KR102122364B1 - Non-volatile memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

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박상용
강창석
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Abstract

본 발명의 일 측면은, 기판의 상면에 수직하는 방향으로 연장되는 채널 영역, 상기 채널 영역에 인접하도록 상기 기판 상에 적층되는 복수의 게이트 전극층, 상기 복수의 게이트 전극층이 일 방향을 따라 서로 다른 길이로 연장되어 마련되는 복수의 패드 영역, 상기 복수의 패드 영역에서 상기 복수의 게이트 전극층과 이격되어 상기 복수의 게이트 전극층 상에 배치되는 적어도 하나의 식각 저지층, 및 상기 복수의 게이트 전극층과 연결되는 복수의 컨택 플러그를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 제공할 수 있다.One aspect of the present invention, a channel region extending in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate, a plurality of gate electrode layers stacked on the substrate to be adjacent to the channel region, the plurality of gate electrode layers having different lengths along one direction A plurality of pad regions extended to be provided, at least one etch stop layer disposed on the plurality of gate electrode layers spaced apart from the plurality of gate electrode layers in the plurality of pad regions, and a plurality of connected to the plurality of gate electrode layers It is possible to provide a non-volatile memory device including a contact plug.

Description

비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법{NON-VOLATILE MEMORY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Non-volatile memory device and its manufacturing method{NON-VOLATILE MEMORY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same.

전자 제품은 그 부피가 점점 작아지면서도 고용량의 데이터 처리를 요하고 있다. 이에 따라, 이러한 전자 제품에 사용되는 반도체 메모리 소자의 집적도를 증가시킬 필요가 있다. 반도체 메모리 소자의 집적도를 향상시키기 위한 방법들 중 하나로서, 기존의 평면 트랜지스터 구조 대신 수직 트랜지스터 구조를 가지는 비휘발성 메모리 장치가 제안되고 있다.
As electronic products become smaller and smaller, they require high-capacity data processing. Accordingly, there is a need to increase the degree of integration of semiconductor memory devices used in such electronic products. As one of the methods for improving the degree of integration of a semiconductor memory device, a nonvolatile memory device having a vertical transistor structure instead of a conventional planar transistor structure has been proposed.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 고집적화되고 신뢰성이 향상된 비휘발성 메모리 장치를 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a non-volatile memory device that is highly integrated and has improved reliability.

본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치는, 기판의 상면에 수직하는 방향으로 연장되는 채널 영역; 상기 채널 영역에 인접하도록 상기 기판 상에 적층되는 복수의 게이트 전극층; 상기 복수의 게이트 전극층이 일 방향을 따라 서로 다른 길이로 연장되어 마련되는 복수의 패드 영역; 상기 복수의 패드 영역에서 상기 복수의 게이트 전극층 상에 배치되는 적어도 하나의 식각 저지층; 및 상기 복수의 게이트 전극층과 연결되는 복수의 컨택 플러그; 를 포함한다.A nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention includes: a channel region extending in a direction perpendicular to an upper surface of a substrate; A plurality of gate electrode layers stacked on the substrate adjacent to the channel region; A plurality of pad regions in which the plurality of gate electrode layers extend in different lengths in one direction; At least one etch stop layer disposed on the plurality of gate electrode layers in the plurality of pad regions; And a plurality of contact plugs connected to the plurality of gate electrode layers. It includes.

상기 복수의 게이트 전극층과 상기 채널 영역 사이에 마련되는 복수의 게이트 절연막; 을 더 포함하고, 상기 식각 저지층은 상기 복수의 게이트 절연막 중 적어도 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.A plurality of gate insulating layers provided between the plurality of gate electrode layers and the channel region; Further comprising, the etch stop layer may include the same material as at least one of the plurality of gate insulating films.

상기 식각 저지층의 두께는 상기 게이트 절연막 두께의 2배 이하일 수 있다.The thickness of the etch stop layer may be 2 times or less than the thickness of the gate insulating layer.

상기 복수의 게이트 전극층 사이에 배치되는 절연층; 을 더 포함하고, 상기 복수의 게이트 절연막 중 적어도 일부는 상기 일 방향을 따라 연장되어 상기 복수의 게이트 전극층과 상기 절연층 사이에 배치될 수 있다.An insulating layer disposed between the plurality of gate electrode layers; Further, at least a portion of the plurality of gate insulating films may extend along the one direction to be disposed between the plurality of gate electrode layers and the insulating layer.

상기 식각 저지층은 상기 복수의 패드 영역 사이의 단차에 대응하는 형상을 가질 수 있다.The etch stop layer may have a shape corresponding to a step between the plurality of pad regions.

상기 식각 저지층은 복수의 식각 저지층이며, 상기 복수의 식각 저지층은 상기 복수의 게이트 전극층의 사이에 각각 배치될 수 있다.The etch-stop layer may be a plurality of etch-stop layers, and the plurality of etch-stop layers may be disposed between the gate electrode layers.

상기 복수의 식각 저지층 각각은 인접한 상기 패드 영역까지 상기 일 방향을 따라 연장될 수 있다.Each of the plurality of etch stop layers may extend to the adjacent pad region along the one direction.

적어도 일부의 상기 복수의 게이트 전극층의 사이에 서로 다른 개수의 상기 식각 저지층이 배치될 수 있다.Different etch stop layers may be disposed between at least some of the plurality of gate electrode layers.

적어도 하나의 상기 식각 저지층은 일부의 상기 게이트 전극층 상에 배치될 수 있다.
The at least one etch stop layer may be disposed on a portion of the gate electrode layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법은, 기판 상에 교대로 적층된 복수의 희생층과 절연층을 일 방향에서 서로 다른 길이로 식각하여 서로 단차를 갖는 복수의 패드 영역을 형성하는 단계; 상기 복수의 패드 영역 상에 식각 저지 희생층을 형성하는 단계; 상기 복수의 희생층 및 상기 식각 저지 희생층을 제거하는 단계; 및 상기 복수의 희생층 및 상기 식각 저지 희생층이 제거된 영역에 절연 물질을 증착하여, 게이트 절연막 및 식각 저지층을 형성하는 단계; 를 포함한다.
A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention includes etching a plurality of sacrificial layers and insulating layers alternately stacked on a substrate to different lengths in one direction to form a plurality of pad regions having a step difference from each other Forming; Forming an etch-stop sacrificial layer on the plurality of pad regions; Removing the plurality of sacrificial layers and the etch-stop sacrificial layer; And depositing an insulating material on the regions where the plurality of sacrificial layers and the etch stop sacrificial layer are removed to form a gate insulating layer and an etch stop layer; It includes.

본 발명의 기술적 사상에 의한 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 컨택 플러그가 형성되는 단차 구조가 마련되는 영역에 식각 저지층을 형성함으로써, 컨택 플러그 형성 시에 발생할 수 있는 상하층 간의 브릿지(bridge) 불량을 방지할 수 있다. 이에 의해, 신뢰성이 향상된 비휘발성 메모리 장치를 제공할 수 있다.
According to a non-volatile memory device and a method of manufacturing the same according to the technical spirit of the present invention, by forming an etch stop layer in an area where a stepped structure in which a contact plug is formed is provided, a bridge between upper and lower layers that may occur during contact plug formation ( bridge) can be prevented. Accordingly, a nonvolatile memory device with improved reliability can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7a는 도 4에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치에서 A 부분을 확대 도시한 도이다.
도 7b 및 도 7c는 도 6에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치에서 B 부분을 확대 도시한 도이다.
도 8a 내지 도 8m은 도 4에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하는 데에 제공되는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9j는 도 5에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하는 데에 제공되는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10i는 도 6에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하는 데에 제공되는 단면도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 전자 장치를 나타낸 블록도이다.
1 is a schematic block diagram of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram illustrating a memory cell array of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view illustrating a structure of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are perspective views illustrating a structure of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
7A is an enlarged view of portion A in the nonvolatile memory device according to the embodiment illustrated in FIG. 4.
7B and 7C are enlarged views of a portion B in the nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 6.
8A to 8M are cross-sectional views provided to describe a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 4.
9A to 9J are cross-sectional views provided to describe a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 5.
10A to 10I are cross-sectional views provided to describe a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 6.
11 to 13 are cross-sectional views illustrating a structure of a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.
14 and 15 are block diagrams illustrating an electronic device including a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형되거나 여러 가지 실시 형태가 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Embodiments of the present invention may be modified in various other forms or various embodiments may be combined, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비휘발성 메모리 장치의 개략적인 블록 다이어그램이다.1 is a schematic block diagram of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 비휘발성 메모리 장치(10)는 메모리 셀 어레이(20), 구동 회로(30), 읽기/쓰기(read/write) 회로(40) 및 제어 회로(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a nonvolatile memory device 10 according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array 20, a driving circuit 30, a read/write circuit 40 and a control circuit ( 50).

