三维半导体装置的制作方法

本公开涉及一种三维半导体装置及其制造方法，更具体地，涉及一种具有改进的电特性的三维半导体装置。

背景技术：

1、半导体装置由于其诸如小型化、多功能性和/或低制造成本的特性，作为电子工业中的重要组件而受到关注。半导体装置可被分类为存储逻辑数据的半导体存储器装置、计算和处理逻辑数据的半导体逻辑装置、以及包括存储器组件和逻辑组件的混合半导体装置。

2、近来，随着电子设备的高速度和低功耗，内置的半导体装置也要求高操作速度、低操作电压和/或类似特性。为了满足这些要求，需要更高集成度的半导体装置。然而，当半导体装置变得更高集成时，半导体装置的电特性和生产良率可能会降低。因此，正在进行用于改进半导体装置的电特性和生产良率的大量研究。

技术实现思路

1、所公开构思的实施例可以提供一种具有改进的电特性和可靠性的三维半导体装置及其制造方法。

2、根据所公开构思的实施例，一种三维半导体装置可以包括：衬底，其包括单元阵列区域和延伸区域；半导体图案，其设置在衬底的单元阵列区域上并沿基本平行于衬底的上表面的第一方向延伸；字线，其围绕半导体图案并沿基本平行于衬底的上表面且基本垂直于第一方向的第二方向延伸；隔离结构，其沿第二方向在单元阵列区域和延伸区域上延伸；以及穿透隔离结构的屏蔽结构，其中隔离结构在单元阵列区域上设置在半导体图案之间，并且其中隔离结构和屏蔽结构各自包括彼此不同的材料。

3、根据所公开构思的实施例，一种三维半导体装置可以包括：衬底，其包括单元阵列区域和延伸区域；半导体图案，其设置在衬底的单元阵列区域上并沿基本平行于衬底的上表面的第一方向延伸；字线，其围绕半导体图案并沿基本平行于衬底的上表面且基本垂直于第一方向的第二方向延伸；在半导体图案中每一个的一侧上的电容器结构；在半导体图案中每一个的另一侧上的位线；沿第二方向在单元阵列区域和延伸区域上延伸的隔离结构；以及穿透隔离结构的屏蔽结构，其中屏蔽结构的至少一部分在平面图中与延伸区域重叠。

4、根据所公开构思的实施例，一种三维半导体装置可以包括：衬底，其包括单元阵列区域和延伸区域；半导体图案，其沿基本平行于衬底的上表面的第一方向延伸；字线，其围绕半导体图案并沿基本平行于衬底的上表面且基本垂直于第一方向的第二方向延伸；位线，其在半导体图案的第一边缘部分上沿基本垂直于衬底的上表面的第三方向延伸；在半导体图案的第二边缘部分上的电容器结构；沿第二方向在单元阵列区域和延伸区域上延伸的隔离结构；以及穿透隔离结构的屏蔽结构，其中隔离结构包括与半导体图案的第一边缘部分相邻设置的第一隔离结构和与半导体图案的第二边缘部分相邻设置的第二隔离结构，其中屏蔽结构包括延伸进入第一隔离结构的第一屏蔽结构和延伸进入第二隔离结构的第二屏蔽结构，并且其中第一隔离结构和第二隔离结构各自包括蚀刻选择性与第一屏蔽结构和第二屏蔽结构的蚀刻选择性不同的材料。

5、根据所公开构思的实施例，一种制造半导体装置的方法可以包括：制备包括第一区域和第二区域的衬底；在衬底的第一区域上形成沿第一方向延伸的半导体图案；在半导体图案之间形成沿基本垂直于第一方向的第二方向跨越第一区域和第二区域延伸的隔离结构；形成穿透隔离结构的屏蔽结构；形成沿第二方向延伸并围绕衬底中的第一区域上的半导体图案的字线；以及形成与半导体图案的一侧连接的电容器结构，其中屏蔽结构可以包括蚀刻选择性与隔离结构的蚀刻选择性不同的材料。

6、根据所公开构思的实施例，形成字线可以包括：去除第一区域上的隔离结构的一部分以形成敞开区域；形成围绕第一区域上的半导体图案的导电层；以及图案化导电层。

7、根据所公开构思的实施例，制造三维半导体装置的方法还可以包括在形成电容器结构之前在衬底的第二区域上形成栅极连接线，其中形成栅极连接线可以包括去除第二区域上的隔离结构的一部分以形成敞开区域和在第二区域上形成栅极连接线。

8、根据一些实施例，去除第二区域上的隔离结构的一部分可以包括执行湿法蚀刻工艺直到屏蔽结构的一端被暴露。

9、根据一些实施例，形成电容器结构可以包括去除半导体图案的一部分和在半导体图案上形成电容器结构。

1.一种三维半导体装置，包括：

2.根据权利要求1所述的三维半导体装置，其中：

3.根据权利要求1所述的三维半导体装置，还包括位于所述延伸区域上的栅极连接线，

4.根据权利要求1所述的三维半导体装置，其中，所述屏蔽结构在平面图中具有沿所述第二方向延伸的条形。

5.根据权利要求1所述的三维半导体装置，其中，所述屏蔽结构延伸穿过所述隔离结构并进入所述衬底。

6.根据权利要求1所述的三维半导体装置，还包括与所述半导体图案中的至少一个连接的电容器结构，

7.根据权利要求6所述的三维半导体装置，

8.根据权利要求1所述的三维半导体装置，

9.根据权利要求1所述的三维半导体装置，还包括连接到所述半导体图案中的每一个的一端的位线，

10.一种三维半导体装置，包括：

11.根据权利要求10所述的三维半导体装置，

12.根据权利要求10所述的三维半导体装置，

13.根据权利要求12所述的三维半导体装置，其中，所述第一屏蔽结构的一部分在所述第一方向上与所述字线重叠。

14.根据权利要求12所述的三维半导体装置，其中，所述第二屏蔽结构沿所述第二方向与所述位线重叠。

15.根据权利要求12所述的三维半导体装置，其中，所述第一屏蔽结构的一端比所述第二屏蔽结构的一端更靠近所述电容器结构放置。

16.一种三维半导体装置，包括：

17.根据权利要求16所述的三维半导体装置，

18.根据权利要求16所述的三维半导体装置，还包括围绕所述第一屏蔽结构和所述第二屏蔽结构的侧表面和下表面的衬垫。

19.根据权利要求16所述的三维半导体装置，其中，所述第一屏蔽结构的一端和所述第二屏蔽结构的一端在所述第一方向上对齐。

20.根据权利要求18所述的三维半导体装置，还包括位于所述延伸区域上的连接结构，