DE102020109802A1 - Integrierte-schaltkreis-vorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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Eunyeoung CHOI
Suhyeong LEE
Yohan LEE
Yongseok Cho
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

Eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung umfasst eine Kanalschicht in einem Kanalloch, das eine Leitung und eine Isolierschicht durchdringt, eine Ladungsfallenstruktur innerhalb des Kanallochs zwischen der Leitung und der Kanalschicht, und eine Dummy-Ladungsfallenstruktur innerhalb des Kanallochs zwischen der Isolierschicht und der Kanalschicht. Um die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung herzustellen, wird ein Kanalloch gebildet, das eine Isolierschicht und eine Vergussschicht durchdringt. Es wird eine mit dem Kanalloch verbundene Vergussvertiefung gebildet. Eine vorläufige dielektrische Struktur wird in der Vergussvertiefung gebildet. Die vorläufige dielektrische Struktur wird oxidiert, um eine erste dielektrische Sperrstruktur zu bilden. In dem Kanalloch wird eine Ladungsfallenschicht gebildet. Die Vergussschicht wird entfernt, um einen leitfähigen Raum zu bilden. Ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht wird entfernt, um Ladungsfallenstrukturen und Dummy-Ladungsfallenstrukturen zu bilden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0104983 , eingereicht am 27. August 2019 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung und betrifft insbesondere eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung, die eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung vom vertikalen Typ umfasst, und ein Verfahren zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, welche die nicht-flüchtige vertikale Speichervorrichtung umfasst.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Zuge der erhöhten Kapazität und hohen Integration von Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtungen wurde eine Speichervorrichtung vom vertikalen Typ erfunden, wobei die Speichervorrichtung vom vertikalen Typ eine erhöhte Speicherkapazität aufweist, indem sie mehrere Speicherzellen umfasst, die in einer vertikalen Richtung auf einem Substrat gestapelt sind. Wenn eine Zellenstapeldichte in der vertikalen Richtung in der Speichervorrichtung vom vertikalen Typ erhöht wird, so kann ein Spalt zwischen in der vertikalen Richtung benachbarten Zellen verringert werden, und somit kann sich aufgrund von Zelleninterferenzen, die durch Ladungsdiffusion zwischen den benachbarten Zellen verursacht werden, die Zuverlässigkeit einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung verschlechtern.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Es ist ein Aspekt, eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung, die eine Struktur zum Verhindern von Zellinterferenzen aufgrund von Ladungsdiffusion zwischen in einer vertikalen Richtung benachbarten Zellen und zum Erhöhen der Zuverlässigkeit aufweist, selbst wenn ein Spalt zwischen den benachbarten Zellen relativ klein ist, in einer hoch-skalierten Speichervorrichtung vom vertikalen Typ bereitzustellen.
  • Es ist ein weiterer Aspekt, ein Verfahren zur einfachen und effizienten Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, die eine Struktur zum Verhindern von Zellinterferenzen aufgrund von Ladungsdiffusion zwischen in einer vertikalen Richtung benachbarten Zellen und zum Erhöhen der Zuverlässigkeit aufweist, selbst wenn ein Spalt zwischen den benachbarten Zellen relativ klein ist, in einer hoch-skalierten Speichervorrichtung vom vertikalen Typ bereitzustellen.
  • Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform wird eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, die umfasst: eine leitfähige Struktur, die sich auf einem Substrat in einer horizontalen Richtung erstreckt, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats verläuft; eine Isolierschicht, die sich auf dem Substrat in der horizontalen Richtung, neben und parallel zu der leitfähigen Struktur, erstreckt; eine Kanalschicht, die sich in einem Kanalloch, das die leitfähige Struktur und die Isolierschicht durchdringt, in einer vertikalen Richtung erstreckt, die senkrecht zur Oberfläche des Substrats verläuft; eine Ladungsspeicherstruktur innerhalb des Kanallochs zwischen der leitfähigen Struktur und der Kanalschicht; und eine Dummy-Ladungsspeicherstruktur innerhalb des Kanallochs zwischen der Isolierschicht und der Kanalschicht, wobei die Dummy-Ladungsspeicherstruktur von der Ladungsspeicherstruktur getrennt ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt einer Ausführungsform wird eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, die umfasst: mehrere leitfähige Strukturen, die sich auf einem Substrat in einer horizontalen Richtung erstrecken, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats verläuft, wobei die mehreren leitfähigen Strukturen einander in einer vertikalen Richtung überlappen, die senkrecht zu der Oberfläche verläuft; mehrere Isolierschichten, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren leitfähigen Strukturen angeordnet sind, wobei sich die mehreren Isolierschichten in der horizontalen Richtung erstrecken; eine Kanalschicht, die sich in der vertikalen Richtung innerhalb eines Kanallochs erstreckt, das die mehreren leitfähigen Strukturen und die mehreren Isolierschichten durchdringt; mehrere Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und zwischen den mehreren leitfähigen Strukturen und der Kanalschicht angeordnet sind; mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und von den mehreren Ladungsfallenstrukturen beabstandet sind, wobei die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen zwischen den mehreren Isolierschichten und der Kanalschicht angeordnet ist; und mehrere dielektrische Sperrstrukturen, die mehrere erste Strukturabschnitte umfassen, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren Isolierschichten angeordnet sind und zwischen den mehreren leitfähigen Strukturen und den mehreren Ladungsfallenstrukturen angeordnet sind, und mehrere zweite Strukturabschnitte umfassen, die jeweilige Abschnitte der mehreren leitfähigen Strukturen umgeben und jeweilige Räume zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen füllen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt einer Ausführungsform wird eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, die umfasst: eine untere Leitung und eine obere Leitung, die sich in einer horizontalen Richtung parallel zueinander auf einem Substrat erstrecken; eine Isolierschicht, die sich in der horizontalen Richtung zwischen der unteren Leitung und der oberen Leitung erstreckt; eine Kanalschicht in einem Kanalloch, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, indem sie die untere Leitung, die obere Leitung und die Isolierschicht durchdringt; eine untere Ladungsfallenstruktur in dem Kanalloch, wobei die untere Ladungsfallenstruktur zwischen der unteren Leitung und der Kanalschicht angeordnet ist; eine obere Ladungsfallenstruktur in dem Kanalloch, wobei die obere Ladungsfallenstruktur zwischen der oberen Leitung und der Kanalschicht angeordnet ist und in einer vertikalen Richtung von der unteren Ladungsfallenstruktur beabstandet ist; und eine Dummy-Ladungsfallenstruktur zwischen der Isolierschicht und der Kanalschicht, wobei die Dummy-Ladungsfallenstruktur von der unteren Ladungsfallenstruktur durch einen unteren Trennraum und von der oberen Ladungsfallenstruktur durch einen oberen Trennraum beabstandet ist; eine untere erste dielektrische Sperrstruktur zwischen der unteren Leitung und der Kanalschicht; eine obere erste dielektrische Sperrstruktur zwischen der oberen Leitung und der Kanalschicht; eine untere zweite dielektrische Sperrstruktur zwischen der unteren Leitung und der unteren ersten dielektrischen Sperrstruktur, wobei die untere zweite dielektrische Sperrstruktur den unteren Trennraum füllt; und eine obere zweite dielektrische Sperrstruktur zwischen der oberen Leitung und der oberen ersten dielektrischen Sperrstruktur, wobei die obere zweite dielektrische Sperrstruktur den oberen Trennraum füllt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt einer Ausführungsform wird eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, die umfasst: mehrere Leitungen, die sich auf einem Substrat in einer horizontalen Richtung erstrecken, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats verläuft, wobei die mehreren Leitungen einander in einer vertikalen Richtung, die senkrecht zu der Oberfläche verläuft, überlappen; mehrere Isolierschichten, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren Leitungen angeordnet sind, wobei sich die mehreren Isolierschichten in der horizontalen Richtung erstrecken; eine Kanalschicht, die sich vertikal in einem Kanalloch erstreckt, das die mehreren Leitungen und die mehreren Isolierschichten durchdringt; mehrere Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und zwischen den mehreren Leitungen und der Kanalschicht angeordnet sind; mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und zwischen den mehreren Isolierschichten und der Kanalschicht angeordnet sind, wobei die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen von den mehreren Ladungsfallenstrukturen beabstandet sind; mehrere erste dielektrische Sperrstrukturen, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren Isolierschichten angeordnet und zwischen den mehreren Leitungen und den mehreren Ladungsfallenstrukturen angeordnet sind; mehrere zweite dielektrische Sperrstrukturen, die jeweilige Abschnitte der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen und jeweilige Abschnitte der mehreren Leitungen umgeben und Abschnitte umfassen, die jeweilige Räume zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen füllen; und eine dielektrische Tunnelungsschicht zwischen den mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen und der Kanalschicht.
  • Gemäß einem anderen Aspekt einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Struktur, in der mehrere Isolierschichten und mehrere Vergussschichten jeweils abwechselnd auf einem Substrat gestapelt sind; Bilden eines Kanallochs, das die Struktur durchdringt; Bilden mehrerer Vergussvertiefungen, die mit dem Kanalloch verbunden sind, durch Entfernen von Abschnitten der mehreren Vergussschichten durch das Kanalloch hindurch; Bilden einer Opferschicht und einer vorläufigen dielektrischen Struktur, die jede der mehreren Vergussvertiefungen füllt; Bilden einer ersten dielektrischen Sperrstruktur durch Oxidieren der vorläufigen dielektrischen Struktur; Bilden einer Ladungsspeicherschicht in dem Kanalloch; Bilden einer dielektrischen Tunnelungsschicht auf der Ladungsspeicherschicht in dem Kanalloch; Bilden einer Kanalschicht auf der dielektrischen Tunnelungsschicht in dem Kanalloch; Bilden leitfähiger Räume jeweils zwischen jeder der mehreren Isolierschichten durch Entfernen der mehreren Vergussschichten; Bilden mehrerer Trennräume, welche die Ladungsspeicherschicht in mehrere Ladungsspeicherstrukturen und mehrere Dummy-Ladungsspeicherstrukturen durch Entfernen der Opferschicht und eines Abschnitts der Ladungsspeicherschicht durch die jeweiligen leitfähigen Räume trennen; Bilden einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur, welche die mehreren Trennräume füllt und Innenwände der jeweiligen leitfähigen Räume bedeckt; und Bilden einer leitfähigen Struktur auf der zweiten dielektrischen Sperrstruktur in den jeweiligen leitfähigen Räumen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Struktur, in der mehrere Isolierschichten und mehrere Vergussschichten jeweils abwechselnd auf einem Substrat gestapelt sind; Bilden eines Kanallochs, das die Struktur durchdringt; Bilden mehrerer Vergussvertiefungen, die mit dem Kanalloch verbunden sind, durch Entfernen von Abschnitten der mehreren Vergussschichten durch das Kanalloch hindurch; Bilden einer ersten dielektrischen Sperrstruktur in jeder der mehreren Vergussvertiefungen; Bilden einer Ladungsfallenschicht, welche die erste dielektrische Sperrstruktur in dem Kanalloch bedeckt; Bilden eines leitfähigen Raums, der die erste dielektrische Sperrstruktur freilegt, indem die mehreren Vergussschichten entfernt werden; Bilden mehrerer Trennräume, welche die Ladungsfallenschicht in mehrere Ladungsfallenstrukturen und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen trennen, indem ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht durch den leitfähigen Raum hindurch entfernt wird; Bilden einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur, welche die mehreren Trennräume füllt und die erste dielektrische Sperrstruktur in dem leitfähigen Raum bedeckt; und Bilden einer Leitung in dem leitfähigen Raum.
  • Gemäß einem anderen Aspekt einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Struktur, in der mehrere Isolierschichten und mehrere Vergussschichten jeweils abwechselnd auf einem Substrat gestapelt sind; Bilden eines Kanallochs, das die Struktur durchdringt; Bilden mehrerer Vergussvertiefungen, die mit dem Kanalloch verbunden sind, durch Entfernen von Abschnitten der mehreren Vergussschichten durch das Kanalloch hindurch; Bilden einer Opferschicht und einer vorläufigen dielektrischen Struktur, die jede der mehreren Vergussvertiefungen füllt; Bilden einer Ladungsfallenschicht, welche die vorläufige dielektrische Struktur in dem Kanalloch bedeckt; Bilden eines leitfähigen Raums, der die vorläufige dielektrische Struktur freilegt, indem die mehreren Vergussschichten entfernt werden; Bilden mehrerer Trennräume, welche die Ladungsfallenschicht in mehrere Ladungsfallenstrukturen und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen trennen, indem ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht durch den leitfähigen Raum hindurch entfernt wird; Bilden einer ersten dielektrischen Sperrstruktur durch Oxidieren der vorläufigen dielektrischen Struktur durch den leitfähigen Raum hindurch; Bilden einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur, welche die mehreren Trennräume füllt und die erste dielektrische Sperrstruktur in dem leitfähigen Raum bedeckt; und Bilden einer Leitung in dem leitfähigen Raum.
  • Figurenliste
  • Verschiedene Ausführungsformen werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, besser verstanden. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
    • 1 ist ein Ersatzschaltbild eines Speicherzellen-Arrays einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen;
    • 2 ist eine Draufsicht auf eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen;
    • 3A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X1-X1' von 2, und 3B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Strichlinienregion, die durch BX1 von 3A angedeutet ist;
    • 4A und 4B sind schematische Querschnittsansichten einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen;
    • 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen;
    • 6A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen, und 6B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Strichlinienregion, die durch BX2 von 6A angedeutet ist;
    • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen,
    • 8A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen, und 8B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Strichlinienregion, die durch BX3 von 8A angedeutet ist;
    • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen;
    • 10A und 10B sind schematische Querschnittsansichten einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen;
    • 11A ist ein Draufsicht-Layoutschaubild einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen, 11B ist eine schematische perspektivische Ansicht einer oder mehrerer Regionen der in 11A veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, und 11C ist eine schematische Querschnittsansicht einer oder mehrerer Regionen der in 11A veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung;
    • 12A bis 12M sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen veranschaulicht sind;
    • 13A bis 13I sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind;
    • 14A bis 14D sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind;
    • 15A und 15B sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind;
    • 16 ist eine Querschnittsansicht, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind;
    • 17A bis 17C sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind; und
    • 18A und 18B sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die gleichen Komponenten werden unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird im Interesse der Kürze verzichtet.
  • 1 ist ein Ersatzschaltbild eines Speicherzellen-Arrays (Memory Cell Array) MCA einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen. Das Ersatzschaltbild einer NAND-Flash-Speichervorrichtung vom vertikalen Typ mit einer vertikalen Kanalstruktur ist in 1 veranschaulicht.
  • Wie in 1 gezeigt, kann das Speicherzellen-Array MCA mehrere Speicherzellen-Strings (Memory Cell Strings) MS umfassen. Das Speicherzellen-Array MCA kann mehrere Bitleitungen BL1, BL2, ..., BLm (BL), mehrere Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL), mindestens eine String-Auswahlleitung (String Selection Line) SSL, mindestens eine Erdungsauswahlleitung (Ground Selection Line) GSL und eine gemeinsame Source-Leitung (Common Source Line) CSL umfassen. Die mehreren Speicherzellen-Strings MS können zwischen den mehreren Bitleitungen BL1, BL2, ..., BLm (BL) und der gemeinsamen Source-Leitung CSL gebildet werden.
  • Jeder der mehreren Speicherzellen-Strings MS kann einen String-Auswahltransistor (String Selection Transistor) SST, einen Erdungsauswahltransistor (Ground Selection Transistor) GST und mehrere Speicherzellentransistoren MC1, MC2, ..., MCn-1 und MCn umfassen. Eine Drain-Region des String-Auswahltransistors SST kann mit den Bitleitungen BL1, BL2, ..., und BLm (BL) verbunden sein, und eine Source-Region des Erdungsauswahltransistors GST kann mit der gemeinsamen Source-Leitung CSL verbunden sein. Die Source-Regionen der mehreren Erdauswahltransistoren GST können gemeinsam mit der gemeinsamen Source-Leitung CSL verbunden werden.
  • Der String-Auswahltransistor SST kann mit der mindestens einen String-Auswahlleitung SSL verbunden werden, und der Erdungsauswahltransistor GST kann mit der mindestens einen Erdungsauswahlleitung GSL verbunden werden. Die mehreren Speicherzellentransistoren MC1, MC2, ..., MCn-1 und MCn können jeweils mit der mehreren Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL) verbunden werden.
  • 2 ist eine Draufsicht auf eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A gemäß Ausführungsformen. 3A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X1-X1' von 2, und 3B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Strichlinienregion, die durch BX1 von 3A angedeutet ist.