메모리 셀 어레이(20)는 복수의 메모리 셀을 포함할 수 있으며, 복수의 메모리 셀은 복수의 행과 열을 따라 배열될 수 있다. 메모리 셀 어레이(20)에 포함되는 복수의 메모리 셀은, 워드 라인(Word Line, WL), 공통 소스 라인(Common Source Line, CSL), 스트링 선택 라인(String Select Line, SSL), 접지 선택 라인(Ground Select Line, GSL) 등을 통해 구동 회로(30)와 연결될 수 있으며, 비트 라인(Bit Line, BL)을 통해 읽기/쓰기 회로(40)와 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 동일한 행을 따라 배열되는 복수의 메모리 셀은 동일한 워드 라인(WL)에 연결되고, 동일한 열을 따라 배열되는 복수의 메모리 셀은 동일한 비트 라인(BL)에 연결될 수 있다.The memory cell array 20 may include a plurality of memory cells, and the plurality of memory cells may be arranged along a plurality of rows and columns. The plurality of memory cells included in the memory cell array 20 includes a word line (WL), a common source line (CSL), a string select line (SSL), and a ground select line ( It may be connected to the driving circuit 30 through a ground select line (GSL), or the like, and may be connected to a read/write circuit 40 through a bit line (BL). In an embodiment, a plurality of memory cells arranged along the same row may be connected to the same word line WL, and a plurality of memory cells arranged along the same column may be connected to the same bit line BL.

메모리 셀 어레이(20)에 포함되는 복수의 메모리 셀은 복수의 메모리 블록으로 구분될 수 있다. 각 메모리 블록은 복수의 워드 라인(WL), 복수의 스트링 선택 라인(SSL), 복수의 접지 선택 라인(GSL), 복수의 비트 라인(BL)과 적어도 하나의 공통 소스 라인(CSL)을 포함할 수 있다.The plurality of memory cells included in the memory cell array 20 may be divided into a plurality of memory blocks. Each memory block includes a plurality of word lines WL, a plurality of string select lines SSL, a plurality of ground select lines GSL, a plurality of bit lines BL and at least one common source line CSL. Can be.

구동 회로(30)와 읽기/쓰기 회로(40)는 제어 회로(50)에 의해 동작할 수 있다. 일 실시예로, 구동 회로(30)는 외부로부터 어드레스(address) 정보를 수신하고, 수신한 어드레스 정보를 디코딩하여 메모리 셀 어레이에 연결된 워드 라인(WL), 공통 소스 라인(CSL), 스트링 선택 라인(SSL) 및 접지 선택 라인(GSL) 중 적어도 일부를 선택할 수 있다. 구동 회로(30)는 워드 라인(WL), 스트링 선택 라인(SSL), 공통 소스 라인(CSL) 각각에 대한 구동 회로를 포함할 수 있다.The driving circuit 30 and the read/write circuit 40 may be operated by the control circuit 50. In one embodiment, the driving circuit 30 receives address information from the outside, decodes the received address information, and connects word lines WL, common source lines CSL, and string selection lines connected to the memory cell array. At least some of the (SSL) and the ground selection line (GSL) may be selected. The driving circuit 30 may include driving circuits for each of the word line WL, the string selection line SSL, and the common source line CSL.

읽기/쓰기 회로(40)는 제어 회로(50)로부터 수신하는 명령에 따라 메모리 셀 어레이(20)에 연결되는 비트 라인(BL) 중 적어도 일부를 선택할 수 있다. 읽기/쓰기 회로(40)는 선택한 적어도 일부의 비트 라인(BL)과 연결된 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽어오거나, 선택한 적어도 일부의 비트 라인(BL)과 연결된 메모리 셀에 데이터를 기입할 수 있다. 읽기/쓰기 회로(40)는 상기와 같은 동작을 수행하기 위해, 페이지 버퍼, 입/출력 버퍼, 데이터 래치 등과 같은 회로를 포함할 수 있다.The read/write circuit 40 may select at least a portion of the bit line BL connected to the memory cell array 20 according to a command received from the control circuit 50. The read/write circuit 40 may read data stored in a memory cell connected to the selected at least some bit line BL, or write data to a memory cell connected to the selected at least some bit line BL. The read/write circuit 40 may include circuits such as a page buffer, an input/output buffer, and a data latch to perform the above operation.

제어 회로(50)는 외부로부터 전달되는 제어 신호(CTRL)에 응답하여 구동 회로(30) 및 읽기/쓰기 회로(40)의 동작을 제어할 수 있다. 메모리 셀 어레이(20)에 저장된 데이터를 읽어오는 경우, 제어 회로(50)는 읽어오고자 하는 데이터가 저장된 워드 라인(WL)에 읽기 동작을 위한 전압을 공급하도록 구동 회로(30)의 동작을 제어할 수 있다. 읽기 동작을 위한 전압이 특정 워드 라인(WL)에 공급되면, 제어 회로(50)는 읽기/쓰기 회로(40)가 읽기 동작을 위한 전압이 공급된 워드 라인(WL)과 연결된 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽어오도록 제어할 수 있다.The control circuit 50 may control operations of the driving circuit 30 and the read/write circuit 40 in response to a control signal CTRL transmitted from the outside. When reading data stored in the memory cell array 20, the control circuit 50 controls the operation of the driving circuit 30 to supply a voltage for a read operation to the word line WL in which the data to be read is stored. can do. When a voltage for a read operation is supplied to a specific word line WL, the control circuit 50 stores data stored in a memory cell in which the read/write circuit 40 is connected to a word line WL supplied with a voltage for a read operation. It can be controlled to read.

한편, 메모리 셀 어레이(20)에 데이터를 쓰는 경우, 제어 회로(50)는 데이터를 쓰고자 하는 워드 라인(WL)에 쓰기 동작을 위한 전압을 공급하도록 구동 회로(30)의 동작을 제어할 수 있다. 쓰기 동작을 위한 전압이 특정 워드 라인(WL)에 공급되면, 제어 회로(50)는 쓰기 동작을 위한 전압이 공급된 워드 라인(WL)에 연결된 메모리 셀에 데이터를 기록하도록 읽기/쓰기 회로(40)를 제어할 수 있다.
On the other hand, when writing data to the memory cell array 20, the control circuit 50 can control the operation of the driving circuit 30 to supply a voltage for a write operation to the word line WL to write data. have. When the voltage for the write operation is supplied to the specific word line WL, the control circuit 50 reads/writes the circuit 40 to write data to the memory cell connected to the word line WL to which the voltage for the write operation is supplied. ) Can be controlled.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비휘발성 메모리 장치의 메모리 셀 어레이의 등가회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 비휘발성 메모리 장치(100')에 포함되는 메모리 셀 어레이의 3차원 구조를 나타낸 등가회로도이다. 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 메모리 셀 어레이는, 서로 직렬로 연결되는 n 개의 메모리 셀 소자(MC1~MCn), 메모리 셀 소자(MC1~MCn)의 양단에 직렬로 연결되는 접지 선택 트랜지스터(GST) 및 스트링 선택 트랜지스터(SST)를 포함하는 복수의 메모리 셀 스트링을 포함할 수 있다.2 is an equivalent circuit diagram illustrating a three-dimensional structure of a memory cell array included in the nonvolatile memory device 100'. Referring to FIG. 2, a memory cell array according to an embodiment includes n memory cell elements MC1 to MCn connected in series with each other and a ground selection transistor connected in series to both ends of the memory cell elements MC1 to MCn. A plurality of memory cell strings including (GST) and a string selection transistor (SST) may be included.

