KR101818675B1 - Semiconductor memory device and method of forming the same - Google Patents
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Abstract
기판 상에 희생막들 및 선택 게이트막을 포함하는 적층 구조체를 형성하고, 상기 적층 구조체를 관통하는 관통 영역을 형성하고, 상기 관통 영역에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막의 측벽 상에 선택 게이트 절연막을 형성하고, 상기 관통 영역 내에 활성 패턴을 형성하고, 상기 희생막들을 제거하여 상기 활성 패턴의 측벽의 일부를 노출하고, 상기 노출된 활성 패턴의 측벽의 일부 상에 정보 저장막을 형성한다.Forming a stacked structure including sacrificial films and a selective gate film on a substrate, forming a penetration region through the stacked structure, forming a selective gate insulating film on the sidewall of the selective gate film exposed by the penetration region Forming an active pattern in the penetration area, removing the sacrificial layers to expose a part of the side wall of the active pattern, and forming an information storage layer on a part of the side wall of the exposed active pattern.
Description
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.
전자 산업이 고도 발전함에 따라, 반도체 메모리 장치의 집적도가 증가되고 있다. 반도체 메모리 장치의 집적도는 제품의 가격을 결정하는 중요한 요인으로 작용되고 있다. 즉, 집적도가 높아질수록 반도체 메모리 장치의 제품 가격이 감소될 수 있다. 이에 따라, 반도체 메모리 장치의 집적도 향상에 대한 요구가 심화되고 있다. 통상적으로, 반도체 메모리 장치의 집적도는 단위 메모리 셀이 점유하는 평면적에 의해 주로 결정되기 때문에, 미세 패턴 형성 기술의 수준에 크게 영향을 받는다. 하지만, 초 고가의 장비들 및/또는 반도체 제조 공정의 어려움 등에 의하여 패턴의 미세화가 점점 한계에 다다르고 있다.As the electronics industry develops, the degree of integration of semiconductor memory devices is increasing. The degree of integration of semiconductor memory devices is an important factor in determining the price of a product. That is, as the degree of integration increases, the product price of the semiconductor memory device may decrease. As a result, there is a growing demand for improvement in the degree of integration of semiconductor memory devices. Generally, the degree of integration of the semiconductor memory device is largely influenced by the level of the fine pattern forming technique, since it is mainly determined by the planar area occupied by the unit memory cell. However, miniaturization of patterns is becoming more and more limited due to expensive equipment and / or difficulties of the semiconductor manufacturing process.
이러한 한계를 극복하기 위한, 3차원적으로 배열되는 메모리 셀들을 구비하는 3차원 반도체 메모리 장치들이 제안되고 있다. 그러나, 3차원 반도체 메모리 장치의 대량 생산을 위해서는, 비트당 제조 비용을 2차원 반도체 메모리 장치의 그것보다 줄일 수 있으면서 신뢰성 있는 제품 특성을 구현할 수 있는 공정 기술이 요구되고 있다.In order to overcome these limitations, three-dimensional semiconductor memory devices having three-dimensionally arranged memory cells have been proposed. However, in order to mass-produce a three-dimensional semiconductor memory device, a process technology capable of reducing the manufacturing cost per bit of the two-dimensional semiconductor memory device and realizing a reliable product characteristic is required.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 전기적 특성이 향상된 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor memory device having improved electrical characteristics and a method of manufacturing the same.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 고집적화에 최적화된 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device optimized for high integration and a manufacturing method thereof.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. 기판 상에 희생막들 및 선택 게이트막을 포함하는 적층 구조체를 형성하는 것, 상기 적층 구조체를 관통하는 관통 영역을 형성하는 것, 상기 관통 영역에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막의 측벽 상에 선택 게이트 절연막을 형성하는 것, 상기 관통 영역 내에 활성 패턴을 형성하는 것, 상기 희생막들을 제거하여 상기 활성 패턴의 측벽의 일부를 노출하는 것, 및 상기 노출된 활성 패턴의 측벽의 일부 상에 정보 저장막을 형성하는 것을 포함할 수 있다. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a laminated structure including sacrificial films and a selective gate film on a substrate; forming a penetration region through the laminated structure; forming a selective gate insulating film on the sidewall of the selective gate film exposed by the penetration region Forming an active pattern in the penetration area; removing the sacrificial layers to expose a portion of the sidewalls of the active pattern; and forming an information storage layer on a portion of the sidewalls of the exposed active pattern ≪ / RTI >
일 실시예에 있어서, 상기 적층 구조체를 형성하는 것은 상기 희생막들 사이 및 상기 희생막들과 상기 선택 게이트막 사이에 절연막들을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, forming the stacked structure may further comprise forming insulating films between the sacrificial films and between the sacrificial films and the select gate film.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트막은 폴리실리콘으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the select gate film may be formed of polysilicon.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트 절연막을 형성하는 것은 열산화 공정에 의해 수행될 수 있다. In one embodiment, the formation of the select gate insulating film may be performed by a thermal oxidation process.
일 실시예에 있어서, 상기 정보 저장막을 형성하는 것은 상기 노출된 활성 패턴의 측벽의 일부 상에 터널 절연막, 전하 저장막 및 블로킹막을 차례로 형성하는 것을 포함할 수 있다.In one embodiment, forming the information storage layer may include forming a tunnel insulating layer, a charge storage layer, and a blocking layer sequentially on a portion of the sidewall of the exposed active pattern.
일 실시예에 있어서, 상기 정보 저장막을 형성한 후, 상기 희생막들이 제거되어 형성된 공간을 채우는 셀 게이트막들을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after forming the information storage layer, forming the cell gate layers filling the space formed by removing the sacrificial layers may be performed.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트막을 형성하는 것은 상기 희생막들과 상기 기판 사이에 하부 선택 게이트막을 형성하는 것, 및 상기 희생막들 상에 상부 선택 게이트막을 형성하는 것을 포함할 수 있다.In one embodiment, forming the select gate film may include forming a lower select gate film between the sacrificial films and the substrate, and forming an upper select gate film on the sacrificial films.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트 절연막은 상기 활성 패턴의 형성 전에 형성되고, 상기 정보 저장막은 상기 활성 패턴의 형성 후에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the selection gate insulating film is formed before formation of the active pattern, and the information storage film is formed after formation of the active pattern.
일 실시예에 있어서, 상기 기판과 상기 적층 구조체 사이에 버퍼 절연막을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include forming a buffer insulating layer between the substrate and the stacked structure.
일 실시예에 있어서, 상기 관통 영역을 형성하는 것은 상기 버퍼 절연막을 노출시키는 것을 포함하고, 상기 선택 게이트 절연막을 형성한 후, 상기 관통 영역에 의하여 노출된 상기 버퍼 절연막을 제거하여 상기 기판을 노출하는 것을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, forming the penetrating region includes exposing the buffer insulating layer. After forming the select gate insulating layer, the buffer insulating layer exposed by the penetrating region is removed to expose the substrate. Quot;
일 실시예에 있어서, 상기 관통 영역을 형성하는 것은 상기 버퍼 절연막을 관통하여 상기 기판을 노출하는 것을 포함하고, 열산화 공정에 의하여 상기 선택 게이트 절연막을 형성한 후, 상기 노출된 기판 상에 형성된 기판 열산화막을 제거하는 것을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, forming the penetrating region includes exposing the substrate through the buffer insulating layer, forming the select gate insulating layer by a thermal oxidation process, And removing the thermal oxide film.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 열산화막을 제거하는 것은 직진성이 강한 플라즈마를 이용하여 수행될 수 있다.In one embodiment, the removal of the substrate thermally oxidized film may be performed using a plasma having a strong linearity.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트 절연막의 형성 전, 상기 관통 영역에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막의 측벽을 리세스 하는 것을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include the step of recessing the sidewall of the selective gate film exposed by the through region before forming the select gate insulating film.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 반도체 소자가 제공된다. 상기 소자는 기판으로부터 위로 연장되는 활성 패턴, 상기 활성 패턴의 측벽 상에 제공되는 셀 게이트들 및 선택 게이트, 상기 셀 게이트들과 상기 활성 패턴 사이로부터 수평적으로 연장되어 상기 셀 게이트들의 상면 및 하면을 덮는 정보 저장막, 및 상기 선택 게이트와 상기 활성 패턴 사이의 선택 게이트 절연막을 포함하고, 상기 셀 게이트들과 상기 선택 게이트는 다른 물질일 수 있다.A semiconductor device is provided to achieve the above-described object. The device comprising: an active pattern extending upwardly from the substrate; cell gates and select gates provided on the sidewalls of the active pattern; horizontally extending between the cell gates and the active pattern, And a select gate insulating film between the select gate and the active pattern, and the cell gates and the select gate may be different materials.
