JP2021114599A - 3次元半導体メモリ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
10 基板
11 バッファ絶縁膜
12 電極層間絶縁膜
13 犠牲膜
14 キャッピング絶縁膜
16、18 第1、第2層間絶縁膜
20 平坦絶縁膜
22 接地ゲート絶縁膜
25 チャンネルスペーサー膜
27 チャンネル連結膜
29 埋め込み絶縁パターン
31 (下部)犠牲埋め込みパターン
33 中間犠牲埋め込みパターン
34 ビットライン導電パッド
100 周辺回路基板
102 周辺層間絶縁膜
104 周辺配線
128 連結配線
201〜203 下部、中間、上部平坦絶縁膜
BCL ブロッキング絶縁膜
BCLr 残りのブロッキング絶縁膜
BH 下部ホール
BL、BL0〜BL2 ビットライン
BLK、BLK0〜BLKn メモリブロック
BPLG ビットラインコンタクトプラグ
CAR セル領域
CDCH 中心ダミー垂直ホール
CDVS 中心ダミー垂直パターン
CH (セル)垂直ホール(チャンネルホール)
CNR 連結領域
CPLG セルコンタクトプラグ
CS セルアレイ構造体
CSL 共通ソースライン
CSPLG1、CSPLG2 第1、第2ソースコンタクトプラグ
CSR 共通ソース領域
CSTR セルストリング
DCH1、DCH2 第1、第2ダミー垂直ホール
DCR ダミーセル領域
DMC ダミーセル
DVS1、DVS2 第1、第2ダミー垂直パターン
DVS1_1、DVS1_2 第5、第6特異ダミー垂直パターン
DVS2_1〜DVS2_5 第1〜第5特異ダミー垂直パターン
DWL ダミーワードライン
EL1、Elf、Elg、ELi、ELj、EL、ELm、ELn 第1、第f、第g、第i、第j、中間、第m、第n電極層
EP 半導体パターン
FBH1、FBH2 第1、第2特異下部ホール
FCH1〜FCH5 第1〜第5特異垂直ホール
FMH1〜FMH3 第1〜第3特異中間ホール
FUH1〜FUH4 第1〜第4特異上部ホール
GI (第1)ゲート絶縁膜
GIO ゲート絶縁膜
GIF 第2電極層間絶縁膜(第2ゲート絶縁膜)
GR グルーブ
GSL0〜GSL2 接地選択ライン
GST 接地選択トランジスタ
HL 高誘電膜
IFP 変曲点
MCT メモリセルトランジスタ
MH 中間ホール
MK マスクパターン
PS 周辺回路構造体
PST 予備スタック構造体
PST1 第1予備サブスタック構造体
PTR 周辺回路トランジスタ
R1 空間
SC1、SC2 第1、第2ソースパターン
SN 電荷格納膜
SNr 残りの電荷格納膜
SP 絶縁スペーサー
SSL11〜SSL13 第11〜第13ストリング選択ライン
SSL21〜SSL23 第21〜第23ストリング選択ライン
SST11、SST21 第1、第2ストリング選択トランジスタ
ST スタック構造体
ST1〜ST3 第1〜第3サブスタック構造体
TI 貫通絶縁膜
TL トンネル絶縁膜
TLr 残りのトンネル絶縁膜
TVS 貫通電極
UH 上部ホール
VS セル垂直パターン
WL0〜WLn ワードライン
Claims (20)
- 3次元半導体メモリ装置であって、
セル領域及び連結領域を含む基板と、
前記基板上に交互に積層された電極層間絶縁膜及び前記連結領域で端部が階段形態を成す電極層と、
前記連結領域で前記電極層の端部を覆う平坦絶縁膜と、
前記連結領域で前記平坦絶縁膜を前記基板の上面に対して垂直になる第1方向に貫通する第1特異ダミー垂直パターンと、を備え、
前記電極層の中の少なくとも1つは、前記第1特異ダミー垂直パターンと前記基板との間に位置し、前記第1特異ダミー垂直パターンから絶縁されることを特徴とする3次元半導体メモリ装置。 - 前記連結領域で前記平坦絶縁膜、前記電極層間絶縁膜、及び前記電極層の一部を貫通し、前記第1特異ダミー垂直パターンから離隔された第2特異ダミー垂直パターンを更に含み、
前記電極層の中の少なくとも1つは、前記第1方向に前記第2特異ダミー垂直パターンと前記基板との間に位置し、前記第2特異ダミー垂直パターンから絶縁され、