서로 직렬로 연결되는 n 개의 메모리 셀 소자(MC1~MCn)는 메모리 셀 소자(MC1~MCn) 중 적어도 일부를 선택하기 위한 워드 라인(WL1~WLn)에 각각 연결될 수 있다. The n memory cell elements MC1 to MCn connected in series with each other may be respectively connected to word lines WL1 to WLn for selecting at least some of the memory cell elements MC1 to MCn.

접지 선택 트랜지스터(GST)의 게이트 단자는 접지 선택 라인(GSL)과 연결되고, 소스 단자는 공통 소스 라인(CSL)에 연결될 수 있다. 한편, 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 게이트 단자는 스트링 선택 라인(SSL)에 연결되고, 소스 단자는 메모리 셀 소자(MCn)의 드레인 단자에 연결될 수 있다. 도 2에서는 서로 직렬로 연결되는 n 개의 메모리 셀 소자(MC1~MCn)에 접지 선택 트랜지스터(GST)와 스트링 선택 트랜지스터(SST)가 하나씩 연결되는 구조를 도시하였으나, 이와 달리 복수의 접지 선택 트랜지스터(GST) 또는 복수의 스트링 선택 트랜지스터(SST)가 연결될 수도 있다.The gate terminal of the ground selection transistor GST may be connected to the ground selection line GSL, and the source terminal may be connected to the common source line CSL. Meanwhile, the gate terminal of the string selection transistor SST may be connected to the string selection line SSL, and the source terminal may be connected to the drain terminal of the memory cell element MCn. 2 illustrates a structure in which the ground selection transistor GST and the string selection transistor SST are connected to the n memory cell elements MC1 to MCn connected in series with each other, but differently, a plurality of ground selection transistors GST ) Or a plurality of string selection transistors SST may be connected.

스트링 선택 트랜지스터(SST)의 드레인 단자는 비트 라인(BL1~BLm)에 연결될 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 게이트 단자에 스트링 선택 라인(SSL)을 통해 신호가 인가되면, 비트 라인(BL1~BLm)을 통해 인가되는 신호가 서로 직렬로 연결된 n 개의 메모리 셀 소자(MC1~MCn)에 전달됨으로써 데이터 읽기 또는 쓰기 동작이 실행될 수 있다. 또한, 소스 단자가 공통 소스 라인(CSL)에 연결된 게이트 선택 트랜지스터(GST)의 게이트 단자에 게이트 선택 라인(GSL)을 통해 신호를 인가함으로써, n 개의 메모리 셀 소자(MC1~MCn)에 저장된 전하를 모두 제거하는 소거(erase) 동작이 실행될 수 있다.
The drain terminal of the string select transistor SST may be connected to the bit lines BL1 to BLm. When a signal is applied to the gate terminal of the string select transistor SST through the string select line SSL, n memory cell elements MC1 to MCn in which signals applied through the bit lines BL1 to BLm are serially connected to each other. The data read or write operation can be executed by being transmitted to the. In addition, by applying a signal through the gate select line GSL to the gate terminal of the gate select transistor GST having the source terminal connected to the common source line CSL, the electric charges stored in the n memory cell elements MC1 to MCn are transferred. An erase operation that removes all may be performed.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 구조를 나타내는 평면도이다.3 is a plan view illustrating a structure of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치(100)는 셀 어레이 영역(C)과 연결 영역(D)을 포함할 수 있으며, 연결 영역(D) 외측에는 주변 회로 영역이 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3, the nonvolatile memory device 100 according to an embodiment may include a cell array area C and a connection area D, and a peripheral circuit area may be provided outside the connection area D. Can be.

셀 어레이 영역(C)에는 복수의 메모리 셀, 및 메모리 셀과 전기적으로 연결되는 복수의 비트 라인(190), 복수의 게이트 전극층(151-156: 150)이 배치될 수 있다. 복수의 게이트 전극층(150)은 도전성 물질을 포함하므로, 본 명세서에서 도전 라인으로 지칭될 수도 있다. 복수의 게이트 전극층(150)은 일 방향으로 연장될 수 있으며, 도 3에서는 복수의 게이트 전극층(150)이 x축 방향으로 연장되는 것으로 도시하였다. 복수의 비트 라인(190)은 복수의 게이트 전극층(150)이 연장되는 일 방향과 교차하는 다른 방향으로 연장될 수 있으며, 도 3에서는 x축과 교차하는 y축 방향으로 복수의 비트 라인(190)이 연장되는 것으로 도시하였다. The cell array area C may include a plurality of memory cells, a plurality of bit lines 190 electrically connected to the memory cells, and a plurality of gate electrode layers 151-156: 150. Since the plurality of gate electrode layers 150 include a conductive material, it may also be referred to as a conductive line in this specification. The plurality of gate electrode layers 150 may extend in one direction, and FIG. 3 illustrates that the plurality of gate electrode layers 150 extend in the x-axis direction. The plurality of bit lines 190 may extend in a different direction that intersects one direction in which the plurality of gate electrode layers 150 extend, and in FIG. 3, the plurality of bit lines 190 in the y-axis direction intersecting the x-axis. It is shown as being extended.

복수의 게이트 전극층(150)은 z축 방향으로 적층되어 워드 라인을 형성할 수 있다. z축 방향으로 동일한 높이에 배치되는 일부 게이트 전극층(150)은 복수의 연결 라인(221-226: 220)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. z축 방향으로 동일한 높이에 배치되는 일부 게이트 전극층(150)을 연결 라인(220)을 통해 서로 연결하기 위하여, z축 방향으로 연장되는 복수의 컨택 플러그(201-206: 200)가 마련될 수 있다.The plurality of gate electrode layers 150 may be stacked in the z-axis direction to form a word line. Some of the gate electrode layers 150 disposed at the same height in the z-axis direction may be electrically connected to each other by a plurality of connection lines 221-226: 220. In order to connect some of the gate electrode layers 150 disposed at the same height in the z-axis direction to each other through the connection line 220, a plurality of contact plugs 201-206: 200 extending in the z-axis direction may be provided. .

복수의 게이트 전극층(150)에는 복수의 채널 영역(130)이 지그 재그(zig-zag) 형태로 배치될 수 있으며, 각 채널 영역(130)은 비트 라인(190)과 전기적으로 연결될 수 있다. 게이트 전극층(150)에 복수의 채널 영역(130)을 지그 재그 형태로 배치함으로써, 게이트 전극층(150)에 배치되는 채널 영역(130)의 숫자를 늘릴 수 있다. A plurality of channel regions 130 may be disposed in a plurality of gate electrode layers 150 in a zig-zag shape, and each channel region 130 may be electrically connected to the bit line 190. By arranging the plurality of channel regions 130 in the zigzag form in the gate electrode layer 150, the number of channel regions 130 disposed in the gate electrode layer 150 can be increased.

연결 영역(D)은 셀 어레이 영역(C)과 주변 회로 영역 사이에 배치된다. 연결 영역(D)에는 셀 어레이 영역(C)으로부터 일 방향(x축 방향)으로 연장되는 복수의 게이트 전극층(150)이 배치될 수 있다. 복수의 게이트 전극층(150) 각각이 일 방향으로 연장되는 길이는, x-y 평면에 수직하는 z축 방향으로 최하층에 위치한 게이트 전극층(151)으로부터 최상층의 게이트 전극층(156)으로 갈수록 소정의 길이만큼 점점 더 짧아질 수 있다. 최하층의 게이트 전극층(151)에서 최상층의 게이트 전극층(156)으로 갈수록 일 방향으로의 연장 길이가 점점 짧아짐에 따라, 복수의 게이트 전극층(150) 각각은 인접한 다른 게이트 전극층(150)과 단차를 형성할 수 있다. The connection area D is disposed between the cell array area C and the peripheral circuit area. A plurality of gate electrode layers 150 extending from the cell array region C in one direction (x-axis direction) may be disposed in the connection region D. The length of each of the plurality of gate electrode layers 150 extending in one direction is gradually increased by a predetermined length from the gate electrode layer 151 positioned at the lowermost layer in the z-axis direction perpendicular to the xy plane to the gate electrode layer 156 of the uppermost layer. It can be shortened. As the length of extension in one direction becomes shorter from the lowermost gate electrode layer 151 to the uppermost gate electrode layer 156, each of the plurality of gate electrode layers 150 may form a step with another adjacent gate electrode layer 150. Can be.