일 실시예에 있어서, 상기 셀 게이트들은 금속, 금속 실리사이드, 도전성 금속 질화물 중 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 선택 게이트는 폴리 실리콘을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cell gates include at least one selected from a metal, a metal silicide, and a conductive metal nitride, and the select gate may comprise polysilicon.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트 절연막은 실리콘 산화막이고, 상기 정보 저장막은 실리콘 산화막보다 밴드갭이 작은 물질을 포함할 수 있다. In one embodiment, the select gate insulating layer is a silicon oxide layer, and the information storage layer may include a material having a bandgap smaller than that of the silicon oxide layer.
일 실시예에 있어서, 상기 정보 저장막은 상기 활성 패턴 상에 차례로 적층된 터널 절연막, 전하 저장막 및 블로킹막을 포함하되, 상기 전하 저장막은 상기 터널 절연막 및 상기 블로킹막보다 작은 밴드갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다.In one embodiment, the information storage layer includes a tunnel insulating layer, a charge storage layer, and a blocking layer that are sequentially stacked on the active pattern, and the charge storage layer includes a material having a band gap smaller than that of the tunnel insulating layer and the blocking layer can do.
일 실시예에 있어서, 상기 선택 게이트 절연막은 상기 선택 게이트와 상기 활성 패턴의 측벽들 사이에 국소적으로 배치될 수 있다.In one embodiment, the select gate insulating layer may be locally disposed between the select gate and the sidewalls of the active pattern.
일 실시예에 있어서, 상기 셀 게이트들 사이 및 상기 셀 게이트들과 상기 선택 게이트 사이의 절연막을 더 포함하되, 상기 선택 게이트는 상기 절연막과 직접 접촉하고, 상기 셀 게이트들은 상기 정보 저장막에 의해 상기 절연막으로부터 이격될 수 있다. In one embodiment, the device further comprises an insulating film between the cell gates and between the cell gates and the select gate, wherein the select gate is in direct contact with the insulating film, And may be spaced apart from the insulating film.
일 실시예에 있어서, 상기 활성 패턴은 상기 활성 패턴의 측벽으로부터 상기 선택 게이트막들 쪽으로 돌출되는 연장부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the active pattern may further include an extension protruding from the side walls of the active pattern toward the selection gate films.
선택 게이트의 게이트 절연막과 셀 게이트의 정보저장막을 다른 구조로 형성할 수 있다. 이에 따라, 핫 캐리어(hot carrier)에 의하여 선택 트랜지스터의 문턱 전압이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 선택 게이트와 셀 게이트의 물질을 다르게 형성할 수 있다. 또한, 선택 게이트와 셀 게이트를 함께 형성하는 경우 보다 선택 게이트의 게이트 길이를 용이하게 조절할 수 있다. The gate insulating film of the select gate and the information storage film of the cell gate can be formed in different structures. Accordingly, it is possible to prevent the threshold voltage of the selection transistor from becoming unstable by the hot carrier. The material of the select gate and the cell gate can be formed differently. Further, the gate length of the select gate can be more easily adjusted than the case of forming the select gate and the cell gate together.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 4 내지 도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13 내지 도 16은 제 1 실시예의 변형예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 17 내지 도 19은 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 20 내지 도 21은 제 1 실시예의 또 다른 변형예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 사시도이다.
도 23 내지 도 30은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 31은 본 발명의 실시예들에 따른 형성된 반도체 소자를 포함하는 메모리 시스템의 일 예를 나타내는 개략 블록도이다.
도 32은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자를 구비하는 메모리 카드의 일 예를 나타내는 개략 블록도이다.
도 33은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자를 장착하는 정보 처리 시스템의 일 예를 나타내는 개략 블록도이다. 1 is a circuit diagram of a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
2 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of region A in Fig.
4 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
13 to 16 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment.
17 to 19 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to another modification of the first embodiment.
20 to 21 are sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to still another modification of the first embodiment.
22 is a perspective view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
23 to 30 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
31 is a schematic block diagram illustrating an example of a memory system including a semiconductor device formed in accordance with embodiments of the present invention.
32 is a schematic block diagram showing an example of a memory card having a semiconductor device according to the embodiments of the present invention.
33 is a schematic block diagram showing an example of an information processing system for mounting a semiconductor device according to the embodiments of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다 또한, 도면들에 있어서, 구성들의 크기 및 두께 등은 명확성을 위하여 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어가 다양한 영역, 막들(또는 층들) 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막(또는 층)을 다른 영역 또는 막(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에의 제 1막질로 언급된 막질이 다른 실시 예에서는 제 2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 본 명세서에서 '및/또는' 이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In this specification, when it is mentioned that a film (or layer) is on another film (or layer) or substrate, it may be formed directly on another film (or layer) or substrate, or a third film (Or layer) may be interposed. In the drawings, the sizes and thicknesses of the structures and the like are exaggerated for the sake of clarity. It should also be understood that although the terms first, second, third, etc. have been used in various embodiments herein to describe various regions, films (or layers), etc., It should not be. These terms are merely used to distinguish any given region or film (or layer) from another region or film (or layer). Thus, the membrane referred to as the first membrane in one embodiment may be referred to as the second membrane in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. The expression " and / or " is used herein to mean including at least one of the elements listed before and after. Like numbers refer to like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 메모리 소자의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a semiconductor memory device according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 3차원 반도체 메모리 장치는 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2), 복수개의 비트 라인들(BL0, BL1, BL2) 및 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)과 비트 라인들(BL0-BL2) 사이에 배치되는 복수개의 셀 스트링들(CSTR)을 포함할 수 있다.1, a three-dimensional semiconductor memory device according to embodiments includes a common source line CSL0-CSL2, a plurality of bit lines BL0, BL1, BL2, a common source line CSL0-CSL2, And a plurality of cell strings CSTR disposed between the plurality of cell strings BL0-BL2.
비트 라인들(BL0-BL2)은 2차원적으로 배열되고, 그 각각에는 복수개의 셀 스트링들(CSTR)이 병렬로 연결된다. 셀 스트링들(CSTR)은 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)에 공통으로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 비트 라인들(BL0-BL2)과 하나의 공통 소오스 라인(CSL0, CSL1 또는 CSL2) 사이에 복수의 셀 스트링들(CSTR)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)은 복수 개가 2차원적으로 배열될 수 있다. 여기서, 공통 소오스 라인들(CSL0-CSL2)에는 전기적으로 동일한 전압이 인가될 수 있으며, 또는 공통 소오스 라인들 각각이 전기적으로 제어될 수도 있다. The bit lines BL0-BL2 are two-dimensionally arranged, and a plurality of cell strings CSTR are connected in parallel to each of the bit lines BL0-BL2. Cell strings CSTR may be connected in common to the common source lines CSL0-CSL2. That is, a plurality of cell strings CSTR may be disposed between a plurality of bit lines BL0-BL2 and one common source line CSL0, CSL1, or CSL2. According to one embodiment, a plurality of common source lines CSL0-CSL2 may be two-dimensionally arranged. Here, electrically the same voltage may be applied to the common source lines CSL0 to CSL2, or each common source line may be electrically controlled.
셀 스트링들(CSTR) 각각은 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)에 접속하는 접지 선택 트랜지스터(GST), 비트 라인(BL0-BL2)에 접속하는 스트링 선택 트랜지스터(SST), 및 접지 및 스트링 선택 트랜지스터들(GST, SST) 사이에 배치되는 복수개의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)로 구성될 수 있다. 그리고, 접지 선택 트랜지스터(GST), 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)은 직렬로 연결될 수 있다. Each of the cell strings CSTR includes a ground selection transistor GST connected to the common source lines CSL0 to CSL2, a string selection transistor SST connected to the bit lines BL0 to BL2, And a plurality of memory cell transistors MCT arranged between the first and second memory cells GST and SST. The ground selection transistor GST, the string selection transistor SST, and the memory cell transistors MCT may be connected in series.