前記第1特異ダミー垂直パターンと前記基板との間の第1間隔は、前記第2特異ダミー垂直パターンと前記基板との間の第2間隔と異なることを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記第1特異ダミー垂直パターンは、平坦な下部面を有し、
前記第2特異ダミー垂直パターンの下部の前記基板の上面に平行である第2方向に平行である幅は、前記第2特異ダミー垂直パターンの上部の前記第2方向に平行である幅の80%以下であることを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記セル領域で前記電極層間絶縁膜及び前記電極層を貫通して前記基板に隣接するセル垂直パターンを更に含み、
同一レベルで前記第1特異ダミー垂直パターンの前記基板の上面に平行である第2方向に平行である第1幅は、前記セル垂直パターンの前記第2方向に平行である第2幅と同一であるか又はより大きいことを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記セル垂直パターンと前記電極層との間に介在するゲート絶縁膜と、
前記基板と前記セル垂直パターンとの間に配置される半導体パターンと、を更に含み、
前記ゲート絶縁膜は、延長されて前記半導体パターンの上部面を少なくとも一部覆い、
前記セル垂直パターンは、前記ゲート絶縁膜を貫通して前記半導体パターンに接することを特徴とする請求項4に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記基板は、前記セル領域と前記連結領域との間に介在するダミーセル領域を更に含み、
前記3次元半導体メモリ装置は、前記ダミーセル領域で前記電極層間絶縁膜及び前記電極層を貫通して前記基板に隣接する第1ダミー垂直パターンを更に含み、
前記第1ダミー垂直パターンの下部面は、前記第1特異ダミー垂直パターンの下部面よりも前記基板に更に隣接することを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記セル領域で前記電極層間絶縁膜及び前記電極層を貫通して前記基板に隣接するセル垂直パターンと、
前記セル垂直パターンの上部に電気的に連結されるビットラインと、を更に含み、
前記ビットラインは、前記第1ダミー垂直パターンから電気的に絶縁されることを特徴とする請求項6に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記ダミーセル領域で前記電極層間絶縁膜及び前記電極層の一部を貫通し、前記第1ダミー垂直パターンから離隔される第2特異ダミー垂直パターンを更に含み、
前記電極層の中の少なくとも1つは、前記第2特異ダミー垂直パターンと前記基板との間に位置し、前記第2特異ダミー垂直パターンから絶縁されることを特徴とする請求項6に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記第1特異ダミー垂直パターンの下部の前記基板の上面に平行である第2方向に平行である幅は、前記第1特異ダミー垂直パターンの上部の前記第2方向に平行である幅の35%〜85%であることを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。
- 前記電極層間絶縁膜は、前記基板に隣接する前記第1電極層間絶縁膜と、前記第1電極層間絶縁膜の中の最上層に位置する第1電極層間絶縁膜上に配置される第2電極層間絶縁膜を含み、
前記電極層は、前記第1電極層間絶縁膜の間に各々介在する第1電極層、及び前記第2電極層間絶縁膜の間に各々介在する第2電極層を含み、
前記第1電極層間絶縁膜と前記第1電極層とは、第1スタック構造体を構成し、
前記第2電極層間絶縁膜と前記第2電極層とは、第2スタック構造体を構成し、
前記第1特異ダミー垂直パターンの側壁は、前記第1スタック構造体と前記第2スタック構造体との間で変曲点を有することを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記連結領域で前記平坦絶縁膜、前記第2電極層間絶縁膜、及び前記第2電極層の少なくとも一部を貫通し、前記第1スタック構造体から離隔されて第1特異ダミー垂直パターンから離隔された第2特異ダミー垂直パターンと、