연결 영역(D)의 외측에는 주변 회로 영역이 배치된다. 주변 회로 영역에는 메모리 셀들의 구동을 위한 회로들 및 메모리 셀들에 저장된 정보를 판독하기 위한 회로들 등이 배치될 수 있다.
A peripheral circuit region is disposed outside the connection region D. Circuits for driving memory cells and circuits for reading information stored in the memory cells may be disposed in the peripheral circuit area.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.4 to 6 are perspective views illustrating a structure of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치(100)를 나타낸 사시도이며, 도 3의 I-I' 방향을 따라 절단한 부분을 나타낸 것이다. 도 2 및 도 3에서 메모리 셀에 포함되는 구성요소 중 일부가 도 4에서는 생략되어 도시될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 표시된 비트 라인(190)과 연결 라인(220)은 도 4에서 생략되어 있다.4 is a perspective view showing a nonvolatile memory device 100 according to an embodiment of the present invention, and shows a portion cut along the I-I' direction of FIG. 3. 2 and 3, some of the components included in the memory cell may be omitted in FIG. 4. For example, the bit line 190 and the connection line 220 shown in FIG. 3 are omitted in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 비휘발성 메모리 장치(100)는 z축 방향을 따라 기판(105)의 상면 위에 적층되는 복수의 게이트 전극층(151-156: 150) 및 복수의 게이트 전극층(150) 사이에 배치되는 복수의 절연층(171-177: 170)을 포함할 수 있다. 복수의 게이트 전극층(150)과 복수의 절연층(170)은 x축 방향을 따라 연장될 수 있다. 셀 어레이 영역(C)은 복수의 게이트 전극층(150)과 절연층(170) 외에 z축 방향으로 연장되는 채널 영역(130)을 더 포함할 수 있다. 채널 영역(130)은 원통형의 단면을 갖는 공동 내에 형성될 수 있으며, 채널 영역(130) 내부에는 매립 절연층(120)이 배치될 수 있다. 채널 영역(130) 상에는 도전층(195)이 마련될 수 있으며, 도전층(195)을 통해 비트 라인(190)과 채널 영역(130)이 서로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 4, the nonvolatile memory device 100 is disposed between the plurality of gate electrode layers 151-156: 150 and the plurality of gate electrode layers 150 stacked on the upper surface of the substrate 105 along the z-axis direction. It may include a plurality of insulating layers (171-177: 170). The plurality of gate electrode layers 150 and the plurality of insulating layers 170 may extend along the x-axis direction. The cell array region C may further include a channel region 130 extending in the z-axis direction in addition to the plurality of gate electrode layers 150 and the insulating layer 170. The channel region 130 may be formed in a cavity having a cylindrical cross-section, and a buried insulating layer 120 may be disposed inside the channel region 130. A conductive layer 195 may be provided on the channel region 130, and the bit line 190 and the channel region 130 may be connected to each other through the conductive layer 195.

채널 영역(130)과 게이트 전극층(150) 사이에는 게이트 절연막이 배치될 수 있는데, 게이트 절연막은 터널링층, 전하 저장층, 블록킹층 등을 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리 장치(100)의 구조에 따라, 상기 터널링층, 전하 저장층, 블록킹층이 모두 게이트 전극층(150)을 둘러싸도록 배치되거나, 또는 일부는 채널 영역(130)과 평행하게 z축 방향으로 연장되도록 채널 영역(130) 외측에 배치되고, 나머지는 게이트 전극층(150)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 도 4에는 터널링층과 전하 저장층이 채널 영역(130)과 평행하게 z축 방향으로 연장되도록 채널 영역(130) 외측에 배치되고, 블록킹층(162)은 게이트 전극층(150)을 둘러싸도록 배치되는 것으로 도시하였다.A gate insulating layer may be disposed between the channel region 130 and the gate electrode layer 150, and the gate insulating layer may include a tunneling layer, a charge storage layer, a blocking layer, and the like. Depending on the structure of the nonvolatile memory device 100, the tunneling layer, the charge storage layer, and the blocking layer are all disposed to surround the gate electrode layer 150, or some of them are in the z-axis direction parallel to the channel region 130 It may be disposed outside the channel region 130 to extend, and the rest may be disposed to surround the gate electrode layer 150. In FIG. 4, the tunneling layer and the charge storage layer are disposed outside the channel region 130 so as to extend in the z-axis direction in parallel with the channel region 130, and the blocking layer 162 is disposed to surround the gate electrode layer 150. As shown.

각 게이트 전극층(150)과 절연층(170)은, z축 방향으로 서로 다른 위치에 적층되는 다른 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)과 x축 방향을 따라 서로 다른 길이만큼 연장되어 연결 영역(D) 내에서 계단 형상을 갖는 복수의 단차를 형성할 수 있다. 복수의 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)이 x축 방향을 따라 서로 다른 길이로 연장되어 마련된 단차로 인해, 연결 영역(D)에는 복수의 패드 영역이 형성될 수 있으며, 복수의 패드 영역에서 각 게이트 전극층(150) 상에 식각 저지층(110)이 배치될 수 있다. 도 4에는 각 패드 영역에서 z축 방향을 따라 절연층(170)이 게이트 전극층(150) 보다 상부에 위치하는 것으로 도시하였으나, 이와 반대로 게이트 전극층(150)이 절연층(170) 보다 상부에 위치할 수도 있다. Each of the gate electrode layer 150 and the insulating layer 170 is connected to another gate electrode layer 150 and the insulating layer 170 stacked at different positions in the z-axis direction by different lengths along the x-axis direction. A plurality of stepped steps having a step shape can be formed in (D). A plurality of pad regions may be formed in the connection region D due to a step difference in which the plurality of gate electrode layers 150 and the insulating layers 170 are extended to different lengths along the x-axis direction, and the plurality of pad regions may be formed. An etch stop layer 110 may be disposed on each gate electrode layer 150. In FIG. 4, the insulating layer 170 is positioned above the gate electrode layer 150 along the z-axis direction in each pad region. On the contrary, the gate electrode layer 150 is positioned above the insulating layer 170. It might be.

연결 영역(D)에는 각 패드 영역에서 연결 영역 절연층(180) 및 절연층(170)을 관통하여 게이트 전극층(150)과 전기적으로 연결되는 복수의 컨택 플러그(201~206: 200)가 마련될 수 있다. 복수의 컨택 플러그(200)는 z축 방향을 따라 연장되며, 게이트 전극층(150)과 유사하게 도전성이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 복수의 컨택 플러그(200)는 게이트 전극층(150)과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, x축 방향으로 동일한 위치에 형성되는 복수의 컨택 플러그(200)는 도 3에 도시된 연결 라인(221~226: 220)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.In the connection area D, a plurality of contact plugs 201 to 206: 200 that are electrically connected to the gate electrode layer 150 through each of the connection area insulation layer 180 and the insulation layer 170 in each pad area may be provided. Can be. The plurality of contact plugs 200 may extend along the z-axis direction and may include a material having excellent conductivity similar to the gate electrode layer 150. For example, the plurality of contact plugs 200 may include the same material as the gate electrode layer 150, and the plurality of contact plugs 200 formed at the same location in the x-axis direction may include a connection line ( 221 ~ 226: 220) can be electrically connected to each other.

연결 영역(D)에 복수의 컨택 플러그(200)를 형성하기 위해, 복수의 패드 영역을 형성한 이후 복수의 절연층(170) 및 연결 영역 절연층(180)에 대한 식각 공정이 필요하다. 상기 식각 공정에 의해 z축 방향으로 연장되는 복수의 수직 개구부가 형성되며, 상기 복수의 수직 개구부에 도전성 물질을 매립함으로써 컨택 플러그(200)를 형성할 수 있다. In order to form the plurality of contact plugs 200 in the connection region D, an etching process for the plurality of insulating layers 170 and the connection region insulating layers 180 is necessary after forming the plurality of pad regions. A plurality of vertical openings extending in the z-axis direction are formed by the etching process, and a contact plug 200 may be formed by filling a conductive material in the plurality of vertical openings.

