材料208a在本文中亦可被稱為一硬遮罩。在一些實施例中，介電材料208a包含氮化矽。如本文中將描述，介電材料208a可實質上在垂直電晶體之圖案化期間保護閘極電極材料208使之免受蝕刻劑影響。儘管圖2B至圖2K中未繪示介電材料208a，但將理解，在一些實施例中，介電材料208a可上覆於閘極電極材料208且在後續蝕刻動作期間保護閘極電極材料208，如參考圖2H所描述。
參考圖2C，一閘極介電材料212可經形成鄰近於閘極電極材料208之線209 (例如，形成於閘極電極材料208之線209上方)。閘極介電材料212可包含上文參考閘極介電材料112 (圖1A、圖1B)所描述之相同材料。在一些實施例中，閘極介電材料212包含二氧化矽。在一些實施例中，閘極介電材料212包含與電絕緣材料206相同之材料。因此，電絕緣材料206及閘極介電材料212可包含可對應於閘極介電材料112之一單體絕緣材料。儘管圖2C至圖2K將電絕緣材料206及閘極介電材料212繪示為分離組件，但將理解，電絕緣材料206及閘極介電材料212可包含展現一實質上均勻組合物(例如，二氧化矽)之一單體結構。
閘極介電材料212可藉由(例如)原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、低壓化學氣相沈積(LPCVD)、電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)、另一沈積方法或其等之組合來形成。閘極介電材料212可保形地形成於閘極電極材料208之線209上方。在一些實施例中，可移除相鄰線209之間的閘極介電材料212及電絕緣材料206以曝露下導電接觸件材料205在相鄰線209之間的部分。在一些實施例中，藉由使相鄰線209之間的閘極介電材料212及電絕緣材料206曝露至一合適蝕刻化學物(諸如曝露至經配製及組態以移除閘極介電材料212及電絕緣材料206而實質上不會移除下導電接觸件材料205之一反應性離子蝕刻化學物)來移除相鄰線209之間的閘極介電材料212及電絕緣材料206。在一些實施例中，一遮罩可上覆於閘極電極材料208上方之閘極介電材料212使得不會自閘極電極材料208之表面上方移除閘極介電材料212。因此，閘極介電材料212及電絕緣材料206可實質上包圍閘極電極材料208。
參考圖2D，一半導體材料218可形成(例如，保形地形成)於半導體裝置200上方。半導體材料218可形成於至少閘極介電材料212之表面(例如，側壁)上方。半導體材料218可包含上文參考通道區域118 (圖1A)所描述之相同材料。半導體材料218可藉由ALD、CVD、PVD、LPCVD、PECVD、另一沈積方法或其等之組合來形成。在一些實施例中，半導體材料218係藉由原子層沈積形成。在一些實施例中，半導體材料218係在一低溫(例如，在約15°C與約25°C之間)下形成。因為半導體材料218係形成於閘極電極材料208及閘極介電材料212之線209上方，所以可在至少第一方向上圖案化半導體材料218。因此，半導體材料218可未經蝕刻以在第一方向上圖案化半導體材料218且可形成為在與閘極電極材料208相同之一方向上延伸之線。換言之，鄰近於閘極介電材料212之表面及在該等表面上之半導體材料218可配置為線而無需曝露至用於將半導體材料218圖案化為線之蝕刻化學物(例如，無需使半導體材料218曝露至含氫電漿)。換言之，在一些實施例中，半導體材料218可沈積為經圖案化線。
在一些實施例中，半導體材料218可形成為如上文參考圖1C所描述之一複合結構。在一些實施例中，至少一第一半導體材料可形成於半導體裝置200之表面上方(諸如藉由原子層沈積)且至少一第二半導體材料可形成於該第一半導體材料上方(諸如藉由原子層沈積)。在一些實施例中，額外半導體材料可形成於該第二半導體材料上方以形成展現所要電及材料性質(例如，臨限電壓、洩漏電流、氫耐受性等)之一複合結構。