공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)은 접지 선택 트랜지스터들(GST)의 소오스들에 공통으로 연결될 수 있다. 이에 더하여, 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)과 비트 라인들(BL0-BL2) 사이에 배치되는, 접지 선택 라인(GSL0-GSL2), 복수개의 워드라인들(WL0-WL3) 및 복수개의 스트링 선택 라인들(SSL0-SSL2)이 접지 선택 트랜지스터(GST), 메모리 셀 트랜지스터들(MCT) 및 스트링 선택 트랜지스터들(SST)의 게이트 전극들로서 각각 사용될 수 있다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터들(MCT) 각각은 정보저장체를 포함한다.The common source lines CSL0-CSL2 may be connected in common to the sources of the ground selection transistors GST. In addition, the ground selection lines GSL0-GSL2, the plurality of word lines WL0-WL3 and the plurality of string selection lines GSL0-GSL2, which are disposed between the common source lines CSL0-CSL2 and the bit lines BL- SSL0-SSL2 may be used as the gate electrodes of the ground selection transistor GST, the memory cell transistors MCT and the string selection transistors SST, respectively. In addition, each of the memory cell transistors MCT includes an information storage body.
하나의 셀 스트링(CSTR)은 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)으로부터의 거리가 서로 다른 복수개의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)로 구성되기 때문에, 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)과 비트 라인들(BL0-BL2) 사이에는 다층의 워드라인들(WL0-WL3)이 배치된다. Since one cell string CSTR is composed of a plurality of memory cell transistors MCT having different distances from the common source lines CSL0 to CSL2, the common source lines CSL0 to CSL2 and the bit lines BL0 -BL2) are arranged between the word lines WL0-WL3.
공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)으로부터 실질적으로 동일한 거리에 배치되는, 복수의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)의 게이트 전극들은 워드라인들(WL0-WL3) 중의 하나에 공통으로 연결되어 등전위 상태에 있을 수 있다. 이와 달리, 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)의 게이트 전극들이 공통 소오스 라인(CSL0-CSL2)으로부터 실질적으로 동일한 거리에 배치되더라도, 서로 다른 행 또는 열에 배치되는 게이트 전극들이 독립적으로 제어될 수 있다. The gate electrodes of the plurality of memory cell transistors MCT, which are disposed at substantially the same distance from the common source lines CSL0 to CSL2, may be connected in common to one of the word lines WL0 to WL3 to be in an equipotential state have. Alternatively, although the gate electrodes of the memory cell transistors MCT are disposed at substantially the same distance from the common source lines CSL0-CSL2, the gate electrodes arranged in different rows or columns can be independently controlled.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자가 설명된다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 사시도이고, 도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다.2 and 3, a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention is described. FIG. 2 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG.
도 2 및 3을 참조하면, 기판(100)이 제공된다. 상기 기판(100)은 실리콘 기판, 게르마늄 기판 또는 실리콘-게르마늄 기판일 수 있다. 상기 기판(100)은 제 1 타입 도펀트로 도핑된 구조일 수 있다. 상기 기판(100) 상에 복수의 게이트막들 및 상기 복수의 게이트막들 사이의 이격된 공간에 절연막들(121~126:120)이 제공될 수 있다. 상기 절연막들(120)은 산화막일 수 있다. 상기 복수의 게이트막들은 선택 게이트막들 및 셀 게이트막들(161~164:160)을 포함할 수 있다. 상기 선택 게이트막들은 상기 셀 게이트막들(160) 아래에 제공되는 하부 선택 게이트막(111) 및 상기 셀 게이트막들(160) 위에 제공되는 상부 선택 게이트막(112)을 포함할 수 있다. 상기 선택 게이트막들(111,112)은 상기 셀 게이트막들(160) 보다 두꺼울 수 있다. 상기 선택 게이트막들(111,112)의 상면 및/또는 하면은 상기 절연막들(120)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 기판(100)과 상기 하부 선택 게이트막(111) 사이에 버퍼 절연막(105)이 제공될 수 있다. 상기 버퍼 절연막(105)은 실리콘 산화막일 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, a
상기 게이트막들 및 상기 절연막들(120)은 상기 기판(100)의 상면과 평행한 방향, 예를 들면 y방향으로 연장될 수 있다. 상기 셀 게이트막들(160) 4개만 도시되어 있지만 이는 설명의 간략함을 위한 것으로, 이보다 많은 수의 셀 게이트막들이 배치될 수 있다. 또한 상기 선택 게이트막들(111, 112)은 각각 하나씩 도시되었으나, 복수 개 제공될 수 있다.The gate films and the insulating
상기 셀 게이트막들(160)과 상기 선택 게이트막들(111,112)은 다른 물질일 수 있다. 상기 셀 게이트막들(160)은 금속, 금속 실리사이드, 도전성 금속 질화물, 및 도핑된 반도체 물질에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 선택 게이트막들(111,112)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. The
상기 기판(100)으로부터 위로 연장되며 상기 게이트막들 및 상기 절연막들(120)을 관통하는 활성 패턴(159)이 제공될 수 있다. 상기 활성 패턴(159)과 상기 선택 게이트막들(111,112)이 교차하는 지점에서의 상기 활성 패턴(159)의 횡단면의 면적은 상기 활성 패턴(159)과 상기 셀 게이트막들(160)이 교차하는 지점에서의 상기 활성 패턴(159)의 횡단면의 면적 보다 작을 수 있다. 상기 활성 패턴(159)은 채널 패턴(151) 및 상기 상기 채널 패턴(151)의 내부를 채우는 매립막(155)을 포함하는 마카로니(macaroni) 형태일 수 있다. 상기 활성패턴(159)은 내측벽부 및 바닥부(bottom portion)를 포함할 수 있다. 상기 바닥부의 상부면은 상기 선택 게이트막(141)의 상부면보다 상기 기판(100)에 인접할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 달리, 상기 활성 패턴(159)은 상기 매립막(155)을 포함하지 않는 형태일 수 있다. 상기 채널 패턴(151)은 실리콘막일 수 있다. 상기 채널 패턴(151)은 진성 상태(intrinsic state)를 가질 수 있다. 상기 활성 패턴(159)은 평면적 관점(in plan view)에서 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. An
제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 활성 패턴(159)은 하나의 행을 이루고, 제 2 방향(y축 방향)으로 배열된 활성 패턴(159)은 하나의 열을 이룬다. 이하 본 명세서 전체에서 제 1 방향은 도 2의 x축 방향, 제 2 방향은 y축 방향, 제 3 방향은 z축 방향을 지칭할 수 있다. 상기 기판(100) 상에 복수의 행들 및 복수의 열들이 배열될 수 있다. 전극 분리 패턴(175)이 인접한 한 쌍의 상기 열들 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 전극 분리 패턴(175)은 상기 제 2 방향으로 연장될 수 있다. 상기 전극 분리 패턴(175)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전극 분리 패턴(175)은 고밀도 플라즈마 산화막, SOG막(Spin On Glass layer) 및/또는 CVD 산화막일 수 있다. 상기 전극 분리 패턴(175)의 바닥면 아래의 기판(100) 내에 공통 소오스 영역(102)이 제공될 수 있다. 상기 공통 소오스 영역(102)은 상기 제 2 방향(y축 방향)으로 연장된 라인 형태일 수 있다. 상기 공통 소오스 영역(102)은 제 2 타입의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 상기 제 2 타입은 상기 제 1 타입과 다른 도전형일 수 있다.The
상기 선택 게이트막들(111, 112)과 상기 활성 패턴(159) 사이에 선택 게이트 절연막(141)이 제공될 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 열산화 공정을 통해 형성되는 열산화막일 수 있다. 일 예로, 상기 선택 게이트막들(111,112)이 폴리 실리콘인 경우, 상기 선택 게이트절연막(141)은 상기 선택 게이트막들(111,112)을 열산화시킴으로써 얻어지는 실리콘 산화막일 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 상기 선택 게이트막들(111, 112) 및 상기 활성 패턴(159)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 상기 선택 게이트막(111,112)과 상기 활성패턴(159)의 측벽들 사이에 국소적으로 배치될 수 있다.A select
상기 셀 게이트막들(160)과 상기 활성 패턴(159) 사이에 정보 저장막(170)이 제공될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)은 상기 셀 게이트막들(160)과 상기 활성 패턴(159) 사이로부터 수평적으로 연장되어 상기 셀 게이트막들(160)의 상면 및 하면을 덮을 수 있다. 즉, 상기 셀 게이트막들(160)은 상기 정보 저장막(170)에 의해 상기 절연막들(120)로부터 이격될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)은 실리콘 산화막보다 밴드갭이 작은 물질을 포함하는 다층 박막 구조일 수있다. 일 예로, 상기 정보 저장막(170)은 전하를 저장하는 전하 저장막(172)을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 정보 저장막(170)은 상기 전하 저장막(172)과 상기 활성 패턴(159) 사이의 터널 절연막(171), 및 상기 전하 저장막(172)과 상기 셀 게이트막들(160) 사이의 블로킹막(173)을 더 포함할 수 있다. 상기 전하저장막(172)은 상기 터널 절연막(171) 및 상기 블로킹막(173)보다 작은 밴드갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 전하 저장막(172)은 전하를 저장하는 트랩들을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 전하 저장막(172)은 실리콘 질화막, 금속 질화막, 금속 산질화막, 금속 실리콘 산화막, 금속 실리콘 산질화막 및 나노 도트들(nano dots) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 블로킹막(173)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 및 고유전막 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 고유전막은 금속 산화막, 금속 질화막 및 금속 산질화막 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 고유전막은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 블로킹막(173)의 유전상수는 상기 터널 절연막(171)의 유전 상수보다 클 수 있다. 상기 터널 절연막(171)은 상기 선택 게이트 절연막(141)과는 달리 열산화막이 아닐 수 있다.An
상기 상부 선택 게이트막(112) 상의 최상층 절연막(126)에 인접하는 상기 채널 패턴 (151)에 드레인 영역(D)이 제공될 수 있다. 상기 게이트막들과 교차하는 방향(일 예로, x 방향)으로 나란히 연장되며, 상기 드레인 영역(D)과 전기적으로 연결되는 비트 라인들(BL)이 제공된다. 상기 비트 라인들(BL)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. A drain region D may be provided in the
도 4 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법이 설명된다. 4 to 12, a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention is described.
