KR101579587B1 - Semiconductor device and method of forming the same - Google Patents
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Abstract
반도체 장치 및 그 형성방법이 제공된다. 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역 및 돌출영역이 형성된 반도체 기판, 리세스 영역의 바닥면 상의 평탄부와 평탄부로부터 측면으로 연장된 측벽부을 포함하고, 서로 이격되어 적층된 복수개의 게이트 도전막 그리고 복수개의 게이트 도전막들을 관통하는 활성기둥들 및 상기 돌출영역 상에 형성된 주변회로를 포함하는 반도체 장치 및 그 형성 방법이다.
주변회로, 개구부구부, 리세스 영역, 돌출영역
A semiconductor device and a method of forming the same are provided. A semiconductor device comprising: a semiconductor substrate on which a recessed region and a protruded region are formed, the recessed region including a bottom surface and a side surface; a plurality of gate conductive films including a flat portion on a bottom surface of the recessed region and side walls extending sideways from the flat portion, And a peripheral circuit formed on the protruding region and active pillars passing through the plurality of gate conductive films, and a method of forming the same.
Peripheral circuit, opening bend, recessed area, protruded area
Description
본 발명은 반도체 장치 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변회로를 갖는 반도체 장치 및 그 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device and a method of forming the same, and more particularly, to a semiconductor device having a peripheral circuit and a method of forming the same.
전자 산업의 발전으로 인해 반도체 소자가 사용되는 다양한 전자기기들의 다기능화, 소형화, 고용량화가 더욱 심화되고 있다. 이에 따라 반도체 소자의 대용량화, 고집적화, 저소비전력화가 추구되고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 반도체 기술은 기존의 평판형 소자에서 벗어나 다양한 구조를 포함하는 반도체 소자를 제조할 수 있도록 발전하였다.Due to the development of the electronic industry, various electronic devices in which semiconductor devices are used are becoming more versatile, smaller, and higher in capacity. Accordingly, a larger capacity, higher integration, and lower power consumption of semiconductor devices are being sought. In order to meet such a demand, semiconductor technology has evolved from a conventional planar type device to a semiconductor device including various structures.
하지만, 반도체 소자의 구조가 다양해짐에 따라, 반도체 소자를 구성하는 각각의 패턴들의 구조가 다양해지고 복잡해지게 되었다. 그리고 반도체 소자에 존재하는 다양하고 복잡한 패턴을 연결하기 위해서 및/또는 복잡한 구조 내에 존재하는 주변회로의 배선을 위해서 높은 단차를 갖는 개구부의 형성이 불가피하게 되었다. 높은 단차를 갖는 개구부의 형성 과정에서 및/또는 이러한 개구부의 매립과정에서 많은 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 높은 단차를 갖는 개구부가 예상치 않 은 곳에 형성되거나 및/또는 개구부의 단차가 예상된 단차를 갖지 못하거나 및/또는 개구부가 안정적으로 매립되지 못하고 보이드 등 기타 결함이 발생하여 반도체 소자의 신뢰성이 악화되는 문제점이 있을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 높은 단차를 갖는 개구부를 제거하는 연구들이 진행되고 있다.However, as the structure of the semiconductor device becomes various, the structure of each pattern constituting the semiconductor device becomes various and complicated. In addition, it is inevitable to form openings with high steps for connecting various complex patterns existing in semiconductor devices and / or wiring of peripheral circuits existing in a complicated structure. Many problems may occur in the process of forming openings having a high step and / or in the process of embedding such openings. For example, if an opening having a high stepped portion is formed at an unexpected position and / or a stepped portion of the opening portion does not have an expected stepped portion and / or an opening portion is not stably embedded, There is a problem that the reliability is deteriorated. In order to solve such a problem, studies have been made to remove openings having a high step.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 우수한 신뢰성을 갖는 반도체 장치의 형성 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of forming a semiconductor device having excellent reliability.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 돌출영역 상에 형성된 주변회로를 포함하는 반도체 장치의 형성 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a semiconductor device including a peripheral circuit formed on a protruding region.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 높은 단차를 갖는 개구부가 제거된 반도체 장치의 형성 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a semiconductor device in which openings having high steps are removed.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 반도체 소자 및 그 형성 방법을 제공한다. 반도체 소자의 형성 방법은 반도체 기판에 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역, 및 돌출영역을 형성하는 것; 상기 리세스 영역의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함하고, 서로 이격된 복수개의 게이트 도전막들을 적층하는 것; 그리고 상기 돌출영역 상에, 주변회로를 형성하는 것을 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a semiconductor device and a method of forming the same. A method of forming a semiconductor device includes forming a recessed region and a protruded region in a semiconductor substrate, the recessed region including a bottom surface and a side surface; Stacking a plurality of gate conductive films spaced apart from each other and including a flat portion on the bottom surface of the recess region and a side wall portion extending from the flat portion to the side surface; And forming a peripheral circuit on the protruding region.
상기 반도체 기판은 기저 기판과 상기 기저 기판 상의 절연막을 포함하고, 상기 리세스 영역을 형성하는 것은 상기 리세스 영역의 상기 절연막을 식각하여 상기 돌출영역의 상기 절연막은 남기는 것을 포함한다.The semiconductor substrate includes a base substrate and an insulating film on the base substrate, and forming the recessed region includes etching the insulating film in the recessed region to leave the insulating film in the protruding region.
상기 반도체 장치의 형성 방법은 상기 주변회로를 형성하기 전, 상기 돌출영역의 절연막 상에 반도체막을 형성하는 것을 더 포함한다.The method for forming a semiconductor device further includes forming a semiconductor film on an insulating film of the protruding region before forming the peripheral circuit.
상기 반도체 장치의 형성 방법은 상기 게이트 도전막들의 측벽부의 상부면은 상기 돌출영역의 상부면과 동일한 높이를 갖도록 형성되는 것을 포함한다.The method for forming the semiconductor device includes forming the upper surface of the sidewall portion of the gate conductive films to have the same height as the upper surface of the protruding region.