在一些實施例中，可移除形成於線209之閘極介電材料212上方及第一導電材料204上方之半導體材料218之部分使得半導體材料218僅上覆於閘極介電材料212之在線209之側壁上之部分(例如，側壁)。在一些實施例中，使半導體裝置200曝露至一反應性離子蝕刻電漿(例如，包含CHF3 、SF6 、C4 F8 、CH3 F、另一氣體或其等之組合)以自相鄰線209之間的下導電接觸件材料205之表面移除半導體材料218。在其他實施例中，藉由使相鄰線209之間的下導電接觸件材料205之表面上之半導體材料218曝露至一濕式蝕刻化學物而移除相鄰線209之間的半導體材料218。在一些實施例中，半導體材料218之一上表面可實質上不與閘極電極材料208之一上表面共面。在一些此等實施例中，與閘極電極材料208之上表面相比，半導體材料218之上表面可定位成更遠離基板202。在一些實施例中，藉由化學機械平坦化移除閘極介電材料212之上表面上之半導體材料218。
參考圖2E，一上導電接觸件材料214可形成於線209之表面上方，諸如形成於線209之上表面上之閘極介電材料212上方。上導電接觸件材料214可包括上文參考上導電接觸件114 (圖1A)所描述之相同材料。
在一些實施例中，可藉由以下各者在線209上形成上導電接觸件材料214：用一犧牲材料(例如，一光阻劑、矽、另一材料等)填充線之間的空間；在線犧牲材料上方形成一遮罩且透過該遮罩曝露線209 (即，閘極介電材料212)；透過遮罩中之開口形成上導電接觸件材料214；及移除遮罩及犧牲材料。在其他實施例中，上導電接觸件材料214可在半導體裝置200之一稍後製造階段形成。
參考圖2F，可移除下導電接觸件材料205之在相鄰線209之間的一部分以曝露相鄰線209之間的第一導電材料204且形成離散下導電接觸件(例如，下導電接觸件105 (圖1A))，各下導電接觸件與一各自線209相關聯。儘管圖2F繪示移除相鄰線209之間的下導電接觸件材料205，但本發明並不限於此且下導電接觸件材料205可實質上與第一導電材料204共延伸。
圖2G係在形成上導電接觸件材料214之後且在移除相鄰線209之間的下導電接觸件材料205之後的半導體裝置200之一俯視圖。
參考圖2H及圖2I，可在一第二方向上圖案化半導體裝置200。圖2H係沿著圖2F之截面線H-H獲取之半導體裝置之一簡化橫截面視圖。在一些實施例中，可在第一方向上在線209上方放置一遮罩或一光阻材料且可在第二方向上圖案化半導體裝置200。可圖案化上導電接觸件材料214、閘極介電材料212及半導體材料218之部分以形成電晶體結構215。在一些實施例中，在可圖案化上導電接觸件材料214及半導體材料218之部分以形成電晶體結構215時，可不移除閘極電極材料208。例如，介電材料208a (圖2A)可在第二方向上圖案化半導體裝置200期間保護下伏閘極電極材料208使之免受各種蝕刻劑影響。在一些實施例中，藉由使半導體材料曝露至一濕式蝕刻化學物而移除上導電接觸件材料214及半導體材料218之部分。因此，在一些實施例中，形成電晶體結構215且在第一方向及第二方向上圖案化半導體材料218而無需使半導體材料218曝露至乾式蝕刻劑(諸如包含氫之乾式蝕刻劑)。換言之，可形成電晶體結構215且在第一方向及第二方向上圖案化電晶體結構215而無需在第一方向及第二方向之至少一者上蝕刻半導體材料218且無需使半導體材料218曝露至乾式蝕刻化學物。
在形成電晶體結構215之後，用一電絕緣材料填充相鄰電晶體結構215之間的空間，該電絕緣材料可包含上文參考電絕緣材料106所描述之相同材料。
參考圖2J，一電絕緣材料216可形成(例如，保形地形成)於電晶體結構215上方。電絕緣材料216可包含上文參考電絕緣材料106 (圖1A、圖1B)所描述之相同材料。電絕緣材料216可藉由(例如) ALD、CVD、PVD、LPCVD、PECVD、另一沈積方法或其等之組合來形成。