식각 공정에 의해 형성되는 복수의 수직 개구부는 z축 방향으로 서로 다른 길이를 갖기 때문에, z축 방향으로 상부에 위치한 게이트 전극층(156)은 하부에 위치한 게이트 전극층(151)에 이르는 컨택 플러그(201)를 형성하기 위해 복수의 절연층(170)과 연결 영역 절연층(180)이 식각될 때까지 식각 공정에 의해 관통되지 않아야 한다. 따라서, 식각 선택비가 적절하지 못한 경우 상부에 위치한 게이트 전극층(150) 중 일부가 식각 공정에 의해 z축 방향으로 상기 수직 개구부에 의해 관통되어, 도전성 물질의 매립 후에 일부 게이트 전극층(150)이 서로 전기적으로 연결되는 브릿지(bridge) 불량이 발생할 수 있다.Since the plurality of vertical openings formed by the etching process have different lengths in the z-axis direction, the gate electrode layer 156 positioned at the top in the z-axis direction contacts the contact plug 201 reaching the gate electrode layer 151 at the bottom. In order to form the plurality of insulating layers 170 and the connection region insulating layer 180 must not be penetrated by the etching process until the etching. Therefore, when the etch selectivity is not appropriate, a part of the gate electrode layer 150 located at the upper portion is penetrated by the vertical opening in the z-axis direction by an etching process, and some gate electrode layers 150 are electrically connected to each other after filling of the conductive material. A bad bridge may occur.

본 발명에서는 상기와 같은 불량을 방지하기 위해, 복수의 패드 영역에서 게이트 전극(150) 상에 하나 이상의 식각 저지층(110)을 형성할 수 있다. 상기 식각 저지층(110)은 복수의 게이트 전극층(150) 각각을 둘러싸는 게이트 절연막(160) 중 적어도 일부와 동일한 조성(예를 들어 Al2O3)을 가질 수 있다. 컨택 플러그(200)를 형성하는 데에 있어서, 식각 저지층(110)이 포함하는 물질과 선택비를 갖도록 연결 영역 절연층(180)에 대한 식각 공정을 진행한 후, 게이트 전극층(150)에 포함되는 도전성 물질과 선택비를 갖는 식각 공정을 적용함으로써 게이트 전극층(150)의 관통 및 불충분한 식각에 따른 연결 불량이 발생하지 않도록 컨택 플러그(200)를 형성할 수 있다. In the present invention, one or more etch stop layers 110 may be formed on the gate electrode 150 in a plurality of pad regions to prevent such defects. The etch stop layer 110 may have the same composition (for example, Al 2 O 3 ) as at least a portion of the gate insulating layer 160 surrounding each of the plurality of gate electrode layers 150. In forming the contact plug 200, after performing an etching process on the connection region insulating layer 180 to have a selectivity with a material included in the etch stop layer 110, the gate electrode layer 150 is included By applying an etching process having a conductive material and a selectivity to be used, the contact plug 200 may be formed so as not to cause a connection failure due to penetration of the gate electrode layer 150 and insufficient etching.

식각 저지층(110)은 z축 방향으로 상대적으로 긴 길이를 갖는 컨택 플러그(201)를 형성하는 동안, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 컨택 플러그(206)가 상부에 위치한 게이트 전극층(156)을 관통하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 식각 저지층(110)은 복수의 게이트 전극층(150) 중 일부 상에만 형성될 수도 있다. 예를 들어, 컨택 플러그(200)를 형성하는 공정 동안 게이트 전극층(150)을 관통하지 않도록 상부에 위치한 3개의 게이트 전극층(154, 155, 156) 상에만 형성될 수 있다.The etch stop layer 110 forms a contact plug 201 having a relatively long length in the z-axis direction, while the contact plug 206 having a relatively short length penetrates the gate electrode layer 156 positioned thereon. Can be prevented. Therefore, the etch stop layer 110 may be formed only on a portion of the plurality of gate electrode layers 150. For example, it may be formed only on the three gate electrode layers 154, 155, and 156 positioned above so as not to penetrate the gate electrode layer 150 during the process of forming the contact plug 200.

한편, 도 4에는 4개의 메모리 셀(MC1~MC4)과 하나의 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)가 마련되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이며, 메모리 셀의 개수 및 스트링 선택 트랜지스터(SST)와 접지 선택 트랜지스터(GST)의 개수는 더 많거나 적을 수 있다. 또한, 도 4에는 메모리 셀(MC1~MC4)과 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)가 동일한 구조를 갖는 것으로 도시하였으나, 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)는 메모리 셀(MC1~MC4)과 다른 구조를 가질 수도 있다.
Meanwhile, FIG. 4 shows that four memory cells MC1 to MC4 and one string select transistor SST and a ground select transistor GST are provided, but this is only an example, and the number and string selection of the memory cells The number of transistors SST and the ground selection transistor GST may be more or less. In addition, although the memory cells MC1 to MC4 and the string select transistor SST and the ground select transistor GST have the same structure in FIG. 4, the string select transistor SST and the ground select transistor GST are memory. It may have a different structure from the cells MC1 to MC4.

도 5는 도 4와 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치(100A)를 도시한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 채널 영역(130), 메모리 셀(MC1~MC4), 스트링 선택 트랜지스터(SST), 접지 선택 트랜지스터(GST), 연결 영역(D)에 마련되는 단차와 복수의 패드 영역 및 복수의 패드 영역에서 복수의 게이트 전극층(150) 각각에 연결되는 복수의 컨택 플러그(200)는 도 4와 동일하다. 다만, 도 5에 도시한 실시예에서는, 연결 영역(D)에 마련되는 단차와 대응하는 형상을 갖는 식각 저지층(110a, 110b)이 복수개 마련된다. 복수의 식각 저지층(110a, 110b) 사이에는, 식각 저지층(110a, 110b)을 서로 물리적으로 분리하는 절연층(AD2)이 추가로 마련될 수 있다.5 is a perspective view illustrating a nonvolatile memory device 100A according to an embodiment different from FIG. 4. Referring to Figure 5, the channel region 130, the memory cells (MC1 ~ MC4), the string selection transistor (SST), the ground selection transistor (GST), the step provided in the connection area (D) and a plurality of pad regions and a plurality The plurality of contact plugs 200 connected to each of the plurality of gate electrode layers 150 in the pad region of FIG. 4 is the same as FIG. 4. However, in the embodiment illustrated in FIG. 5, a plurality of etch stop layers 110a and 110b having a shape corresponding to a step provided in the connection region D are provided. Between the plurality of etch stop layers 110a and 110b, an insulating layer AD2 that physically separates the etch stop layers 110a and 110b from each other may be additionally provided.

복수의 컨택 플러그(200)를 형성하는 식각 공정에서, z축 방향으로 최상부에 위치한 게이트 전극층(156)과 연결되는 컨택 플러그(206)가 형성되는 수직 개구부는, 최하부에 위치한 게이트 전극층(151)과 연결되는 컨택 플러그(201)가 형성되는 수직 개구부가 식각될 때까지 최상부 게이트 전극층(156)을 관통하지 않아야 한다. 도 5에 도시한 비휘발성 메모리 장치(100A)에서는, 식각 저지층(110a, 110b)을 2개 이상으로 형성하고, 식각 저지층(110a, 110b)에 포함되는 물질과 선택비를 갖도록 식각 공정을 진행할 수 있다. In the etching process of forming the plurality of contact plugs 200, the vertical opening in which the contact plug 206 is connected to the gate electrode layer 156 positioned at the top in the z-axis direction is formed with the gate electrode layer 151 positioned at the bottom. The uppermost gate electrode layer 156 should not be penetrated until the vertical opening in which the contact plug 201 to be connected is formed is etched. In the nonvolatile memory device 100A illustrated in FIG. 5, two or more etch stop layers 110a and 110b are formed, and an etch process is performed to have a material and selectivity included in the etch stop layers 110a and 110b. You can proceed.