도 4를 참조하여, 기판(100)이 준비된다. 상기 기판(100)은 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 실리콘 기판, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판 또는 화합물 반도체 기판 일 수 있다. 상기 기판(100)은 제 1 타입의 도펀트로 도핑될 수 있다.Referring to Fig. 4, a
상기 기판(100) 상에 희생막들(SC1~SC4:SC) 및 선택 게이트막(111,112)을 포함하는 적층 구조체를 형성할 수 있다. 상기 적층 구조체를 형성하는 것은 상기 희생막들(SC) 사이 및 상기 희생막들(SC)과 상기 선택 게이트막(111,112) 사이에 절연막들을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 선택 게이트막(111,112)은 폴리 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 희생막들(SC)은 상기 선택 게이트막(111,112) 및 상기 절연막들(120)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 절연막들(120)은 산화물로 형성될 수 있고, 상기 희생막들(SC)은 질화물 및/또는 산화질화물로 형성될 수 있다. 상기 희생막들(SC)은 서로 동일한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 상기 절연막들(120)도 서로 동일한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. A stacked structure including sacrificial films (SC1 to SC4: SC) and
상기 선택 게이트막(111,112)의 두께는 상기 희생막들(SC)의 두께 보다 두껍게 형성될 수있다. 상기 희생막들(SC)은 서로 동일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 선택 게이트막(111,112)과 접하는 희생막들(121,125,126)은 상기 희생막들(SC) 사이의 희생막들(122,123,124) 보다 두껍게 형성될 수 있다. 상기 선택 게이트막(111,112), 상기 희생막들(SC) 및 상기 절연막들(120)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition:ALD)으로 형성될 수 있다.The thickness of the
상기 적층 구조체를 형성하기 전에, 상기 기판(100) 상에 버퍼 절연막(105)이 형성될 수 있다. 상기 하부 선택 게이트막(111)은 상기 버퍼 절연막(105) 바로 위(directly on)에 형성될 수 있다. 상기 버퍼 절연막(105)은 상기 희생막들(SC)에 대하여 식각 선택비를 갖는 유전물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 버퍼 절연막(105)은 산화물, 특히, 열산화물로 형성될 수 있다. A
도 5를 참조하여, 상기 선택 게이트막(111,112),상기 절연막들(120) 및 희생막들(SC)을 연속적으로 패터닝하여, 상기 버퍼 절연막(105)을 노출하는 관통 영역(131)이 형성될 수 있다. 상기 관통 영역(131)은 이방성 식각 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 관통 영역(131)의 형성시, 상기 버퍼 절연막(105)의 일부가 함께 식각될 수 있다. 상기 관통 영역(131)은 홀(hole) 형태일 수 있다. 상기 관통 영역(131)은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 직교(perpendicular)한 제 2 방향을 따라 2차원적으로 배열될 수 있다. 상기 제 1 방향 및 제 2 방향은 상기 기판(100)의 상기 상부면과 평행하다. 상기 관통 영역(131)은 평면적 관점(in plan view)에서 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. 5, the
도 6을 참조하면, 상기 관통 영역(131)에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막(111,112)의 측벽 상에 선택 게이트 절연막(141)이 형성될 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 열산화 공정(thermal oxidation process)에 의하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6, a select
도 7을 참조하여, 상기 관통 영역(131)에 의하여 노출된 상기 버퍼 절연막(105)을 제거하여 상기 기판(100)을 노출시킬 수 있다. 상기 버퍼 절연막(105)의 제거시, 상기 기판(100)의 일부가 함께 리세스될 수 있다. 일 예로, 상기 버퍼 절연막(105)의 제거는 직진성이 강한 플라즈마를 이용한 건식 식각을 통하여 수행될 수 있다. Referring to FIG. 7, the
도 8을 참조하여, 상기 관통 영역(131)의 측벽 및 하부를 따라 채널 패턴(151)이 형성될 수 있다. 상기 채널 패턴(151)은 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 채널 패턴(151)은 상기 선택 게이트 절연막(141)에 의하여 굴곡을 가질 수 있다. 즉, 상기 선택 게이트막(111,112)의 측벽 상에 제공되는 상기 채널 패턴(151)의 부분은 상기 희생막들(SC)의 측벽 상에 제공되는 상기 채널 패턴(151)의 부분 보다 돌출될 수 있다.Referring to FIG. 8, a
도 9를 참조하여, 상기 채널 패턴(151) 상에 상기 관통 영역(131)을 채우는 매립막(155)이 형성될 수 있다. 상기 매립막(155)은 질화막 또는 산화질화막일 수 있다. 상기 채널 패턴(151)과 상기 매립막(155)은 활성 패턴(159)을 구성할 수 있다. 상기 채널 패턴 (151) 및 상기 매립막(155)은 CVD 또는 ALD를 통하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 9, a buried
도 10을 참조하여, 상기 채널 패턴(151), 상기 매립막(155), 상기 선택 게이트막(111,112), 상기 절연막들(120) 및 상기 희생막들(SC)을 연속적으로 패터닝하여 트렌치(135)를 형성할 수 있다. 상기 트렌치(135)를 형성하는 것은 이방성 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 트렌치(135)는 상기 제 2 방향으로 연장될 수 있다. 이로써, 상기 선택 게이트막(111,112), 상기 절연막들(120) 및 상기 희생막들(SC)은 상기 제 2 방향으로 나란히 연장된 라인 형태가 될 수 있다. 상기 트렌치(135)의 바닥에 상기 기판(100)이 노출될 수 있다. 상기 트렌치(135)의 형성시 상기 기판(100)의 일부가 함께 패너닝될 수 있다. 이와는 달리, 상기 트렌치(135)의 바닥에 상기 버퍼 절연막(105)이 노출될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 트렌치(135)의 바닥면에 상기 기판(100)이 노출된 실시 예로 설명한다. 10, the
도 11을 참조하여, 상기 트렌치(135)에 노출된 희생 막들(SC)을 선택적 식각 공정에 의하여 제거하여, 리세스 영역들(150)을 형성할 수 있다. 상기 선택적 식각 공정은 등방성 식각일 수 있다. 상기 선택적 식각 공정은 습식 식각 및/또는 등방성 건식 식각으로 수행될 수 있다. 상기 선택적 식각 공정에 의한 상기 희생막들(SC)의 식각율은 상기 절연막들(120), 상기 선택 게이트막(111,112) 및 상기 채널 패턴(151)의 식각율들보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 선택적 식각 공정을 수행한 후에, 상기 절연막들(120), 상기 선택 게이트막(111,112) 및 상기 활성 패턴(159)이 잔존될 수 있다. 상기 리세스 영역들(150)은 상기 희생막들(SC)과 접하던 상기 채널 패턴(151)의 측벽의 일부분들을 각각 노출시킬 수 있다.Referring to FIG. 11, the sacrificial layers SC exposed to the
도 12 및 도 2 내지 도3을 참조하면, 상기 리세스 영역들(150)이 형성된 후, 상기 기판(100) 상에 정보 저장막(170)이 형성될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)은 우수한 단차 도포성을 제공할 수 있는 증착 기술(예컨대, CVD 또는 ALD)을 사용하여 형성될 수 있다. 이로써, 상기 정보 저장막(170)은 실질적으로 콘포말(conformal)하게 형성될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)은 상기 리세스 영역들(150)의 내면들을 따라 실질적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)은 상기 리세스 영역들(150)의 일부를 채울 수 있다. 상기 정보 저장막(170)의 형성방법이 설명된다. 도 3에서 설명된 바와 같이, 상기 정보 저장막(170)을 형성하는 것은, 터널 절연막(171), 전하 저장막(172) 및 블로킹막(173)을 차례로 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 상기 활성 패턴(159)이 형성되기 전에 형성되는 반면, 상기 정보저장막(170)은 상기 활성 패턴(159)이 형성된 후에 형성될 수 있다.12 and FIGS. 2 to 3, the
상기 터널 절연막(171)은 상기 채널 패턴(151)의 측벽의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 터널 절연막(171)은 단일층 또는 다층일 수 있다. 예를 들어, 상기 터널 절연막(171)은 실리콘 산질화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 및 금속 산화막 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The