在形成電絕緣材料216之後，一導電材料220可形成(例如，保形地形成)於電絕緣材料216上方。在一些實施例中，形成導電材料220實質上填充相鄰電晶體結構215之間的一體積。換言之，可用導電材料220填充相鄰電晶體結構215之電絕緣材料216之間的空間。
導電材料220可包含上文參考屏蔽材料120 (圖1A、圖1B)所描述之相同材料。在一些實施例中，導電材料220包含與閘極電極材料208相同之材料。
參考圖2K，可移除上導電接觸件材料214之表面上方之導電材料220及電絕緣材料216以形成半導體裝置200之一實質上平坦上表面且曝露上導電接觸件材料214之部分。
在平坦化半導體裝置200之後，在一些實施例中，可在上導電接觸件材料214上方圖案化另一導電材料以形成在y方向上延伸之導電線。在一些實施例中，該等導電線可在不同於第一導電材料204之線209延伸之方向之一方向上延伸。在一些實施例中，導電線可被稱為一源極線。在其他實施例中，導電線可被稱為一數位線、一位元線或一存取線。
儘管圖2A至圖2K已被描述為按一特定順序形成半導體裝置200之不同組件，但本發明並不限於此。例如，儘管上導電接觸件材料214已被描述為在形成半導體材料218之後形成，但本發明並不限於形成半導體裝置200之組件之該特定順序。在其他實施例中，上導電接觸件材料214可在形成電絕緣材料216及導電材料220之後形成。在一些此等實施例中，可自電晶體結構215之表面上方移除電晶體結構215 (圖2J)上方之導電材料220及電絕緣材料216以形成導電材料220及電絕緣材料216中之開口且曝露閘極介電材料212之上部分。上導電接觸件材料214可形成於該等開口中。此後，可諸如藉由化學機械平坦化自半導體裝置200之上表面移除上導電接觸件材料214、導電材料220及電絕緣材料216。
因此，垂直電晶體210可由定位於閘極電極材料208之側上之半導體材料218形成且包括半導體材料218。在一些實施例中，各垂直電晶體210之閘極電極材料208係定位於該垂直電晶體之一橫向中央位置處且半導體材料218係定位成鄰近於閘極電極材料208 (諸如在閘極電極材料208之相對側(例如，橫向側)上)。半導體材料218之一垂直長度(即，在z方向上)可大於閘極電極材料208之一垂直長度。在一些實施例中，可形成及圖案化半導體材料218而無需使半導體材料218曝露至各種蝕刻化學物(諸如乾式蝕刻化學物)。例如，在形成半導體材料218之後，將形成通道區域118 (圖1A)之半導體材料218 (例如，在閘極介電材料212之側壁上之半導體材料218)可實質上未曝露至乾式蝕刻化學物。因此，在一些此等實施例中，半導體材料218可被認為包含「原始」或「經沈積(as-deposited)」材料且可相對於習知垂直電晶體之通道區域展現改良之電性質。
在一些實施例中，諸如在藉由原子層沈積形成半導體材料218時，半導體材料218可形成為一複合結構。在一些此等實施例中，半導體材料218可經配製及組態以展現氫耐受性(例如，實質上減少或防止氫擴散於其中)。
在一些實施例中，在形成半導體裝置200之後，半導體裝置200可經受一氫退火程序，諸如藉由使半導體裝置200曝露至至少約400°C (諸如至少約450°C、至少約500°C或至少約600°C)之一溫度。在該氫退火程序期間，半導體材料218可包括一複合結構，該複合結構可經配製及組態以展現對氫之免疫力且受保護以防止氫物種滲透至半導體材料218中。
因此，在至少一些實施例中，一種形成一半導體裝置之方法包含形成一第一導電線及在該第一導電線上方形成一垂直電晶體。形成該垂直電晶體包含：形成一閘極電極；形成鄰近於該閘極電極之一第一側及鄰近於該閘極電極之一第二側之一閘極介電材料；及在形成該閘極電極之後，形成鄰近於鄰近於該閘極電極之該第一側之該閘極介電材料及鄰近於鄰近於該閘極電極之該第二側之該閘極介電材料之一通道區域。該方法進一步包含在該垂直電晶體上方形成一第二導電線。