상기 게이트 도전막들을 형성하는 것은, 상기 리세스 영역 상에 게이트 간 절연막들 및 도전막들을 교대로 적층하는 것을 포함한다.The forming of the gate conductive films includes alternately laminating the inter-gate insulating films and the conductive films on the recessed regions.
상기 반도체 장치의 형성 방법은 상기 도전막들 및 상기 게이트 간 절연막들을 패터닝하여 상기 리세스 영역의 바닥면을 노출시키는 제1 개구부들을 형성하는 것; 그리고 상기 리세스 영역의 바닥면과 직접 접촉하면서, 상기 제1 개구부들 내에 배치되는 활성기둥들을 형성하는 것을 더 포함한다.The method for forming a semiconductor device includes forming first openings that expose a bottom surface of the recess region by patterning the conductive films and the inter-gate insulating films; And forming active columns disposed in the first openings while being in direct contact with the bottom surface of the recessed region.
상기 반도체 장치의 형성 방법은 상기 활성기둥들이 형성된 상기 도전막들 및 상기 게이트 간 절연막들 상에 층간 절연막을 형성하는 것; 상기 층간 절연막을 패터닝하여 상기 게이트 도전막들의 측벽부, 활성기둥 및 주변회로를 노출시키는 제2 개구부를 형성하는 것; 상기 제2 개구부를 매립하여 플러그를 형성하는 것을 더 포함한다.The method for forming a semiconductor device includes forming an interlayer insulating film on the conductive films and the inter-gate insulating films on which the active columns are formed; Patterning the interlayer insulating film to form a second opening exposing a sidewall of the gate conductive films, an active column and a peripheral circuit; And filling the second opening to form a plug.
상기 플러그는 상기 게이트 도전막 보다 전도성이 높은 물질로 형성되는 것을 포함한다. Wherein the plug is formed of a material having a higher conductivity than the gate conductive film.
반도체 장치는 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역, 및 돌출영역을 포함 하는 반도체 기판; 상기 리세스 영역의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장된 측벽부을 포함하고, 서로 이격되어 적층된 복수개의 게이트 도전막들; 상기 복수개의 게이트 도전막들을 관통하는 활성기둥들; 상기 돌출영역 상에 형성된 주변회로를 포함한다.A semiconductor device includes: a semiconductor substrate including a recessed region including a bottom surface and a side surface, and a protruding region; A plurality of gate conductive films stacked on each other and including a flat portion on the bottom surface of the recess region and a side wall portion extending from the flat portion to the side surface; Active pillars passing through the plurality of gate conductive layers; And a peripheral circuit formed on the protruding region.
상기 반도체 장치는 상기 복수개의 게이트 도전막들의 측벽부의 상부면과 연결된 플러그를 더 포함한다.The semiconductor device further includes a plug connected to an upper surface of a sidewall portion of the plurality of gate conductive films.
돌출영역에 주변회로를 형성하여 품질이 우수한 반도체 장치및 그 형성 방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a semiconductor device having excellent quality by forming a peripheral circuit in a protruding region and a method of forming the same.
높은 단차를 갖는 개구부가 제거된 반도체 장치 및 그 형성 방법을 제공하여 품질이 우수한 반도체 장치 및 그 형성 방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a semiconductor device in which openings having high steps are removed and a method of forming the same, thereby providing a semiconductor device having excellent quality and a method of forming the same.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 막이 다른 막 또는 기판상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다. 본 명세서에서 '및/또는' 이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In addition, since they are in accordance with the preferred embodiment, the reference numerals presented in the order of description are not necessarily limited to the order. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for clarity. Also, when a film is said to be on another film or substrate, it may be formed directly on another film or substrate, or a third film may be interposed therebetween. The expression " and / or " is used herein to mean including at least one of the elements listed before and after.