  • Wie in den 2, 3A und 3B gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A ein Substrat 102 mit einer aktiven Region AC umfassen. Ein Speicherzellen-Array MCA kann über der aktiven Region AC des Substrats 102 gebildet werden. Das Speicherzellen-Array MCA kann eine Schaltkreisstruktur aufweisen, wie sie in Bezug auf 1 beschrieben ist.
  • Das Substrat 102 kann eine Hauptfläche 102M aufweisen, die sich in einer X-Richtung und einer Y-Richtung erstreckt. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann das Substrat 102 Si, Ge oder SiGe umfassen. Gemäß anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Substrat 102 ein Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat oder ein Germaniumauf-Isolator (GeOI)-Substrat umfassen.
  • Mehrere Leitungen (Conductive Lines) CL können sich auf dem Substrat 102 in einer horizontalen Richtung parallel zu der Hauptfläche 102M entlang einer X-Y-Ebene erstrecken und können so angeordnet werden, dass sie in einer vertikalen Richtung (einer Z-Richtung) senkrecht zu der Hauptfläche 102M des Substrats 102 voneinander beabstandet sind, während sie einander überlappen. In dieser Spezifikation kann die „Leitung CL“ als eine „leitfähiges Struktur CL“ bezeichnet werden, und es versteht sich, dass sich die „Leitung CL“ und die „leitfähige Struktur CL“ auf dieselbe Komponente beziehen. Mehrere Isolierschichten 110 kann sich auf dem Substrat 102 in einer horizontalen Richtung erstrecken. Jede der mehreren Isolierschichten 110 kann zwischen jeder der mehreren Leitungen CL angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Isolierschichten 110 mit den Leitungen CL verschachtelt sein, wie zum Beispiel in 3A gezeigt.
  • Mehrere Kanallöcher (Channel Holes) CHH können so ausgebildet werden, dass sie die mehreren Leitungen CL und die mehreren Isolierschichten 110 durchdringen, und mehrere Kanalstrukturen (Channel Structures) CHS1 können sich in der vertikalen Richtung (der Z-Richtung) in den mehreren Kanallöchern CHH erstrecken. Jede der mehreren Kanalstrukturen CHS1 kann umfassen: eine Halbleiterstruktur 120, die mit dem Substrat 102 in Kontakt steht und teilweise das Kanalloch CHH füllt, eine Kanalschicht 150, die mit der Halbleiterstruktur 120 in Kontakt steht und sich in dem Kanalloch CHH in der vertikalen Richtung (der Z-Richtung) erstreckt, eine vergrabene Isolierschicht 156, die den Innenraum der Kanalschicht 150 füllt, und eine Drain-Region 158, die mit der Kanalschicht 150 in Kontakt steht und einen oberen Eingangsabschnitt des Kanallochs CHH füllt. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die Kanalschicht 150 eine zylindrische Form aufweisen, die einen Innenraum umfasst, und der Innenraum der Kanalschicht 150 kann mit der vergrabenen Isolierschicht 156 gefüllt werden. Die Kanalschicht 150 kann dotiertes Polysilizium oder undotiertes Polysilizium umfassen. Die vergrabene Isolierschicht 156 kann Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid oder eine Kombination davon umfassen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die vergrabene Isolierschicht 156 weggelassen werden, und in diesem Fall kann die Kanalschicht 150 eine Säulenstruktur aufweisen, die keinen Innenraum aufweist. Die Drain-Region 158 kann eine dotierte Polysiliziumschicht umfassen. Die mehreren Drain-Regionen 158 können durch Isolierstrukturen 114 voneinander isoliert sein. Die Isolierstrukturen 114 können eine Oxidschicht, eine Nitridschicht oder eine Kombination davon umfassen.
  • Die mehreren Kanalstrukturen CHS1 können mehrere Ladungsfallenstrukturen 134P und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D umfassen. Die Begriffe „Ladungsfallenstruktur“ und „Dummy-Ladungsfallenstruktur“ können in Bezug auf die Begriffe „Ladungsspeicherstruktur“ bzw. „Dummy-Ladungsspeicherstruktur“ austauschbar verwendet werden, und die Begriffe „die Ladungsfallenstruktur“ und „die Ladungsspeicherstruktur“ können bedeutungsgleich verwendet werden. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P können sich zwischen den Leitungen CL und der Kanalschicht 150 in den Kanallöchern CHH befinden, während sie voneinander getrennt sind. Die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D können sich zwischen der Isolierschicht 110 und der Kanalschicht 150 befinden, während sie von der mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P getrennt sein können. Die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D können voneinander getrennt sein, und eine Ladungsfallenstruktur 134P kann sich jeweils zwischen den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D befinden. Mit anderen Worten können die Ladungsfallenstrukturen 134P mit den Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D verschachtelt sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können sich die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D in den Kanallöchern CHH entlang einer geraden Linie erstrecken, die sich in einer Richtung von dem Substrat 102 fort erstreckt, und können jeweils abwechselnd entlang der geraden Linie angeordnet sein. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D können in der horizontalen Richtung die gleiche Breite aufweisen. Jede der mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und der mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D kann entlang der geraden Linie eine konstante Breite aufweisen. Zum Beispiel kann jede der mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und der mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D in der horizontalen Richtung eine Breite von etwa 3 nm bis etwa 10 nm aufweisen.
  • Eine Mindestdistanz zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und der Kanalschicht 150 in der horizontalen Richtung kann im Wesentlichen die gleiche sein wie eine Mindestdistanz zwischen den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D und der Kanalschicht 150 in der horizontalen Richtung. Jede der mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und der mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D kann Siliziumnitridschichten umfassen.
  • Wie am besten in 3B veranschaulicht, kann in der vertikalen Richtung eine Länge W1 der Ladungsfallenstruktur 134P maximal so groß sein wie eine Länge Lg1 der Leitung CL und mindestens so groß sein wie eine Hälfte der Länge Lg1 der Leitung CL. Die Ladungsfallenstruktur 134P muss keinen Abschnitt umfassen, der einer Ecke der Leitung CL zugewandt ist, die der Isolierschicht 110 am nächsten liegt. Dadurch können nachteilige Auswirkungen auf die Ladungsfallenstruktur 134P, die durch ein an der Ecke der Leitung CL konzentriertes elektrisches Feld verursacht werden, minimiert werden.
  • Mehrere erste dielektrische Sperrstrukturen 132B können zwischen den mehreren Leitungen CL und den Kanalstrukturen CHS1 angeordnet werden. Jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B können jeweils zwischen den mehreren Isolierschichten 110 angeordnet werden. Mit anderen Worten kann eine erste dielektrische Sperrstruktur 132B zwischen zwei benachbarten Isolierschichten 110 angeordnet werden. Mindestens ein Abschnitt von jeder der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B kann die mehreren Isolierschichten 110 vertikal überlappen. Jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B kann sich zwischen der Leitung CL und der Ladungsfallenstruktur 134P befinden. Eine Seitenwand der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B, die der Kanalschicht 150 zugewandt ist, kann eine Seitenwand der Ladungsfallenstrukturen 134P kontaktieren, die der Leitung CL zugewandt ist, und kann sich entlang einer geraden Linie in Bezug auf Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110 erstrecken, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind. Die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B können eine Siliziumoxidschicht umfassen. Eine horizontale Breite der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B kann etwa 3 nm bis etwa 10 nm betragen und kann in einigen Ausführungsformen zum Beispiel etwa 3 nm bis etwa 5 nm betragen.
  • Eine zweite dielektrische Sperrstruktur 162, die einen Abschnitt der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und einen Abschnitt der Leitung CL umgibt, kann jeweils zwischen den mehreren Isolierschichten 110 gebildet werden. Mit anderen Worten kann sich ein Abschnitt der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 in einen Bereich zwischen der Ladungsfallenstruktur 134P und der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B hinein erstrecken, und in ähnlicher Weise kann sich ein Abschnitt der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 in einen Bereich zwischen der Dummy-Ladungsfallenstruktur 134D und der Isolierschicht 110 hinein erstrecken. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 kann einen ersten Abschnitt 162A zwischen der Leitung CL und der Isolierschicht 110, einen zweiten Abschnitt 162B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der Isolierschicht 110, einen dritten Abschnitt 162C zwischen der Ladungsfallenstruktur 134P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 134D, und einen vierten Abschnitt 162D zwischen der Leitung CL und der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B umfassen. Der dritte Abschnitt 162C kann sich in den Bereich zwischen der Ladungsfallenstruktur 134P und der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und in den Bereich zwischen dem Dummy-Ladungsfallenabschnitt 134D und der Isolierschicht 110 hinein erstrecken, so dass die Ladungsfallenstruktur 134P nicht den Abschnitt umfasst, der einer Ecke der Leitung CL zugewandt ist, die der Isolierschicht 110 am nächsten liegt. In dieser Ausgestaltung können der erste Abschnitt 162A und der dritte Abschnitt 162C zusammen einen T förmigen Abschnitt bilden, wie in 3B veranschaulicht. Der erste Abschnitt 162A, der zweite Abschnitt 162B, der dritte Abschnitt 162C und der vierte Abschnitt 162D der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 können integral miteinander verbunden werden. Der dritte Abschnitt 162C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 kann einen jeweiligen Raum zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D füllen und können die Ladungsfallenstrukturen 134P und die Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D kontaktieren. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 kann eine Siliziumoxidschicht, eine dielektrische Schicht mit hoher Dielektrizitätskonstante (mit hohem k-Wert) oder eine Kombination davon umfassen. Die dielektrische Schicht mit hohem k-Wert kann eine höhere Dielektrizitätskonstante als eine Siliziumoxidschicht aufweisen. Die dielektrische Schicht mit hohem k-Wert kann zum Beispiel HfO2, Al2O3 oder ZrO2 umfassen, jedoch sind die beispielhaften Ausführungsformen nicht darauf beschränkt.
  • Die Ladungsfallenstrukturen 134P und eine dielektrische Tunnelungsschicht 140 können in dem Kanalloch CHH zwischen den mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B und der Kanalschicht 150 angeordnet werden. Die dielektrische Tunnelungsschicht 140 können sich längs in einer Richtung, in der sich die Kanalschicht 150 erstreckt, zwischen den Ladungsfallenstrukturen 134P und der Kanalschicht 150 und zwischen den Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D und der Kanalschicht 150 erstrecken. Die Ladungsfallenstrukturen 134P können eine Siliziumoxidschicht umfassen. Sowohl die Ladungsfallenstruktur 134P als auch die Kanalschicht 150 können in ihrer Längsrichtung eine konstante horizontale Breite aufweisen. Zum Beispiel kann die horizontale Breite sowohl der Ladungsfallenstruktur 134P als auch der Kanalschicht 150 etwa 3 nm bis etwa 10 nm betragen.
  • Eine Breite in einer ersten horizontalen Richtung (einer X-Richtung) jeder der mehreren Leitungen CL und jeder der mehreren Isolierschichten 110 können durch mehrere Wortleitungsschnittregionen (Word Line Cut Regions) WLC definiert werden. Die mehreren Leitungen CL können wiederholt so angeordnet werden, dass sie aufgrund der mehreren Wortleitungsschnittregionen WLC um eine bestimmte Distanz voneinander entfernt sind.
  • Mehrere gemeinsame Source-Regionen 160 können sich auf dem Substrat 102 in einer zweiten horizontalen Richtung (einer Y-Richtung) erstrecken. Die mehreren gemeinsamen Source-Regionen 160 können stark-dotierte n-Störatomregionen sein. Ein Abschnitt der mehreren Wortleitungsschnittregionen WLC kann mit einer gemeinsamen Source-Struktur (Common Source Pattern) CSP gefüllt sein. Die gemeinsame Source-Struktur CSP kann in der in 1 veranschaulichten gemeinsamen Source-Leitung CSL enthalten sein. Die gemeinsame Source-Struktur CSP kann sich längs über die mehreren gemeinsamen Source-Regionen 160 in der zweiten horizontalen Richtung (der Y-Richtung) erstrecken. Ein isolierender Abstandhalter 170, der eine Seitenwand der gemeinsamen Source-Struktur CSP bedeckt, kann in der Wortleitungsschnittregion WLC gebildet werden. Der isolierende Abstandshalter 170 kann die gemeinsame Source-Struktur CSP elektrisch von den mehreren Leitungen CL isolieren. Die gemeinsame Source-Struktur CSP und der isolierende Abstandshalter 170 können mit einer isolierenden Kappschicht 172 bedeckt werden. Die gemeinsame Source-Struktur CSP kann Metall, wie zum Beispiel Wolfram, Kupfer oder Aluminium, leitfähiges Metallnitrid, wie zum Beispiel Titannitrid oder Tantalnitrid, Übergangsmetall, wie zum Beispiel Titan oder Tantal, oder eine Kombination davon umfassen. Sowohl der isolierende Abstandshalter 170 als auch die isolierende Kappschicht 172 können eine Siliziumoxidschicht, eine Siliziumnitridschicht, eine Siliziumoxynitridschicht oder eine Kombination davon umfassen. Eine Metallsilicidschicht (nicht gezeigt) zum Verringern des Kontaktwiderstands kann zwischen der gemeinsamen Source-Region 160 und der gemeinsamen Source-Struktur CSP eingefügt werden. Die Metallsilicidschicht kann zum Beispiel Kobaltsilicid, Wolframsilicid, Nickelsilicid usw. umfassen.
  • Die mehreren Leitungen CL zwischen zwei benachbarten Wortleitungsschnittregionen WLC können die Erdungsauswahlleitung GSL, die mehreren Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL) und die String-Auswahlleitung SSL, die in Bezug auf 1 beschrieben wurden, bilden. Die Anzahl der mehreren Leitungen CL, die auf dem Substrat 102 in einer Z-Richtung gestapelt werden, kann verschieden gewählt werden. Zum Beispiel kann eine Leitung CL aus den mehreren Leitungen CL, die dem Substrat 102 am nächsten liegt, die Erdungsauswahlleitung GSL bilden. Jede von zwei Leitungen aus den mehreren Leitungen CL, die am weitesten von dem Substrat 102 entfernt sind, kann die String-Auswahlleitung SSL bilden. Die String-Auswahlleitung SSL kann voneinander beabstandete Abschnitte mit einer dazwischenliegenden String-Auswahlleitungsschnittregion SSLC umfassen. Die String-Auswahlleitungsschnittregion SSLC kann mit einer Isolierschicht 184 gefüllt werden. Die Isolierschicht 184 können eine Oxidschicht, eine Nitridschicht, einen Luftspalt oder eine Kombination davon umfassen. Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Luftspalt“ kann einen Raum bezeichnen, in der Luft oder andere Gase, die während eines Herstellungsprozesses vorhanden sein können, enthalten sind.
  • Die mehreren Leitungen CL können Metall, wie zum Beispiel Wolfram, Nickel, Kobalt oder Tantal; Metallsilicid, wie zum Beispiel Wolframsilicid, Nickelsilicid, Kobaltsilicid oder Tantalsilicid; dotiertes Polysilizium; oder eine Kombination davon umfassen.
  • In dem Speicherzellen-Array MCA können sich mehrere Bitleitungen BL über den mehreren Kanalstrukturen CHS1 in der ersten horizontalen Richtung (der X-Richtung) erstrecken. Zwischen den mehreren Kanalstrukturen CHS1 und den mehreren Bitleitungen BL können sich mehrere Bitleitungskontaktpads 182 befinden. Die Drain-Region 158 der mehreren Kanalstrukturen CHS1 kann mit einer entsprechenden Bitleitung BL aus den mehreren Bitleitungen BL durch das Bitleitungskontaktpad 182 verbunden sein. Die mehreren Bitleitungskontaktpads 182 können durch eine Isolierschicht 180 voneinander isoliert werden. Die Isolierschicht 180 kann eine Oxidschicht, eine Nitridschicht oder eine Kombination davon umfassen.
  • Die in den 3A und 3B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A kann die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P aufweisen, die in den Kanallöchern CHH angeordnet sind, und daher kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A vorteilhafter implementiert werden, um eine Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung zu realisieren, die in der horizontalen und in der vertikalen Richtung hoch-skaliert ist, im Gegensatz zu einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, welche die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P aufweist, die außerhalb der Kanallöcher CHH angeordnet sind, wie im Stand der Technik. Außerdem können die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P in einem Kanalloch CHH in der vertikalen Richtung (der Z-Richtung) voneinander getrennt sein, während die Dummy-Ladungsfallenstruktur 134D und die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 dazwischen liegen. Auf diese Weise können Zellinterferenzen aufgrund von Ladungsdiffusion zwischen benachbarten Zellen verhindert werden, und die Zuverlässigkeit kann verbessert werden, selbst wenn die Speichervorrichtung vom vertikalen Typ einen relativ kleinen Spalt zwischen in der vertikalen Richtung nebeneinanderliegenden Zellen aufweist.