因此，可用原始通道區域(例如，通道區域118、在無需蝕刻其半導體材料之情況下形成之半導體材料218)形成本發明之半導體裝置(例如，半導體裝置100、200)。本發明之通道區域118、半導體材料218可相對於習知垂直電晶體之習知半導體材料展現改良性質。例如，本發明之通道區域118、半導體材料218可相較於習知半導體材料展現一較高臨限電壓、一減小之關斷電流及一較大電子載子遷移率。另外，通道區域118、半導體材料218可展現對氫之耐受性且可經配製及組態以防止氫擴散於其中。半導體裝置100、200可至少部分歸因於導電屏蔽材料120、220而相對於習知半導體裝置展現一減小之字線間電容。在一些實施例中，半導體裝置100、200可相較於習知半導體裝置展現一改良之切換速度。
根據本發明之實施例之包括通道區域(例如，通道區域118、半導體材料218)之半導體裝置(例如，半導體裝置100、200)可用於本發明之電子系統之實施例中。例如，圖3係根據本發明之實施例之一闡釋性電子系統303的一方塊圖。例如，電子系統303可包含(例如)一電腦或電腦硬體組件、一伺服器或其他網路連結硬體組件、一蜂巢式電話、一數位相機、一個人數位助理(PDA)、可攜式媒體(例如，音樂)播放器、一Wi-Fi或具蜂巢式功能之平板電腦(舉例而言，諸如iPad®或SURFACE®平板電腦)、一電子書、一導航裝置等。電子系統303包括至少一記憶體裝置305。記憶體裝置305可包括(例如)本文中先前所描述之一半導體裝置(例如，半導體裝置100、200)之一實施例，其中通道區域(例如，通道區域118、半導體材料218)包含原始經沈積材料。該半導體裝置可包括定位在通道區域(例如，通道區域118、半導體材料218)中央之至少一閘極電極(例如，閘極電極108、208)。另外，半導體裝置可包括在相鄰垂直電晶體(例如，垂直電晶體110、210)之間的一屏蔽材料(例如，導電屏蔽材料120、220)，該屏蔽材料可減小半導體裝置之字線間電容。
電子系統303可進一步包括至少一電子信號處理器裝置307 (通常被稱為一「微處理器」)。電子信號處理器裝置307可視需要包括本文中先前所描述之一半導體裝置(例如，半導體裝置100、200)之一實施例。電子系統303可進一步包括用於由一使用者將資訊輸入至電子系統303中之一或多個輸入裝置309，舉例而言，諸如一滑鼠或其他指標裝置、一鍵盤、一觸控墊、一按鈕或一控制面板。電子系統303可進一步包括用於向一使用者輸出資訊(例如，視覺或音訊輸出)之一或多個輸出裝置311，舉例而言，諸如一監視器、一顯示器、一印表機、一音訊輸出插孔、一揚聲器等。在一些實施例中，輸入裝置309及輸出裝置311可包含既可用於將資訊輸入至電子系統303亦可向一使用者輸出視覺資訊之一單個觸控螢幕裝置。輸入裝置309及輸出裝置311可與記憶體裝置305及電子信號處理器裝置307之一或多者電通信。
因此，根據本發明之實施例，一種電子裝置包含：至少一輸入裝置；至少一輸出裝置；至少一處理器裝置，其可操作地耦合至該至少一輸入裝置及該至少一輸出裝置；及一半導體裝置，其可操作地耦合至該至少一處理器裝置。該半導體裝置包含一垂直電晶體陣列。該垂直電晶體陣列之至少一垂直電晶體包含：一閘極電極，其藉由一閘極介電材料與一下導電接觸件分離；該閘極介電材料，其上覆於該閘極電極之側壁；一第一通道區域，其在該閘極介電材料之一橫向側上；及一第二通道區域，其在該閘極介電材料之與該第一通道區域之該橫向側相對之一橫向側上，該閘極電極定位於該第一通道區域與該第二通道區域之間。
下文闡述本發明之額外非限制實例性實施例。
實施例1：一種半導體裝置，其包含：一第一導電線；一垂直電晶體，其在該第一導電線上方，該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其上覆於該閘極電極之側；及一通道區域，其在該閘極介電材料之側上，該閘極介電材料定位於該通道區域與該閘極電極之間；及一第二導電線，其上覆於該垂直電晶體之一導電接觸件。
