JP2019192686A - 半導体記憶装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電極層を貫くメモリホールを容易に形成できる半導体記憶装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】半導体記憶装置は、基板と、前記基板上で、前記基板の上面と交差する第1方向に相互に離間して配置された複数の第1電極層SGS、WL、SGDと、前記複数の第1電極層中を前記第1方向に延びる半導体層10と、前記第1方向に相互に離間して配置された複数の第2電極層E1〜Enと、前記複数の第2電極層を相互に電気的に接続する導体と、を備える。前記複数の第2電極層は、前記第1方向と交差する第2方向に前記複数の第1電極層から離間して配置され、前記第1方向における前記複数の第1電極層のレベルと略同一のレベルに配置される。前記複数の第2電極層は、前記導体に並列的に接続される。【選択図】図2
Description
実施形態は、半導体記憶装置およびその製造方法に関する。
3次元配置されたメモリセルを含む半導体記憶装置がある。例えば、NAND型記憶装置は、複数の電極層を、その積層方向に貫くメモリホールを有する。メモリセルは、メモリホールの内部に設けられ、複数の電極層の積層方向に延びる半導体層が、各電極層と交差する部分に配置される。このような記憶装置の製造過程では、電極層の積層数が増えると共にメモリホールを形成することが難しくなる。
実施形態は、複数の電極層を貫くメモリホールを容易に形成できる半導体記憶装置およびその製造方法を提供する。
実施形態に係る半導体記憶装置は、基板と、前記基板上で、前記基板の上面と交差する第1方向に相互に離間して配置された複数の第1電極層と、前記複数の第1電極層中を前記第1方向に延びる半導体層と、前記第1方向に相互に離間して配置された複数の第2電極層と、前記複数の第2電極層を相互に電気的に接続する導体と、を備える。前記複数の第2電極層は、前記第1方向と交差する第2方向に前記複数の第1電極層から離間して配置され、前記第1方向における前記複数の第1電極層のレベルと略同一のレベルに配置される。前記複数の第2電極層は、前記導体に並列的に接続される。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
さらに、各図中に示すX軸、Y軸およびZ軸を用いて各部分の配置および構成を説明する。X軸、Y軸、Z軸は、相互に直交し、それぞれX方向、Y方向、Z方向を表す。また、Z方向を上方、その反対方向を下方として説明する場合がある。
(第1実施形態)
図1(a)および(b)は、第1実施形態に係る半導体記憶装置1を示す模式図である。半導体記憶装置1は、例えば、3次元配置されたメモリセルMCを含むNAND型記憶装置である。図1(a)は、半導体記憶装置1のメモリセルアレイMCAを示す斜視図である。なお、図1(a)では、半導体記憶装置1の構成を示すために絶縁膜を省略している。図1(b)は、半導体記憶装置1のメモリセルMCを示す平面図である。
図1(a)および(b)は、第1実施形態に係る半導体記憶装置1を示す模式図である。半導体記憶装置1は、例えば、3次元配置されたメモリセルMCを含むNAND型記憶装置である。図1(a)は、半導体記憶装置1のメモリセルアレイMCAを示す斜視図である。なお、図1(a)では、半導体記憶装置1の構成を示すために絶縁膜を省略している。図1(b)は、半導体記憶装置1のメモリセルMCを示す平面図である。
図1(a)に示すように、半導体記憶装置1は、ソース層SL、複数の電極層(以下、ワード線WL、選択ゲートSGS、SGD)および柱状体CLを含む。選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDは、ソース層SLの上方に相互に離間して配置される。柱状体CLは、選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDを貫いてZ方向に延びる。以下、選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDを包括して、「電極層」と説明する場合がある。他の構成要素についても同様に説明する。