상기 전하 저장막(172)은 상기 터널 절연막(171)에 의해 상기 활성 패턴(159)과 이격될 수 있다. 상기 전하 저장막(172)은 전하를 저장할 수 있는 전하 트랩 사이트(site)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전하 저장막(172)은 실리콘 질화막, 금속 질화막, 금속 산질화막, 금속 실리콘 산화막, 금속 실리콘 산질화막 및 나노 도트들(nano dots) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
상기 블로킹막(173)은 상기 전하 저장막(172)을 덮을 수 있다. 상기 블로킹막(173)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 및 고유전막 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 고유전막은 금속 산화막, 금속 질화막 및 금속 산질화막 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 고유전막은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 블로킹막(173)의 유전상수는 상기 터널 절연막(171)의 유전 상수보다 클 수 있다. The blocking layer 173 may cover the
상기 리세스 영역들(150)을 채우는 셀 게이트막(161~164:160)이 형성될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)을 형성 한 후, 상기 기판(100) 상에 게이트 도전막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 도전막은 상기 리세스 영역들(150)을 채울 수 있다. 상기 게이트 도전막은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(Physical Vapor Depositon: PVD) 또는 원자층 화학 증착법(ALD)에 의해 형성될 수 있다. 상기 게이트 도전막은 금속, 금속 실리사이드, 도전성 금속 질화물, 및 도핑된 반도체 물질에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 평탄화 공정이 수행되어 상기 최상층 절연막(126)을 노출시킬 수 있다.
상기 게이트 도전막의 형성 후, 상기 리세스 영역들(150)의 외부에 위치한 상기 게이트 도전막을 제거하여, 상기 리세스 영역들(150) 내에 셀 게이트막들(160)이 형성될 수 있다. 상기 셀 게이트막들(160)의 형성은 상기 트렌치(135) 내의 게이트 도전막을 제거하여 상기 리세스 영역들(150) 내에 상기 게이트 도전막을 남기는 것을 포함할 수 있다. 상기 셀 게이트막들(160)의 형성 시, 상기 리세스 영역들(150)의 외부에 형성된 상기 정보 저장막(170)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 상기 게이트 도전막의 일부 및 상기 정보 저장막(170)의 일부의 제거는 습식 및/또는 건식 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 식각 공정에 의하여 상기 기판(100)의 상부면으로부터 수직으로 다른 층에 위치한 상기 셀 게이트막들(161~164)은 서로 분리될 수 있다. After the formation of the gate conductive layer, the gate conductive layer located outside the recessed
상기 트렌치(135)의 바닥면 아래의 상기 기판(100) 내에 공통 소오스 영역(102)이 형성될 수 있다. 공통 소오스 영역(102)은 상기 제 2 방향으로 연장된 라인 형태일 수 있다. 상기 공통 소오스 영역(102)은 제 2 타입의 도펀트로 도핑된 영역이다. 상기 공통 소오스 영역(102)은 상기 기판(100)에 제 2 타입의 도펀트 이온들을 주입하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 최상층 절연막(126)이 이온 주입 마스크로 사용될 수 있다. A
상기 채널 패턴(151)의 윗부분에 드레인 영역(D)이 형성될 수 있다. 상기 드레인 영역(D)은 상기 제 2 타입의 도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 드레인 영역(D)의 하면은 상기 상부 선택 게이트막(112)의 상면보다 높을 수 있다. 이와는 달리, 상기 드레인 영역(D)의 하면은 상기 상부 선택 게이트막(112)의 상면과 근접한 높이일 수 있다. 상기 드레인 영역(D)은 상기 공통 소오스 영역(102)과 동시에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 드레인 영역(D)은 상기 공통 소오스 영역(102)을 형성하기 전 또는 후에 형성될 수 있다. A drain region D may be formed on the
상기 트렌치(135)를 채우는 전극 분리 패턴(175)이 형성될 수 있다. 상기 전극 분리 패턴(175)을 형성하는 것은, 상기 기판(100) 상에 상기 트렌치(135)를 채우는 전극 분리 패턴을 형성하는 것 및 상기 최상층 절연막(126)이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 상기 전극 분리 패턴(175)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전극 분리 패턴(175)은 고밀도 플라즈마 산화막, SOG막(Spin On Glass layer) 및/또는 CVD 산화막으로 형성될 수 있다. An
도 2를 다시 참조하여, 상기 드레인 영역(D)과 전기적으로 접속되는 비트 라인(BL)이 형성될 수 있다. 상기 비트 라인(BL)은 상기 제 1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 비트 라인(BL)은 상기 최상층 절연막(126) 및 전극 분리 패턴(175) 상에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 최상층 절연막(126) 및 전극 분리 패턴(175)을 덮는 층간 유전막을 형성하고, 상기 층간 유전막 상에 상기 비트 라인(BL)을 형성할 수 있다. 이 경우에, 상기 비트 라인(BL)은 상기 층간 유전막을 관통하는 콘택 플러그를 경유하여 상기 드레인 영역(D)과 전기적으로 접속될 수 있다.Referring again to FIG. 2, a bit line BL electrically connected to the drain region D may be formed. The bit line BL may extend in the first direction. The bit line BL may be formed on the uppermost insulating
도 2 내지 도 12에서, 상기 상부 및 하부 선택 게이트막(111,112) 모두가 상기 셀 게이트막들(160)의 형성 전에 형성되는 것으로 설명되었으나, 상기 상부 및 하부 선택 게이트막들(111,112) 중 하나는 상기 셀 게이트막들(160)과 동일한 방식으로 형성될 수 있다.Although it has been described with reference to FIGS. 2 to 12 that both the upper and lower
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 선택 게이트와 셀 게이트의 절연막을 다른 물질로 형성할 수 있다. 즉, 상기 선택 게이트의 터널 절연막은 전하 저장막을 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 핫 캐리어(hot carrier)에 의하여 선택 트랜지스터의 문턱 전압이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 선택 게이트와 셀 게이트의 물질을 다르게 형성할 수 있다. 또한, 선택 게이트와 셀 게이트를 함께 형성하는 경우 보다 선택 게이트의 게이트 길이(gate length)를 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 게이트 교체(gate replacement)를 통하여 선택 게이트를 형성하는 경우, 선택 게이트의 게이트 길이 증가시 도전막이 리세스 영역을 채우지 않고 리세스 영역을 따라 콘포멀하게 형성될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 이와 같은 문제를 해결할 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the insulating film of the select gate and the cell gate can be formed of different materials. That is, the tunnel insulating film of the selection gate may not include the charge storage film. Accordingly, it is possible to prevent the threshold voltage of the selection transistor from becoming unstable by the hot carrier. In addition, the material of the select gate and the cell gate can be formed differently. Also, the gate length of the select gate can be more easily controlled than the case of forming the select gate and the cell gate together. That is, when the select gate is formed through gate replacement, the conductive film can be conformally formed along the recess region without increasing the recess region when the gate length of the select gate is increased. According to the first embodiment of the present invention, such a problem can be solved.