도 1 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 1 을 참조하면, 기저 기판(100)은 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역(106) 및 돌출 영역(108)을 포함할 수 있다. 상기 기저 기판(100)은 반도체 기판일 수 있다. 상기 리세스 영역(106) 및 상기 돌출 영역(108)은 일체(one body)의 상기 반도체 기판일 수 있다. 상기 리세스 영역(106)은 셀들이 제공되는 셀영역일 수 있고, 상기 셀들은 교대로 적층된 게이트 도전막들(130) 및 게이트 간 절연 패턴(140)을 포함할 수 있다. 상기 게이트 도전막들(130)은 상기 리세스 영역(106)의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장된 측벽부를 포함하고, 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 반도체 장치는 상기 게이트 도전막들(130) 및 상기 게이트 간 절연 패턴(140)을 관통하는 활성 기둥들(156)을 포함하되, 상기 활성 기둥들(156)이 상기 기저 기판(100)의 바닥면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 상기 활성 기둥들(156)과 상기 게이트 도전막들(130)의 측벽 및 상기 활성 기둥(156)과 상기 게이트 층간 절연 패턴(140)의 측벽 사이에 게이트 절연막 패턴(153)이 개재되되, 상기 기저 기판(100) 일부를 노출시킬 수 있다. 최상부의 상기 게이트 층간 절연 패턴(146)에 위치한 상기 활성기둥(156) 영역에는 드레인 영역(D)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 1, the
상기 최상부 게이트 도전막(135)은 상부 선택 게이트로 사용될 수 있고, 상기 최하부 게이트 도전막(131)은 하부 선택 게이트로 사용될 수 있다. 상기 최상부 게이트 도전막(135)과 상기 최하부 게이트 도전막(131) 사이의 게이트 도전막들(132~134)은 제어 게이트로 사용될 수 있다. 도면에는 3개의 제어 게이트가 도시되어 있으나, 그 이상의 제어 게이트가 포함될 수 있다.The uppermost gate
상기 돌출 영역(108)은 주변회로(160)가 제공되는 주변회로 영역일 수 있다. 상기 주변회로(160)는 주변회로 게이트 절연막(164) 및 주변회로 게이트(166)를 포함할 수 있다. 상기 주변회로 게이트(166)는 상기 돌출 영역(108) 상에 배치되고, 상기 주변회로 게이트(166)와 상기 반도체 기판 사이에 상기 주변회로 게이트 절연막(164)이 개재될 수 있다. The
상기 게이트 도전막들(130)의 측벽부의 상부면과 연결된 플러그들(181~186) 및 상기 주변회로(160)와 연결된 플러그들(187~189)이 배치될 수 있다. 상기 플러그들(181~189)은 층간 절연막(170) 상에 형성된 도전패턴들(191~199)과 연결될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
도 2 를 참조하면, 상기 반도체 기판은 상기 기저 기판(100) 및 상기 기저 기판(100) 상의 절연막(102)을 포함할 수 있다. 상기 절연막(102)은 상기 돌출 영역(108)을 제공할 수 있다. 상기 주변회로(161)는 상기 절연막(102) 상의 반도체 막(162) 상에 제공될 수 있다.Referring to FIG. 2, the semiconductor substrate may include the
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 3 을 참조하면, 기저 기판(200)은 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역(206) 및 돌출 영역(208)을 포함할 수 있다. 상기 기저 기판(200)은 반도체 기판일 수 있다. 상기 리세스 영역(206) 및 돌출 영역(208)은 일체(one body)의 상기 반도체 기판일 수 있다. 상기 리세스 영역(206)은 셀들이 제공되는 셀영역일 수 있다. 상기 셀들은 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장된 측벽부를 포함하고 게이트간 절연 패턴(220)에 의해 서로 이격되어 적층된 복수개의 게이트 도전막들(250)을 포함할 수 있다. 상기 기저 기판(200)의 바닥면과 접촉하도록 배치되되, 상기 복수개의 게이트 도전막들(250)을 관통하는 활성 기둥(232)이 배치될 수 있다. 상기 활성기둥(232)들 사이에는 절연성 물질(234)이 배치될 수 있고, 상기 최상부층의 게이트 간 절연 패턴(226)에 위치한 상기 활성 기둥(232)의 상부 영역에는 드레인 영역이 배치될 수 있다. 상기 게이트 도전막들(250)과 상기 활성기둥(232) 사이 및 상기 게이트 도전막들(250)과 게이트 간 절연 패턴(220) 사이에 게이트 절연막(240)이 개재될 수 있다. 상기 복수개의 활성기둥(232)들 사이에 갭필 절연막(244)이 배치되되, 상기 최하층의 게이트 도전막(251) 상에 배치될 수 있다. 상기 리세스 영역(206)에 형성된 셀영역의 기저 기판(200)에 공통 소스 라인이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 3, the
상기 최상부 게이트 도전막(226)은 상부 선택 게이트로 사용될 수 있고, 상기 최하부 게이트 도전막(221)은 하부 선택 게이트로 사용될 수 있다. 상기 최상부 게이트 도전막(226)과 상기 최하부 게이트 도전막(221) 사이의 게이트 도전막들(222~225)은 제어 게이트로 사용될 수 있다. 도면에는 4개의 제어 게이트가 도시되어 있으나, 그 이상의 제어 게이트가 포함될 수 있다.The top gate
상기 돌출 영역(208)은 주변회로(260)가 제공되는 주변회로(260) 영역일 수 있다. 상기 주변회로(260)는 주변회로 게이트 절연막(264) 및 주변회로 게이트(266)를 포함할 수 있다. 상기 주변회로 게이트(266)는 상기 돌출 영역(208) 상에 배치되고, 상기 주변회로 게이트(266)와 상기 반도체 기판 사이에 상기 주변회로 게이트 절연막(264)이 개재될 수 있다.The
상기 반도체 장치에 상기 게이트 도전막들(250)의 측벽부의 상부면과 연결된 플러그들(280~286) 및 상기 주변회로(260)와 연결된 플러그들(287~289)이 더 포함될 수 있다. 상기 플러그들(280~289)은 층간 절연막(268) 상에 형성된 도전패턴들(290~299)과 연결될 수 있다. The semiconductor device may further include
도 4 는 본 발명의 다른 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a modification of another embodiment of the present invention.
도 4 를 참조하면, 상기 반도체 기판은 상기 기저 기판(200) 및 상기 기저 기판(200) 상의 절연막(202)을 포함할 수 있다. 상기 절연막(202)은 상기 돌출 영역(208)을 제공할 수 있다. 상기 주변회로(261)는 상기 절연막(202) 상의 반도체 막(262) 상에 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4, the semiconductor substrate may include the