柱状体CLは、ソース層SLに接続される。また、柱状体CLは、選択ゲートSGDの上方に配置されたビット線BLに、接続プラグVCを介して接続される。メモリセルMCは、柱状体CLとワード線WLとが交差する部分に配置される。
図1(b)に示すように、柱状体CLは、半導体層10と、絶縁性コア15、メモリ膜20と、を含む。半導体層10は、例えば、ポリシリコン層である。絶縁性コア15は、例えば、酸化シリコンである。半導体層10は、絶縁性コア15を囲むように設けられる。
半導体層10は、メモリセルMCのチャネル層として機能する。メモリ膜20は、ワード線WLと半導体層10との間に位置し、メモリセルMCの記憶部として機能する。ワード線WLは、メモリセルMCの制御ゲートとして機能する。
例えば、半導体層10とワード線WLとの間に印加される書き込み電圧により、半導体層10からメモリ膜20へ電荷が注入される。これにより、メモリセルMCへデータの書き込みが行われる。一方、半導体層10とワード線WLとの間に印加される消去電圧により、メモリ膜20から半導体層10へ電荷が放出される。これにより、メモリセルMCに記憶されたデータが消去される。
メモリ膜20は、例えば、ブロック絶縁膜23と、電荷保持膜25と、トンネル絶縁膜27と、を含む。ブロック絶縁膜23は、電荷保持膜25とワード線WLとの間に位置し、ワード線WLから電荷保持膜への電荷の移動を阻止する。トンネル絶縁膜27は、半導体層10と電荷保持膜25との間に位置する。トンネル絶縁膜27は、半導体層10から電荷保持膜25へ電荷がトンネリングできる程度の厚さを有する。ブロック絶縁膜23およびトンネル絶縁膜27は、例えば、シリコン酸化膜である。電荷保持膜25は、例えば、シリコン窒化膜である。
メモリセルMCの構造は、この例に限定されず、例えば、フローティングゲート構造であっても良い。すなわち、電荷保持膜25に代えて、例えば、ポリシリコンのフローティングゲートを、半導体層10とワード線WLとの間に配置しても良い。フローティングゲートは、半導体層10を囲むように設けられ、半導体層10に沿って離散的に配置される。半導体層10とフローティングゲートとの間には、トンネル絶縁膜が配置され、フローティングゲートとワード線WLとの間には、ブロック絶縁膜が配置される。
図1(a)に示すように、選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDの端部は、階段状に加工され、それぞれの端部に、コンタクトプラグCCが接続される。ワード線WLは、例えば、コンタクトプラグCCおよび接続プラグVCを介してゲート配線GLに接続される。一方、柱状体CL中の半導体層10は、ソース層SLおよびビット線BLに電気的に接続される。このように、メモリセルMCは、ゲート配線GL、ビット線BLおよびソース層SLを介して図示しない駆動回路に接続され、駆動回路から供給される電圧により動作する。
図2は、第1実施形態に係る半導体記憶装置1のレイアウトを示す模式図である。図2は、メモリセルアレイMCAを上方から見たレイアウトを表している。メモリセルアレイMCAは、例えば、Y方向に並べて配置された複数のメモリブロックを含む。
図2に示すように、メモリブロックMB1およびメモリブロックMB2が、X方向に延びるスリットSTを介してY方向に配置される。メモリブロックMB1およびMB2は、それぞれメモリセル領域MCRと引き出し領域HURと、を含む。
メモリセル領域MCRには、複数の柱状体CLが配置される。複数の柱状体CLの上方には、図示しない複数のビット線BLが配置され、それぞれスリットSTと交差するY方向に延びる(図1(a)参照)。
引き出し領域HURは、選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDの階段状に加工された端部を含む。また、引き出し領域HURには、複数のコンタクトプラグCCが設けられ、それぞれ選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDの端部に接続される。