도 13 내지 도 16을 참조하여, 제 1 실시예의 변형예에 따른 반도체 소자의 제조 방법이 설명된다. 본 실시예의 일부 구조 및 형성 방법은 앞서 제 1 실시예의 그것과 유사하다. 따라서 설명의 간결함을 위해, 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 아래에서 생략될 수 있다.13 to 16, a method of manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment will be described. Some structures and forming methods of this embodiment are similar to those of the first embodiment. Thus, for brevity's sake, a description of overlapping technical features may be omitted below.
도 13을 참조하여, 도 4의 선택 게이트막들(111,112), 희생막들(SC), 절연막들(120) 및 버퍼 절연막(105)을 연속적으로 패터닝하여 상기 기판(100)을 노출하는 관통 영역(132)이 형성될 수 있다. 상기 관통 영역(132)은 이방성 식각 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 관통 영역(132)의 형성시, 상기 기판(100)의 일부가 함께 식각될 수 있다. Referring to FIG. 13, the
도 14를 참조하여, 상기 관통 영역(132)에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막(111,112)의 측벽 상에 선택 게이트 절연막(141)이 형성될 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 열산화 공정(thermal oxidation process)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 열산화 공정 시, 노출된 상기 기판(100) 상에 기판 열산화막(142)이 함께 형성될 수 있다. 상기 기판 열산화막(142)은 상기 선택 게이트 절연막(141) 보다 두께가 얇을 수 있다. 즉, 상기 선택 게이트막(111,112)이 폴리 실리콘이고, 상기 기판(100)이 단결정 실리콘인 경우, 열산화 공정에 의한 산화막이 폴리 실리콘인 상기 선택 게이트막(111,112) 상에 보다 두껍게 형성될 수 있다. Referring to FIG. 14, a select
도 15를 참조하여, 상기 기판 열산화막(142)의 하면이 제거될 수 있다. 상기 기판 열산화막(142)의 하면의 제거는 직진성이 강한 플라즈마를 이용한 건식 식각을 통하여 수행될 수 있다. 상기 기판 열산화막(142)의 측벽 부분은 잔존할 수 있다. Referring to FIG. 15, the lower surface of the substrate thermally-oxidized
도 16을 참조하여, 제 1 실시예의 변형예에 따른 반도체 소자가 제공된다. 도 16의 구조는 도 15의 구조에 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 달성될 수 있다. 도 12와는 달리 상기 기판 열산화막(142)의 측벽 부분이 상기 기판(100) 상에 잔존할 수 있다. 16, a semiconductor device according to a modification of the first embodiment is provided. The structure of Fig. 16 can be achieved by performing the processes described with reference to Figs. 8 to 12 on the structure of Fig. 12, a side wall portion of the substrate thermally-oxidized
도 17 내지 도 19를 참조하여, 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 반도체 소자의 제조 방법이 설명된다. 설명의 간결함을 위해, 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다. 17 to 19, a method of manufacturing a semiconductor device according to another modification of the first embodiment will be described. For brevity's sake, the description of redundant technical features may be omitted.
도 17은 도 14에서 설명된 상기 기판 열산화막(142)의 하면을 제거하는 다른 방법을 나타낸다. 상기 관통 영역(132)의 측벽 상에 스페이서(154)가 형성될 수 있다. 상기 스페이서(154)는 폴리 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 스페이서(154)를 식각 마스크로 상기 기판 열산화막(142)의 하면의 일부가 제거될 수 있다. 상기 기판 열산화막(142)의 하면의 제거시, 상기 기판(100)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 상기 식각 공정은 건식 및/또는 습식 식각 공정일 수 있다. 17 shows another method of removing the bottom surface of the substrate thermally-oxidized
도 18을 참조하여, 상기 스페이서(154) 상에 채널 패턴(151)이 형성될 수 있다. 상기 채널 패턴(151) 내부에 상기 관통 영역(132)을 채우는 매립막(155)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 18, a
도 19를 참조하여, 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 반도체 소자가 제공된다. 도 19의 구조는 도 18의 구조에 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 달성될 수 있다. 상기 스페이서(154)와 상기 채널 패턴(151)은 함께 활성 영역을 구성할 수 있다. 이와는 달리, 상기 스페이서(154)가 절연막으로 형성되는 경우, 상기 채널 패턴(151)의 형성 전에 제거될 수 있다. 상기 활성 패턴(159)의 하면에 상기 기판 열산화막(142)의 일부가 잔존할 수 있다.Referring to Fig. 19, a semiconductor device according to another modification of the first embodiment is provided. The structure of Fig. 19 can be achieved by performing the processes described with reference to Figs. 10 to 12 on the structure of Fig. The
도 20 내지 도 21을 참조하여, 제 1 실시예의 또 다른 변형예에 따른 반도체 소자의 제조 방법이 설명된다. 설명의 간결함을 위해, 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다. 20 to 21, a method of manufacturing a semiconductor device according to still another modification of the first embodiment will be described. For brevity's sake, the description of redundant technical features may be omitted.
도 20은 도 14의 구조로부터 상기 기판 열산화막(142)이 제거된 결과물을 나타낸다. 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 기판 열산화막(142)은 상기 선택 게이트 절연막(141) 보다 두께가 얇을 수 있다. 즉, 상기 선택 게이트막(111,112)이 폴리 실리콘이고, 상기 기판(100)이 단결정 실리콘인 경우, 열산화 공정에 의한 산화막이 폴리 실리콘인 상기 선택 게이트막(111,112) 상에 보다 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 선택 게이트 절연막(141) 및 상기 기판 열산화막(142)을 함께 식각 시, 상기 선택 게이트 절연막(141)이 잔존할 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 식각 전 보다 두께가 얇아질 수 있다. 상기 식각 공정 시, 상기 절연막들(120)의 측벽들이 함께 식각될 수 있다. 상기 식각 공정은 산화막에 대하여 식각 선택성를 갖는 식각액으로 수행될 수 있다. 상기 선택적 식각 공정에 의하여 상기 관통 영역(132)의 측벽에 요철이 발생할 수 있다.Fig. 20 shows the result of removing the substrate thermally-oxidized
도 21를 참조하여, 제 1 실시예의 또 다른 변형예에 따른 반도체 소자가 제공된다. 도 21의 구조는 도 20의 구조에 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명된 공정들을 수행하여 달성될 수 있다. Referring to Fig. 21, there is provided a semiconductor device according to still another modification of the first embodiment. The structure of Fig. 21 can be achieved by performing the processes described with reference to Figs. 8 to 12 on the structure of Fig.
도 22를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자가 제공된다. 설명의 간결함을 위해, 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다. 22, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention is provided. For brevity's sake, the description of redundant technical features may be omitted.
활성 패턴(159)은 상기 활성 패턴(159)의 측벽으로부터 상기 선택 게이트막들(111,112) 쪽으로 돌출되는 연장부(E)를 더 포함할 수 있다. 제 2 실시예에서, 관통 영역(133)은 제 2 방향으로 연장하는 트렌치 형태일 수 있다. 상기 활성 패턴(159)은 상기 관통 영역(133)의 측벽들을 따라 형성된 채널 패턴(151) 및 상기 관통 영역(133)을 채우는 매립막(155)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 방향으로 배치된 상기 활성 패턴들(159)은 매립 기둥(176)에 의하여 서로 분리될 수 있다. The
도 23 내지 도 30을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법이 설명된다. 23 to 30, a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention is described.