  • 4A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100B gemäß anderen Ausführungsformen. 4A veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch BX1 von 3A veranschaulichten Strichlinienregion entspricht.
  • Wie in 4A gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100B im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A, die in den 3A und 3B veranschaulicht ist. Bei der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100B kann jedoch jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B integral mit der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 verbunden sein. Die erste dielektrische Sperrstruktur 132B kann als ein „erster Strukturabschnitt“ bezeichnet werden, und die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 kann als ein „zweiter Strukturabschnitt“ bezeichnet werden. In 4A sind die erste dielektrische Sperrstruktur 132B und die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 zum Zweck der Veranschaulichung durch eine virtuelle Linie voneinander getrennt, die durch Strichlinien DL angedeutet ist. Die erste dielektrische Sperrstruktur 132B und die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 können jedoch auch einstückig ausgebildet werden, dergestalt, dass die erste dielektrische Sperrstruktur 132B und die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 ohne eine visuelle Grenzfläche dazwischen miteinander verbunden sind. In der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100B können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 das gleiche Material umfassen. Zum Beispiel kann jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 eine Siliziumoxidschicht umfassen. Als ein weiteres Beispiel kann jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 eine dielektrische Schicht mit hohem k-Wert aus dem gleichen Material umfassen. Die dielektrische Schicht mit hohem k-Wert kann HfO2, Al2O3 oder ZrO2 umfassen, jedoch sind die beispielhaften Ausführungsformen nicht darauf beschränkt.
  • 4B ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100C gemäß anderen Ausführungsformen. 4A veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch BX1 von 3A veranschaulichten Strichlinienregion entspricht.
  • Wie in 4B gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100C im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A, die in den 3A und 3B veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100C kann jedoch eine zweite dielektrische Sperrstruktur 164 umfassen. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 164 kann im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 aufweisen, die in den 3A und 3B veranschaulicht ist. Der dritte Abschnitt 162C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 164 kann jedoch einen Luftspalt (Air Gap) AG1 umfassen. Die Querschnittsform des Luftspalts AG1 ist nicht auf die in 4B veranschaulichte Form beschränkt. Der Luftspalt AG1 kann verschiedene Breiten und Höhen aufweisen. Da der dritte Abschnitt 162C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 164 den Luftspalt AG1 umfasst, kann eine Dielektrizitätskonstante zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P gesenkt werden, und ein Effekt des Verhinderns von Zellinterferenzen, die durch Ladungsdiffusion zwischen benachbarten Zellen in einer Speichervorrichtung vom vertikalen Typ verursacht werden, kann verbessert werden. In einigen Ausführungsformen muss in der in 4B veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100C - wie für den Fall, dass in 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 164 existieren. Mit anderen Worten können die Ausführungsformen der 4A und 4B kombiniert und zusammen verwendet werden. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 164 das gleiche Material umfassen.
  • 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100 gemäß anderen Ausführungsformen. 5 veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch BX1 von 3A veranschaulichten Strichlinienregion entspricht.
  • Wie in 5 gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100D im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A, die in den 3A und 3B veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100D kann jedoch des Weiteren mehrere dritte dielektrische Sperrstrukturen 166 umfassen. Jede der mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 kann sich zwischen der Leitung CL und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 befinden. Jede der mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 kann eine Siliziumoxidschicht, eine dielektrische Schicht mit hohem k-Wert oder eine Kombination davon umfassen. Die dielektrische Schicht mit hohem k-Wert kann HfO2, Al2O3 oder ZrO2 umfassen, jedoch sind die beispielhaften Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 Siliziumoxidschichten umfassen, und die mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 können dielektrische Schichten mit hohem k-Wert umfassen. Als ein weiteres Beispiel können die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 dielektrische Schichten mit hohem k-Wert umfassen, und die mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 können Siliziumoxidschichten umfassen.
  • In der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100D kann eine vertikale Länge W1C der Ladungsfallenstruktur 134P maximal so groß sein wie eine vertikale Länge Lg1C der Leitung CL und kann mindestens so groß sein wie eine Hälfte der Länge Lg1C der Leitung CL.
  • 5 beschreibt ein Beispiel, in dem die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100D des Weiteren die dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 umfasst, während sie die gleiche Struktur wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A in 3A und 3B aufweist. Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt. So kann zum Beispiel in einigen Ausführungsformen die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100D des Weiteren die dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 umfassen, die in 5 veranschaulicht sind, während sie die gleiche Struktur wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100C aufweist, die in Bezug auf 4B beschrieben ist. Des Weiteren muss in einigen anderen Ausführungsformen in der in 5 veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100D, ähnlich dem in Bezug auf 4A beschriebenen Fall, keine Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 vorhanden sein. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 162 das gleiche Material umfassen. In weiteren Ausführungsformen können die Merkmale der Ausführungsformen der 4A, 4B und 5 miteinander kombiniert werden.
  • 6A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200A gemäß anderen Ausführungsformen, und 6B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Strichlinienregion, die durch BX2 von 6A angedeutet ist. 6A veranschaulicht eine Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einem Querschnitt entlang der Linie X1-X1' von 2 entspricht.
  • Wie in den 6A und 6B gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A, die in den 3A und 3B veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A kann jedoch mehrere Kanalstrukturen CHS2 umfassen.
  • Die mehreren Kanalstrukturen CHS2 können im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die mehreren Kanalstrukturen CHS1, die in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben sind. Die mehreren Kanalstrukturen CHS2 können jedoch mehrere Ladungsfallenstrukturen 234P und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D umfassen.
  • Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P können sich zwischen den Leitungen CL und der Kanalschicht 150 in den Kanallöchern CHH befinden, während sie voneinander getrennt sind. Die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D können sich zwischen den mehreren Isolierschichten 110 und der Kanalschicht 150 befinden und können von den mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P getrennt sein. Die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D können voneinander getrennt sein, und eine Ladungsfallenstruktur 234P kann sich jeweils zwischen den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D befinden. In einigen Ausführungsformen können sich die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D in den Kanallöchern CHH entlang einer geraden Linie erstrecken, die sich in einer Richtung von dem Substrat 102 fort erstreckt, und können jeweils abwechselnd entlang der geraden Linie angeordnet sein.
  • Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P können in der horizontalen Richtung eine andere Breite aufweisen als eine Breite der mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D. In einigen Ausführungsformen können sich Seitenwände der mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind, und Seitenwände der mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind, entlang einer geraden Linie erstrecken. In der horizontalen Richtung kann eine Mindestdistanz zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und der Kanalschicht 150 im Wesentlichen die gleiche sein wie eine Mindestdistanz zwischen den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D und der Kanalschicht 150. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D können Siliziumnitridschichten umfassen.
  • In der vertikalen Richtung kann eine Länge W2 der Ladungsfallenstruktur 234P maximal so groß sein wie eine Länge Lg2 der Leitung CL und kann mindestens so groß sein wie eine Hälfte der Länge Lg2 der Leitung CL. Die Ladungsfallenstruktur 234P muss keinen Abschnitt umfassen, der einer Ecke der Leitung CL zugewandt ist, wobei die Ecke der Isolierschicht 110 am nächsten liegt. Dadurch können nachteilige Auswirkungen auf die Ladungsfallenstruktur 234P, die durch ein an der Ecke der Leitung CL konzentriertes elektrisches Feld verursacht werden, minimiert werden.
  • Mehrere erste dielektrische Sperrstrukturen 232B können zwischen den mehreren Leitungen CL und den Kanalstrukturen CHS2 angeordnet werden. Jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B können jeweils zwischen den mehreren Isolierschichten 110 angeordnet werden. Ein Abschnitt jeder der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B kann die mehreren Isolierschichten 110 vertikal überlappen. Jede der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B kann sich zwischen der Leitung CL und der Ladungsfallenstruktur 234P befinden. Ein Abschnitt jeder der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B kann weiter in Richtung der Kanalschicht 150 vorstehen als Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind. Seitenwände der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind, können näher an die Kanalschicht 150 grenzen als die Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind. Die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B können Siliziumoxidschichten umfassen. Eine horizontale Breite der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B kann etwa 3 nm bis etwa 10 nm betragen und kann in einigen Ausführungsformen zum Beispiel etwa 3 nm bis etwa 5 nm betragen.
  • Eine zweite dielektrische Sperrstruktur 262, die einen Abschnitt der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und einen Abschnitt der Leitung CL umgibt, kann jeweils zwischen den mehreren Isolierschichten 110 gebildet werden. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 262 kann einen ersten Abschnitt 262A zwischen der Leitung CL und der Isolierschicht 110, einen zweiten Abschnitt 262B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der Isolierschicht 110, einen dritten Abschnitt 262C zwischen der Ladungsfallenstruktur 234P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 234D und einen vierten Abschnitt 262D zwischen der Leitung CL und der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B umfassen. Der erste Abschnitt 262A, der zweite Abschnitt 262B, der dritte Abschnitt 262C und der vierte Abschnitt 262D der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 können integral miteinander verbunden werden. Der dritte Abschnitt 262C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 kann einen jeweiligen Raum zwischen der Ladungsfallenstruktur 234P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 234D füllen. Der zweite Abschnitt 262B der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 kann einen Abschnitt umfassen, der die erste dielektrische Sperrstruktur 232B vertikal überlappt.
  • Die Ladungsfallenstrukturen 234P und die dielektrische Tunnelungsschicht 140 können zwischen den mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B und der Kanalschicht 150 angeordnet werden.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A des Weiteren die mehreren dritten dielektrische Sperrstrukturen 166 umfassen, ähnlich dem Fall, der in Bezug auf 5 beschrieben ist. Jede der mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 kann sich zwischen der Leitung CL und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 befinden.
  • In einigen Ausführungsformen muss in der in den 6A und 6B veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200A - wie in dem Fall, der in 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 existieren. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 262 das gleiche Material umfassen. In ähnlicher Weise können in einigen anderen Ausführungsformen verschiedene Kombinationen der Merkmale der in den 4A-6B gezeigten Ausführungsformen bereitgestellt werden.
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200B gemäß anderen Ausführungsformen. 7 veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch BX2 von 6A veranschaulichten Strichlinienregion entspricht.
  • Wie in 7 gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200B im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A, die in den 6A und 6B veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200B kann jedoch eine zweite dielektrische Sperrstruktur 264 umfassen. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 264 kann im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die zweite dielektrische Sperrstruktur 262 aufweisen, die in den 6A und 6B veranschaulicht ist. Der dritte Abschnitt 262C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 264 kann jedoch einen Luftspalt (Air Gap) AG2 umfassen. Die Querschnittsform des Luftspalts AG2 ist nicht auf die in 7 veranschaulichte Form beschränkt. Der Luftspalt AG2 kann verschiedene Breiten und Höhen aufweisen. Da der dritte Abschnitt 262C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 264 den Luftspalt AG2 umfasst, kann eine Dielektrizitätskonstante zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P gesenkt werden, und ein Effekt des Verhinderns von Zellinterferenzen, die durch Ladungsdiffusion zwischen benachbarten Zellen in einer Speichervorrichtung vom vertikalen Typ verursacht werden, kann verbessert werden.
  • In der in 7 veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200B muss
    • - wie in dem Fall, der in 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde
    • - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 264 existieren. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 264 das gleiche Material umfassen. In ähnlicher Weise können in einigen anderen Ausführungsformen verschiedene Kombinationen der Merkmale der in den 4A-7 gezeigten Ausführungsformen bereitgestellt werden.
  • 8A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300A gemäß anderen Ausführungsformen, und 8B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Strichlinienregion, die durch BX3 von 8A angedeutet ist. 8A veranschaulicht eine Querschnittsstruktur eines Bereichs, der dem Querschnitt entlang der Linie X1-X1' von 2 entspricht.
  • Wie in den 8A und 8B gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300A im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A, die in den 6A und 6B veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300A kann jedoch mehrere Kanalstrukturen CHS3 umfassen.
  • Die mehreren Kanalstrukturen CHS3 können im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die mehreren Kanalstrukturen CHS2, die in Bezug auf die 6A und 6B beschrieben sind. Die mehreren Kanalstrukturen CHS3 können jedoch mehrere Ladungsfallenstrukturen 334P und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D umfassen.
  • Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P können sich zwischen den Leitungen CL und der Kanalschicht 150 in den Kanallöchern CHH befinden, während sie voneinander getrennt sind. Die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D können sich zwischen den mehreren Isolierschichten 110 und der Kanalschicht 150 befinden und können von den mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P getrennt sein. Die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D können voneinander getrennt sein. Eine einzelne Ladungsfallenstruktur 334P kann sich jeweils zwischen den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D befinden. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P können sich in den Kanallöchern CHH entlang einer ersten geraden Linie erstrecken, die sich in einer Richtung von dem Substrat 102 fort erstreckt, und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D können sich in den Kanallöchern CHH entlang einer zweiten geraden Linie erstrecken, die sich in einer Richtung von dem Substrat 102 fort erstreckt, wobei die erste gerade Linie und die zweite gerade Linie einander in den Kanallöchern CHH nicht treffen müssen. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D können jeweils abwechselnd in den Kanallöchern CHH in einer Richtung von dem Substrat 102 fort angeordnet sein.
  • Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D können in der horizontalen Richtung die gleiche Breite aufweisen. Seitenwände der mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind, können näher an der Kanalschicht 150 liegen als Seitenwände der mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D, die der Kanalschicht 150 zugewandt sind. Daher kann eine horizontale Mindestdistanz zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und der Kanalschicht 150 kleiner sein als eine horizontale Mindestdistanz zwischen den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D und der Kanalschicht 150. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D können Siliziumnitridschichten umfassen.
  • In einer vertikalen Richtung kann eine Länge W3 der Ladungsfallenstruktur 334P maximal so groß sein wie eine Länge Lg3 der Leitung CL und kann mindestens so groß sein wie eine Hälfte der Länge Lg3 der Leitung CL. Die Ladungsfallenstruktur 334P muss keinen Abschnitt umfassen, der einer Ecke der Leitung CL zugewandt ist, wobei die Ecke der Isolierschicht 110 am nächsten liegt. Dadurch können nachteilige Auswirkungen auf die Ladungsfallenstruktur 334P, die durch ein an der Ecke der Leitung CL konzentriertes elektrisches Feld verursacht werden, minimiert werden.
  • Eine zweite dielektrische Sperrstruktur 362, die einen Abschnitt der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und einen Abschnitt der Leitung CL umgibt, kann jeweils zwischen den mehreren Isolierschichten 110 gebildet werden. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 362 kann einen ersten Abschnitt 362A zwischen der Leitung CL und der Isolierschicht 110, einen zweiten Abschnitt 362B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der Isolierschicht 110, einen dritten Abschnitt 362C zwischen der Ladungsfallenstruktur 334P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 334D und einen vierten Abschnitt 362D zwischen der Leitung CL und der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B umfassen. Der erste Abschnitt 362A, der zweite Abschnitt 362B, der dritte Abschnitt 362C und der vierte Abschnitt 362D der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 362 können integral miteinander verbunden werden. Der dritte Abschnitt 362C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 362 kann jeweilige Räume zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D füllen.
  • Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und eine dielektrische Tunnelungsschicht 340 können zwischen den mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B und der Kanalschicht 150 angeordnet werden. In der in den 8A und 8B veranschaulichten Ausführungsform kann die dielektrische Tunnelungsschicht 340 variable Breiten in den Kanallöchern CHH in einer Richtung von dem Substrat 102 fort aufweisen. In der horizontalen Richtung kann eine Breite eines Abschnitts der dielektrischen Tunnelungsschicht 340, die zwischen der Ladungsfallenstruktur 334P und der Kanalschicht 150 liegt, kleiner sein als eine Breite eines Abschnitts der dielektrischen Tunnelungsschicht 340, die zwischen der Dummy-Ladungsfallenstruktur 334D und der Kanalschicht 150 liegt. Eine Seitenwand der dielektrischen Tunnelungsschicht 340, die der Kanalschicht 150 zugewandt ist, kann sich flach in einer Längsrichtung der Kanallöcher CHH erstrecken. Eine Seitenwand der dielektrischen Tunnelungsschicht 340, die den mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D zugewandt ist, kann in der Längsrichtung der Kanallöcher CHH konkavkonvexe Abschnitte aufweisen. Zum Beispiel kann ein Ende der konkav-konvexen Abschnitte an einem oberen Abschnitt einer Dummy-Ladungsfallenstruktur 334D beginnen, und ein anderes Ende der konkav-konvexen Abschnitte kann an einem unteren Abschnitt einer nächsten Dummy-Ladungsfallenstruktur 334D in einer Richtung enden, die sich von dem Substrat 102 fort erstreckt. Die dielektrische Tunnelungsschicht 340 kann eine Siliziumoxidschicht umfassen.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300A des Weiteren die mehreren dritten dielektrische Sperrstrukturen 166 umfassen, ähnlich dem Fall, der in Bezug auf 5 beschrieben ist. Jede der mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 kann sich zwischen der Leitung CL und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 befinden.