도 5a 내지 도 5h 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.5A to 5H are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 5a 를 참조하면, 상기 기저 기판(100)을 식각하여 리세스 영역(106)이 형성될 수 있다. 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역(106) 및 돌출영역(108)을 형성할 수 있다. 상기 기저 기판(100)의 식각 공정은 이방석 식각의 방법으로 수행될 수 있다. 상기 기저 기판(100)은 반도체 기판일 수 있다. 상기 리세스 영역(106)의 바닥면과 상기 돌출 영역(108)의 상부면과의 차이는 0.5um 이상 일 수 있다. 상기 리세스 영역(106)은 셀들이 형성되는 셀 영역, 상기 돌출 영역(108)은 주변회로(160)가 형성되는 주변회로 영역(160)일 수 있다.Referring to FIG. 5A, the recessed
상기 기저 기판(100)은 단결정 구조의 반도체(예를 들어, P형 실리콘 웨이퍼)일 수 있다. 상기 기저 기판(100)은 다른 도전형의 불순물 영역들에 의해 전기적으로 분리된 영역을 구비할 수 있다. The
도 5b 를 참조하면, 상기 리세스 영역(106) 상에 게이트 간 절연막들(111~116) 및 도전막들(121~125)을 교대로 적층할 수 있다. 상기 게이트 간 절연막들(111~116) 및 도전막들(121~125)은 상기 돌출 영역(108) 상에도 형성될 수 있다. 상기 도전막들(121~125)은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD) 또는 원자층 화학 증착(ALD) 중에서 어느 하나의 방법에 의해 형성된 도핑된 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5B, the inter-gate insulating
상기 게이트 간 절연막들(111~116)은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(PVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)중 어느 하나의 방법에 의해 형성된 실리콘 산화막을 포함할 수 있다.The inter-gate
도 5c 를 참조하면, 상기 돌출 영역(108) 상에 교대로 적층된 게이트 간 절 연막들(111~116) 및 도전막들(121~125)을 화학적 기계적 연마(CMP) 또는 에치백 공정을 수행하여 제거할 수 있다. 상기 게이트 간 절연막들(111~116) 및 상기 도전막들(121~125)의 측벽부의 상부면은 상기 돌출영역(108)의 상부면과 동일한 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 이로써, 게이트 간 절연 패턴(141~146:140)이 형성될 수 있고, 게이트 도전막들(131~135:130)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 도전막들(130)은 상기 게이트 간 절연 패턴(140)에 의해 서로 이격되어 적층되되, 상기 리세스 영역(106)의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함할 수 있다. 상기 게이트 도전막들(130)의 측벽부의 상부면은 상기 돌출 영역(108)의 상부면과 동일한 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 5C, a chemical mechanical polishing (CMP) process or an etch back process is performed on the gate
도 5d 를 참조하면, 상기 게이트 도전막들(130) 및 상기 게이트 간 절연패턴(140)을 패터닝하여 상기 리세스 영역(106)의 바닥면을 노출시키는 제1 개구부(150)를 형성할 수 있다. 상기 제1 개구부(150)의 측벽이 경사지게 형성되는 경우, 채널의 폭이 달라질 수 있다. 이를 최소화하기 위해, 상기 제1 개구부(150) 형성을 위한 패터닝은 이방성 식각 기술을 사용하여 실시될 수 있다. 이로써, 상기 제1 개구부(150)는 수직한 측벽을 가질 수 있다.5D, a
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 개구부(150)는 도 5c 의 공정 전에 실시하여, 상기 도전막들(121~126) 및 게이트 간 절연막들(111~116)을 패터닝하여 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
도 5e 를 참조하면, 상기 제1 개구부(150)가 형성된 결과물 상에 게이트 절연막(152)을 콘포말하게 형성할 수 있다. 상기 게이트 절연막(152)은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(PVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)중 어느 하나의 방법에 의해 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 중의 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5E, a
상기 게이트 절연막(152)은 정보저장을 위한 박막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 게이트 절연막(152)은 차례로 적층된 블로킹 절연막, 전하 저장막 및 터널 절연막을 포함할 수 있다. 상기 전하 저장막은 전하트랩 사이트를 갖는 실리콘 질화막 또는 실리콘 산질화막을 포함할 수 있다. 상기 터널 절연막은 열산화막 또는 화학 기상 증착법(CVD)에 의한 실리콘 산화막을 포함할 수 있고, 상기 블로킹 절연막은 상기 터널 절연막보다 높은 유전상수를 갖는 물질들 중의 적어도 한가지를 포함할 수 있다. The
상기 제1 개구부(150)내에 식각 마스크로서 스페이서(154)가 형성될 수 있다. 상기 스페이서(154)를 상기 제1 개구부(150) 내에서 상기 게이트 절연막(152)의 내측벽을 덮도록 형성되어, 상기 게이트 절연막(152)을 식각하는 후속 패터닝 공정에서 상기 게이트 절연막(152)에 대한 식각손상을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 스페이서(154)는 상기 게이트 절연막(152)에 대한 식각 손상을 최소화하면서 제거될 수 있는 물질들 중의 한가지 일 수 있다. 예를 들여, 상기 스페이서(154)에 접촉하는 상기 게이트 절연막(152)이 실리콘 산화막일 경우, 상기 스페이서(154)는 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다. A
도 5f 를 참조하면, 상기 스페이서(154)을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 게이트 절연막(152)을 식각할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 개구부(150)의 바닥에서 상기 리세스 영역(106)의 기저 기판(100)의 상부면을 노출시키는 게이트 절연막 패턴(153)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막 패턴(153)의 형성 후, 상기 스페이서(154)가 제거될 수 있다. Referring to FIG. 5F, the exposed
이어서, 상기 리세스 영역(106)의 바닥면과 직접 접촉하면서, 상기 제1 개구부(150) 내에 배치되는 활성 기둥(156)이 형성될 수 있다. 상기 활성 기둥(156)은 상기 기저 기판(100)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 활성 기둥(156) 및 기저 기판(100)은 결정의 결함 없이 연속적으로 이어지는 단결정 구조의 실리콘을 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 활성 기둥(156)은 에피택시얼 기술들 중의 한가지를 사용하여 상기 노출된 기저 기판(100)으로부터 성장될 수 있다.