도 23을 참조하여, 도 4에서 설명된 선택 게이트막들(111,112)의 측벽이 리세스될 수 있다. 즉, 상기 관통 영역(133)에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막(111,112)의 측벽이 식각될 수 있다. 상기 식각 공정은 실리콘에 대한 선택 식각성을 갖는 에칭액으로 수행될 수 있다. Referring to Fig. 23, the sidewalls of the
도 24를 참조하여, 상기 관통 영역(133)에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막(111,112)의 측벽 상에 선택 게이트 절연막(141)이 형성될 수 있다. 상기 선택 게이트 절연막(141)은 열산화 공정(thermal oxidation process)에 의하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 24, a selective
도 25를 참조하여, 상기 관통 영역(133)에 의하여 노출된 상기 버퍼 절연막(105)을 제거하여 상기 기판(100)을 노출시킬 수 있다. 상기 버퍼 절연막(105)의 제거시, 상기 기판(100)의 일부가 함께 리세스될 수 있다. 일 예로, 상기 버퍼 절연막(105)의 제거는 직진성이 강한 플라즈마를 이용한 건식 식각을 통하여 수행될 수 있다. Referring to FIG. 25, the
도 26을 참조하여, 상기 관통 영역(133)의 측벽 및 하부를 따라 채널 패턴(151)이 형성될 수 있다. 상기 채널 패턴(151)은 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 선택 게이트막(111,112)의 측벽 상에 제공되는 상기 채널 패턴(151)의 부분은 상기 희생막들(SC)의 측벽 상에 제공되는 상기 채널 패턴(151)의 부분 보다 함몰될 수 있다.Referring to FIG. 26, a
도 27을 참조하여, 상기 채널 패턴(151) 상에 상기 관통 영역(133)을 채우는 매립막(155)이 형성될 수 있다. 상기 매립막(155)은 질화막 또는 산화질화막일 수 있다. 상기 채널 패턴(151)과 상기 매립막(155)은 활성 패턴(159)을 구성할 수 있다. 상기 채널 패턴 (151) 및 상기 매립막(155)은 CVD 또는 ALD를 통하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 27, a buried
도 28을 참조하여, 상기 채널 패턴(151), 상기 매립막(155), 상기 선택 게이트막(111,112), 상기 절연막들(120) 및 상기 희생막들(SC)을 연속적으로 패터닝하여 트렌치(135)를 형성할 수 있다. 상기 트렌치(135)를 형성하는 것은 이방성 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 트렌치(135)는 상기 제 2 방향으로 나란히 연장될 수 있다. 이로써, 상기 선택 게이트막(111,112), 상기 절연막들(120) 및 상기 희생막들(SC)은 상기 제 2 방향으로 나란히 연장된 라인 형태가 될 수 있다. 상기 트렌치(135)의 바닥에 상기 기판(100)이 노출될 수 있다. 상기 트렌치(135)의 형성시 상기 기판(100)의 일부가 함께 패너닝될 수 있다. 28, the
도 29를 참조하여, 상기 트렌치(135)에 노출된 희생 막들(SC)을 선택적 식각 공정에 의하여 제거하여, 리세스 영역들(150)을 형성할 수 있다. 상기 선택적 식각 공정은 등방성 식각일 수 있다. 상기 선택적 식각 공정은 습식 식각 및/또는 등방성 건식 식각으로 수행될 수 있다. 상기 선택적 식각 공정에 의한 상기 희생막들(SC)의 식각율은 상기 절연막들(120), 상기 선택 게이트막(111,112) 및 상기 채널 패턴(151)의 식각율들 보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 선택적 식각 공정을 수행한 후에, 상기 절연막들(120), 상기 선택 게이트막(111,112) 및 상기 활성 패턴(159)이 잔존될 수 있다. 상기 리세스 영역들(150)은 상기 희생막들(SC)과 접하던 상기 채널 패턴(151)의 측벽의 일부분들을 각각 노출시킬 수 있다.Referring to FIG. 29, the sacrificial films SC exposed to the
도 30을 참조하면, 상기 리세스 영역들(150)이 형성된 후, 상기 기판(100) 상에 정보 저장막(170)이 형성될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)은 우수한 단차 도포성을 제공할 수 있는 증착 기술(예컨대, CVD 또는 ALD)을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 리세스 영역들(150)을 채우는 셀 게이트막(161~164:160)이 형성될 수 있다. 상기 정보 저장막(170)을 형성 한 후, 상기 기판(100) 상에 게이트 도전막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 도전막의 형성 후, 상기 리세스 영역들(150)의 외부에 위치한 상기 게이트 도전막을 제거하여, 상기 리세스 영역들(150) 내에 셀 게이트막들(160)이 형성될 수 있다. 상기 식각 공정에 의하여 상기 기판(100)의 상부면으로부터 수직으로 다른 층에 위치한 상기 셀 게이트막들(161~164)은 서로 분리될 수 있다. Referring to FIG. 30, after the recessed
상기 트렌치(135)의 바닥면 아래의 상기 기판(100) 내에 공통 소오스 영역(102)이 형성될 수 있다. 공통 소오스 영역(102)은 상기 제 2 방향으로 연장된 라인 형태일 수 있다. 상기 공통 소오스 영역(102)은 제 2 타입의 도펀트로 도핑된 영역이다. 상기 공통 소오스 영역(102)은 상기 기판(100)에 제 2 타입의 도펀트 이온들을 주입하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 최상층 절연막(126)이 이온 주입 마스크로 사용될 수 있다. A
상기 채널 패턴(151)의 윗부분에 드레인 영역(D)이 형성될 수 있다. 상기 드레인 영역(D)은 상기 제 2 타입의 도펀트로 도핑될 수 있다. 상기 드레인 영역(D)의 하면은 상기 상부 선택 게이트막(112)의 상면보다 높을 수 있다. 이와는 달리, 상기 드레인 영역(D)의 하면은 상기 상부 선택 게이트막(112)의 상면과 근접한 높이일 수 있다. 상기 드레인 영역(D)은 상기 공통 소오스 영역(102)과 동시에 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 드레인 영역(D)은 상기 공통 소오스 영역(102)을 형성하기 전 또는 후에 형성될 수 있다. A drain region D may be formed on the
상기 트렌치(135)를 채우는 전극 분리 패턴(175)이 형성될 수 있다. 상기 전극 분리 패턴(175)을 형성하는 것은, 상기 기판(100) 상에 상기 트렌치(135)를 채우는 전극 분리 패턴을 형성하는 것 및 상기 최상층 절연막(126)이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 상기 전극 분리 패턴(175)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 전극 분리 패턴(175)은 고밀도 플라즈마 산화막, SOG막(Spin On Glass layer) 및/또는 CVD 산화막으로 형성될 수 있다. An
상기 제 2 실시예는 도 13 내지 도 21을 참조하여 설명된 제 1 실시예의 변형예들과 같이 변형될 수 있다. The second embodiment can be modified as the modifications of the first embodiment described with reference to Figs.
도 31은 본 발명의 실시예들의 제조 방법에 따라 제조된 반도체 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템의 일 예를 나타내는 개략 블록도이다. 31 is a schematic block diagram showing an example of a memory system including a semiconductor memory device manufactured according to the manufacturing method of the embodiments of the present invention.
도 31을 참조하면, 메모리 시스템(1100)은 PDA, 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card), 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 소자에 적용될 수 있다.31, the
메모리 시스템(1100)은 컨트롤러(1110), 키패드(keypad), 키보드 및 디스플레이와 같은 입출력 장치(1120), 메모리(1130), 인터페이스(1140), 및 버스(1150)를 포함한다. 메모리(1130)와 인터페이스(1140)는 버스(1150)를 통해 상호 소통된다.The
컨트롤러(1110)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서, 디지털 시그널 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 또는 그와 유사한 다른 프로세스 장치들을 포함한다. 메모리(1130)는 컨트롤러에 의해 수행된 명령을 저장하는 데에 사용될 수 있다. 입출력 장치(1120)는 시스템(1100) 외부로부터 데이터 또는 신호를 입력받거나 또는 시스템(1100) 외부로 데이터 또는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입출력 장치(1120)는 키보드, 키패드 또는 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.The
메모리(1130)는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 소자를 포함한다. 메모리(1130)는 또한 다른 종류의 메모리, 임의의 수시 접근이 가능한 휘발성 메모리, 기타 다양한 종류의 메모리를 더 포함할 수 있다.
인터페이스(1140)는 데이터를 통신 네트워크로 송출하거나, 네트워크로부터 데이터를 받는 역할을 한다.The
도 32는 본 발명의 실시예들의 제조 방법에 따라 제조된 반도체 메모리 장치를 구비하는 메모리 카드의 일 예를 나타내는 개략 블록도이다. 32 is a schematic block diagram showing an example of a memory card having a semiconductor memory device manufactured according to the manufacturing method of the embodiments of the present invention.