實施例2：如實施例1之半導體裝置，其中該通道區域包含兩個相異通道區域，該等相異通道區域之一者定位於該閘極電極之一第一橫向側上且該等相異通道區域之另一者定位於該閘極電極之一第二橫向側上。
實施例3：如實施例1或實施例2之半導體裝置，其中該閘極電極實質上在其所有側上藉由該閘極介電材料包圍。
實施例4：如實施例1至3中任一項之半導體裝置，其中該通道區域包含氧化物半導體材料。
實施例5：如實施例1至4中任一項之半導體裝置，其中該通道區域包含ZTO、IZO、ZnOx 、IGZO、IGSO、InOx 、In2 O3 、SnO2 、TiOx 、Znx Oy Nz 、Mgx Zny Oz 、Inx Zny Oz 、Inx Gay Znz Oa 、Zrx Iny Znz Oa 、Hfx Iny Znz Oa 、Snx Iny Znz Oa 、Alx Sny Inz Zna Od 、Six Iny Znz Oa 、Znx Sny Oz 、Alx Zny Snz Oa 、Gax Zny Snz Oa 、Zrx Zny Snz Oa 、InGaSiO或IWO之至少一者。
實施例6：如實施例1至5中任一項之半導體裝置，其中該通道區域包含銦鎵鋅氧化物材料及在該銦鎵鋅氧化物材料之相對側上之銦鎵矽氧化物材料。
實施例7：如實施例1至6中任一項之半導體裝置，其中該通道區域包含一多層通道區域。
實施例8：如實施例1至7中任一項之半導體裝置，其進一步包含在相鄰垂直電晶體之間的另一導電材料，該另一導電材料藉由一電絕緣材料與相鄰垂直電晶體之該等通道區域電隔離。
實施例9：如實施例8之半導體裝置，其中該另一導電材料係與一電壓源電通信。
實施例10：如實施例1至9中任一項之半導體裝置，其中該通道區域係藉由原子層沈積形成。
實施例11：如實施例1至10中任一項之半導體裝置，其中該通道區域展現大於約1.65電子伏特之一帶隙。
實施例12：一種形成一半導體裝置之方法，該方法包含：形成一第一導電線；在該第一導電線上方形成一垂直電晶體，形成該垂直電晶體包含：形成在一方向上延伸之一閘極電極；形成鄰近於該閘極電極之一第一側及鄰近於該閘極電極之一第二側之一閘極介電材料；及在形成該閘極電極之後，形成鄰近於鄰近於該閘極電極之該第一側之該閘極介電材料及鄰近於鄰近於該閘極電極之該第二側之該閘極介電材料之一通道區域；及在該垂直電晶體上方形成一第二導電線。
實施例13：如實施例12之方法，其進一步包含移除該通道區域之部分以形成鄰近該垂直電晶體之另一垂直電晶體。
實施例14：如實施例12或實施例13之方法，其中形成一通道區域包含形成鄰近於該閘極介電材料之包含一多層通道材料之一通道區域材料，該多層通道材料形成防止氫擴散至該通道區域中之一障壁。
實施例15：如實施例12至14中任一項之方法，其中形成一通道區域包含：形成鄰近於該閘極介電材料之一第一銦鎵矽氧化物材料；形成鄰近於該第一銦鎵矽氧化物材料之銦鎵鋅氧化物；及形成鄰近於該銦鎵鋅氧化物之一第二銦鎵矽氧化物材料。
實施例16：如實施例12至15中任一項之方法，其進一步包含形成在該通道區域之一側上且藉由一電絕緣材料與該通道區域分離之一導電材料。
實施例17：如實施例12至16中任一項之方法，其中形成該通道區域包含：形成鄰近於該閘極介電材料之至少一第一氧化物半導體材料；及形成鄰近於該第一氧化物半導體材料之至少一第二氧化物半導體材料。
實施例18：如實施例12至17中任一項之方法，其中形成一通道區域包含藉由原子層沈積形成該通道區域。
實施例19：如實施例12至18中任一項之方法，其中形成一通道區域包含在無需使該通道區域曝露至一乾式蝕刻劑之情況下形成該通道區域。