メモリセルアレイMCAは、メモリブロックMB1に対して、Y方向に配置されたエンドブロックEBを有する。メモリブロックMB1とエンドブロックEBもスリットSTにより分離される。エンドブロックEBは、導体CB1を含む。導体CB1は、例えば、X方向に延びるラインアンドスペース状に配置される。
図3は、第1実施形態に係る半導体記憶装置1を示す模式断面図である。図3は、図2中に示すA−A線に沿った断面を表している。図3は、エンドブロックEB、メモリセル領域MCR、引き出し領域HURおよび周辺領域PHRのそれぞれの断面を表している。周辺領域PHRは、メモリセルアレイMCAを囲む領域である。
図3に示すように、メモリセルアレイMCAは、半導体基板SSの上方に設けられる。半導体基板SSは、例えば、シリコン基板である。半導体基板SS上には、メモリセルアレイMCAを駆動する回路MDCが設けられる。回路MDCは、半導体基板SSの表層に設けられた複数のトランジスタTr、配線D1およびD2を含む。この例では、回路MDCの少なくとも一部は、半導体基板SSとメモリセルアレイMCAとの間に位置する。回路MDCは、例えば、メモリセルアレイMCAを囲む周辺領域に配置されても良いし、メモリセルアレイMCAの上方に配置されても良い。
メモリセルアレイMCAは、回路MDCの上方に層間絶縁膜を介して設けられたソース層SLを含む。さらに、メモリセルアレイMCAは、メモリセル領域MCRおよび引き出し領域HURにおいて、ソース層SLの上方に配置された選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDを含む。
選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDは、ソース層SLの上方に相互に離間して配置される。選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDは、例えば、層間絶縁膜を介してZ方向に積層される。選択ゲートSGSは、Z方向の厚さがワード線WLのZ方向の厚さよりも厚くなるように設けられる。
エンドブロックEBは、ソース層SLの上方に設けられる。メモリセル領域MCRとエンドブロックEBの間には、絶縁膜31が配置される。絶縁膜31は、スリットSTの内部を埋め込むように設けられる。
エンドブロックEBは、ソース層SLの上方に相互に離間して配置された電極層E1〜Enを含む。電極層E1〜Enは、層間絶縁膜を介してZ方向に積層される。電極層E1〜Enは、選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDのZ方向におけるレベルと略同一のレベルにそれぞれ配置される。電極層E1〜Enは、絶縁膜31により選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDから電気的に絶縁される。
図3に示すように、エンドブロックEBは、Z方向に延びる導体CB1を含む。なお、図3では、3つの導体CB1を記載しているが、エンドブロックEBは、1または2もしくは4以上の導体CB1を含んでも良い。導体CB1は、電極層Enからソース層SLに達するZ方向の長さを有する。導体CB1は、例えば、X方向およびZ方向に延びる板状の導体である(図2参照)。導体CB1は、電極層E1〜Enを相互に電気的に接続し、ソース層SLに電気的に接続される。電極層E1〜Enは、導体CB1に対して互いに並列的に接続されている。
半導体記憶装置1は、周辺領域PHRに配置されたコンタクトプラグCSおよびCSLをさらに含む。コンタクトプラグCSは、回路MDCの配線D2に接続される。回路MDCは、例えば、コンタクトプラグCSおよび接続プラグVCを介して配線M0に電気的に接続される。コンタクトプラグCSLは、ソース層SLに接続される。ソース層SLは、コンタクトプラグCSLおよび接続プラグVCを介して配線M0に電気的接続される。配線M0は、ビット線BLおよびゲート配線GLのZ方向のレベルと略同一のレベルに配置される。