  • In einigen beispielhaften Ausführungsformen muss in der in den 8A und 8B veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300A - wie in dem Fall, der in Bezug auf 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 362 existieren. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 362 das gleiche Material umfassen.
  • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300B gemäß anderen Ausführungsformen. 9 veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch BX3 von 8A veranschaulichten Strichlinienregion entspricht.
  • Wie in 9 gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300B im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300A, die in den 8A und 8B veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300B kann jedoch eine zweite dielektrische Sperrstruktur 364 umfassen. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 364 kann im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die zweite dielektrische Sperrstruktur 362 aufweisen, die in den 8A und 8B veranschaulicht ist. Der dritte Abschnitt 362C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 364 kann jedoch einen Luftspalt AG3 umfassen. Die Querschnittsform des Luftspalts AG3 ist nicht auf die in 9 veranschaulichte Form beschränkt. Der Luftspalt AG3 kann verschiedene Breiten und Höhen aufweisen. Da der dritte Abschnitt 362C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 364 den Luftspalt AG3 umfasst, kann eine Dielektrizitätskonstante zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P gesenkt werden, und ein Effekt des Verhinderns von Zellinterferenzen, die durch Ladungsdiffusion zwischen benachbarten Zellen in einer Speichervorrichtung vom vertikalen Typ verursacht werden, kann verbessert werden.
  • In der in 9 veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300B muss
    • - wie in dem Fall, der in 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde
    • - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 364 existieren. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 364 das gleiche Material umfassen. In ähnlicher Weise können in einigen anderen Ausführungsformen verschiedene Kombinationen der Merkmale der in den 4A-9 gezeigten Ausführungsformen bereitgestellt werden.
  • 10A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400A gemäß anderen Ausführungsformen. 10A veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einem Bereich von 3A entspricht.
  • Wie in 10A gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400A einen Ersatzschaltkreis des Speicherzellen-Arrays MCA der in 1 veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100A aufweisen und kann im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die in den 3A und 3B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A aufweisen. Insbesondere kann ein Abschnitt, der die mehreren Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL) in 1 bildet, eine Struktur aufweisen, wie sie in den 3A und 3B veranschaulicht ist. In der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400A kann jedoch ein Abschnitt, der mindestens eine der Erdungsauswahlleitung GSL und der String-Auswahlleitung SSL von 1 bildet, eine Leitung CL4 anstelle der in den 3A und 3B veranschaulichten Leitung CL umfassen. Eine vertikale Dicke der Leitung CL4 kann größer sein als eine vertikale Dicke der in den 3A und 3B veranschaulichten Leitung CL. Zum Beispiel kann die vertikale Dicke der Leitung CL4 in der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400A mindestens zweimal so groß sein wie die vertikale Dicke der Leitung CL (siehe 3A und 3B), welche die mehreren Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL) bildet. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400A kann eine Kanalstruktur CHS4 umfassen, von der ein Abschnitt die Leitung CL4 durchdringt. Die Kanalstruktur CHS4 kann eine Kanalschicht 450, die sich in dem Kanalloch CHH in der vertikalen Richtung erstreckt, sowie eine vergrabene Isolierschicht 456, die den Innenraum der Kanalschicht 450 füllt, umfassen. Eine erste dielektrische Sperrstruktur 432B kann zwischen der Leitung CL4 und der Kanalstruktur CHS4 angeordnet werden. Die erste dielektrische Sperrstruktur 432B kann zwischen zwei benachbarten Isolierschichten 110 angeordnet werden, und mindestens ein Abschnitt der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B kann die Isolierschicht 110 vertikal überlappen. Die erste dielektrische Sperrstruktur 432B kann eine konkave Seitenwand 432BS aufweisen, die zu der Kanalschicht 450 hin konkav ist. Eine horizontale Breite der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B kann etwa 3 nm bis etwa 10 nm betragen, zum Beispiel etwa 3 nm bis etwa 5 nm.
  • Eine Ladungsfallenstruktur 434P und eine dielektrische Tunnelungsschicht 440 können zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B und der Kanalschicht 450 angeordnet werden. Die dielektrische Tunnelungsschicht 440 kann sich in einer Richtung, in der sich die Kanalschicht 450 erstreckt, zwischen der Ladungsfallenstruktur 434P und der Kanalschicht 450 und zwischen der Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D und der Kanalschicht 450 erstrecken. Die Ladungsfallenstruktur 434P kann eine Siliziumoxidschicht umfassen. Die Ladungsfallenstruktur 434P, die dielektrische Tunnelungsschicht 440 und die Kanalschicht 450 können jeweils in ihrer Längsrichtung eine konstante horizontale Breite aufweisen. In der vertikalen Richtung kann eine Länge W4 der Ladungsfallenstruktur 334P maximal so groß sein wie eine Länge Lg4 der Leitung CL4 und kann mindestens so groß sein wie eine Hälfte der Länge Lg1 der Leitung CL4. Die Ladungsfallenstruktur 434P muss keinen Abschnitt umfassen, der einer Ecke der Leitung CL4 zugewandt ist, wobei die Ecke der Isolierschicht 110 am nächsten liegt. Dadurch können nachteilige Auswirkungen auf die Ladungsfallenstruktur 434P, die durch ein an der Ecke der Leitung CL4 konzentriertes elektrisches Feld verursacht werden, minimiert werden.
  • Die Ladungsfallenstruktur 434P kann eine konvexe Seitenwand 434PS umfassen, die einer konkaven Seitenwand 432BS der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B zugewandt ist. Die konvexe Seitenwand 434PS der Ladungsfallenstruktur 434P kann die konkave Seitenwand 432BS der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B berühren. Die dielektrische Tunnelungsschicht 440 kann eine konvexe Seitenwand 440S aufweisen, die der konkaven Seitenwand 432BS der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B zugewandt ist. Die Kanalschicht 450 kann eine konvexe Seitenwand 450S aufweisen, die der konkaven Seitenwand 432BS der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B zugewandt ist. Die vergrabene Isolierschicht 456 kann eine konvexe Seitenwand 456S aufweisen, die der konkaven Seitenwand 432BS der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B zugewandt ist.
  • Die Leitung CL4 kann von einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur 462 umgeben sein. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 462 kann einen ersten Abschnitt 462A zwischen der Leitung CL4 und der Isolierschicht 110, einen zweiten Abschnitt 462B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B und der Isolierschicht 110, einen dritten Abschnitt 462C zwischen der Ladungsfallenstruktur 434P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 134D und einen vierten Abschnitt 462D zwischen der Leitung CL4 und der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B umfassen. Der erste Abschnitt 462A, der zweite Abschnitt 462B, der dritte Abschnitt 462C und der vierte Abschnitt 462D der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 462 können integral miteinander verbunden werden. Der dritte Abschnitt 462C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 462 kann jeweilige Räume zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 434P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D füllen. Eine detailliertere Struktur jeder der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B, der Ladungsfallenstruktur 434P, der dielektrischen Tunnelungsschicht 440, der Kanalschicht 450, der vergrabenen Isolierschicht 456, der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 462 und der Leitung CL4 ist die gleiche, wie sie in Bezug auf die erste dielektrische Sperrstruktur 132B, die Ladungsfallenstruktur 134P, die dielektrische Tunnelungsschicht 140, die Kanalschicht 150, die vergrabene Isolierschicht 156, die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 und die Leitung CL, die in den 3A und 3B veranschaulicht sind, beschrieben ist, so dass aus Gründen der Kürze auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.
  • In der in 10A veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400A muss - wie in dem Fall, der in 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 462 existieren. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 432B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 462 das gleiche Material umfassen.
  • 10B ist eine schematische Querschnittsansicht einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400B gemäß anderen Ausführungsformen.
  • Wie in 10B gezeigt, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400B im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen wie die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400A, die in 10A veranschaulicht ist. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400B kann jedoch eine zweite dielektrische Sperrstruktur 464 umfassen. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 464 kann im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die zweite dielektrische Sperrstruktur 462 aufweisen, die in 10A veranschaulicht ist. Der dritte Abschnitt 462C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 464 kann jedoch einen Luftspalt AG4 umfassen. Die Querschnittsform des Luftspalts AG4 ist nicht auf die in 10A veranschaulichte Form beschränkt. Der Luftspalt AG4 kann verschiedene Breiten und Höhen aufweisen. Da der dritte Abschnitt 462C der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 464 den Luftspalt AG4 umfasst, kann eine Dielektrizitätskonstante zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 434P gesenkt werden, und ein Effekt des Verhinderns von Zellinterferenzen, die durch Ladungsdiffusion zwischen benachbarten Zellen in einer Speichervorrichtung vom vertikalen Typ verursacht werden, kann verbessert werden.
  • In der in 10B veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400B muss - wie in dem Fall, der in 4A über die Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 beschrieben wurde - keine visuelle Grenzfläche zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 432B und der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 464 existieren. In diesem Fall können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 432B und die mehreren zweiten dielektrischen Sperrstrukturen 464 das gleiche Material umfassen. In ähnlicher Weise können in einigen anderen Ausführungsformen verschiedene Kombinationen der Merkmale der in den 4A-10B gezeigten Ausführungsformen bereitgestellt werden.
  • 11A ist ein Draufsicht-Layoutschaubild einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 500 gemäß anderen Ausführungsformen.
  • Wie in 11A zu sehen, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 500 eine Speicherzellen-Array-Region 512, eine erste periphere Schaltkreisregion 514, eine zweite periphere Schaltkreisregion 516 und eine Bondungspad-Region 518 umfassen. Die Speicherzellen-Array-Region 512 kann die mehreren Speicherzellen-Arrays MCA umfassen, welche die in Bezug auf 1 beschriebene Struktur aufweisen. Der erste periphere Schaltkreisregion 514 und die zweite periphere Schaltkreisregion 516 können eine Steuereinheit umfassen, die eine Dateneingabe oder -ausgabe in die oder aus der Speicherzellen-Array-Region 512 steuert. Peripherie Schaltkreise, die Speicherzellen vom vertikalen Typ ansteuern, die in der Speicherzellen-Array-Region 512 enthalten sind, können in der ersten peripheren Schaltkreisregion 514 und der zweiten peripheren Schaltkreisregion 516 angeordnet sein.
  • Die erste periphere Schaltkreisregion 514 kann so angeordnet werden, dass sie die Speicherzellen-Array-Region 512 vertikal überlappt, und kann so eine planare Größe eines Chips, der die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 500 umfasst, verringern. In einigen Ausführungsformen können die peripheren Schaltkreise, die in der ersten peripheren Schaltkreisregion 514 angeordnet sind, Schaltkreise sein, die in der Lage sind, eine Dateneingabe und -ausgabe in die bzw. aus der Speicherzellen-Array-Region 512 mit hoher Geschwindigkeit zu verarbeiten. Zum Beispiel können die in der ersten peripheren Schaltkreisregion 514 angeordneten peripheren Schaltkreise einen Seitenpuffer, einen Signalspeicherschaltkreis, einen Cache-Schaltkreis, einen Spaltendecodierer, einen Leseverstärker oder einen Dateneingabe/-ausgabe-Schaltkreis umfassen.
  • Die zweite periphere Schaltkreisregion 516 kann unter der Speicherzellen-Array-Region 512 so angeordnet werden, dass sie die Speicherzellen-Array-Region 512 und die erste periphere Schaltkreisregion 514 nicht überlappt. Die in der zweiten peripheren Schaltkreisregion 516 ausgebildeten peripheren Schaltkreise können zum Beispiel ein Reihendecodierer sein. In einigen Ausführungsformen kann sich im Gegensatz zu dem in 11A veranschaulichten Beispiel mindestens ein Abschnitt der zweiten peripheren Schaltkreisregion 516 auf einer Seite der Speicherzellen-Array-Region 512 befinden.
  • Die Bondungspad-Region 518 kann auf der anderen Seite der Speicherzellen-Array-Region 512 gebildet werden. Die Bondungspad-Region 518 kann eine Region sein, in der Drähte gebildet werden, die von Wortleitungen jeder der Speicherzellen vom vertikalen Typ der Speicherzellen-Array-Region 512 aus verbunden sind.
  • 11B und 11C sind eine schematische perspektivische Ansicht bzw. eine schematische Querschnittsansicht einer in 11A veranschaulichten Region der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 500. In den 11B und 11C bezeichnen Bezugszeichen, welche die gleichen sind wie die Bezugszeichen in den 1 bis 3, die gleichen Elemente, und ihre detaillierte Beschreibung wird im Interesse der Kürze nicht wiederholt.
  • Wie in 11B und 11C zu sehen, kann die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 500 die erste periphere Schaltkreisregion 514, die auf einer ersten Ebene auf einem Substrat 502 gebildet ist, und die Speicherzellen-Array-Region 512, die auf einer zweiten Ebene auf dem Substrat 502 gebildet ist, umfassen, wobei die zweite Ebene höher ist als die erste Ebene. Hier bezeichnet der Begriff „Ebene“ eine Höhe in einer vertikalen Richtung (einer Z-Richtung in den 11B und 11C) in Bezug auf das Substrat 502. Mit anderen Worten liegt die erste Ebene auf dem Substrat 502 näher an dem Substrat 502 als die zweite Ebene.
  • Das Substrat 502 kann eine Hauptfläche 502M aufweisen, die sich in einer X-Richtung und einer Y-Richtung erstreckt. Ein detaillierterer Aspekt des Substrats 502 ist im Wesentlichen der gleiche wie der detaillierte Aspekt des Substrats 102, der in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben ist. Eine periphere aktive Region (Peripheral Active Region) PAC kann auf dem Substrat 502 durch eine Vorrichtungsisolierschicht 504 definiert werden. Mehrere Transistoren TR5, welche die erste periphere Schaltkreisregion 514 bilden, können über der peripheren aktiven Region PAC des Substrats 502 gebildet werden. Jeder der mehreren Transistoren TR5 kann ein peripheres Gate PG und eine periphere Source/Drain-Region (Peripheral Source/Drain Region) PSD umfassen, die in der peripheren aktiven Region PAC auf beiden Seiten des peripheren Gate PG ausgebildet sind. In einigen Ausführungsformen können Einheitsvorrichtungen, wie zum Beispiel ein Widerstand, ein Kondensator usw., des Weiteren in der ersten peripheren Schaltkreisregion 514 angeordnet sein. Eine periphere Zwischenschicht-Isolierschicht 508 kann über den mehreren Transistoren TR5 gebildet werden. Die periphere Zwischenschicht-Isolierschicht 508 kann Siliziumoxid, SiON, SiOCN usw. umfassen.
  • Die erste periphere Schaltkreisregion 514 kann mehrere periphere Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 und mehrere periphere Schaltkreiskontakte MC5 umfassen. Einige der mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 kann so ausgebildet werden, dass sie mit den mehreren Transistoren TR5 elektrisch verbunden ist. Die mehreren peripheren Schaltkreiskontakte MC5 können so ausgebildet werden, dass sie einige periphere Schaltkreisverdrahtungsschichten, die aus den mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 ausgewählt sind, miteinander verbinden. Die mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 und die mehreren peripheren Schaltkreiskontakte MC5 können durch die periphere Zwischenschicht-Isolierschicht 508 bedeckt werden.
  • Jede der mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 und der mehreren peripheren Schaltkreiskontakte MC5 kann Metall, leitfähiges Metallnitrid, Metallsilicid oder eine Kombination davon umfassen. Zum Beispiel kann jede der mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 und der mehreren peripheren Schaltkreiskontakte MC5 ein leitfähiges Material wie zum Beispiel Wolfram, Molybdän, Titan, Kobalt, Tantal, Nickel, Wolframsilicid, Titansilicid, Kobaltsilicid, Tantalsilicid, Nickelsilicid usw. umfassen. 11C veranschaulicht, dass die mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 in der vertikalen Richtung (der Z-Richtung) eine dreischichtige Verdrahtungsstruktur aufweisen. Das erfinderische Konzept ist jedoch nicht auf das in 11C veranschaulichte Beispiel beschränkt. Zum Beispiel können die mehreren peripheren Schaltkreisverdrahtungsschichten MTL5 eine mehrschichtige Verdrahtungsstruktur aufweisen, wie zum Beispiel eine doppelschichtige Verdrahtungsstruktur oder eine Verdrahtungsstruktur mit vier oder noch mehr Schichten.