도 5g 를 참조하면, 상기 돌출 영역(108) 상에 주변회로(160)가 형성될 수 있다. 먼저, 상기 돌출 영역(108) 상에 주변회로 게이트 절연막(164)이 형성될 수 있다. 상기 주변회로 게이트 절연막(164)은 열산화 공정을 통해 형성된 40~300 옹스트롱의 두께의 실리콘 산화막을 포함할 수 있다. 상기 주변회로 게이트 절연막(164) 상에 주변회로 게이트(166)가 형성될 수 있다. 예들 들어, 상기 주변회로 게이트(166)는 다결정 실리콘으로 형성될 수 있다. 한편, 다결정 실리콘은 금속성 물질에 비해 상대적으로 높은 비저항을 갖기 때문에, 상기 주변회로 게이트(166)의 저항을 줄이기 위해 상기 주변회로 게이트(166) 상에 주변회로 보조게이트(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 주변회로 보조게이트(미도시)는 실리사이드 막들 및 금속막들 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5G, a
상기 주변회로 게이트(166) 양측에 소오스 영역 및 드레인 영역이 형성될 수 있다. 상기 소오스 영역 및 드레인 영역은 도펀트들에 의해 도핑된 영역일 수 있다. 이와는 달리, 상기 소오스 영역 및 드레인 영역은 상기 주변회로 게이트(166)에 인가되는 전압으로 인하여 상기 주변회로 게이트(166)에서 발생되는 가장자리 전계(fringe field)에 의해 생성될 수 있다. A source region and a drain region may be formed on both sides of the
이로써, 주변회로 게이트 절연막(164) 및 주변회로 게이트(166)를 포함하는 주변회로(160)가 형성될 수 있다. Thereby, the
상기 최상부 게이트 도전막(135)를 패터닝하여 상부 선택 게이트 라인이 형성될 수 있다. 상기 상부 선택 게이트 라인 각각은 상기 활성 기둥(156)을 일차원적으로 연결하도록 형성될 수 있다.An upper select gate line may be formed by patterning the uppermost gate
도 5h 를 참조하면, 상기 기저 기판(100) 상에 층간 절연막(170)을 형성할 수 있다. 상기 층간 절연막(170)은 주변회로(160) 영역 상에도 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(170)을 패터닝하여 상기 게이트 도전막들(130)의 측벽부, 활성 기둥들(156) 및 주변회로(160)를 노출시키는 제2 개구부들(171~179)이 형성될 수 있다. 상기 활성 기둥(156)과 연결된 제2 개구부(171)를 통해 드레인 영역(D)이 형성될 수 있다. 상기 제2 개구부들(171~179)은 고단차를 갖지 않을 수 있다. Referring to FIG. 5H, an
다음으로, 도 1 을 재차 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성방법 이어서 설명한다.Next, referring to FIG. 1 again, a method of forming a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1 을 참조하면, 상기 층간 절연막(170) 상에 플러그 도전막을 형성할 수 있다. 상기 플러그 도전막은 제2 개구부들(171~179)을 매립할 수 있다. 상기 플러그 도전막은 상기 게이트 도전막들(130) 보다 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있 다. 예를 들어, 상기 플러그 도전막은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD) 또는 원자층 화학 증착(ALD 중에서 어느 하나의 방법에 의해 형성된 텅스텐을 포함할 수 있다. 상기 플러그 도전막의 형성후, 상기 층간 절연막(170)을 식각 정지막으로 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 이로써, 플러그들(181~189)이 형성될 수 있다. 이어서, 상기 층간 절연막(170) 상에 배선 도전막을 형성할 수 있다. 상기 배선 도전막은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD) 또는 원자층 화학 증착(ALD 중에서 어느 하나의 방법에 의해 형성된 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 배선 도전막을 패터닝하여, 상기 플러그들(181~189)과 접촉하는 도전패턴들(191~199)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1, a plug conductive layer may be formed on the
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법에 의하면, 상기 게이트 도전막들(130) 및/또는 상기 주변회로(160)와 상기 도전 패턴들(191~199)과의 연결을 위해 상기 제2 개구부들(171~179)을 형성할 수 있다. 상기 게이트 도전막들(130)은 측벽부를 포함하고 있고, 상기 주변회로(160)이 돌출영역(108) 상에 형성되어, 상기 제2 개구부들(171~179)은 고단차를 갖지 않을 수 있다. 이로 인해, 개구부의 위치나 개구부의 깊이가 설계된 바에 따라 용이하게 형성될 수 있고, 상기 개구부가 안정적으로 매립될 수 있다. 이로써, 개구부를 채우는 플러그의 신뢰성이 향상되어 품질이 우수한 반도체 장치의 형성 방법이 제공될 수 있다.According to the method of forming a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the gate
도 6a 내지 도 6b 는 본 발명의 일 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.6A to 6B are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
도 6a 를 참조하면, 상기 반도체 기판은 상기 기저 기판(100) 및 상기 절연 막(102)을 포함할 수 있다. 상기 리세스 영역(106)을 형성하는 것은 상기 리세스 영역(106)의 상기 절연막(102)을 식각하여 상기 돌출 영역(108)의 상기 절연막(102)은 남기는 것을 포함할 수 있다. 상기 절연막(102)은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(PVD) 및 원자층 화학 증착법(ALD)중 어느 하나의 방법에 의해 형성된 실리콘 산화막을 포함할 수 있다. 상기 절연막(102)을 식각하는 것은 이방성 식각의 방법으로 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6A, the semiconductor substrate may include the
또한, 전술한 실시 예에 따라, 상기 리세스 영역(106)의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함하고, 게이트 간 절연 패턴(140)에 의해 서로 이격된 게이트 도전막들(130)이 적층될 수 있다. 상기 게이트 간 절연 패턴(140) 및 게이트 도전막들(130)을 관통하는 활성기둥(156)이 형성될 수 있고, 게이트 절연 패턴(153)이 형성될 수 있다. In addition, according to the above-described embodiment, the semiconductor device includes a flat portion on the bottom surface of the
