半导体存储器装置的制作方法

本公开涉及半导体装置，具体地，涉及一种包括栅极结构的半导体装置。

背景技术：

1、由于其小尺寸、多功能性和/或低成本特性，在电子行业中半导体装置被认为重要元件。半导体装置被分类为用于存储数据的半导体存储器装置、用于处理数据的半导体逻辑装置以及包括存储器和逻辑元件二者的混合半导体装置。

2、随着电子装置的高速和低功耗的最近趋势，电子装置中的半导体装置也需要具有高操作速度和/或低操作电压，并且为了满足这一需求，有必要增加半导体装置的集成密度。然而，半导体装置集成密度的增加可能导致半导体装置的可靠性和电特性劣化。因此，正在进行许多研究以改进半导体装置的可靠性和电特性。

技术实现思路

1、根据实施例，一种半导体装置可包括：基板，其包括有源区域；

2、以及栅极结构，其与有源区域交叉。栅极结构可包括：栅极图案，其在垂直于基板的底表面的第一方向上穿透有源区域的上部；含金属图案，其在栅极图案上；以及势垒图案，其插置在栅极图案和含金属图案之间并且延伸以面向含金属图案的相对侧表面。

3、根据实施例，一种半导体装置可包括：基板，其包括有源区域；第一栅极结构和第二栅极结构，其分别与有源区域交叉；以及掩埋半导体图案，其插置在基板和第二栅极结构之间。第一栅极结构和第二栅极结构中的每一个可包括：栅极图案，其穿透每个有源区域的上部；含金属图案，其在栅极图案上；以及势垒图案，其插置在栅极图案和含金属图案之间并且延伸以面向含金属图案的相对侧表面。

4、根据实施例，一种半导体装置可包括：基板，其包括有源区域；以及第一栅极结构和第二栅极结构，其分别与有源区域交叉。第一栅极结构可包括：栅极图案，其穿透有源区域中的一个的上部；含金属图案，其在栅极图案上；以及势垒图案，其插置在栅极图案和含金属图案之间并且延伸以面向含金属图案的相对侧表面。第二栅极结构可包括顺序地堆叠在有源区域中的另一个的顶表面上的水平栅极图案、水平势垒图案和水平含金属图案。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述有源区域的顶表面位于比所述栅极图案的顶表面低且比所述栅极图案的底表面高的高度。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述含金属图案的顶表面与所述势垒图案的最顶表面共面。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，当在平行于所述基板的底表面的第二方向上测量时，沿着所述栅极图案的顶表面的所述栅极图案的宽度大于沿着所述含金属图案的底表面的所述含金属图案的宽度。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括在所述栅极图案的底表面和所述基板之间的栅极绝缘图案，所述栅极绝缘图案沿着所述栅极图案的相对侧表面延伸。

6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘图案包括高k介电材料。

7.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘图案从所述有源区域的内部在所述第一方向上笔直地延伸至比所述有源区域的顶表面高的高度。

8.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘图案进一步延伸以面向所述势垒图案的相对侧表面。

9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，所述势垒图案在所述栅极绝缘图案与所述含金属图案的相对侧表面中的每一个之间。

10.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘图案的最顶表面处于与所述含金属图案的顶表面相同的高度。

11.根据权利要求5所述的半导体装置，还包括在所述栅极绝缘图案和所述基板之间的掩埋半导体图案。

12.根据权利要求11所述的半导体装置，其中，所述有源区域中的所述掩埋半导体图案的相对侧表面中的每一个与所述栅极绝缘图案的相对侧表面中的位于比所述有源区域的顶表面高的水平高度处的对应一个共面。

13.根据权利要求5所述的半导体装置，还包括在所述栅极结构和所述栅极绝缘图案之间的导电图案，所述导电图案包括单层或多层。

14.根据权利要求13所述的半导体装置，其中，所述导电图案覆盖所述含金属图案的相对侧表面。

15.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极图案的相对侧表面中的每一个与所述势垒图案的相对侧表面中的对应一个共面。

16.一种半导体装置，包括：

17.根据权利要求16所述的半导体装置，还包括：

18.根据权利要求17所述的半导体装置，还包括：

19.一种半导体装置，包括：

20.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，所述第二栅极结构的底表面处于比所述第一栅极结构的底表面高的高度。

技术总结
一种半导体装置包括：基板，其具有有源区域；以及栅极结构，其与有源区域交叉。栅极结构可包括：栅极图案，其在垂直于基板的底表面的第一方向上穿透有源区域的上部；含金属图案，其在栅极图案上；以及势垒图案，其插置在栅极图案和含金属图案之间并且延伸以面向含金属图案的相对侧表面。

技术研发人员：尹灿植,李基硕
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14