  • Eine Halbleiterschicht 520, welche die periphere Zwischenschicht-Isolierschicht 508 bedeckt, kann über der ersten peripheren Schaltkreisregion 514 gebildet werden. Die Halbleiterschicht 520 kann Si, Ge oder eine Kombination davon umfassen. Die Halbleiterschicht 520 kann einen dotierten Halbleiter oder einen undotierten Halbleiter umfassen. Die Halbleiterschicht 520 kann eine monokristalline Struktur, eine amorphe Struktur oder eine polykristalline Struktur aufweisen. Auf der Halbleiterschicht 520 können mehrere gemeinsame Source-Regionen 572 gebildet werden. Eine detailliertere Struktur der mehreren gemeinsamen Source-Regionen 572 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Struktur der gemeinsamen Source-Region 160, die in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben ist. Die mehreren gemeinsamen Source-Regionen 572 können in der Halbleiterschicht 520 durch Eindotieren von Störatomen gebildet werden.
  • Die Speicherzellen-Array-Region 512 kann auf der Halbleiterschicht 520 gebildet werden. Die Speicherzellen-Array-Region 512 kann im Wesentlichen die gleiche Struktur wie das Speicherzellen-Array MCA der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100A aufweisen, die in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben ist. Insbesondere können Abschnitte der Speicherzellen-Array-Regionen 512, die den mehreren Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL) in 1 entsprechen, die gleiche Struktur aufweisen, wie sie in den 3A und 3B veranschaulicht ist. In der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 500 können jedoch Abschnitte, die der Erdungsauswahlleitung GSL und der gemeinsamen Source-Leitung CSL von 1 entsprechen, die gleiche Struktur aufweisen, wie sie in Bezug auf 10A beschrieben ist.
  • Genauer gesagt, können in der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 500 die Abschnitte, die den mehreren Wortleitungen WL1, WL2, ..., WLn-1 und WLn (WL) in 1 entsprechen, die in den 3A und 3B, den 6A und 6B oder den 8A und 8B veranschaulichten Leitungen CL umfassen, und die Abschnitte, die der Erdungsauswahlleitung GSL und der gemeinsamen Source-Leitung CSL in 1 entsprechen, können die in 10A veranschaulichten Leitungen CL4 umfassen. Die Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 500 kann die mehreren Leitungen CL, die mehreren Leitungen CL4 und eine Kanalstruktur CHS5, welche die mehreren Leitungen CL und CL4 durchdringt, umfassen. Abschnitte der Kanalstruktur CHS5, die Abschnitte, welche die mehreren Leitungen CL durchdringen, können die gleiche Struktur aufweisen wie die Kanalstruktur CHS1, die in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben ist, und können in anderen Ausführungsformen die Merkmale der in den 4A-9 veranschaulichten beispielhaften Ausführungsformen aufweisen. Abschnitte der Kanalstruktur CHS5, die Abschnitte, welche die mehreren Leitungen CL4 durchdringen, können die gleiche Struktur wie die in Bezug auf die 10A oder 10B beschriebene Kanalstruktur CHS4 aufweisen.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung gemäß Ausführungsformen im Detail beschrieben.
  • 12A bis 12M sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100A gemäß Ausführungsformen veranschaulicht sind. Es wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100A, die in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben ist, beschrieben. 12A bis 12M veranschaulichen gemäß einer Prozessreihenfolge eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch Q1 von 3A angedeuteten Strichlinienregion entspricht.
  • Wie in 12A gezeigt, kann die aktive Region AC auf dem Substrat 102 definiert werden, und die mehreren Isolierschichten 110 und mehrere Vergussschichten (Mold Layers) ML können jeweils abwechselnd auf dem Substrat 102 gestapelt werden. Eine unterste Isolierschicht 110L aus den mehreren Isolierschichten 110, die mit dem Substrat 102 in Kontakt steht, kann eine geringere Dicke D1 aufweisen als die anderen Isolierschichten 110. Die mehreren Isolierschichten 110 können eine Siliziumoxidschicht umfassen, und die mehreren Vergussschichten ML können eine Siliziumnitridschicht umfassen.
  • Die mehreren Vergussschichten ML können Räume zum Bilden der Erdungsauswahlleitung GSL, der mehreren Wortleitungen WL bzw. der mehreren String-Auswahlleitungen SSL in sequentiellen Prozessen bereitstellen. Eine erste Vergussschicht ML, die von den mehreren Vergussschichten ML dem Substrat 102 am nächsten liegt, kann den Raum zum Bilden der Erdungsauswahlleitung GSL bereitstellen. Eine Isolierschicht aus den mehreren Isolierschichten 110, die eine Oberseite der ersten Vergussschicht ML berührt, kann eine größere Dicke D2 als die anderen Isolierschichten 110 aufweisen. Jede der mehreren Isolierschichten 110 und der mehreren Vergussschichten ML kann durch chemische Aufdampfung (Chemical Vapor Deposition, CVD), plasmaunterstützte CVD (Plasma Enhanced CVD, PECVD) oder Atomschichtabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) gebildet werden.
  • Wie in 12B zu sehen, kann, nachdem die Isolierstruktur 114 auf einer obersten Isolierschicht 110 der mehreren Isolierschichten 110 gebildet wurde, ein anisotropes Ätzen auf den mehreren Isolierschichten 110 und den mehreren Vergussschichten ML unter Verwendung der Isolierstruktur 114 als eine Ätzmaske durchgeführt werden, um das Kanalloch CHH zu bilden, welches das Substrat 102 freilegt.
  • Horizontale Breiten des Kanallochs CHH können zu dem Substrat 102 hin verringert werden. Mit anderen Worten kann eine horizontale Breite des Kanallochs CHH mit abnehmender Distanz von dem Substrat 102 allmählich abnehmen. Die Isolierstruktur 114 kann eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten umfassen, einschließlich einer Oxidschicht, einer Nitridschicht oder einer Kombination davon.
  • Wie in 12C zu sehen, kann die Halbleiterstruktur 120, die das Kanalloch CHH teilweise füllt, mittels Ausführen eines selektiven epitaxialen Wachstumsprozesses vom Boden des Kanallochs CHH aus gebildet werden. Die Halbleiterstruktur 120 kann eine dotierte Halbleiterschicht umfassen, zum Beispiel eine dotierte Si-Schicht oder eine dotierte Ge-Schicht.
  • Ein Abschnitt jeder der mehreren Vergussschichten ML kann selektiv von einer Seitenwand jeder der mehreren Vergussschichten ML aus, die durch das Kanalloch CHH hindurch freigelegt wird, getrimmt werden. Dementsprechend können mehrere Vergussvertiefungen (Mold Indents) MLA, die mit dem Kanalloch CHH verbunden sind, jeweils zwischen den mehreren Isolierschichten 110 gebildet werden. Eine horizontale Breite WH1 jeder der mehreren Vergussvertiefungen MLA kann etwa 3 nm bis etwa 10 nm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die horizontale Breite WH1 zum Beispiel etwa 3 nm bis etwa 5 nm betragen.
  • Ein Ätzprozess zum selektiven Ätzen der mehreren Vergussschichten ML aus den mehreren Vergussschichten ML und der mehreren Isolierschichten 110 kann zum Trimmen der mehreren Vergussschichten ML verwendet werden. Wenn zum Beispiel die mehreren Vergussschichten ML Siliziumnitridschichten umfassen und die mehreren Isolierschichten 110 Siliziumoxidschichten umfassen, so kann ein Ätzmittel, wie zum Beispiel ein Ätzmittel auf Ammoniakbasis, ein Ätzmittel auf Phosphorsäurebasis, ein Ätzmittel auf Schwefelsäurebasis, ein Ätzmittel auf Essigsäurebasis oder eine Kombination davon, verwendet werden, um den Abschnitt jeder der mehreren Vergussschichten ML selektiv zu trimmen. Der Prozess des Trimmens der mehreren Vergussschichten ML kann durchgeführt werden, während die Halbleiterstruktur 120 von einer Schutzschicht (nicht gezeigt) bedeckt ist.
  • Wie in 12D gezeigt, können die Opferschicht 130 und eine vorläufige isolierende Sperrschicht 132 nacheinander auf der gemäß 12C erzeugten Struktur gebildet werden.
  • Die Opferschicht 130 kann so gebildet werden, dass sie Flächen, die durch das Kanalloch CHH und die mehreren Vergussvertiefungen MLA hindurch freigelegt werden, konform bedeckt. Die Opferschicht 130 kann das gleiche Material wie die mehreren Vergussschichten ML oder ein Material mit den gleichen oder im Wesentlichen den gleichen Ätzeigenschaften wie ein Material der mehreren Vergussschichten ML umfassen. Zum Beispiel kann die Opferschicht 130 eine Siliziumnitridschicht umfassen. Die Opferschicht 130 kann so ausgebildet werden, dass sie eine horizontale Breite von etwa 3 nm bis etwa 10 nm aufweist. Die vorläufige isolierende Sperrschicht 132 kann sich längs in dem Kanal CHH in einer Längsrichtung des Kanallochs CHH erstrecken und einen Abschnitt jeder der mehreren Vergussvertiefungen MLA auf der Opferschicht 130 füllen. Die vorläufige isolierende Sperrschicht 132 kann eine dotierte Polysiliziumschicht oder eine undotierte Polysiliziumschicht umfassen. Die vorläufige isolierende Sperrschicht 132 kann eine ausreichende Dicke aufweisen, um die mehreren Vergussvertiefungen MLA auf der Opferschicht 130 zu füllen. Um die Opferschicht 130 und die vorläufige isolierende Sperrschicht 132 zu bilden, kann ein ALD-Prozess, ein CVD-Prozess oder eine Kombination davon verwendet werden.
  • Wie in 12E zu sehen, kann die vorläufige isolierende Sperrschicht 132 in Bezug auf die gemäß 12D erzeugte resultierende Struktur so getrimmt werden, dass nur die Abschnitte der vorläufigen isolierenden Sperrschicht 132 verbleiben, welche die mehreren Vergussvertiefungen MLA füllen. Infolgedessen können mehrere vorläufige dielektrische Sperrstrukturen 132P, die aus den verbleibenden Abschnitten der vorläufigen isolierenden Sperrschicht 132 gebildet werden, in den mehreren Vergussvertiefungen MLA verbleiben. Jede der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P muss nur den Innenraum der mehreren Vergussvertiefungen MLA füllen, ohne in das Kanalloch CHH hineinzuragen.
  • Ein Nassätzprozess unter Verwendung eines Ätzmittels kann verwendet werden, um die vorläufige isolierende Sperrschicht 132 zu trimmen. Das Ätzmittel kann umfassen: eine Gemischlösung, die Salpetersäure und Flusssäure enthält; eine Gemischlösung, die Ammoniak, Peroxid und Wasser enthält; oder eine Gemischlösung, die eine Hydroxid-Alkylammoniumverbindung, Peroxid und Wasser enthält. Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Wie in 12F gezeigt, können die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B, welche die Oxidschichten umfassen, durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 12E erzeugt wurde, gebildet werden. Wenn die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P Polysiliziumschichten umfassen, so können die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B Siliziumoxidschichten umfassen.
  • Um die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P zu oxidieren, kann ein Trockenoxidationsprozess oder ein Nassoxidationsprozess verwendet werden. Wenn zum Beispiel die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P trockenoxidiert werden, so kann ein Plasma-Oxidationsprozess oder ein Gasströmungsprozess unter Verwendung eines Gases, wie zum Beispiel O2, N2O, NO oder einer Kombination davon, verwendet werden.
  • Wie in 12G zu sehen, kann an der resultierenden Struktur, die gemäß 12F erzeugt wurde, ein Trimmprozess durchgeführt werden, um Abschnitte der Opferschicht 130 zu entfernen, die innerhalb des Kanallochs CHH und durch eine Oberseite der Isolierstruktur 114 hindurch freigelegt werden. Auf diese Weise können Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110 in dem Kanalloch CHH freigelegt werden, und die Oberseite der Isolierstruktur 114 kann freigelegt werden. Zum Trimmen der Opferschicht 130 kann ein Ätzmittel, wie zum Beispiel ein Ätzmittel auf Ammoniakbasis, ein Ätzmittel auf Phosphorsäurebasis, ein Ätzmittel auf Schwefelsäurebasis, ein Ätzmittel auf Essigsäurebasis oder eine Kombination davon, verwendet werden.
  • Wie in 12H zu sehen, können eine Ladungsfallenschicht 134, die dielektrische Tunnelungsschicht 140, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156 nacheinander in dem Kanalloch CHH auf der Basis der resultierenden Struktur, die gemäß 12G erzeugt wurde, gebildet werden, und die Drain-Region 158, die einen oberen Eintrittsabschnitt des Kanallochs CHH füllt, kann gebildet werden. Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Ladungsfallenschicht“ kann in Bezug auf den Begriff „Ladungsspeicherschicht“ austauschbar verwendet werden, und die „Ladungsfallenschicht“ und die „Ladungsspeicherschicht“ werden zur Bezeichnung desselben Objekts verwendet.
  • Jede der Ladungsfallenschicht 134, der dielektrischen Tunnelungsschicht 140 und der Kanalschicht 150 kann eine zylindrische Form in dem Kanalloch CHH aufweisen. Im Prozess des Bildens der Ladungsfallenschicht 134, der dielektrischen Tunnelungsschicht 140 und der Kanalschicht 150 kann ein Abschnitt einer Oberseite der Halbleiterstruktur 120 entfernt werden, so dass eine Aussparungsfläche 120R auf der Oberseite der Halbleiterstruktur 120 gebildet werden kann. Die Kanalschicht 150 kann die Aussparungsfläche 120R der Halbleiterstruktur 120 berühren.
  • Ein Abscheidungsprozess und ein Rückätzprozess können mehrere Male durchgeführt werden, um die Ladungsfallenschicht 134, die dielektrische Tunnelungsschicht 140, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156 zu bilden. Der Abscheidungsprozess kann CVD, Niederdruck-CVD (Lower Pressure CVD, LPCVD) oder ALD umfassen. Die Ladungsfallenschicht 134 kann eine Siliziumnitridschicht umfassen. Die dielektrische Tunnelungsschicht 140 kann eine Siliziumoxidschicht umfassen. Die Kanalschicht 150 kann dotiertes Polysilizium oder undotiertes Polysilizium umfassen. Die vergrabene Isolierschicht 156 kann Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid oder eine Kombination davon umfassen. Die Drain-Region 158 kann dotiertes Polysilizium, Metall, leitfähiges Metallnitrid oder eine Kombination davon umfassen. Das in der Drain-Region 158 umfassene Metall kann Wolfram, Nickel, Kobalt oder Tantal umfassen.
  • Wie in 12I gezeigt, können die Isolierstruktur 114, die mehreren Isolierschichten 110 und die mehreren Vergussschichten ML anisotrop geätzt werden, um die Wortleitungsschnittregionen WLC zu bilden, die das Substrat 102 freilegen, indem sie die Isolierstruktur 114, die mehreren Isolierschichten 110 und die mehreren Vergussschichten ML durchdringen, und dann können Störatomionen durch die Wortleitungsschnittregionen WLC in das Substrat 102 injiziert werden, um die gemeinsame Source-Region 160 zu bilden.
  • Wie in 12J zu sehen, können die mehreren Vergussschichten ML durch die Wortleitungsschnittregionen WLC hindurch entfernt werden, um mehrere leitfähige Räume LS1 zu bilden, und die freiliegende Opferschicht 130 kann durch die mehreren leitfähigen Räume LS1 hindurch entfernt werden. Als Nächstes kann ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht 134, der frei liegt, da die Opferschicht 130 entfernt ist, entfernt werden, um die Ladungsfallenschicht 134 in die mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D zu trennen. Zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 134P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D können jeweilige Trennräume TSS gebildet werden.
  • Wenn jede der mehreren Vergussschichten ML, der Opferschicht 130 und der Ladungsfallenschicht 134 eine Siliziumnitridschicht umfasst, so kann ein Ätzmittel auf Phosphorsäurebasis verwendet werden, um die leitfähigen Räume LS1 und die Trennräume TSS zu bilden.