ソース層SLは、例えば、配線M0を介して回路MDCに電気的に接続される。また、ビット線BLおよびゲート配線GLは、図示しない上層の配線を介して配線M0に接続され、さらに、コンタクトプラグCSを介して回路MDCに電気的に接続される。回路MDCは、例えば、ローデコーダ、センスアンプ、バイアス回路等を含み、ソース線SL、ワード線WL、選択ゲートSGS、SGDおよびビット線BLを介してメモリセルアレイMCAを駆動する。
次に、図4(a)〜図7(b)を参照して、半導体記憶装置1の製造方法を説明する。図4(a)〜図7(b)は、半導体記憶装置1の製造過程を順に示す模式断面図である。
図4(a)に示すように、半導体基板SSの表面上に絶縁膜17を介してソース層SLを形成する。続いて、ソース層SLを覆う絶縁膜33を形成する。絶縁膜17、ソース層SLおよび絶縁膜33は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)を用いて順に形成される。絶縁膜17および33は、例えば、シリコン酸化膜である。ソース層SLは、例えば、ポリシリコンを含む導電層である。なお、図4(a)および後続の工程を示す図面では、半導体基板SS上に配置される回路MDC(図3参照)を省略している。
図4(b)に示すように、絶縁膜33の上に、電極層E1〜Enを積層する。電極層E1〜Enは、絶縁膜35を介して相互に離間して形成される。さらに、電極層Enの上に、絶縁膜37を形成する。電極層E1〜Enは、例えば、導電性を有するポリシリコン層である。なお、電極層E1〜Enは、タングステン(W)やタングステンシリサイド(WSi)などの金属層であっても良い。
電極層E1は、Z方向の層厚が電極層E2〜EnのそれぞれのZ方向の厚さよりも厚くなるように形成される。絶縁膜35および37は、例えば、シリコン酸化膜である。絶縁膜37は、絶縁膜35のZ方向の膜厚よりも厚いZ方向の膜厚を有する。電極層E1〜En、絶縁膜35および37は、例えば、プラズマCVDを用いて形成される。
図5(a)に示すように、半導体基板SSの端部の上に形成された、ソース層SL、絶縁膜33、電極層E1〜En、絶縁膜35および37を選択的に除去し、ソース層SLおよび電極層E1〜Enの端面を露出させる。例えば、絶縁膜37の上に図示しないエッチングマスクを形成した後、RIE(Reactive Ion Etching)を用いて、ソース層SL、絶縁膜33、電極層E1〜En、絶縁膜35および37を選択的に除去する。
図5(b)に示すように、絶縁膜37の上面からソース層SLに至る深さを有するトレンチTHを形成する。トレンチTHは、例えば、上面視においてX方向に延びるストライプ状の開口を有するように形成される。トレンチTHは、例えば、図示しないエッチングマスクを用いて絶縁膜37、電極層E1〜En、絶縁膜33および35を選択的に除去することにより形成される。
トレンチTHは、例えば、異方性RIEを用いて形成される。この際、半導体基板SSは、図示しないウェーハホルダ上に載置される。RIEプラズマが励起された状態において、ウェーハホルダは、ゼロもしくはマイナス電位にバイアスされる。このため、プラズマとウェーハホルダとの間の電位差により、プラズマ励起種であるラジカルやイオンが半導体基板SSに引き寄せられ、絶縁膜37、電極層E1〜En、絶縁膜33および35のエッチングが進む。
電極層E1〜Enは、相互に電気的に絶縁されているため、このエッチング過程において、各電極層E1〜Enは、イオンからプラス電荷を受け取りチャージアップされる。一方、各電極層E1〜Enの露出した端部において、プラズマ中にプラス電荷が放出される。これにより、電極層E1〜Enのエッチング時間が長くなったとしても、各電極層E1〜Enが高電位にチャージアップされた時に生じる意図しないアーク放電を回避することができる。
図6(a)に示すように、トレンチTHの内部に導体CB1を形成し、電極層E1〜Enを電気的に接続する。導体CB1は、例えば、CVDを用いて一体的に形成されるポリシリコンであり、トレンチTHを閉塞させる厚さに形成される。また、絶縁膜37の上面、および、電極層E1〜En、ソース層SLのそれぞれの端面上に堆積される導体は、例えば、等方性のドライエッチングにより除去される。なお、導体CB1は、タングステン(W)やタングステンシリサイド(WSi)などの金属であっても良い。