따라서, 최하부의 게이트 전극층(151)에 연결되는 컨택 플러그(201)에 대응하는 수직 개구부를 형성하는 긴 식각 공정 동안, 최상부 게이트 전극층(156)에 연결되는 컨택 플러그(206)에 대응하는 수직 개구부를 형성하는 식각 공정이 복수의 식각 저지층(110a, 110b)에 의해 일시적으로 정지하거나 속도가 느려지므로, 최상부 게이트 전극층(156)이 관통되어 발생하는 불량을 방지할 수 있다. 한편, 도 5에 도시한 비휘발성 메모리 장치(100A)에서도, 식각 저지층(110a, 110b)은 z축 방향으로 상부에 위치한 일부의 게이트 전극층(150) 상에만 형성될 수 있다. 또는, 제1 식각 저지층(110a)은 도 5와 같이 모든 게이트 전극층(150) 상에 위치하도록 형성하고, 제2 식각 저지층(110b)은 z축 방향으로 상부에 위치한 일부의 게이트 전극층(150) 상에만 형성할 수 있다.
Accordingly, during the long etching process of forming the vertical opening corresponding to the contact plug 201 connected to the lowermost gate electrode layer 151, the vertical opening corresponding to the contact plug 206 connected to the uppermost gate electrode layer 156 is formed. Since the etching process to be formed is temporarily stopped or slowed by the plurality of etch stop layers 110a and 110b, defects caused by the upper gate electrode layer 156 penetrating can be prevented. On the other hand, even in the nonvolatile memory device 100A illustrated in FIG. 5, the etch stop layers 110a and 110b may be formed only on a portion of the gate electrode layer 150 positioned in the z-axis direction. Alternatively, the first etch-stop layer 110a is formed to be positioned on all the gate electrode layers 150 as shown in FIG. 5, and the second etch-stop layer 110b is a portion of the gate electrode layer 150 positioned above the z-axis direction. ).

도 6은 도 4 및 도 5와 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치(100B)를 도시한 사시도이다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치(100B)는 기판(105)의 상면에 z축 방향을 따라 교대로 적층되는 복수의 게이트 전극층(150) 및 복수의 절연층(170)을 포함할 수 있다. 셀 어레이 영역(C) 내에서 z축 방향을 따라 복수의 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)을 기판(105)까지 관통하는 동공이 마련될 수 있으며, 관통된 동공 내부에는 채널 영역(130)이 마련될 수 있다.6 is a perspective view illustrating a nonvolatile memory device 100B according to an embodiment different from FIGS. 4 and 5. Referring to FIG. 6, the nonvolatile memory device 100B according to an embodiment includes a plurality of gate electrode layers 150 and a plurality of insulating layers 170 alternately stacked on the upper surface of the substrate 105 along the z-axis direction. It may include. A pupil penetrating the plurality of gate electrode layers 150 and the insulating layer 170 to the substrate 105 in the cell array region C along the z-axis direction may be provided, and the channel region 130 may be provided inside the penetrated pupil. ) May be provided.

복수의 게이트 전극층(150) 및 복수의 절연층(170) 각각은 x축 방향을 따라 서로 다른 길이로 연장되어 인접한 다른 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)과 단차를 형성할 수 있다. 상기 단차에 의해 연결 영역(D)에는 복수의 패드 영역이 마련되며, 각 패드 영역에는 절연층(170)을 관통하여 게이트 전극층(150)과 전기적으로 연결되는 컨택 플러그(200)가 형성된다. 이하, 도 4 및 도 5와 다른 구조적 특징을 중심으로 도 6에 도시한 비휘발성 메모리 장치(100B)를 설명한다.Each of the plurality of gate electrode layers 150 and the plurality of insulating layers 170 may extend in different lengths along the x-axis direction to form a step with other adjacent gate electrode layers 150 and the insulating layer 170. A plurality of pad regions are provided in the connection region D by the step, and in each pad region, a contact plug 200 passing through the insulating layer 170 and electrically connected to the gate electrode layer 150 is formed. Hereinafter, the nonvolatile memory device 100B illustrated in FIG. 6 will be described with reference to structural features different from FIGS. 4 and 5.

도 6을 참조하면, x축 방향을 따라 게이트 전극층(150)과 평행하도록 연장되는 식각 저지층(110c)이 서로 인접한 게이트 전극층(150) 사이에 마련된다. 도 5에는 하나의 절연층(170) 내에 하나의 식각 저지층(110c)이 마련되는 것으로 도시하였으나, 하나의 절연층(170) 내에 복수의 식각 저지층(110c)이 마련될 수도 있다. 식각 저지층(110c)은 게이트 전극층(150) 각각을 둘러싸는 게이트 절연막(160')과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, x축 방향을 따라 인접한 게이트 전극층(150)과 동일한 길이로 연장된다.Referring to FIG. 6, an etch-stop layer 110c extending parallel to the gate electrode layer 150 along the x-axis direction is provided between the gate electrode layers 150 adjacent to each other. Although FIG. 5 illustrates that one etch-stop layer 110c is provided in one insulating layer 170, a plurality of etch-stop layers 110c may be provided in one insulating layer 170. The etch stop layer 110c may include the same material as the gate insulating layer 160 ′ surrounding each of the gate electrode layers 150 and extends in the same length as the adjacent gate electrode layer 150 along the x-axis direction.

도 6에 도시한 바와 같은 구조로 식각 저지층(110c)을 마련함으로써, 도 4 및 도 5의 실시예와 유사한 효과를 얻을 수 있다. z축 방향으로 인접한 다른 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)과 단차를 형성하도록 복수의 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)을 각각 식각하여 복수의 패드 영역을 형성한 후, 컨택 플러그(200)를 마련하기 위해 식각 공정을 진행하여 z축 방향으로 연장되는 복수의 수직 개구부를 마련할 수 있다. By providing the etch stop layer 110c in a structure as shown in FIG. 6, effects similar to those of the embodiments of FIGS. 4 and 5 can be obtained. After forming a plurality of pad regions by etching each of the plurality of gate electrode layers 150 and the insulating layer 170 to form a step with other gate electrode layers 150 and the insulating layer 170 adjacent in the z-axis direction, a contact plug is formed. In order to provide 200, an etching process may be performed to provide a plurality of vertical openings extending in the z-axis direction.

이때, 식각 저지층(110c)과 선택비를 갖는 식각 공정을 적용하여 컨택 플러그(200)가 마련되는 복수의 수직 개구부가 식각 저지층(110c)에 도달하도록 할 수 있다. z축 방향으로 상부에 위치한 게이트 전극층(150)과 연결되는 컨택 플러그(200)에 대응하는 일부의 수직 개구부는 식각 저지층(110c)을 관통하여 게이트 전극층(150)에 도달해야 할 수 있다. 따라서, 식각 저지층(110c)에 대하여 선택적으로 연결 영역 절연층(180)을 식각함으로써 각 수직 개구부가 게이트 전극층(150)을 관통하는 불량이 방지하지 않도록 제어할 수 있다. 한편, 게이트 전극층(150)과 컨택 플러그(200)를 전기적으로 연결하기 위해, 컨택 플러그(200)가 형성되는 수직 개구부는 게이트 전극층(150)을 소정 깊이만큼 파고 들어가는 깊이로 형성될 수 있다. At this time, by applying an etching process having a selectivity with the etch-stop layer 110c, a plurality of vertical openings in which the contact plug 200 is provided may reach the etch-stop layer 110c. A portion of the vertical opening corresponding to the contact plug 200 connected to the gate electrode layer 150 located in the z-axis direction may pass through the etch stop layer 110c to reach the gate electrode layer 150. Therefore, by selectively etching the connection region insulating layer 180 with respect to the etch stop layer 110c, it is possible to control such that each vertical opening does not prevent defects passing through the gate electrode layer 150. Meanwhile, in order to electrically connect the gate electrode layer 150 and the contact plug 200, a vertical opening in which the contact plug 200 is formed may be formed to a depth that digs the gate electrode layer 150 by a predetermined depth.

도 4 및 도 5와 마찬가지로, 도 6의 비휘발성 메모리 장치(100B)에서도, 식각 저지층(110c)은 z축 방향으로 상부에 위치한 일부의 게이트 전극층(150) 상에만 형성될 수 있다. 예를 들어, z축 방향으로 상부에 위치한 2개의 게이트 전극층(155, 156) 상에만 식각 저지층(110c)을 배치하고, 다른 4개의 게이트 전극층(151~154) 상에는 식각 저지층(110c)을 배치하지 않을 수 있다. 식각 저지층(110c)이 형성되는 게이트 전극층(150)의 개수는 필요에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
4 and 5, in the nonvolatile memory device 100B of FIG. 6, the etch stop layer 110c may be formed only on a portion of the gate electrode layer 150 positioned in the z-axis direction. For example, the etch stop layer 110c is disposed only on the two gate electrode layers 155 and 156 positioned in the z-axis direction, and the etch stop layer 110c is disposed on the other four gate electrode layers 151 to 154. It may not be deployed. The number of gate electrode layers 150 on which the etch stop layer 110c is formed may be appropriately modified as necessary.