  • Wie in 12K zu sehen, kann die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 auf der resultierenden Struktur, die gemäß 12J erzeugt wurde, gebildet werden. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 kann so gebildet werden, dass Flächen, die durch die leitfähigen Räume LS1 und die Wortleitungsschnittregionen WLC hindurch freiliegen, konform bedeckt werden, während die Trennräume TSS gefüllt werden. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 kann umfassen: den ersten Abschnitt 162A, der die Isolierschicht 110 bedeckt, den zweiten Abschnitt 162B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B und der Isolierschicht 110, den dritten Abschnitt 162C, der den Trennraum TSS zwischen der Ladungsfallenstruktur 134P und der Dummy-Ladungsfallenstrukturen 134D füllt, und den vierten Abschnitt 162D, der eine Seitenwand der ersten dielektrischen Sperrstruktur 132B bedeckt, die dem leitfähigen Raum LS1 zugewandt ist. Zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 kann ein ALD-Prozess, ein CVD-Prozess oder ein Plasma-Oxidationsprozess verwendet werden.
  • Wie in 12L zu sehen, können die mehreren Leitungen CL in den mehreren leitfähigen Räume LS 1 gebildet werden. Zu diesem Zweck können Regionen der mehreren leitfähigen Räume LS1, die durch die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 durch die mehreren Wortleitungsschnittregionen WLC hindurch definiert werden, mit leitfähigen Schichten gefüllt werden. Die leitfähigen Schichten können ein Metall, zum Beispiel Wolfram, umfassen. Eine Seitenwand, eine Unterseite und eine Oberseite der Leitung CL können durch die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 in dem leitfähigen Raum LS1 bedeckt werden.
  • Wie in 12M zu sehen, können der isolierende Abstandshalter 170, die gemeinsame Source-Struktur CSP und die isolierende Kappschicht 172 in der Wortleitungsschnittregion WLC gebildet werden.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann zum Bilden des isolierenden Abstandshalters 170 in der Wortleitungsschnittregion WLC zunächst eine Abstandshalter-Isolierschicht gebildet werden, die eine Innenwand der Wortleitungsschnittregion WLC bedeckt. Danach kann die Abstandshalter-Isolierschicht rückgeätzt werden, um die gemeinsame Source-Region 160 durch eine Unterseite der Wortleitungsschnittregion WLC hindurch freizulegen, und somit kann der isolierende Abstandshalter 170 an einer Innenseitenwand der Wortleitungsschnittregion WLC verbleiben.
  • Eine leitfähige Schicht kann innerhalb und außerhalb der Wortleitungsschnittregion WLC gebildet werden, um einen Raum in den Wortleitungsschnittregionen WLC, der durch den isolierenden Abstandshalter 170 definiert wird, mit einem leitfähigen Material zu füllen, und dann können unnötige Abschnitte der leitfähigen Schicht durch chemischmechanisches Polieren (CMP) oder einen Rückätzprozess entfernt werden, um die gemeinsame Source-Struktur CSP zu bilden.
  • Eine Isolierschicht, die einen verbleibenden Raum der Wortleitungsschnittregion WLC füllt, kann auf dem resultierenden Objekt in Bezug auf den isolierenden Abstandshalter 170 und die gemeinsame Source-Struktur CSP gebildet werden, und dann kann ein Abschnitt der Isolierschicht durch CMP oder einen Rückätzprozess entfernt werden, um eine Oberseite der Isolierstruktur 114 und eine Oberseite der Drain-Region 158 freizulegen, um die isolierende Kappschicht 172 zu bilden.
  • Danach kann, wie in 3A veranschaulicht, die Isolierschicht 180, welche die Isolierstruktur 114, die Drain-Region 158 und die isolierende Kappschicht 172 bedeckt, gebildet werden, und ein Abschnitt der Isolierschicht 180, ein Abschnitt der Isolierstruktur 114, ein Abschnitt der Isolierschicht 110 und ein Abschnitt der beiden oberen Wortleitungen WL der mehreren Wortleitungen WL können entfernt werden, um die String-Auswahlleitungsschnittregion (String Selection Line Cut Region) SSLC zu bilden (siehe 3A), und die String-Auswahlleitungsschnittregion SSLC kann mit einer Isolierschicht 184 gefüllt werden.
  • Danach können mehrere Bitleitungskontaktlöcher 180H gebildet werden, die einige Regionen der Isolierschicht 180 durchdringen, und leitfähige Materialien können in den mehreren Bitleitungskontaktlöchern 180H vergraben werden, um die mehreren Bitleitungskontaktpads 182 zu bilden, und die mehreren Bitleitungen BL, die mit den mehreren Bitleitungskontaktpads 182 verbunden sind, können über der Isolierschicht 180 gebildet werden, um die in 3A veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A herzustellen.
  • Um die in 4B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100C herzustellen, können die in Bezug auf die 12A bis 12M beschriebenen Prozesse verwendet werden. Jedoch kann in dem in Bezug auf 12K beschriebenen Prozess die zweite dielektrische Sperrstruktur 164, die den Luftspalt AG1 umfasst, der einige Regionen der Trennräume TSS einnimmt (12J), anstelle der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162 gebildet werden. Um die zweite dielektrische Sperrstruktur 164, die den Luftspalt AG1 umfasst, zu bilden, kann eine Abscheidungsprozessatmosphäre zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 164, zum Beispiel eine Abscheidungstemperatur, ein Abscheidungsdruck usw., gesteuert werden.
  • Um die in 5 veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100D herzustellen, können die in Bezug auf die 12A bis 12M beschriebenen Prozesse verwendet werden. Nach dem Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162, wie in Bezug auf 12K beschrieben, und vor dem Bilden der mehreren Leitungen CL, wie in Bezug auf 12L beschrieben, können jedoch des Weiteren die dritten dielektrische Sperrstrukturen 166, welche die zweite dielektrische Sperrstruktur 162 in den mehreren leitenden Räumen LS1 und den Wortleitungsschnittregionen WLC konform bedecken, gebildet werden. Danach können in dem Prozess des Bildens der mehreren Leitungen CL, wie in Bezug auf 12L beschrieben, Abschnitte der dritten dielektrischen Sperrstruktur 166, die sich außerhalb der leitfähigen Räume LS1 befinden, entfernt werden, und die mehreren dritten dielektrischen Sperrstrukturen 166 und die mehreren Leitungen CL können in den mehreren leitfähigen Räumen LS1 verbleiben.
  • 13A bis 13I sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200A gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind. Das Verfahren zur Herstellung der in den 6A und 6B veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200A wird beschrieben. 13A bis 13I veranschaulichen gemäß einer Prozessreihenfolge eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch Q2 von 6A angedeuteten Strichlinienregion entspricht. In den 13A bis 13I werden die gleichen Bezugszeichen wie in den 12A bis 12M verwendet, um die gleichen Elemente wie in den 12A bis 12M zu bezeichnen, und ihre detaillierte Beschreibung wird im Interesse der Kürze nicht wiederholt.
  • Wie in 13A gezeigt, kann, nachdem die Opferschicht 130, die konform die Flächen bedeckt, die durch die Kanallöcher CHH und die mehreren Vergussvertiefungen MLA hindurch frei liegen, und die vorläufige isolierende Sperrschicht 232, die einen Abschnitt jeder der mehreren Vergussvertiefungen MLA auf der Opferschicht 130 füllt, durch Ausführen der in Bezug auf die 12A bis 12D beschriebenen Prozesse gebildet wurden, die vorläufige isolierende Sperrschicht 232 unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens getrimmt werden wie das in Bezug auf 12E beschriebene Verfahren. In diesem Beispiel können jedoch, nachdem die vorläufige isolierende Sperrschicht 232 getrimmt wurde, mehrere vorläufige dielektrische Sperrstrukturen 232P in den mehreren Vergussvertiefungen MLA verbleiben. Jede der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P kann einen Abschnitt, der die Vergussvertiefung MLA füllt, und einen Abschnitt, der sich von der Vergussvertiefung MLA in das Kanalloch CHH hinein erstreckt, umfassen.
  • Wie in 13B zu sehen, können die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B, die Oxidschichten umfassen, durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrische Sperrstrukturen 232P in Bezug auf ein resultierendes Objekt gemäß 13A unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das Verfahren, das in Bezug auf 12F beschrieben ist, gebildet werden. Die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B können Siliziumoxidschichten umfassen.
  • Wie in 13C zu sehen, kann an der resultierenden Struktur, die gemäß 13B erzeugt wurde, ein Trimmprozess durchgeführt werden, um freiliegende Abschnitte der Opferschicht 130 unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das Verfahren, das in Bezug auf 12G beschrieben ist, zu entfernen. Auf diese Weise können Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110 in dem Kanalloch CHH freigelegt werden, und die Oberseite der Isolierstruktur 114 kann freigelegt werden. Nachdem die Opferschicht 130 getrimmt wurde, können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B horizontal weiter in Richtung einer Mittelachse der Kanallöcher CHH vorstehen als Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110, die in dem Kanalloch CHH frei liegen.
  • Wie in 13D gezeigt, kann eine Ladungsfallenschicht 233 in dem Kanalloch CHH in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 13C erzeugt wurde, gebildet werden. Die Ladungsfallenschicht 233 kann so gebildet werden, dass sie eine Dicke aufweist, die größer ist als eine horizontale Dicke einer Ladungsfallenschicht 234, die anschließend später in der Prozessreihenfolge auszubilden ist. Ein Seitenwandprofil der Seitenwand der Ladungsfallenschicht 233, die der Innenseite des Kanallochs CHH zugewandt ist, kann sich im Wesentlichen entlang einer geraden Linie in einer Richtung von dem Substrat 102 fort erstrecken. Die Ladungsfallenschicht 233 kann eine Siliziumnitridschicht umfassen. Um die Ladungsfallenschicht 233 zu bilden, kann ein CVD-Prozess verwendet werden. In dem Prozess des Bildens der Ladungsfallenschicht 233 kann, während ein Abscheidungsprozess in einer Region relativ neben der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B durchgeführt werden kann, das Seitenwandprofil der Seitenwand der Ladungsfallenschicht 233, die der Innenseite des Kanallochs CHH zugewandt ist, einen konkav-konvexen Abschnitt aufweisen, der einem Querschnittsumriss der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B entspricht. In diesem Zustand kann, wenn des Weiteren der Abscheidungsprozess zum Bilden der Ladungsfallenschicht 233 durchgeführt wird, um eine horizontale Dicke der Ladungsfallenschicht 233 zu erhöhen, das Seitenwandprofil der Seitenwand der Ladungsfallenschicht 233, die der Innenseite des Kanallochs CHH zugewandt ist, die Form aufweisen, die sich im Wesentlichen entlang der geraden Linie in der Richtung von dem Substrat 102 fort erstreckt.
  • Wie in 13E zu sehen, kann - in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 13D erzeugt wurde - die Ladungsfallenschicht 233 zurückgeätzt werden, um die Ladungsfallenschicht 234 in dem Kanalloch CHH zu bilden. Ein Seitenwandprofil der Seitenwand der Ladungsfallenschicht 234, die der Innenseite des Kanallochs CHH zugewandt ist, kann sich im Wesentlichen entlang einer geraden Linie in einer Richtung von dem Substrat 102 fort erstrecken.
  • Die Ladungsfallenschicht 234 kann sich so erstrecken, dass sie in einer Längsrichtung (einer Z-Richtung) des Kanallochs CHH variable Breiten aufweist. Die Ladungsfallenschicht 234 kann einen ersten Ladungsfallenschichtabschnitt 234A, der die erste dielektrische Sperrstruktur 232B um eine erste Breite 234T1 bedeckt, und einen zweiten Ladungsfallenschichtabschnitt 234B, der die Isolierschicht 110 um eine zweite Breite 234T2 bedeckt, die größer als die erste Breite 234T1 ist, umfassen. Eine detailliertere Struktur und ein Verfahren zur Herstellung der Ladungsfallenschicht 234 sind im Wesentlichen die gleichen wie im Fall der Ladungsfallenschicht 134, die in Bezug auf 12H beschrieben ist, so dass im Interesse der Kürze auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.
  • Wie in 13F zu sehen, können die dielektrische Tunnelungsschicht 140, welche die Ladungsfallenschicht 234 bedeckt, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156 nacheinander in dem Kanalloch CHH auf der Basis der resultierenden Struktur, die gemäß 13E erzeugt wurde, gebildet werden, und die Drain-Region 158, die einen oberen Eintrittsabschnitt des Kanallochs CHH füllt, kann unter Verwendung des gleichen Verfahrens gebildet werden wie das Verfahren, das in Bezug auf 12H beschrieben ist.
  • Wie in 13G gezeigt, können die Wortleitungsschnittregion WLC und die gemeinsame Source-Region 160 auf der Grundlage der resultierenden Struktur, die gemäß 13F erzeugt wurde, unter Verwendung des gleichen Verfahrens gebildet werden wie das Verfahren, das in Bezug auf 12I beschrieben ist. Danach können unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das Verfahren, das in Bezug auf 12J beschrieben ist, die mehreren Vergussschichten ML durch die Wortleitungsschnittregionen WLC hindurch entfernt werden, um mehrere leitfähige Räume LS2 zu bilden, und die freiliegende Opferschicht 130 kann durch die mehreren leitfähigen Räume LS2 hindurch entfernt werden. Danach kann ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht 234, der aufgrund des Entfernens der Opferschicht 130 freigelegt wurde, entfernt werden, um die Ladungsfallenschicht 234 in die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D zu trennen. Die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D können jeweils abwechselnd in der Längsrichtung (der Z-Richtung) des Kanallochs CHH angeordnet werden. In einer horizontalen Richtung können die mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P die erste Breite 234T1 aufweisen, und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D können die zweite Breite 234T2 aufweisen, die größer als die erste Breite 234T1 ist. Zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D können jeweilige Trennräume TSS2 gebildet werden.
  • Wie in 13H zu sehen, kann die zweite dielektrische Sperrstruktur 262 auf der resultierenden Struktur, die gemäß 13G erzeugt wurde, unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das Verfahren zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162, die in Bezug auf 12K beschrieben wurde, gebildet werden.
  • Die zweite dielektrische Sperrstruktur 262 kann so gebildet werden, dass Flächen, die durch die leitfähigen Räume LS2 und die Wortleitungsschnittregionen WLC hindurch freiliegen, konform bedeckt werden, während die Trennräume TSS2 gefüllt werden. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 262 kann umfassen: den ersten Abschnitt 262A, der die Isolierschicht 110 bedeckt, den zweiten Abschnitt 262B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der Isolierschicht 110, den dritten Abschnitt 262C, der den Trennraum TSS2 zwischen der Ladungsfallenstruktur 234P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 234D füllt, und den vierten Abschnitt 262D, der eine Seitenwand der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B bedeckt, wobei die Seitenwand dem leitfähigen Raum LS2 zugewandt ist.
  • Wie in 13I gezeigt, können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 13H erzeugt wurde, die mehreren Leitungen CL in den mehreren leitenden Räumen LS2 gebildet werden, und der isolierende Abstandshalter 170, die gemeinsame Source-Struktur CSP und die isolierende Kappschicht 172 können in der Wortleitungsschnittregion WLC gebildet werden, und zwar unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das Verfahren, das in Bezug auf 12L beschrieben ist, und die in Bezug auf 12M beschriebenen sequentiellen Prozesse können durchgeführt werden, um die in den 6A und 6B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A herzustellen.
  • Um die in 7 veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200B herzustellen, können die in Bezug auf die 13A bis 13I beschriebenen Prozesse verwendet werden. Jedoch kann in dem in Bezug auf 13H beschriebenen Prozess die zweite dielektrische Sperrstruktur 264, die den Luftspalt AG2 umfasst, anstelle der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 262 gebildet werden. Der Luftspalt AG2 kann einen Abschnitt des Trennraums TSS2 einnehmen (siehe 13G). Um die zweite dielektrische Sperrstruktur 264, die den Luftspalt AG2 umfasst, zu bilden, kann eine Abscheidungsprozessatmosphäre zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 264, zum Beispiel eine Abscheidungstemperatur, ein Abscheidungsdruck usw., gesteuert werden.
  • 14A bis 14D sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300A gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind. Das Verfahren zur Herstellung der in den 8A und 8B veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300A wird beschrieben. 14A bis 14D veranschaulichen gemäß einer Prozessreihenfolge eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch Q3 von 8A angedeuteten Strichlinienregion entspricht. In den 14A bis 14D bezeichnen Bezugszeichen, welche die gleichen sind wie die Bezugszeichen in den 12A bis 12M und den 13A bis 13I, Elemente, welche die gleichen sind wie die Elemente in den 12A bis 12M und den 13A bis 13I, und ihre detaillierte Beschreibung wird im Interesse der Kürze nicht wiederholt.