図6(b)に示すように、半導体基板SSの上に、メモリセルアレイMCAとなる複数の積層体STBを形成する。例えば、電極層E1〜Enを選択的に除去することにより、複数の積層体STBに分離する。この際、電極層E1〜Enの端部が階段状になるように、電極層Enから電極層E1へ順に加工される。また、ソース層SLは分離されず、複数の積層体STBにより共有される。続いて、複数の積層体STBを覆う絶縁膜45を形成する。絶縁膜45は、例えば、シリコン酸化膜である。
図7(a)に示すように、絶縁膜45の上面から積層体STBを貫いてソース層SLに至る深さを有するメモリホールMHを形成する。複数のメモリホールMHが各積層体STBに設けられる。図7(a)では、便宜上、積層体STB毎に1つのメモリホールMHを記載しているが、図示しない多数のメモリホールが各積層体STBに形成される。
メモリホールMHは、例えば、異方性RIEを用いて形成される。この過程に先立って、ソース層SLの端部を覆う絶縁膜45が除去され、ソース層SLの端部は、プラズマに晒される。一方、絶縁膜45に覆われた積層体STBにおいて、電極層E1〜Enは、導体CB1を介して相互に電気的に接続されている。また、導体CB1は、ソース層SLに接続されている。したがって、電極層E1〜Enのエッチング過程において、イオンから各電極層E1〜Enに移るプラス電荷は、各電極E1〜En内からソース層SLに移動できる。その結果、各電極層E1〜Enをチャージアップさせるプラス電荷は、ソース層SLの端部からプラズマ中に放出される。これにより、各電極層E1〜Enのチャージアップを抑制し、例えば、プラズマチャンバー内の導体と各電極層E1〜Enとの間のアーク放電を回避することができる。
続いて、メモリホールMHの内部にメモリ膜20、半導体層10および絶縁性コア15を順に形成し、さらに、これらメモリ膜20、半導体層10および絶縁性コア15を含む柱状体CLおよび絶縁膜45を覆うように、絶縁膜46を形成する。絶縁膜46は、例えば、シリコン酸化膜である。その後、図7(b)に示すように、絶縁膜46の上面から少なくとも絶縁膜33に至る深さを有するスリットSTを形成し、各積層体STBの電極層E1〜Enを分断する。これにより、複数のメモリブロックMB1およびMB2とエンドブロックEBとを、各積層体STBに形成することができる。続いて、スリットSTの内部に絶縁膜31を形成し、ビット線BLおよびゲート配線GLなどを含む配線層を絶縁膜46の上方に形成する。この後、特に図示しないが、それぞれがメモリセルアレイMCAとなる複数の積層体STBの配置に対応づけて半導体基板SSを個片化し、半導体記憶装置1を完成する。
本実施形態では、電極層E1〜Enを相互に電気的に接続する導体CB1を設けることにより、各電極層E1〜Enのチャージアップを抑制する。これにより、例えば、メモリホールMHの形成時におけるアーク放電を回避することができる。また、電極層E1〜Enの積層後に、電極層E1〜En同士を一体の導体CB1により電気的に接続するため、大幅な製造過程の変更なく簡便に導体CB1を形成することができる。
例えば、記憶装置の記憶容量を大きくするために電極層の積層数を増やすと、エッチング時間が長くなり、イオンから各電極層に移る電荷が多くなる。このため、導体CB1を形成しない場合には、各電極層が高電位にチャージアップされる可能性が高くなる。したがって、これに起因するアーク放電を回避するために、RIE処理を低パワー(低バイアス)で実施する方法やパルスエッチング方式が用いられる。しかしながら、これらの方法では、メモリホールMHをソース層SLに対して垂直に形成することが難しくなる。また、メモリホールMHの形成過程におけるスループットも低下する。さらに、電極層に低抵抗の金属を用いる場合には、これらの方法を用いても、アーク放電を回避することが困難である。
本実施形態によれば、複数の電極層を貫くメモリホールを容易に形成でき、半導体記憶装置1の製造過程におけるスループットを向上させることができる。また、電極層の材料として金属を用いることも可能となる。
図8(a)および(b)は、第1実施形態の変形例に係る半導体記憶装置2および3のレイアウトを示す模式図である。半導体記憶装置2および3のメモリセルアレイMCAは、メモリブロックMB1に対して、Y方向に配置されたエンドブロックEBを有する。メモリブロックMB1とエンドブロックEBは、スリットSTにより分離されている。