도 6b 를 참조하면, 상기 돌출 영역(108) 상에 주변회로(161)가 형성될 수 있다. 상기 주변회로(161)는 주변회로 게이트 절연막(164) 및 주변회로 게이트(166)을 포함할 수 있다. 상기 주변회로(161)는 반도체막(162) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 막(162)은 상기 반도체 막(162)을 상기 돌출 영역(108) 상의 절연막(102) 상에 본딩하는 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 이어서, 전술한 실시 예에 따라, 제2 개구부들(171~179), 드레인 영역(D), 플러그들(181~189) 및 도전패턴들(191~199)이 형성될 수 있다. 따라서, 고단차를 갖는 개구부의 형성이 불필요하며, 이에 따라 플러그의 신뢰성이 개선되어 품질이 우수한 반도체 장치의 형성 방법이 제공될 수 있다.Referring to FIG. 6B, a
도 7a 내지 도 7g 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.7A to 7G are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 7a 를 참조하면, 상기 기저 기판(200)을 식각하여 리세스 영역(206)이 형성될 수 있다. 바닥면과 측면을 포함하는 리세스 영역(206) 및 돌출영역(208)을 형성할 수 있다. 상기 기저 기판(200)의 식각 공정은 이방석 식각의 방법으로 수행될 수 있다. 상기 기저 기판(200)은 반도체 기판일 수 있다. 상기 리세스 영역(216)의 바닥면과 상기 돌출 영역(218)의 상부면과의 차이는 0.5um 이상 일 수 있다. 상기 리세스 영역(206)은 셀들이 형성되는 셀영역일 수 있고, 상기 돌출 영역(208)은 주변회로가 제공되는 주변회로 영역일 수 있다.Referring to FIG. 7A, a
상기 기저 기판(200)은 단결정 구조의 반도체(예를 들어, P형 실리콘 웨이퍼)일 수 있다. 상기 기저 기판(200)은 다른 도전형의 불순물 영역들에 의해 전기적으로 분리된 영역을 구비할 수 있다. The
상기 기저 기판(200) 상에 희생막들(SC1~SC6) 및 게이트 간 절연막들(211~216)이 교대로 형성될 수 있다. 상기 희생막들(SC1~SC6) 및 게이트 간 절연막들(211~216)은 상기 리세스 영역(206)의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함하되, 서로 이격되면서 적층될 수 있다. 상기 게이트 간 절연막들(211~216)은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 중의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 희생막들(SC1~SC6)은 상기 게이트 간 절연막들(211~216)의 식각을 최소화하면서 선택적으로 식각될 수 있는 물질들로 형성될 수 있다. The sacrificial films SC1 to SC6 and the inter-gate insulating
도 7b 를 참조하면, 상기 게이트 간 절연막들(211~216) 및 희생막들(SC1~SC6)이 상기 돌출 영역(208)의 상부면과 동일한 높이를 갖도록 상기 게이트 간 절연막들(211~216) 및 희생막들(SC1~SC6)이 화학적 기계적 연마(CMP) 또는 에치백 공정을 이용하여 제거될 수 있다. 이로 인해, 게이트 간 절연 패턴(221~226:220)이 형성할 수 있다. 7B, the inter-gate insulating
상기 게이트 간 절연 패턴(220) 및 희생막들(SC1~SC6)을 패터닝하여 상기 기저 기판(200)의 상부면을 노출시키는 제1 개구부(230)가 형성될 수 있다. 상게 제1 개구부(230)의 측벽이 경사지게 형성되는 경우, 채널의 폭이 달리질 수 있다. 이를 최소화하기 위해, 상기 제1 개구부(230) 형성을 위한 패터닝은 이방성 식각 기술을 사용하여 실시될 수 있다. 이로써, 상기 제1 개구부(230)는 수직한 측벽을 가질 수 있다. The
도 7c 를 참조하면, 상기 제1 개구부(230)의 내측벽을 덮는 활성기둥(232)이 형성될 수 있다. 상기 활성기둥(232)은 화학 기상 증착법(CVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)중 어느 하나를 사용하여 상기 제1 개구부(230)의 내측벽을 콘포말하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 활성기둥(232)은 그것이 접촉하는 상기 기저 기판(200)과 동일한 도전형을 갖도록 형성될 수 있고, 이로 인해 상기 활성기둥(232)과 상기 기저 기판(200)은 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성기둥(232)은 기저 기판(200)과 결정의 결함 없이 연속적으로 이어지는 단결정 구조의 실리콘을 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 활성기둥(232)은 에피택시얼 기술들 중의 한 가지를 사용하여 상기 노출된 기저 기판(200)으로부터 성장될 수 있다. 제1 개구부(230) 나머지 공간은 절연성 물질(234)(예를 들어, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 공기)로 채워질 수 있다. Referring to FIG. 7C,
상기 게이트 간 절연 패턴(220) 및 희생막들(SC1~SC6)을 다시 패터닝하여, 상기 기저 기판(200)의 상부면을 노출시키는 예비 게이트 분리 영역(236)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 예비 게이트 분리 영역(236)은 인접하는 상기 활성기둥(232)들 사이에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 게이트 간 절연 패턴(220) 및 희생막들(SC1~SC6)의 측벽들이 상기 예비 게이트 분리 영역(236)에 의해 노출될 수 있다. 상기 예비 게이트 분리 영역(236)의 형성과정은 상기 제1 개구부(230)의 형성과정과 동일할 수 있다. The gate
상기 예비 게이트 분리 영역(236)에 의해 노출된 상기 희생막들(SC1~SC6)를 제거할 수 있다. 이에 따라, 상기 게이트 간 절연 패턴(220)들 사이에는 상기 활성기둥(232)의 측벽을 노출시키는 게이트 영역들(238)이 형성될 수 있다. 상기 희생막들(SC1~SC6)을 제거하는 단계는 상기 게이트 간 절연 패턴(220), 상기 기저 기판(200), 상기 활성기둥(232) 및 상기 절연성 물질(234)에 비해 식각 선택비를 갖는 식각 레서피를 사용하여 실시될 수 있다. 또한, 상기 희생막들(SC1~SC6)를 제거하는 단계는 건식 또는 습식의 방법일 수 있고, 등방성 식각의 방법을 사용할 수 있다.The sacrificial layers SC1 to SC6 exposed by the preliminary