  • Wie in 14A gezeigt, können die mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf die 13A bis 13C beschriebene Verfahren so ausgebildet werden, dass sie horizontal weiter in Richtung der Mittelachse des Kanallochs CHH vorstehen als die Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110, die in dem Kanalloch CHH auf dem Substrat 102 frei liegen. Des Weiteren können die Seitenwände der mehreren Isolierschichten 110 in dem Kanalloch CHH frei liegen. Danach kann eine Ladungsfallenschicht 334, die Flächen der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B, die in dem Kanalloch CHH freiliegen, und der Seitenwände der Isolierschichten 110, die in dem Kanalloch CHH freiliegen, konform bedeckt, unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens, wie es in Bezug auf 13D beschrieben ist, gebildet werden. Als Nächstes können die dielektrische Tunnelungsschicht 340, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156, die nacheinander die Ladungsfallenschicht 334 in dem Kanalloch CHH bedecken, nacheinander gebildet werden, und die Drain-Region 158, die einen oberen Eintrittsabschnitt des Kanallochs CHH füllt, kann gebildet werden.
  • Die Ladungsfallenschicht 334 kann so gebildet werden, dass sie eine konstante horizontale Breite in einer Längsrichtung (einer Y-Richtung) des Kanallochs CHH aufweist. Die dielektrische Tunnelungsschicht 340 kann in den Kanallöchern CHH in einer Richtung von dem Substrat 102 fort variable Breiten aufweisen. In einer horizontalen Richtung kann eine erste Breite 340T1 eines Abschnitts der dielektrischen Tunnelungsschicht 340 zwischen der Vergussschicht ML und der Kanalschicht 150 kleiner sein als eine zweite Breite 340T2 eines Abschnitts der dielektrischen Tunnelungsschicht 340 zwischen der Isolierschicht 110 und der Kanalschicht 150.
  • Wie in 14B gezeigt, können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 14A erzeugt wurde, unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens, das in Bezug auf 13G beschrieben wurde, die Wortleitungsschnittregion WLC und die gemeinsame Source-Region 160 gebildet werden, können die mehreren Vergussschichten ML durch die Wortleitungsschnittregion WLC hindurch entfernt werden, um mehrere leitfähige Räume LS3 zu bilden, kann die freiliegende Opferschicht 130 durch die mehreren leitfähigen Räume LS3 hindurch entfernt werden, und kann ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht 334, der infolge des Entfernens der Opferschicht 130 freigelegt wird, entfernt werden, um die Ladungsfallenschicht 334 in die mehreren Ladungsfallenstrukturen 334P und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 334D zu trennen. Infolgedessen können jeweilige Trennräume TSS2 zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen 234P und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen 234D gebildet werden.
  • Wie in 14C zu sehen, kann die zweite dielektrische Sperrstruktur 362 auf der resultierenden Struktur, die gemäß 14B erzeugt wurde, unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das Verfahren zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 162, die in Bezug auf 12K beschrieben wurde, gebildet werden.
  • Die zweite dielektrische Sperrstruktur 362 kann so gebildet werden, dass Flächen, die durch die leitfähigen Räume LS3 und die Wortleitungsschnittregionen WLC hindurch freiliegen, konform bedeckt werden, während die Trennräume TSS3 gefüllt werden. Die zweite dielektrische Sperrstruktur 362 kann umfassen: den ersten Abschnitt 362A, der die Isolierschicht 110 bedeckt, den zweiten Abschnitt 362B zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B und der Isolierschicht 110, den dritten Abschnitt 362C, der den Trennraum TSS3 zwischen der Ladungsfallenstruktur 334P und der Dummy-Ladungsfallenstruktur 334D füllt, und den vierten Abschnitt 362D, der eine Seitenwand der ersten dielektrischen Sperrstruktur 232B bedeckt, wobei die Seitenwand dem leitfähigen Raum LS3 zugewandt ist.
  • Wie in 14D gezeigt, können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 14C erzeugt wurde, die mehreren Leitungen CL in den mehreren leitenden Räumen LS3 gebildet werden, und der isolierende Abstandshalter 170, die gemeinsame Source-Struktur CSP und die isolierende Kappschicht 172 können in der Wortleitungsschnittregion WLC gebildet werden, und zwar unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das Verfahren, das in Bezug auf 12L beschrieben ist, und die in Bezug auf 12M beschriebenen sequentiellen Prozesse können durchgeführt werden, um die in den 8A und 8B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300A herzustellen.
  • Um die in 9 veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300B herzustellen, können die in Bezug auf die 14A und 14B beschriebenen Prozesse verwendet werden. Jedoch kann in dem in Bezug auf 14C beschriebenen Prozess die zweite dielektrische Sperrstruktur 364, die den Luftspalt AG3 umfasst, anstelle der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 362 gebildet werden. Der Luftspalt AG3 kann einen Abschnitt des Trennraums TSS3 einnehmen (siehe 14B). Um die zweite dielektrische Sperrstruktur 364, die den Luftspalt AG3 umfasst, zu bilden, kann eine Abscheidungsprozessatmosphäre zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 364, zum Beispiel eine Abscheidungstemperatur, ein Abscheidungsdruck usw., gesteuert werden.
  • 15A und 15B sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100A gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind. Es wird ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 100A, die in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben ist, beschrieben. 15A und 15B veranschaulichen gemäß einer Prozessreihenfolge eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch Q1 von 3A angedeuteten Strichlinienregion entspricht. In den 15A und 15B bezeichnen Bezugszeichen, welche die gleichen sind wie die Bezugszeichen in den 12A bis 12M, Elemente, welche die gleichen sind wie die Elemente in den 12A bis 12M, und ihre detaillierte Beschreibung wird im Interesse der Kürze nicht wiederholt.
  • Wie in 15A zu sehen, können die Prozesse zum Bilden der Wortleitungsschnittregion WLC, der mehreren leitfähigen Räume LS1 und der mehreren Trennräume TSS unter Verwendung des gleichen Verfahrens durchgeführt werden wie das Verfahren, das in Bezug auf die 12A bis 12J beschrieben ist. In diesem Beispiel kann jedoch der in Bezug auf 12F beschriebene Prozess, das heißt, der Prozess zum Bilden der ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P, weggelassen werden, und der in Bezug auf 12G beschriebene Prozess kann an der resultierenden Struktur durchgeführt werden, die gemäß 12E erzeugt wurde und in der die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P verbleiben. Wenn also die Ladungsfallenschicht 134, die dielektrische Tunnelungsschicht 140, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156 unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf 12H beschriebene Verfahren gebildet werden, so können die Ladungsfallenschicht 134, die dielektrische Tunnelungsschicht 140, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156 über den mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P gebildet werden. Nachdem die mehreren leitfähigen Räume LS1 und die mehreren Trennräume TSS gebildet wurden, können die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P durch die mehreren leitfähigen Räume LS1 hindurch freigelegt werden, wie in 15A veranschaulicht.
  • Wie in 15B gezeigt, können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 15A erzeugt wird, die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B, die Oxidschichten umfassen, durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrische Sperrstrukturen 132P unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf 12F beschriebene Verfahren gebildet werden.
  • Danach können die in Bezug auf die 12K bis 12M beschriebenen Prozesse durchgeführt werden, um die in den 3A und 3B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 100A herzustellen.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200A gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht ist. Es wird ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 200A, die in Bezug auf die 6A und 6B beschrieben ist, beschrieben. 16 veranschaulicht gemäß einer Prozessreihenfolge eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch Q2 von 6A angedeuteten Strichlinienregion entspricht. In 16 bezeichnen Bezugszeichen, welche die gleichen sind wie die Bezugszeichen in den 13A bis 13I, Elemente, welche die gleichen sind wie die Elemente in den 13A bis 13I, und ihre detaillierte Beschreibung wird im Interesse der Kürze nicht wiederholt.
  • Wie in 16 zu sehen, können die Prozesse zum Bilden der Wortleitungsschnittregion WLC, der mehreren leitfähigen Räume LS2 und der mehreren Trennräume TSS2 unter Verwendung des gleichen Verfahrens durchgeführt werden wie das Verfahren, das in Bezug auf die 13A bis 13G beschrieben ist. In diesem Beispiel kann jedoch der in Bezug auf 13B beschriebene Prozess, das heißt, der Prozess zum Bilden der ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P, weggelassen werden, und der in Bezug auf 13C beschriebene Prozess kann an der resultierenden Struktur durchgeführt werden, die gemäß 13A erzeugt wurde und in der die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P verbleiben. Wenn also die Ladungsfallenschicht 233 unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf 13D beschriebene Verfahren gebildet wird, so kann die Ladungsfallenschicht 233 über den mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P gebildet werden. Nachdem die mehreren leitfähigen Räume LS2 und die mehreren Trennräume TSS2 gebildet wurden, können außerdem die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P durch die mehreren leitfähigen Räume LS2 hindurch freigelegt werden, wie in 16 veranschaulicht.
  • Danach können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 16 erzeugt wird, die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 232B, die Oxidschichten umfassen, durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrische Sperrstrukturen 232P unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf 13B beschriebene Verfahren gebildet werden. Danach können die in Bezug auf die 13H und 13I beschriebenen Prozesse durchgeführt werden, um die in den 6A und 6B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 200A herzustellen.
  • 17A bis 17C sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300A gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind. Es wird ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 300A, die in Bezug auf die 8A und 8B beschrieben ist, beschrieben. 17A bis 17C veranschaulichen gemäß einer Prozessreihenfolge eine vergrößerte Querschnittsstruktur eines Bereichs, der einer durch Q3 von 8A angedeuteten Strichlinienregion entspricht. In den 17A bis 17C bezeichnen Bezugszeichen, welche die gleichen sind wie die Bezugszeichen in den 12A bis 12M, den 13A bis 13I und den 14A bis 14D, Elemente, welche die gleichen sind wie die Elemente in den 12A bis 12M, den 13A bis 13I und den 14A bis 14D, und ihre detaillierte Beschreibung wird im Interesse der Kürze nicht wiederholt.
  • Wie in 17A gezeigt, können die in Bezug auf die 13A bis 13D beschriebenen Prozesse durchgeführt werden. In diesem Beispiel kann jedoch der Prozess des Oxidierens der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P, der in Bezug auf 13B beschrieben wurde, weggelassen werden, und der Prozess, der in Bezug auf 13C beschrieben wurde, kann an der resultierenden Struktur, die gemäß 13A erzeugt wurde, durchgeführt werden, wobei die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P verbleiben. Danach kann in dem Zustand, in dem die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P, die durch den in Bezug auf 13A beschriebenen Prozess gebildet wurden, auf dem Substrat 102 verbleiben, die Ladungsfallenschicht 334 über den mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf 14A beschriebene Verfahren zur Herstellung der Ladungsfallenschicht 334 gebildet werden, und dann können die dielektrische Tunnelungsschicht 340, die Kanalschicht 150 und die vergrabene Isolierschicht 156 nacheinander über der Ladungsfallenschicht 334 gebildet werden.
  • Wie in 17B zu sehen, können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 17A erzeugt wird, der Prozess des Bildens der Wortleitungsschnittregion WLC, der mehreren leitfähigen Räume LS3 und der mehreren Trennräume TSS3 unter Verwendung des gleichen Verfahrens durchgeführt werden wie das Verfahren, das in Bezug auf auf 14B beschrieben ist. Nachdem die mehreren leitfähigen Räume LS3 und die mehreren Trennräume TSS3 gebildet wurden, können die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P durch die mehreren leitfähigen Räume LS3 hindurch freigelegt werden.
  • Wie in 17C gezeigt, kann in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 17B erzeugt wird, die erste dielektrische Sperrstruktur 232B durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 232P unter Verwendung im Wesentlichen des gleichen Verfahrens wie das in Bezug auf 13B beschriebene Verfahren gebildet werden. Danach können die in Bezug auf die 14C und 14D beschriebenen Prozesse durchgeführt werden, um die in den 8A und 8B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 300A herzustellen.
  • 18A und 18B sind Querschnittsansichten, die gemäß einer Prozessreihenfolge zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400A gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht sind. Das Verfahren zur Herstellung der in 10A veranschaulichten Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung 400A wird beschrieben.
  • Wie in 18A gezeigt, können die in Bezug auf die 12A bis 12E beschriebenen Prozesse durchgeführt werden. In diesem Beispiel kann jedoch eine Vergussschicht ML4 mit einer relativ größeren Dicke als die anderen Vergussschichten ML an einem Abschnitt, der einer Region entspricht, in der die String-Auswahlleitung SSL (siehe 1) gebildet werden soll, in dem in Bezug auf 12A beschriebenen Prozess gebildet werden. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann eine erste Dicke der Vergussschicht ML4 größer sein als eine zweite Dicke der Vergussschicht ML, die an einem Abschnitt gebildet wird, der einer Region entspricht, in der die mehreren Wortleitungen WL (siehe 1) gebildet werden sollen. Zum Beispiel kann die erste Dicke mindestens das Zweifache der zweiten Dicke betragen. Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Da die Dicke der Vergussschicht ML4 größer als die Dicke der Vergussschicht ML ist, nachdem der Prozess von 12E vollendet ist, können die mehreren vorläufigen dielektrische Sperrstrukturen 432P, die an einer Seitenwand der Vergussschicht ML4 gebildet werden, die der Innenseite des Kanallochs CHH zugewandt ist, eine Seitenwand aufweisen, die zur Innenseite des Kanallochs CHH hin konkav ist. In einigen Ausführungsformen können jedoch die mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P, die an der Seitenwand der Vergussschicht ML ausgebildet sind, eine flache Seitenwand aufweisen, die der Innenseite des Kanallochs CHH zugewandt ist.
  • Wie in 18B gezeigt, können in Bezug auf die resultierende Struktur, die gemäß 18A erzeugt wurde, die Prozesse, die in Bezug auf die 12F bis 12J beschrieben wurden, oder die Prozesse, die in Bezug auf die 15A und 15B beschrieben wurden, durchgeführt werden, um eine Struktur zu bilden, in der die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 432B und die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B durch die mehreren leitfähigen Räume LS1 hindurch frei liegen. Die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 432B und die ersten dielektrischen Sperrstrukturen 132B können durch Oxidieren der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 432P und der mehreren vorläufigen dielektrischen Sperrstrukturen 132P erhalten werden. Danach können Prozesse, die im Wesentlichen die gleichen sind wie die in Bezug auf die 12K bis 12M beschriebenen Prozesse, durchgeführt werden, um die in 10A veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400A herzustellen.
  • Um die in 10B veranschaulichte Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung 400B herzustellen, kann in einigen Ausführungsformen die zweite dielektrische Sperrstruktur 464, die den Luftspalt AG4 umfasst, anstelle der in 10A veranschaulichten zweiten dielektrischen Sperrstruktur 462 gebildet werden. Um die zweite dielektrische Sperrstruktur 464, die den Luftspalt AG4 umfasst, zu bilden, kann eine Abscheidungsprozessatmosphäre zum Bilden der zweiten dielektrischen Sperrstruktur 464, zum Beispiel eine Abscheidungstemperatur, ein Abscheidungsdruck usw., gesteuert werden.
  • Gemäß den Verfahren zur Herstellung der Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtungen wird gemäß den verschiedenen oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen eine Struktur bereitgestellt, welche die Zuverlässigkeit durch Verhindern von Zelleninterferenzen, die durch Ladungsdiffusion zwischen vertikal nebeneinanderliegenden Zellen in dem Kanalloch in der Speichervorrichtung vom vertikalen Typ verursacht werden, selbst dann verbessert, wenn Spalte zwischen den benachbarten Zellen relativ klein sind.
  • Obgleich das erfinderische Konzept speziell mit Bezug auf Ausführungsformen dieses Konzepts gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020190104983 [0001]

Claims (25)

  1. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung, umfassend: eine leitfähige Struktur, die sich auf einem Substrat in einer horizontalen Richtung erstreckt, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats verläuft; eine Isolierschicht, die sich auf dem Substrat in der horizontalen Richtung, neben und parallel zu der leitfähigen Struktur, erstreckt; eine Kanalschicht, die sich in einem Kanalloch, das die leitfähige Struktur und die Isolierschicht durchdringt, in einer vertikalen Richtung erstreckt, die senkrecht zur Oberfläche des Substrats verläuft; eine Ladungsspeicherstruktur innerhalb des Kanallochs zwischen der leitfähigen Struktur und der Kanalschicht; und eine Dummy-Ladungsspeicherstruktur innerhalb des Kanallochs zwischen der Isolierschicht und der Kanalschicht, wobei die Dummy-Ladungsspeicherstruktur von der Ladungsspeicherstruktur getrennt ist.
  2. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine erste dielektrische Sperrstruktur zwischen der leitfähigen Struktur und der Ladungsspeicherstruktur; und eine zweite dielektrische Sperrstruktur mit einem ersten Abschnitt zwischen der leitfähigen Struktur und der Isolierschicht, einem zweiten Abschnitt zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur und der Isolierschicht und einem dritten Abschnitt zwischen der Ladungsspeicherstruktur und der Dummy-Ladungsspeicherstruktur, wobei der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der dritte Abschnitt integral verbunden sind.