實施例20：一種半導體裝置，其包含：一垂直電晶體，該垂直電晶體包含：一閘極電極；一第一通道區域，其在該閘極電極之一第一側上；一第二通道區域，其在該閘極電極之一第二側上，該第二側與該第一側相對；及一閘極介電質，其在該第一通道區域與該閘極電極之間及在該第二通道區域與該閘極電極之間；及一導電材料，其在該第一通道區域及該第二通道區域之一側上，該導電材料藉由一電絕緣材料與該第一通道區域及該第二通道區域電隔離。
實施例21：如實施例20之半導體裝置，其中該第一通道區域及該第二通道區域包含氧化物半導體材料。
實施例22：如實施例20或實施例21之半導體裝置，其中該閘極電極係定位於該第一通道區域與該第二通道區域之間的中央。
實施例23：如實施例20至22中任一項之半導體裝置，其中該垂直電晶體係垂直定位於第一導電線與第二導電線之間。
實施例24：如實施例23之半導體裝置，其進一步包含定位於該等第一導電線及該等第二導電線上方之垂直電晶體。
實施例25：如實施例23或實施例24之半導體裝置，其中該導電材料包含在與該等第一導電線及該等第二導電線之一者相同之一方向上延伸之線。
實施例26：如實施例20至23中任一項之半導體裝置，其中該導電材料之一上部分未與該閘極電極之一上部分共面。
實施例27：如實施例20至26中任一項之半導體裝置，其中該第一通道區域及該第二通道區域各包含包括銦鎵鋅氧化物及在該銦鎵鋅氧化物之側上之銦鎵矽氧化物之一複合結構。
實施例28：一種操作一半導體裝置之方法，該方法包含：將一偏壓電壓施加至包含一垂直電晶體之一半導體裝置之一閘極電極，該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其在該閘極電極之至少相對側上；及一通道材料，其在該閘極介電材料之側上，該閘極電極定位於該通道材料之不同部分之間；及將另一偏壓電壓施加至定位於該半導體裝置之該電晶體與至少另一電晶體之間的一導電材料。
實施例29：如實施例28之方法，其中將另一偏壓電壓施加至一導電材料包含將具有不同於施加至該閘極電極之該偏壓電壓之一量值之另一偏壓電壓施加至該導電材料。
實施例30：如實施例28或實施例29之方法，其中將另一偏壓電壓施加至一導電材料包含在將該偏壓電壓施加至該閘極電極時將約-2.0 V與約2.0 V之間的一偏壓電壓施加至該導電材料。
實施例31：如實施例28至30中任一項之方法，其中將一偏壓電壓施加至該閘極電極包含在該垂直電晶體處於一關斷狀態中時將約0 V之一偏壓電壓施加至該閘極電極。
實施例32：如實施例31之方法，其中將另一偏壓電壓施加至一導電材料包含在將約0 V之該偏壓電壓施加至該閘極電極時將另一偏壓電壓施加至該導電材料。
實施例33：一種電子裝置，其包含：至少一輸入裝置；至少一輸出裝置；至少一處理器裝置，其可操作地耦合至該至少一輸入裝置及該至少一輸出裝置；及一半導體裝置，其可操作地耦合至該至少一處理器裝置，該半導體裝置包含一垂直電晶體陣列，該垂直電晶體陣列之至少一垂直電晶體包含：一閘極電極，其藉由一閘極介電材料與一下導電接觸件分離，該閘極介電材料上覆於該閘極電極之側壁；一第一通道區域，其在該閘極介電材料之一橫向側上；及一第二通道區域，其在該閘極介電材料之與該第一通道區域之該橫向側相對之一橫向側上，該閘極電極定位於該第一通道區域與該第二通道區域之間。
雖然已結合圖描述特定闡釋性實施例，然一般技術人員將認知及瞭解，本發明所涵蓋之實施例並不限於本文中明確展示及描述之該等實施例。實情係，可在不脫離本發明所涵蓋之實施例之範疇(諸如下文所主張之範疇，包括合法等效物)之情況下做出本文中所描述之實施例之許多添加、刪除及修改。另外，來自一項所揭示實施例之特徵可與另一所揭示實施例之特徵組合同時仍涵蓋於本發明之範疇內。