도 32를 참조하면, 고용량의 데이터 저장 능력을 지원하기 위한 메모리 카드(1200)는 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치(1210)를 장착한다. 본 발명에 따른 메모리 카드(1200)는 호스트(Host)와 플래시 메모리 장치(1210) 간의 제반 데이터 교환을 제어하는 메모리 컨트롤러(1220)를 포함한다. Referring to FIG. 32, a
SRAM(1221)은 프로세싱 유닛(1222)의 동작 메모리로써 사용된다. 호스트 인터페이스(1223)는 메모리 카드(1200)와 접속되는 호스트의 데이터 교환 프로토콜을 구비한다. 에러 정정 블록(1224)은 멀티 비트 플래시 메모리 장치(1210)로부터 독출된 데이터에 포함되는 에러를 검출 및 정정한다. 메모리 인터페이스(1225)는 본 발명의 플래시 메모리 장치(1210)와 인터페이싱 한다. 프로세싱 유닛(1222)은 메모리 컨트롤러(1220)의 데이터 교환을 위한 제반 제어 동작을 수행한다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 메모리 카드(1200)는 호스트(Host)와의 인터페이싱을 위한 코드 데이터를 저장하는 ROM(미도시됨) 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다. The
도 33은 본 발명의 실시예들의 제조 방법에 따라 제조된 반도체 메모리 장치를 장착하는 정보 처리 시스템의 일 예를 나타내는 개략 블록도이다. 33 is a schematic block diagram showing an example of an information processing system for mounting a semiconductor memory device manufactured according to the manufacturing method of the embodiments of the present invention.
도 33을 참조하면, 모바일 기기나 데스크 톱 컴퓨터와 같은 정보 처리 시스템에 본 발명의 플래시 메모리 시스템(1310)이 장착된다. 본 발명에 따른 정보 처리 시스템(1300)은 플래시 메모리 시스템(1310)과 각각 시스템 버스(760)에 전기적으로 연결된 모뎀(1320), 중앙처리장치(1330), 램(1340), 유저 인터페이스(1350)를 포함한다. 플래시 메모리 시스템(1310)은 앞서 언급된 메모리 시스템 또는 플래시 메모리 시스템과 실질적으로 동일하게 구성될 것이다. 플래시 메모리 시스템(1310)에는 중앙처리장치(1330)에 의해서 처리된 데이터 또는 외부에서 입력된 데이터가 저장된다. 여기서, 상술한 플래시 메모리 시스템(1310)이 반도체 디스크 장치(SSD)로 구성될 수 있으며, 이 경우 정보 처리 시스템(1300)은 대용량의 데이터를 플래시 메모리 시스템(1310)에 안정적으로 저장할 수 있다. 그리고 신뢰성의 증대에 따라, 플래시 메모리 시스템(1310)은 에러 정정에 소요되는 자원을 절감할 수 있어 고속의 데이터 교환 기능을 정보 처리 시스템(1300)에 제공할 것이다. 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 정보 처리 시스템(1300)에는 응용 칩셋(Application Chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS), 입출력 장치 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.Referring to FIG. 33, the
또한, 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치 또는 메모리 시스템은 다양한 형태들의 패키지로 실장 될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치 또는 메모리 시스템은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.Further, the flash memory device or memory system according to the present invention can be mounted in various types of packages. For example, the flash memory device or the memory system according to the present invention may be implemented as a package on package (PoP), ball grid arrays (BGAs), chip scale packages (CSPs), plastic leaded chip carriers (PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQFP), Thin Quad Flatpack (TQFP) SOIC), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package Level Processed Stack Package (WSP) or the like.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.
100, 200: 기판 105, 205: 버퍼 절연막
111,112: 선택 게이트막 120: 절연막
141:선택 게이트 절연막 142: 기판 열산화막
159: 활성 패턴 160: 셀 게이트막
170: 정보 저장막100, 200:
111, 112: selection gate film 120: insulating film
141: select gate insulating film 142: substrate thermal oxide film
159: active pattern 160: cell gate film
170: Information storage film
Claims (10)
상기 적층 구조체를 관통하는 관통 영역을 형성하는 것;
상기 관통 영역에 의하여 노출된 상기 선택 게이트막의 측벽 상에 선택 게이트 절연막을 형성하는 것;
상기 관통 영역 내에 활성 패턴을 형성하는 것;
상기 희생막들을 제거하여 상기 활성 패턴의 측벽의 일부를 노출하는 것; 및
상기 노출된 활성 패턴의 측벽의 일부 상에 정보 저장막을 형성하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.Forming a stacked structure including sacrificial films and a selective gate film on a substrate;
Forming a through region through the laminated structure;
Forming a selective gate insulating film on a sidewall of the select gate film exposed by the through region;
Forming an active pattern in the through region;
Removing the sacrificial layers to expose a portion of the sidewalls of the active pattern; And
And forming an information storage film on a part of the side wall of the exposed active pattern.
상기 희생막들과 상기 기판 사이에 하부 선택 게이트막을 형성하는 것; 및
상기 희생막들 상에 상부 선택 게이트막을 형성하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 1, wherein forming the select gate film comprises:
Forming a lower selection gate film between the sacrificial films and the substrate; And
And forming an upper select gate film on the sacrificial films.
상기 선택 게이트 절연막을 형성한 후, 상기 관통 영역에 의하여 노출된 상기 버퍼 절연막을 제거하여 상기 기판을 노출하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein forming the penetrating region includes exposing the buffer insulating film,
Further comprising removing the buffer insulating layer exposed by the through region after the formation of the select gate insulating layer to expose the substrate.
상기 기판 상에 배치된 제 1 선택 게이트층 및 제 2 선택 게이트층;
상기 제 1 선택 게이트층과 상기 제 2 선택 게이트층 사이에서 절연층들을 개재하여 수직적으로 적층된 복수 개의 셀 게이트층들;
상기 활성 패턴과 상기 제 1 선택 게이트층 사이에 배치된 선택 게이트 절연막;
상기 활성 패턴과 상기 셀 게이트층들 사이에 배치된 터널 절연막; 및
상기 터널 절연막과 상기 셀 게이트층들 사이에 각각 배치된 블록킹 절연막들을 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 선택 게이트층들 및 상기 셀 게이트층들은 도전 물질을 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 선택 게이트층들의 하면들 및 상면들은 상기 절연층들과 직접 접촉하고,
상기 블록킹 절연막들은 상기 셀 게이트층들의 측벽들과 상기 터널 절연막 사이에서 상기 셀 게이트층들의 상면들과 상기 절연층들 사이와 상기 셀 게이트층들의 하면들과 상기 절연층들 사이로 각각 연장되고,
상기 제 1 선택 게이트층의 측벽은 상기 셀 게이트층의 측벽에 비해 상기 기판의 상면에 평행한 수평 방향으로 리세스되고,
상기 활성 패턴은 상기 제 1 선택 게이트층의 상기 측벽을 향해 돌출된 연장부를 포함하고,
상기 기판의 상면에 평행한 방향에서, 상기 선택 게이트 절연막은 상기 터널 절연막보다 두꺼운 반도체 소자. An active pattern vertically disposed on a substrate;
A first select gate layer and a second select gate layer disposed on the substrate;
A plurality of cell gate layers vertically stacked with insulating layers between the first select gate layer and the second select gate layer;
A selective gate insulating film disposed between the active pattern and the first select gate layer;
A tunnel insulating layer disposed between the active pattern and the cell gate layers; And
And blocking insulating films respectively disposed between the tunnel insulating film and the cell gate layers,
Wherein the first and second select gate layers and the cell gate layers comprise a conductive material,
The lower surfaces and upper surfaces of the first and second select gate layers are in direct contact with the insulating layers,
The blocking insulating films extending between upper surfaces of the cell gate layers and between the insulating layers and between the lower surfaces of the cell gate layers and the insulating layers between the sidewalls of the cell gate layers and the tunnel insulating film,
The sidewall of the first select gate layer is recessed in a horizontal direction parallel to the upper surface of the substrate, as compared to the sidewall of the cell gate layer,
Wherein the active pattern comprises an extension protruding toward the sidewall of the first select gate layer,
Wherein the select gate insulating film is thicker than the tunnel insulating film in a direction parallel to the upper surface of the substrate.
상기 기판의 상면에 대해 수직한 방향에서, 상기 제 1 선택 게이트층은 상기 셀 게이트층들보다 두껍고,
상기 셀 게이트층들은 금속, 금속 실리사이드, 도전성 금속 질화물 중 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 선택 게이트층들은 폴리 실리콘을 포함하는 반도체 소자.10. The method of claim 9,
In a direction perpendicular to the top surface of the substrate, the first select gate layer is thicker than the cell gate layers,
Wherein the cell gate layers comprise at least one of a metal, a metal suicide, and a conductive metal nitride, and wherein the first and second select gate layers comprise polysilicon.
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