도 7d 를 참조하면, 상기 게이트 영역들(238)이 형성된 결과물 상에 게이트절연막(240)이 콘포말하게 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막(240)은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(PVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)중 어느 하나의 방법에 의해 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 중의 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7D, a
상기 게이트 절연막(240)은 정보저장을 위한 박막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 게이트 절연막(240)은 차례로 적층된 블로킹 절연막, 전하 저장막 및 터널 절연막을 포함할 수 있다. 활성기둥(232)의 측벽이 상기 게이트 영역들(238)에 의해 노출되어 있기 때문에, 상기 활성기둥(232)의 노출된 표면에 열산화막을 직접 형성할 수 있다. 따라서, 상기 터널절연막은 이러한 방법을 통해 형성된 열산화막을 포함할 수 있다. 상기 전하 저장막 및 블로킹 절연막은 우수한 단차 도포성을 제공하는 화학 기상 증착법(CVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)을 사용하여 형성될 수 있다. The
도 7e 를 참조하면, 상기 게이트 절연막(240) 상에 상기 예비 게이트 분리 영역(236) 및 상기 게이트 영역(238)을 채우는 예비 게이트 도전막(242)이 형성될 수 있다. 상기 예비 게이트 도전막(242)은 우수한 단차 도포성을 제공하는 화학 기상 증착법(CVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)을 사용하여 형성된 다결정 실리콘막, 실리사이드막들 및 금속막들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 상기 게이트 절연막(240)은 기저 기판(200)의 상부면 상에도 형성되어, 상기 예비 게이트 도전막(242)은 상기 기저 기판(200)으로부터 전기적으로 분리된다. 상기 리세스 영역(206)에 형성된 셀영역의 기저 기판(200)에 공통 소스 라인이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7E, a preliminary gate
도 7f 를 참조하면, 상기 돌출 영역(208)의 상부면과 동일한 높이를 갖도록 화학적 기계적 연마(CMP) 방식을 사용하여, 상기 게이트 절연막(240) 및 예비 게이트 도전막(242)이 제거될 수 있다. 상기 예비 게이트 분리 영역(236) 상에 형성된 예비 게이트 도전막(242)을 제거하고, 그 결과물 상에 갭필 절연막(244)을 형성하여 게이트 도전막들(251~256)이 형성될 수 있다. 상기 예비 게이트 분리 영역(236) 상에 형성된 예비 게이트 도전막(242)을 제거하는 것은, 패터닝 공정을 통해 상기 게이트 간 절연 패턴(220)의 최하층(221)이 노출될때까지 식각하되, 상기 기저 기판(200)이 노출되지 않도록, 상기 게이트 도전막들(250)의 최하부층(251)의 상부면이 노출될때까지 식각하는 것을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7F, the
상기 활성 기둥(232)을 패터닝하여 2차원적으로 배열되는 기둥들이 형성될 수 있다. 상기 게이트 도전막들(250)의 최하층(251)은 하부 선택 게이트로 사용될 수 있고, 상기 게이트 도전막들(250)의 최상층(256)은 상부 선택 게이트로 사용될 수 있으며, 상기 하부 및 상부 사이에 개재되 게이트 도전막들(251~455)은 게이트 간 절연 패턴(220)에 의해 수직적으로 분리되어, 전기적으로 독립적인 워드라인 평면들로 사용될 수 있다. 이로써, 상기 리세스 영역(206)의 상기 바닥면상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함하고, 서로 이격되어 적층된 게이트 도전막들(250)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 게이트 도전막들(250)의 측벽부의 상부면은 상기 돌출 영역(208)의 상부면과 동일한 높이를 갖도록 형성될 수 있다. Columns arranged two-dimensionally by patterning the
상기 돌출 영역(208) 상에 주변회로(260)가 형성될 수 있다. 먼저, 상기 돌출 영역(208) 상에 주변회로 게이트 절연막(264)이 형성될 수 있다. 상기 주변회로 게이트 절연막(264)은 열산화 공정을 통해 형성된 40~300 옹스트롱의 실리콘 산화막을 포함할 수 있다. 상기 주변회로 게이트 절연막(264) 상에 주변회로 게이트(266)를 형성할 수 있다. 예들 들어, 상기 주변회로 게이트(266)는 다결정 실리콘으로 형성될 수 있다. 한편, 다결정 실리콘은 금속성 물질에 비해 상대적으로 높은 비저항을 갖기 때문에, 상기 주변회로 게이트(266)의 저항을 줄이기 위해 상기 주변회로 게이트(266) 상에 주변회로 보조게이트(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 주변회로 보조게이트(미도시)는 실리사이드 막들 및 금속막들 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. A
상기 주변회로 게이트(266) 양측에 소오스 영역 및 드레인 영역이 형성될 수 있다. 상기 소오스 영역 및 드레인 영역은 도펀트들에 의해 도핑된 영역일 수 있다. 이와는 달리, 상기 소오스 영역 및 드레인 영역은 상기 주변회로 게이트(266)에 인가되는 전압으로 인하여 상기 주변회로 게이트(266)에서 발생되는 가장자리 전계(fringe field)에 의해 생성될 수 있다. A source region and a drain region may be formed on both sides of the
이로써, 주변회로 게이트 절연막(264) 및 주변회로 게이트(266)를 포함하는 주변회로(260)가 형성될 수 있다. Thereby, the
도 7g 를 참조하면, 상기 기저 기판(200) 상에 층간 절연막(268)을 형성할 수 있다. 상기 층간 절연막(268)을 패터닝하여 상기 게이트 도전막들(250)의 측벽부, 활성기둥(232) 및 주변회로(260)를 노출시키는 제2 개구부들(270~279)이 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(268)을 패터닝하는 과정은 이방성 식각공정을 통해 수행될 수 있다. 상기 활성기둥(232)을 노출시키는 상기 제2 개구부(270)을 통해 상기 활성기둥(232)의 상부에 드레인 영역이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7G, an
다음으로, 도 3 을 재차 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성방법 이어서 설명한다.Next, referring to FIG. 3 again, a method of forming a semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described.