100:半導體裝置 102:基板 104:第一導電線 105:導電接觸件 106:絕緣材料 108:字線/閘極電極 109:導電接觸件 110:垂直電晶體 112:閘極介電材料 114:上導電接觸件 118:通道區域 120:屏蔽材料 122:導電接觸件 124:絕緣材料 126:第二導電線 128:絕緣材料 130:第一半導體材料 132:第二半導體材料 134:第三半導體材料 200:半導體裝置 202:基板 204:第一導電材料 205:導電接觸件材料 206:絕緣材料 208:閘極電極材料 208a:介電材料 209:線 210:垂直電晶體 212:閘極電極材料 214:上導電接觸件材料 215:電晶體結構 216:絕緣材料 218:半導體材料 220:導電材料 303:電子系統 305:記憶體裝置 307:電子信號處理器裝置 309:輸入裝置 311:輸出裝置
圖1A係根據本發明之實施例之包括垂直電晶體之一半導體裝置的一簡化剖面透視圖； 圖1B係沿著圖1A之截面線B-B獲取之圖1A之半導體裝置的一簡化俯視橫截面視圖； 圖1C係根據本發明之實施例之一通道區域之一簡化橫截面視圖； 圖2A至圖2K繪示根據本發明之實施例之形成半導體裝置之一方法；及 圖3係根據本發明之一實施例之一電子系統之一示意性方塊圖。
100:半導體裝置
102:基板
104:第一導電線
105:導電接觸件
106:絕緣材料
108:字線/閘極電極
110:垂直電晶體
112:閘極介電材料
114:上導電接觸件
118:通道區域
120:屏蔽材料
124:絕緣材料
126:第二導電線
128:絕緣材料

Claims (22)

  1. 一種包括一垂直電晶體之裝置，該裝置包含：一第一導電線；一第二導電線，其垂直地上覆於(overlying)該第一導電線；及一垂直電晶體，其在該第一導電線及該第二導電線之間垂直地延伸，該垂直電晶體包含：一閘極電極，其在該第一導電線及該第二導電線之間垂直地延伸；一通道區域，其包含在該閘極電極之一第一側上之一第一通道區域及在該閘極電極之一第二相對側上之一第二通道區域，該第一通道區域及該第二通道區域係垂直地定向(vertically oriented)且具有大於矽之一帶隙(bandgap)之一帶隙，該第一通道區域及該第二通道區域個別地包含一複合結構，該複合結構包括一第一半導體材料、一第二半導體材料、及一第三半導體材料，該第二半導體材料在該第一半導體材料及該第三半導體材料之間；及一閘極介電材料，其在該通道區域及該閘極電極之間。
  2. 如請求項1之裝置，其中該第一通道區域及該第二通道區域之每一者個別地包含多於三種相異(distinct)半導體材料。
  3. 如請求項1之裝置，其中該閘極電極係實質上在其之所有側上藉由該閘極介電材料包圍。
  4. 如請求項1之裝置，其中該第一半導體材料、該第二半導體材料、及該第三半導體材料之每一者獨立地包含一氧化物半導體材料。
  5. 如請求項1之裝置，其中該第一半導體材料、該第二半導體材料、及該第三半導體材料之每一者獨立地包含ZTO、IZO、ZnOx、IGZO、IGSO、InOx、In2O3、SnO2、TiOx、ZnxOyNz、MgxZnyOz、InxZnyOz、InxGayZnzOa、ZrxInyZnzOa、HfxInyZnzOa、SnxInyZnzOa、AlxSnyInzZnaOd、SixInyZnzOa、ZnxSnyOz、AlxZnySnzOa、GaxZnySnzOa、ZrxZnySnzOa、InGaSiO或IWO之至少一者。
  6. 如請求項1之裝置，其中該第二半導體材料包含一銦鎵鋅氧化物材料且該第一半導體材料及該第三半導體材料之每一者包含一銦鎵矽氧化物材料。
  7. 如請求項1之裝置，其中該第一半導體材料、該第二半導體材料、及該第三半導體材料之每一者包含一不同的材料組合物(a different material composition)。
  8. 如請求項1之裝置，其進一步包含在相鄰垂直電晶體之間且與該閘極電極之一垂直長度之一多數(majority)垂直地共延伸(coextensive)之另一導電材料，該另一導電材料藉由一電絕緣材料與相鄰垂直電晶體之該等通道區域電隔離。