도 7a는 도 4에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치에서 A 부분을 확대 도시한 도이다.7A is an enlarged view of portion A in the nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 4.

도 7a는 채널 영역(130)과 게이트 절연막(160)을 설명하기 위해 도 4의 A부분을 확대 도시한 부분도이다. 도 7a를 참조하면, 메모리 셀(MC3)에 포함되는 게이트 전극층(154)과 게이트 전극층(154) 상하부에 위치한 절연층(173, 174)이 도시된다. z축 방향으로는 채널 영역(130)이 연장되며, 채널 영역(130) 내에는 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)을 포함하는 매립 절연층(120)이 마련될 수 있다. 게이트 전극층(154) 및 절연층(173, 174)과 채널 영역(130) 사이에는 채널 영역(130)으로부터 순차적으로 터널링층(166), 전하 저장층(164)이 적층될 수 있다. 7A is a partially enlarged view of portion A of FIG. 4 to describe the channel region 130 and the gate insulating layer 160. Referring to FIG. 7A, a gate electrode layer 154 included in the memory cell MC3 and insulating layers 173 and 174 positioned above and below the gate electrode layer 154 are illustrated. The channel region 130 extends in the z-axis direction, and a buried insulating layer 120 including, for example, silicon oxide (SiO 2 ) may be provided in the channel region 130. A tunneling layer 166 and a charge storage layer 164 may be sequentially stacked from the channel region 130 between the gate electrode layer 154 and the insulating layers 173 and 174 and the channel region 130.

게이트 전극층(154)은 블록킹층(162)에 의해 둘러싸이며, 결과적으로 채널 영역(130)과 게이트 전극층(154) 사이에는 채널 영역(130)으로부터 터널링층(166), 전하 저장층(164), 및 블록킹층(162)이 순차적으로 적층된다. 게이트 절연막(160)에 포함되는 블록킹층(162), 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)의 두께는 도 7a에 도시한 것에 한정되지 않으며 다양하게 변화될 수 있다. 한편, 본 실시예에서, 게이트 전극층(154)에 포함되는 물질이 식각 저지층(110)에 유입되는 것을 방지하기 위해 식각 저지층(110)의 두께는 블록킹층(162)의 두께의 2배 이하일 수 있다.The gate electrode layer 154 is surrounded by a blocking layer 162, and consequently, a tunneling layer 166, a charge storage layer 164 from the channel region 130 between the channel region 130 and the gate electrode layer 154, And the blocking layer 162 is sequentially stacked. The thickness of the blocking layer 162, the charge storage layer 164, and the tunneling layer 166 included in the gate insulating layer 160 is not limited to that illustrated in FIG. 7A and may be variously changed. On the other hand, in this embodiment, the thickness of the etch-stop layer 110 is less than twice the thickness of the blocking layer 162 to prevent the material included in the gate electrode layer 154 from entering the etch-stop layer 110 Can be.

터널링층(166)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(Si3N4), 실리콘 산질화물(SiON), 하프늄 산화물(HfO2), 하프늄 실리콘 산화물(HfSixOy), 알루미늄 산화물(Al2O3), 및 지르코늄 산화물(ZrO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The tunneling layer 166 includes silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (SiON), hafnium oxide (HfO 2 ), hafnium silicon oxide (HfSi x O y ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and at least one of zirconium oxide (ZrO 2 ).

전하 저장층(164)은 전하 트랩층 또는 플로팅 게이트 도전막일 수 있다. 전하 저장층(164)이 플로팅 게이트인 경우에는, 예를 들어 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)에 의하여 폴리실리콘을 증착하여 형성할 수 있다. 전하 저장층(164)이 전하 트랩층인 경우에는, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(Si3N4), 실리콘 산질화물(SiON), 하프늄 산화물(HfO2), 지르코늄 산화물(ZrO2), 탄탈륨 산화물(Ta2O3), 티타늄 산화물(TiO2), 하프늄 알루미늄 산화물(HfAlxOy), 하프늄 탄탈륨 산화물(HfTaxOy), 하프늄 실리콘 산화물(HfSixOy), 알루미늄 질화물(AlxNy), 및 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaxNy) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The charge storage layer 164 may be a charge trap layer or a floating gate conductive layer. When the charge storage layer 164 is a floating gate, it can be formed by depositing polysilicon, for example, by LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition). When the charge storage layer 164 is a charge trap layer, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (SiON), hafnium oxide (HfO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ) , Tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), hafnium aluminum oxide (HfAl x O y ), hafnium tantalum oxide (HfTa x O y ), hafnium silicon oxide (HfSi x O y ), aluminum nitride ( Al x N y ), and aluminum gallium nitride (AlGa x N y ).

블록킹층(162)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(Si3N4), 실리콘 산질화물(SiON) 또는 고유전율 유전 물질을 포함할 수 있다. 상기 고유전율 유전 물질은, 알루미늄 산화물(Al2O3), 탄탈륨 산화물(Ta2O3), 티타늄 산화물(TiO2), 이트륨 산화물(Y2O3), 지르코늄 산화물(ZrO2), 지르코늄 실리콘 산화물(ZrSixOy), 하프늄 산화물(HfO2), 하프늄 실리콘 산화물(HfSixOy), 란탄 산화물(La2O3), 란탄 알루미늄 산화물(LaAlxOy), 란탄 하프늄 산화물(LaHfxOy), 하프늄 알루미늄 산화물(HfAlxOy), 및 프라세오디뮴 산화물(Pr2O3) 중 어느 하나일 수 있다. 블록킹층(162)에 포함되는 물질의 유전율은 터널링층(166)보다 높은 유전율을 가질 수 있으며, 선택적으로 블록킹층(162)은 서로 다른 유전율을 갖는 복수의 층을 포함할 수 있다. 이때, 상대적으로 낮은 유전율을 갖는 층을, 높은 유전율을 갖는 층보다 채널 영역(130)에 가깝게 배치함으로써, 베리어(barrier) 높이와 같은 에너지 밴드를 조절하여 비휘발성 메모리 장치의 특성, 예컨대 소거(erase) 특성을 향상시킬 수 있다.
The blocking layer 162 may include silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (SiON), or a high dielectric constant dielectric material. The high dielectric constant dielectric material is aluminum oxide (Al 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium silicon Oxide (ZrSi x O y ), Hafnium oxide (HfO 2 ), Hafnium silicon oxide (HfSi x O y ), Lanthanum oxide (La 2 O 3 ), Lanthanum aluminum oxide (LaAl x O y ), Lanthanum hafnium oxide (LaHf x O y ), hafnium aluminum oxide (HfAl x O y ), and praseodymium oxide (Pr 2 O 3 ). The dielectric constant of the material included in the blocking layer 162 may have a higher dielectric constant than the tunneling layer 166, and optionally, the blocking layer 162 may include a plurality of layers having different dielectric constants. In this case, by arranging a layer having a relatively low dielectric constant closer to the channel region 130 than a layer having a high dielectric constant, an energy band such as a barrier height is controlled to adjust characteristics of a nonvolatile memory device, such as erase. ) Can improve the characteristics.

도 7b 및 도 7c는 도 6에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치에서 B 부분을 확대 도시한 도이다.7B and 7C are enlarged views of a portion B in the nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 6.