前記第2特異ダミー垂直パターンから前記第1方向に離隔され、前記第1スタック構造体内に配置される犠牲埋め込みパターンと、を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記第1スタック構造体内の前記犠牲埋め込みパターンと前記基板との間に介在し、前記犠牲埋め込みパターン及び前記基板の両方に接する半導体パターンを更に含むことを特徴とする請求項11に記載の3次元半導体メモリ装置。
- 前記第1電極層の中の少なくとも1つは、前記犠牲埋め込みパターンと前記基板との間に介在することを特徴とする請求項11に記載の3次元半導体メモリ装置。
- 前記セル領域で前記電極層間絶縁膜及び前記電極層を貫通して前記基板に隣接するセル垂直パターンと、
前記電極層間絶縁膜の中の最も低い電極層間絶縁膜と前記基板との間に介在するソースパターンと、を更に含み、
前記ソースパターンは、前記セル垂直パターンに接し、前記第1特異ダミー垂直パターンから離隔されることを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記セル領域で前記電極層間絶縁膜及び前記電極層を貫通して前記基板に隣接するセル垂直パターンと、
前記第1特異ダミー垂直パターンの下に配置され、トランジスタ及び周辺配線を含む周辺回路構造体と、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の3次元半導体メモリ装置。 - セル領域及び連結領域を含む基板と、
前記基板上に交互に積層された第1電極層間絶縁膜及び第1電極層を含む第1スタック構造体と、
前記第1スタック構造体の上に交互に積層された第2電極層間絶縁膜及び第2電極層を含む第2スタック構造体と、
前記セル領域で前記第2スタック構造体及び前記第1スタック構造体を前記基板の上面に対して垂直になる第1方向に貫通するセル垂直パターンと、
前記連結領域で少なくとも前記第2電極層の一部を貫通する特異ダミー垂直パターンと、を備え、
前記セル垂直パターンの側壁は、前記第1スタック構造体と前記第2スタック構造体との間の境界に隣接して変曲点を有し、
前記第1電極層の中の少なくとも1つは、前記第1方向に前記特異ダミー垂直パターンと前記基板との間に介在することを特徴とする3次元半導体メモリ装置。 - 前記特異ダミー垂直パターンは、前記第1スタック構造体の中に延長され、
前記特異ダミー垂直パターンの側壁は、前記第1スタック構造体と前記第2スタック構造体との間の境界に隣接して変曲点を有することを特徴とする請求項16に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記特異ダミー垂直パターンは、前記第1スタック構造体から離隔され、
前記第1スタック構造体内に配置され、前記特異ダミー垂直パターンに前記第1方向に隣接する犠牲埋め込みパターンを更に含むことを特徴とする請求項16に記載の3次元半導体メモリ装置。 - 前記第1電極層間絶縁膜の中の最も低い第1電極層間絶縁膜と前記基板との間に介在するソースパターンを更に含み、
前記ソースパターンは、前記セル垂直パターンに接し、前記特異ダミー垂直パターンから離隔されることを特徴とする請求項16に記載の3次元半導体メモリ装置。 - トランジスタ及び周辺配線を含む周辺回路構造体と、
前記周辺回路構造体上のセルアレイ構造体と、を備え、
前記セルアレイ構造体は、
セル領域及び連結領域を含む第1基板と、
前記第1基板上に交互に積層された第1電極層間絶縁膜及び第1電極層を含む第1スタック構造体と、
前記第1スタック構造体の上に交互に積層された第2電極層間絶縁膜及び第2電極層を含む第2スタック構造体と、
前記連結領域で少なくとも前記第2電極層の一部を前記第1基板の上面に対して垂直になる第1方向に貫通する特異ダミー垂直パターンと、
前記連結領域で第1スタック構造体内に配置され、前記特異ダミー垂直パターンから離隔される犠牲埋め込みパターンと、を含むことを特徴とする3次元半導体メモリ装置。
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