  9. 如請求項8之裝置，其中該另一導電材料係與一電壓源電通信，該電壓源與該閘極電極、該第一導電線、及該第二導電線分離。
  10. 如請求項1之裝置，其中該第一通道區域及該第二通道區域係藉由原子層沈積形成。
  11. 如請求項1之裝置，其中該閘極電極係定位於該第一通道區域與該第二通道區域之間的中央。
  12. 如請求項1之裝置，其進一步包含在該第一通道區域之一側上且垂直地延伸該第一導電線及該第二導電線之間之一距離之一多數之一導電材料，該導電材料藉由一電絕緣材料與該第一通道區域電隔離。
  13. 如請求項12之裝置，其中：該導電材料之一上表面未與該閘極電極之一上表面共面；且該導電材料之一下表面與該閘極電極之一下表面共面。
  14. 一種形成一裝置之方法，該方法包含：形成一第一導電線；在該第一導電線上方(over)形成一垂直電晶體，形成該垂直電晶體包含：形成在一垂直方向上延伸之一閘極電極； 形成鄰近該閘極電極之一第一側及鄰近該閘極電極之一第二側之一閘極介電材料；及在形成該閘極電極之後，形成一通道區域，該通道區域包含一第一通道區域及一第二通道區域，該第一通道區域係鄰近於鄰近該閘極電極之該第一側之該閘極介電材料，該第二通道區域係鄰近於該閘極電極之該第二側，該第一通道區域及該第二通道區域之每一者係垂直地定向且包含具有大於矽之一帶隙之一帶隙之一複合結構，形成該第一通道區域及該第二通道區域個別地包含：形成鄰近於該閘極介電材料之一第一半導體材料；形成鄰近於該第一半導體材料之一第二半導體材料；及形成鄰近於該第二半導體材料之一第三半導體材料；及在該垂直電晶體上方形成一第二導電線。
  15. 如請求項14之方法，其中形成該通道區域包含形成該第一半導體材料、該第二半導體材料、及該第三半導體材料之每一者以包含一不同的材料組合物。
  16. 如請求項14之方法，其中：形成該第一半導體材料包含形成一第一銦鎵矽氧化物材料；形成該第二半導體材料包含形成鄰近於該第一銦鎵矽氧化物材料之銦鎵鋅氧化物；及形成該第三半導體材料包含形成鄰近於該銦鎵鋅氧化物之一第二銦鎵矽氧化物材料。
  17. 如請求項14之方法，其進一步包含形成在該第一通道區域之一側上且藉由一電絕緣材料與該第一通道區域分離之一導電材料，該導電材料垂直地延伸該第一導電線及該第二導電線之間之一距離之一多數。
  18. 如請求項14之方法，其中：形成該第一半導體材料包含形成一第一氧化物半導體材料；及形成該第二半導體材料包含形成一第二氧化物半導體材料。
  19. 如請求項14之方法，其中形成一通道區域包含在無需使該通道區域曝露至一乾式蝕刻劑之情況下形成該通道區域。
  20. 一種操作一裝置之方法，該方法包含：將一偏壓電壓施加至一垂直電晶體之一閘極電極，該垂直電晶體包含：一閘極電極；一閘極介電材料，其在該閘極電極之至少相對側上；及一通道材料，其包含在該閘極電極之一第一側上之一第一通道區域及在該閘極電極之一第二相對側上之一第二通道區域，該第一通道區域及該第二通道區域係垂直地定向且具有大於矽之一帶隙之一帶隙，該第一通道區域及該第二通道區域個別地包含一複合結構，該複合結構包括一第一半導體材料、一第二半導體材料、及一第三半導體材料，該第二半導體材料在該第一半導體材料及該第三半導 體材料之間；及將另一偏壓電壓施加至定位於該裝置之該電晶體與至少另一電晶體之間的一導電材料。
  21. 如請求項20之方法，其中將另一偏壓電壓施加至一導電材料包含將具有不同於施加至該閘極電極之該偏壓電壓之一量值之另一偏壓電壓施加至該導電材料。
  22. 一種電子裝置，其包含：至少一輸入裝置；至少一輸出裝置；至少一處理器裝置，其可操作地耦合至該至少一輸入裝置及該至少一輸出裝置；及如請求項1至13中任一項之裝置，其可操作地耦合至該至少一處理器裝置。
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