図8(a)に示す半導体記憶装置2では、エンドブロックEBは、複数の導体CB2を含む。導体CB2は、電極層Enの上面に沿った断面において、略円形の形状を有する。導体CB2は、エンドブロックEB中をZ方向に延び、その断面が略円形状のホール内に埋め込まれる。導体CB2は、電極層E1〜Enを相互に電気的に接続する。導体CB2は、図示しないソース層SLに接続される。また、導体CB2は、スリットSTの延在方向に並べて配置される。
図8(b)に示す半導体記憶装置3では、エンドブロックEBは、複数の導体CB3を含む。導体CB3は、電極層Enの上面に沿った断面において、略楕円形の形状を有する。導体CB3は、エンドブロックEB中をZ方向に延び、その断面が略楕円形状のホール内に埋め込まれる。導体CB3は、電極層E1〜Enを相互に電気的に接続する。導体CB3は、図示しないソース層SLに接続される。また、導体CB3は、スリットSTの延在方向に並べて配置される。さらに、導体CB3の断面における長径の方向は、例えば、スリットSTの延在方向と一致する。
半導体記憶装置2および3における導体CB2およびCB3は、各電極層E1〜Enのチャージアップを抑制できる密度に形成され、例えば、メモリホールMHの形成時におけるアーク放電を回避することが可能となる。
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態に係る半導体記憶装置4を示す模式断面図である。半導体記憶装置4は、半導体基板SSの上方に設けられたメモリセルアレイMCAを有する。メモリセルアレイMCAは、ソース層SLと、ソース層SLの上方に相互に離間して配置された複数の電極層を有する。
図9は、第2実施形態に係る半導体記憶装置4を示す模式断面図である。半導体記憶装置4は、半導体基板SSの上方に設けられたメモリセルアレイMCAを有する。メモリセルアレイMCAは、ソース層SLと、ソース層SLの上方に相互に離間して配置された複数の電極層を有する。
複数の電極層は、選択ゲートSGS、ワード線WL、選択ゲートSGDおよび電極層E1〜Enを含む。選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートは、メモリセル領域MCRおよび引き出し領域HURに設けられ、Z方向に相互に離間して配置される。選択ゲートSGDとワード線WLとの間、ワード線WL間、およびワード線WLと選択ゲートSGDとの間には、エアーギャップAGが設けられる。
電極層E1〜Enは、エンドブロックEBに含まれ、Z方向に相互に離間して配置される。電極層E1は、Z方向における選択ゲートSGSのレベルと略同一のレベルに位置する。電極層E2〜En−1は、それぞれ複数のワード線WLのうちの1つのZ方向におけるレベルと略同一のレベルに位置する。電極層Enは、Z方向における選択ゲートSGDのレベルと略同一のレベルに位置する。
電極層E1と選択ゲートSGSとの間、電極層E2〜En−1とワード線WLとの間、および電極層Enと選択ゲートSGDとの間には、スリットSTが設けられる。スリットSTの内部には、各エアーギャップAGにつながる空隙が残される。
メモリセルアレイMCAは、柱状体CLと導体CB1とをさらに含む。柱状体CLは、選択ゲートSGS、ワード線WLおよび選択ゲートSGDを貫いてZ方向に延びる。導体CB1は、エンドブロックEB中に延在するように設けられ、電極層E1〜Enを相互に電気的に接続する。導体CBは、ソース層SLに接続される。
エアーギャップAGは、選択ゲートSGS、ワード線WL、選択ゲートSGDおよび電極層E1〜Enとなる電極層間に設けられた犠牲層を、スリットSTを介して選択的に除去することにより形成される。スリットSTは、例えば、上方に形成される絶縁膜47により、その内部に空隙を残すように上端側が閉塞される。