도 3 을 참조하면, 상기 층간 절연막(268) 상에 플러그 도전막을 형성할 수 있다. 상기 플러그 도전막은 제2 개구부들(270~279)을 매립할 수 있다. 상기 플러그 도전막은 상기 게이트 도전막들(250) 보다 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 플러그 도전막은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD) 또는 원자층 화학 증착(ALD 중에서 어느 하나의 방법에 의해 형성된 텅스텐을 포함할 수 있다. 상기 플러그 도전막의 형성 후, 상기 층간 절연막(268)을 식각 정지막으로 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 이로써, 플러그들(280~289)이 형성될 수 있다. 이어서, 상기 층간 절연막(268) 상에 배선 도전막을 형성할 수 있다. 상기 배선 도전막은 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD) 또는 원자층 화학 증착(ALD 중에서 어느 하나의 방법에 의해 형성된 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 배선 도전막을 패터닝하여, 상기 플러그들(280~289)과 접촉하는 도전패턴들(209~299)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, a plug conductive layer may be formed on the
상기 게이트 도전막들(250) 및/또는 상기 주변회로(260)와 상기 도전 패턴들(290~299)과의 연결을 위해 상기 제2 개구부들(270~279)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 도전막들(250)은 측벽부를 포함하고 있고, 상기 돌출 영역(208) 상에 주변회로(260)가 형성되어, 제2 개구부들(270~279)은 고단차를 갖지 않을 수 있다. 이로 인해, 개구부의 위치나 개구부의 깊이가 설계된 바에 따라 용이하게 형성될 수 있고, 상기 개구부가 안정적으로 매립될 수 있다. 이로써, 개구부를 채우는 플러그의 신뢰성이 향상되어 품질이 우수한 반도체 장치의 형성 방법이 제공될 수 있다.The
도 8a 내지 도 8b 는 본 발명의 다른 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.8A to 8B are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to a modification of another embodiment of the present invention.
도 8a 를 참조하면, 상기 반도체 기판은 상기 기저 기판(200) 및 절연막(202)을 포함할 수 있다. 상기 리세스 영역(206)을 형성하는 것은 상기 리세스 영역(206)의 상기 절연막(202)을 식각하여 상기 돌출 영역(208)의 상기 절연막(202)은 남기는 것을 포함할 수 있다. 상기 절연막(202)은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(PVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)중 어느 하나의 방법에 의해 형성된 실리콘 산화막을 포함할 수 있다. 상기 절연막(202)을 식각하는 것은 이방성 식각의 방법으로 수행할 수 있다.Referring to FIG. 8A, the semiconductor substrate may include the
전술한 실시 예에 따라, 상기 리세스 영역(206)의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함하고, 서로 이격되어 적층된 게이트 간 절연 패턴(220)이 형성될 수 있고, 상기 활성기둥(232) 및 상기 활성기둥(232) 내 절연성 물질(234)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 간 절연 패턴(220)에 의해 서로 이격되어 적층되되, 상기 리세스 영역(206)의 상기 바닥면 상의 평탄부와 상기 평탄부로부터 상기 측면으로 연장되는 측벽부를 포함하는 게이트 도전막들(250)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 게이트 도전막들(250)과 상기 활성기둥(232) 및 상기 게이트 도전막들(250)과 게이트 간 절연 패턴들(220) 사이에 게이트 절연막(240)이 개재될 수 있고, 상기 게이트 도전막들(250)을 분리시키는 갭필 절연막(244)이 형성될 수 있다.According to the above-described embodiment, the inter-gate
도 8b 를 참조하면, 상기 돌출 영역(208) 상에 주변회로(261)가 형성될 수 있다. 상기 주변회로(261)는 주변회로 게이트 절연막(264) 및 주변회로 게이트(266)을 포함할 수 있다 상기 주변회로(261)는 반도체 막(262) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 막(262)은, 상기 반도체 막(262)을 상기 절연막(202) 상에 본딩하는 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 이어서, 전술한 실시 예에 따라, 제2 개구부들(270~279), 플러그들(281~289) 및 도전패턴들(291~299)이 형성될 수 있다. 따라서, 고단차를 갖는 개구부의 형성이 불필요하며, 이에 따라 플러그의 신뢰성이 개선되어 품질이 우수한 반도체 장치가 제공될 수 있다.Referring to FIG. 8B, a
도 9 는 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 소자를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다. 9 is a block diagram illustrating a memory system including a semiconductor device in accordance with embodiments of the present invention.
도 9 를 참조하면, 본 발명에 따른 메모리 시스템(1000)은 메모리 장치(1100), 메모리 컨트롤러(1100), 시스템 버스(1250)에 전기적으로 연결된 중앙처리장치(1500), 사용자 인터페이스(1600), 전원 공급 장치(1700)를 포함한다. 상기 메모리 장치(1100)는 상술된 실시 예들에 개시된 반도체 장치 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.9, a
메모리 장치(1100)에는 사용자 인터페이스(1600)를 통해서 제공되거나 또는, 중앙처리장치(1500)에 의해서 처리된 데이터가 메모리 컨트롤러(1100)를 통해 저장된다. 메모리 장치(1100)는 반도체 디스크 장치(SSD)로 구성될 수 있으며, 이 경우 메모리 시스템(1000)의 쓰기 속도가 획기적으로 빨라질 것이다. 전술한 메모리 장 치(1100), 메모리 컨트롤러(1100), 중앙처리장치(1500) 등에 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 장치가 적용될 수 있다.The
비록 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 메모리 시스템(1000)에는 응용 칩셋(Application Chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor), 모바일 디램 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.Although it is not shown in the drawing, the
또한, 메모리 시스템(1000)은 PDA, 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card), 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 소자에 적용될 수 있다.The
도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치 및 그 형성 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device and a method of forming the same according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치 및 그 형성 방법을 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device and a method of forming the same according to another embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 다른 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a modification of another embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5h 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.5A to 5H are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6b 는 본 발명의 일 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.6A to 6B are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7g 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.7A to 7G are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 8a 내지도 8b 는 본 발명의 다른 실시 예의 변형 예에 따른 반도체 장치의 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.8A to 8B are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device according to a modification of another embodiment of the present invention.
도 9 는 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다. 9 is a block diagram illustrating a memory system including a semiconductor device in accordance with embodiments of the present invention.
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CN112768458A (en) * | 2021-01-29 | 2021-05-07 | 长江存储科技有限责任公司 | 3D NAND memory device and manufacturing method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008072051A (en) | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage apparatus and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008078404A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | Semiconductor memory and manufacturing method thereof |
-
2009
- 2009-04-01 KR KR1020090028159A patent/KR101579587B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008072051A (en) | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage apparatus and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10790294B2 (en) | 2016-11-03 | 2020-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vertical memory device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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