  3. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der dritte Abschnitt der zweiten dielektrischen Sperrstruktur einen Luftspalt zwischen der Ladungsspeicherstruktur und der Dummy-Ladungsspeicherstruktur aufweist.
  4. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine dielektrische Sperrstruktur, die von der Kanalschicht, mit der Ladungsspeicherstruktur dazwischen, beabstandet ist, wobei eine Seitenwand der Ladungsspeicherstruktur, die der leitfähigen Struktur zugewandt ist, näher an der Kanalschicht liegt als eine Seitenwand der Dummy-Ladungsspeicherstruktur, die der Isolierschicht zugewandt ist, und die dielektrische Sperrstruktur eine Seitenwand aufweist, die weiter zu der Kanalschicht hin vorsteht als die Isolierschicht.
  5. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine dielektrische Sperrstruktur, die von der Kanalschicht, mit der Ladungsspeicherstruktur dazwischen, beabstandet ist, wobei die dielektrische Sperrstruktur eine konkave Seitenwand aufweist, die eine Seitenwand der Ladungsspeicherstruktur berührt, die der leitfähigen Struktur zugewandt ist.
  6. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine erste dielektrische Sperrstruktur zwischen der leitfähigen Struktur und der Ladungsspeicherstruktur; eine zweite dielektrische Sperrstruktur mit einem ersten Abschnitt zwischen der leitfähigen Struktur und der Isolierschicht, einem zweiten Abschnitt zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur und der Isolierschicht und einem dritten Abschnitt zwischen der Ladungsspeicherstruktur und der Dummy-Ladungsspeicherstruktur; und eine dritte dielektrische Sperrstruktur, die von der ersten dielektrischen Sperrstruktur und der Isolierschicht, mit der zweiten dielektrischen Sperrstruktur dazwischen, beabstandet ist, wobei die dritte dielektrische Sperrstruktur einen Abschnitt der leitfähigen Struktur umgibt, wobei die erste dielektrische Sperrstruktur eine Siliziumoxidschicht umfasst, und sowohl die zweite dielektrische Sperrstruktur als auch die dritte dielektrische Sperrstruktur eine Siliziumoxidschicht, eine dielektrische Schicht mit hohem k-Wert oder eine Kombination aus der Siliziumoxidschicht und der dielektrischen Schicht mit hohem k-Wert umfasst.
  7. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine dielektrische Sperrstruktur, die einen ersten Strukturabschnitt umfasst, der eine Seitenwand der Ladungsspeicherstruktur berührt, die der leitfähigen Struktur zugewandt ist, und einen zweiten Strukturabschnitt umfasst, der die Ladungsspeicherstruktur und die Dummy-Ladungsspeicherstruktur in einem Raum zwischen der Ladungsspeicherstruktur und der Dummy-Ladungsspeicherstruktur berührt, wobei der zweite Strukturabschnitt einen Abschnitt der leitfähigen Struktur umgibt, wobei der erste Strukturabschnitt und der zweite Strukturabschnitt der dielektrischen Sperrstruktur ohne eine sichtbare Grenzfläche dazwischen miteinander verbunden sind.
  8. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine dielektrische Sperrstruktur, welche die Ladungsspeicherstruktur und die Dummy-Ladungsspeicherstruktur berührt und einen Abschnitt der leitfähigen Struktur umgibt, wobei die dielektrische Sperrstruktur umfasst: eine erste dielektrische Sperrstruktur, welche die Ladungsspeicherstruktur berührt und von der leitfähigen Struktur und der Dummy-Ladungsspeicherstruktur beabstandet ist, und eine zweite dielektrische Sperrstruktur, die einen Abschnitt umfasst, der die Ladungsspeicherstruktur und die Dummy-Ladungsspeicherstruktur berührt, und einen Abschnitt umfasst, der zwischen der ersten dielektrischen Sperrstruktur und der leitfähigen Struktur eingefügt ist.
  9. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine dielektrische Tunnelungsschicht zwischen der Ladungsspeicherstruktur und der Kanalschicht und zwischen der Dummy-Ladungsspeicherstruktur und der Kanalschicht, wobei sich die dielektrische Tunnelungsschicht in einer Richtung erstreckt, in der sich die Kanalschicht erstreckt.
  10. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Ladungsspeicherstruktur und die Dummy-Ladungsspeicherstruktur entlang einer geraden Linie erstrecken.
  11. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich eine Breite der Ladungsspeicherstruktur in der horizontalen Richtung von einer Breite der Dummy-Ladungsspeicherstruktur in der horizontalen Richtung unterscheidet.
  12. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Breite der Ladungsspeicherstruktur in der horizontalen Richtung die gleiche ist wie eine Breite der Dummy-Ladungsspeicherstruktur in der horizontalen Richtung und eine horizontale Mindestdistanz zwischen der Ladungsspeicherstruktur und der Kanalschicht kleiner ist als eine horizontale Mindestdistanz zwischen der Dummy-Ladungsspeicherstruktur und der Kanalschicht.
  13. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung, umfassend: mehrere leitfähige Strukturen, die sich auf einem Substrat in einer horizontalen Richtung erstrecken, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats verläuft, wobei die mehreren leitfähigen Strukturen einander in einer vertikalen Richtung überlappen, die senkrecht zu der Oberfläche verläuft; mehrere Isolierschichten, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren leitfähigen Strukturen angeordnet sind, wobei sich die mehreren Isolierschichten in der horizontalen Richtung erstrecken; eine Kanalschicht, die sich in der vertikalen Richtung innerhalb eines Kanallochs erstreckt, das die mehreren leitfähigen Strukturen und die mehreren Isolierschichten durchdringt; mehrere Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und zwischen den mehreren leitfähigen Strukturen und der Kanalschicht angeordnet sind; mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und von den mehreren Ladungsfallenstrukturen beabstandet sind, wobei die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen zwischen den mehreren Isolierschichten und der Kanalschicht angeordnet ist; und mehrere dielektrische Sperrstrukturen, die mehrere erste Strukturabschnitte umfassen, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren Isolierschichten angeordnet sind und zwischen den mehreren leitfähigen Strukturen und den mehreren Ladungsfallenstrukturen angeordnet sind, und mehrere zweite Strukturabschnitte umfassen, die jeweilige Abschnitte der mehreren leitfähigen Strukturen umgeben und jeweilige Räume zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen füllen.
  14. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die mehreren Ladungsfallenstrukturen und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen jeweils abwechselnd innerhalb des Kanallochs entlang einer geraden Linie angeordnet sind, die sich in einer Richtung von dem Substrat fort erstreckt.
  15. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die mehreren Ladungsfallenstrukturen und die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen in der horizontalen Richtung eine gleiche Breite aufweisen.
  16. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der erste Strukturabschnitt und der zweite Strukturabschnitt von jeder der mehreren dielektrischen Sperrstrukturen ohne eine sichtbare Grenzfläche zwischen dem ersten Strukturabschnitt und dem zweiten Strukturabschnitt miteinander verbunden sind.
  17. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der erste Strukturabschnitt jeder der mehreren dielektrischen Sperrstrukturen eine Ladungsfallenstruktur aus den mehreren Ladungsfallenstrukturen berührt und der zweite Strukturabschnitt jeder der mehreren dielektrischen Sperrstrukturen die eine Ladungsfallenstruktur und eine Dummy-Ladungsfallenstruktur aus den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen berührt, und eine Länge jeder der mehreren Ladungsfallenstrukturen in der vertikalen Richtung maximal so groß ist wie eine Länge jeder der mehreren leitenden Strukturen in der vertikalen Richtung und mindestens so groß ist wie eine Hälfte der Länge jeder der mehreren leitenden Strukturen in der vertikalen Richtung.
  18. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die mehreren zweiten Strukturabschnitte Luftspalte in den jeweiligen Räumen zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen umfassen.
  19. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei einer oder mehrere der mehreren ersten Strukturabschnitte konkave Seitenwände aufweisen, die zu der Kanalschicht hin konkav sind, und eine oder mehrere der mehreren Ladungsfallenstrukturen konvexe Seitenwände aufweisen, die den konkaven Seitenwänden zugewandt sind, wobei die konkaven Seitenwände die konvexen Seitenwände berühren.
  20. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung, umfassend: eine untere Leitung und eine obere Leitung, die sich in einer horizontalen Richtung parallel zueinander auf einem Substrat erstrecken; eine Isolierschicht, die sich in der horizontalen Richtung zwischen der unteren Leitung und der oberen Leitung erstreckt; eine Kanalschicht in einem Kanalloch, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, indem sie die untere Leitung, die obere Leitung und die Isolierschicht durchdringt; eine untere Ladungsfallenstruktur in dem Kanalloch, wobei die untere Ladungsfallenstruktur zwischen der unteren Leitung und der Kanalschicht angeordnet ist, eine obere Ladungsfallenstruktur in dem Kanalloch, wobei die obere Ladungsfallenstruktur zwischen der oberen Leitung und der Kanalschicht angeordnet ist und in einer vertikalen Richtung von der unteren Ladungsfallenstruktur beabstandet ist, und eine Dummy-Ladungsfallenstruktur zwischen der Isolierschicht und der Kanalschicht, wobei die Dummy-Ladungsfallenstruktur von der unteren Ladungsfallenstruktur durch einen unteren Trennraum und von der oberen Ladungsfallenstruktur durch einen oberen Trennraum beabstandet ist, eine untere erste dielektrische Sperrstruktur zwischen der unteren Leitung und der Kanalschicht; eine obere erste dielektrische Sperrstruktur zwischen der oberen Leitung und der Kanalschicht; eine untere zweite dielektrische Sperrstruktur zwischen der unteren Leitung und der unteren ersten dielektrischen Sperrstruktur, wobei die untere zweite dielektrische Sperrstruktur den unteren Trennraum füllt; und eine obere zweite dielektrische Sperrstruktur zwischen der oberen Leitung und der oberen ersten dielektrischen Sperrstruktur, wobei die obere zweite dielektrische Sperrstruktur den oberen Trennraum füllt.
  21. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei sich eine Dicke der unteren Leitung in der vertikalen Richtung von einer Dicke der oberen Leitung in der vertikalen Richtung unterscheidet, und eine Seitenwand der unteren ersten dielektrischen Sperrstruktur, die der Kanalschicht zugewandt ist, eine andere Form aufweist als eine Seitenwand der oberen ersten dielektrischen Sperrstruktur, die der Kanalschicht zugewandt ist.
  22. Integrierte-Schaltkreis-Vorrichtung, umfassend: mehrere Leitungen, die sich auf einem Substrat in einer horizontalen Richtung erstrecken, die parallel zu einer Oberfläche des Substrats verläuft, wobei die mehreren Leitungen einander in einer vertikalen Richtung, die senkrecht zu der Oberfläche verläuft, überlappen; mehrere Isolierschichten, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren Leitungen angeordnet sind, wobei sich die mehreren Isolierschichten in der horizontalen Richtung erstrecken; eine Kanalschicht, die sich vertikal in einem Kanalloch erstreckt, das die mehreren Leitungen und die mehreren Isolierschichten durchdringt; mehrere Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und zwischen den mehreren Leitungen und der Kanalschicht angeordnet sind, mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen, die innerhalb des Kanallochs voneinander beabstandet und zwischen den mehreren Isolierschichten und der Kanalschicht angeordnet sind, wobei die mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen von den mehreren Ladungsfallenstrukturen beabstandet sind; mehrere erste dielektrische Sperrstrukturen, die jeweils zwischen benachbarten der mehreren Isolierschichten angeordnet und zwischen den mehreren Leitungen und den mehreren Ladungsfallenstrukturen angeordnet sind; mehrere zweite dielektrische Sperrstrukturen, die jeweilige Abschnitte der mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen und jeweilige Abschnitte der mehreren Leitungen umgeben und Abschnitte umfassen, die jeweilige Räume zwischen den mehreren Ladungsfallenstrukturen und den mehreren Dummy-Ladungsfallenstrukturen füllen; und eine dielektrische Tunnelungsschicht zwischen den mehreren ersten dielektrischen Sperrstrukturen und der Kanalschicht.
  23. Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Struktur, in der mehrere Isolierschichten und mehrere Vergussschichten jeweils abwechselnd auf einem Substrat gestapelt sind; Bilden eines Kanallochs, das die Struktur durchdringt; Bilden mehrerer Vergussvertiefungen, die mit dem Kanalloch verbunden sind, durch Entfernen von Abschnitten der mehreren Vergussschichten durch das Kanalloch hindurch; Bilden einer Opferschicht und einer vorläufigen dielektrischen Struktur, die jede der mehreren Vergussvertiefungen füllt; Bilden einer ersten dielektrischen Sperrstruktur durch Oxidieren der vorläufigen dielektrischen Struktur; Bilden einer Ladungsspeicherschicht in dem Kanalloch; Bilden einer dielektrischen Tunnelungsschicht auf der Ladungsspeicherschicht in dem Kanalloch; Bilden einer Kanalschicht auf der dielektrischen Tunnelungsschicht in dem Kanalloch; Bilden leitfähiger Räume jeweils zwischen jeder der mehreren Isolierschichten durch Entfernen der mehreren Vergussschichten; Bilden mehrerer Trennräume, welche die Ladungsspeicherschicht in mehrere Ladungsspeicherstrukturen und mehrere Dummy-Ladungsspeicherstrukturen durch Entfernen der Opferschicht und eines Abschnitts der Ladungsspeicherschicht durch die jeweiligen leitfähigen Räume trennen; Bilden einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur, welche die mehreren Trennräume füllt und Innenwände der jeweiligen leitfähigen Räume bedeckt; und Bilden einer leitfähigen Struktur auf der zweiten dielektrischen Sperrstruktur in den jeweiligen leitfähigen Räumen.
  24. Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Struktur, in der mehrere Isolierschichten und mehrere Vergussschichten jeweils abwechselnd auf einem Substrat gestapelt sind; Bilden eines Kanallochs, das die Struktur durchdringt; Bilden mehrerer Vergussvertiefungen, die mit dem Kanalloch verbunden sind, durch Entfernen von Abschnitten der mehreren Vergussschichten durch das Kanalloch hindurch; Bilden einer ersten dielektrischen Sperrstruktur in jeder der mehreren Vergussvertiefungen; Bilden einer Ladungsfallenschicht, welche die erste dielektrische Sperrstruktur in dem Kanalloch bedeckt; Bilden eines leitfähigen Raums, der die erste dielektrische Sperrstruktur freilegt, indem die mehreren Vergussschichten entfernt werden; Bilden mehrerer Trennräume, welche die Ladungsfallenschicht in mehrere Ladungsfallenstrukturen und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen trennen, indem ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht durch den leitfähigen Raum hindurch entfernt wird; Bilden einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur, welche die mehreren Trennräume füllt und die erste dielektrische Sperrstruktur in dem leitfähigen Raum bedeckt; und Bilden einer Leitung in dem leitfähigen Raum.
  25. Verfahren zur Herstellung einer Integrierten-Schaltkreis-Vorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Bilden einer Struktur, in der mehrere Isolierschichten und mehrere Vergussschichten jeweils abwechselnd auf einem Substrat gestapelt sind; Bilden eines Kanallochs, das die Struktur durchdringt; Bilden mehrerer Vergussvertiefungen, die mit dem Kanalloch verbunden sind, durch Entfernen von Abschnitten der mehreren Vergussschichten durch das Kanalloch hindurch; Bilden einer Opferschicht und einer vorläufigen dielektrischen Struktur, die jede der mehreren Vergussvertiefungen füllt; Bilden einer Ladungsfallenschicht, welche die vorläufige dielektrische Struktur in dem Kanalloch bedeckt; Bilden eines leitfähigen Raums, der die vorläufige dielektrische Struktur freilegt, indem die mehreren Vergussschichten entfernt werden; Bilden mehrerer Trennräume, welche die Ladungsfallenschicht in mehrere Ladungsfallenstrukturen und mehrere Dummy-Ladungsfallenstrukturen trennen, indem ein Abschnitt der Ladungsfallenschicht durch den leitfähigen Raum hindurch entfernt wird; Bilden einer ersten dielektrischen Sperrstruktur durch Oxidieren der vorläufigen dielektrischen Struktur durch den leitfähigen Raum hindurch; Bilden einer zweiten dielektrischen Sperrstruktur, welche die mehreren Trennräume füllt und die erste dielektrische Sperrstruktur in dem leitfähigen Raum bedeckt; und Bilden einer Leitung in dem leitfähigen Raum.
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