本実施形態では、エアーギャップAGを設けることにより、選択ゲートSGDとワード線WLとの間におけるZ方向の間隔、ワード線WL間のZ方向の間隔、およびワード線WLと選択ゲートSGDとの間におけるZ方向の間隔を、所定の絶縁耐圧を保持しながら狭くすることができる。これにより、メモリセルアレイMCAのZ方向のサイズを縮小することが可能となる。これにより、電極層の積層数の増加に伴う、メモリセルアレイMCAのZ方向のサイズの拡大を抑制することができる。さらに、導体CB1を設けることにより、複数の電極層を貫くメモリホールMHを形成する際に、意図しないアーク放電を回避できる。
なお、第1および第2実施形態では、導体CB1〜CB3をソース層SLに接続する例を説明したが、これらに限定される訳ではない。例えば、導体CB1〜CB3は、ソース層SLを貫いて半導体基板SSに接続されても良い。この場合、柱状体CLを形成した後、ソース層SLもスリットSTにより分離される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1、2、3、4…半導体記憶装置、 10…半導体層、 15…絶縁性コア、 17、31、33、35、37、45、47…絶縁膜、 20…メモリ膜、 23…ブロック絶縁膜、 25…電荷保持膜、 27…トンネル絶縁膜、 MCA…メモリセルアレイ、 MB1、MB2…メモリブロック、 MH…メモリホール、 CL…柱状体、 MC…メモリセル、 WL…ワード線、 SGD、SGS…選択ゲート、 AG…エアーギャップ、 SL…ソース層、 MCR…メモリセル領域、 HUR…引き出し領域、 CC、CSL…コンタクトプラグ、 VC…接続プラグ、 EB…エンドブロック、 E1〜En…電極層、 CB1、CB2、CB3…導体、 PHR…周辺領域、 BL…ビット線、 GL…ゲート配線、 M0、D1、D2…配線、 SS…半導体基板、 ST…スリット、 STB…積層体、 TH…トレンチ
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上で、前記基板の上面と交差する第1方向に相互に離間して配置された複数の第1電極層と、
前記複数の第1電極層中を前記第1方向に延びる半導体層と、
前記第1方向に相互に離間して配置された複数の第2電極層であって、前記第1方向と交差する第2方向に前記複数の第1電極層から離間して配置され、前記第1方向における前記複数の第1電極層のレベルと略同一のレベルに配置された複数の第2電極層と、
前記複数の第2電極層を相互に電気的に接続する導体と、
を備え、前記複数の第2電極層は、前記導体に対して並列的に接続された半導体記憶装置。 - 基板と、
前記基板上で、前記基板の上面と交差する第1方向に相互に離間して配置された複数の第1電極層と、
前記複数の第1電極層中を前記第1方向に延びる半導体層と、
前記第1方向に相互に離間して配置された複数の第2電極層であって、前記第1方向と交差する第2方向に前記複数の第1電極層から離間して配置され、前記第1方向における前記複数の第1電極層のレベルと略同一のレベルに配置された複数の第2電極層と、
前記複数の第2電極層を相互に電気的に接続する一体の導体と、
を備え、
前記複数の第2電極層は、前記第1方向における3つ以上のレベルに配置された第2電極層を含み、一体の前記導体が3つ以上のレベルに配置された前記第2電極層同士を電気的に接続する半導体記憶装置。 - 前記基板と前記複数の第1電極層との間に配置され、前記半導体層に電気的に接続された導電層をさらに備え、
前記導体は、前記導電層に電気的に接続された請求項1または2に記載の半導体記憶装置。 - 前記導体は、前記複数の第2電極層中を前記第1方向に延びる請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体記憶装置。
- 下地層上に複数の電極層を相互に離間させて積層し、
前記複数の電極層を電気的に接続する導体を形成し、
前記導体により電気的に接続された前記複数の電極層を貫いて積層方向に延びるメモリホールを形成し、
前記メモリホールの内部に前記積層方向に延びる半導体層を形成し、
前記複数の電極層を、前記半導体層と交差する第1グループと、前記導体により電気的に接続された第2グループと、に分割するスリット状の溝を形成する半導体記憶装置の製造方法。
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