우선 도 7b를 참조하면, 도 7a와 유사하게 z축 방향으로 채널 영역(130)이 마련되고, 채널 영역(130)의 내부에는 매립 절연층(120)이 마련된다. 채널 영역(130)의 외측에는 게이트 전극층(154)과 절연층(173, 174)이 교대로 적층될 수 있으며, 게이트 전극층(154) 및 절연층(173, 174)과 채널 영역(130) 사이에는 채널 영역(130)으로부터 순차적으로 터널링층(166)과 전하 저장층(164)이 적층될 수 있다.First, referring to FIG. 7B, similar to FIG. 7A, the channel region 130 is provided in the z-axis direction, and the buried insulating layer 120 is provided inside the channel region 130. The gate electrode layer 154 and the insulating layers 173 and 174 may be alternately stacked outside the channel region 130, and between the gate electrode layer 154 and the insulating layers 173 and 174 and the channel region 130. The tunneling layer 166 and the charge storage layer 164 may be sequentially stacked from the channel region 130.

게이트 전극층(154)은 블록킹층(162)에 의해 둘러싸이며, 결과적으로 채널 영역(130)과 게이트 전극층(154) 사이에는 채널 영역(130)으로부터 터널링층(166), 전하 저장층(164), 및 블록킹층(162)이 순차적으로 적층될 수 있다. 게이트 절연막(160)에 포함되는 블록킹층(162), 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)의 두께는 도 7b에 도시된 것으로 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.The gate electrode layer 154 is surrounded by a blocking layer 162, and consequently, a tunneling layer 166, a charge storage layer 164 from the channel region 130 between the channel region 130 and the gate electrode layer 154, And the blocking layer 162 may be sequentially stacked. The thickness of the blocking layer 162, the charge storage layer 164, and the tunneling layer 166 included in the gate insulating layer 160 are not limited to those illustrated in FIG. 7B and may be variously modified.

한편, 각 절연층(173, 174) 내에는 식각 저지층(110)이 마련될 수 있다. 식각 저지층(110)은 게이트 전극층(154)을 둘러싸는 블록킹층(162)과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다. 도 7b에는 각 절연층(173, 174) 내에 하나의 식각 저지층(110)이 포함되는 것으로 도시하였으나, 이와 달리 각 절연층(173, 174) 내에 2개 이상의 식각 저지층(110)이 포함될 수도 있다. 게이트 전극층(154)에 포함되는 도전성 물질이 식각 저지층(110)에 포함되는 것을 방지하기 위해, 식각 저지층(110)의 두께는 블록킹층(162)의 두께의 2배보다 작을 수 있다.
Meanwhile, an etch-stop layer 110 may be provided in each of the insulating layers 173 and 174. The etch stop layer 110 may include the same material as the blocking layer 162 surrounding the gate electrode layer 154, and may include, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Although FIG. 7B illustrates that one etch stop layer 110 is included in each of the insulating layers 173 and 174, differently, two or more etch stop layers 110 may be included in each of the insulating layers 173 and 174. have. In order to prevent the conductive material included in the gate electrode layer 154 from being included in the etch-stop layer 110, the thickness of the etch-stop layer 110 may be less than twice the thickness of the blocking layer 162.

도 7c는 도 6에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치에서 B 부분을 확대 도시한 도이다. 도 7c는 도 7b와 유사한 구조를 가지며, 게이트 절연막(160 )에 있어서만 도 7b와 다른 구조를 갖는다. z축 방향을 따라 연장되는 채널 영역(130) 내에는 매립 절연층(120)이 마련되며, 채널 영역(130)의 외측에는 게이트 전극층(154)과 절연층(173, 174)이 교대로 적층된다. 7C is an enlarged view of a portion B in the nonvolatile memory device according to the embodiment illustrated in FIG. 6. 7C has a structure similar to that of FIG. 7B, and has a structure different from that of FIG. 7B only in the gate insulating layer 160. The buried insulating layer 120 is provided in the channel region 130 extending along the z-axis direction, and the gate electrode layer 154 and the insulating layers 173 and 174 are alternately stacked outside the channel region 130. .

다만, 게이트 전극층(154)과 채널 영역(130) 사이에 마련되는 터널링층(166) 및 전하 저장층(164)이 채널 영역(130)을 따라 z축 방향으로 연장되는 도 7b의 실시예와 달리, 도 7c에서는 터널링층(166')과 전하 저장층(164')이 블록킹층(162')과 함께 게이트 전극층(154)을 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 도 7c의 경우에도 게이트 절연막(160')에 포함되는 블록킹층(162'), 전하 저장층(164') 및 터널링층(166')의 두께는 도 7c에 도시한 것으로 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.However, unlike the embodiment of FIG. 7B in which the tunneling layer 166 and the charge storage layer 164 provided between the gate electrode layer 154 and the channel region 130 extend along the channel region 130 in the z-axis direction. In FIG. 7C, the tunneling layer 166' and the charge storage layer 164' may have a shape surrounding the gate electrode layer 154 together with the blocking layer 162'. Even in FIG. 7C, the thickness of the blocking layer 162 ′, the charge storage layer 164 ′, and the tunneling layer 166 ′ included in the gate insulating layer 160 ′ is not limited to those illustrated in FIG. 7C, and variously It can be transformed.

도 7c의 실시예에서, 식각 저지층(110c)은 블록킹층(162'), 전하 저장층(164') 및 터널링층(166') 중 적어도 하나에 포함되는 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 도 7c에 도시한 바와 같이 채널 영역(130)을 형성함에 있어서, 도전성 물질로 게이트 전극층(154) 형성하기에 앞서 터널링층(166'), 전하 저장층(164'), 블록킹층(162')이 순차적으로 적층될 수 있다. 따라서, 식각 저지층(110c)의 두께가 터널링층(166') 두께의 2배 이하이면, 식각 저지층(110c)은 터널링층(166')과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 식각 저지층(110c)의 두께가 터널링층(166') 두께의 2배보다 크고 터널링층(166')과 전하 저장층(164')의 두께 합의 2배보다 작으면 식각 저지층(110c)은 터널링층(166') 및 전하 저장층(164')에 포함되는 물질을 모두 포함할 수 있다. In the embodiment of FIG. 7C, the etch stop layer 110c may include the same material as the material included in at least one of the blocking layer 162 ′, the charge storage layer 164 ′, and the tunneling layer 166 ′. . In forming the channel region 130 as shown in FIG. 7C, prior to forming the gate electrode layer 154 with a conductive material, the tunneling layer 166', the charge storage layer 164', and the blocking layer 162' are formed. These can be stacked sequentially. Therefore, if the thickness of the etch-stop layer 110c is less than or equal to twice the thickness of the tunneling layer 166', the etch-stop layer 110c may include the same material as the tunneling layer 166', and the etch-stop layer ( If the thickness of 110c) is greater than twice the thickness of the tunneling layer 166' and less than twice the thickness sum of the tunneling layer 166' and the charge storage layer 164', the etch stop layer 110c is the tunneling layer 166 ') and the materials included in the charge storage layer 164'.

또한, 식각 저지층(110c)의 두께가 게이트 절연막(160')의 총 두께의 2배보다 작고, 터널링층(166')과 전하 저장층(164')의 두께 합의 2배보다 크면 블록킹층(162'), 전하 저장층(164') 및 터널링층(166') 각각에 포함되는 물질을 모두 포함할 수 있다. 식각 저지층(110c)은 컨택 플러그(200)에 의해 관통되므로, 복수의 컨택 플러그(200) 각각이 서로 전기적으로 연결되지 않도록 하기 위해서는 식각 저지층(110) 내에 도전성 물질이 포함되지 않아야 하며, 따라서 식각 저지층(110c)의 두께는 게이트 절연막(160')의 총 두께의 2배보다 크지 않게 형성될 수 있다. 한편, 도 7c에 도시한 바와 같은 게이트 절연막(160') 구조는, 도 6에 도시한 비휘발성 메모리 장치(100B)는 물론, 도 4 및 도 5에 도시한 비휘발성 메모리 장치(100, 100A)에도 적용될 수 있다.
In addition, if the thickness of the etch stop layer 110c is less than twice the total thickness of the gate insulating layer 160', and if the thickness of the tunneling layer 166' and the charge storage layer 164' is greater than twice, the blocking layer ( 162'), the charge storage layer 164' and the tunneling layer 166', respectively. Since the etch stop layer 110c is penetrated by the contact plug 200, in order to prevent each of the plurality of contact plugs 200 from being electrically connected to each other, a conductive material must not be included in the etch stop layer 110. The thickness of the etch stop layer 110c may not be greater than twice the total thickness of the gate insulating layer 160 ′. Meanwhile, the structure of the gate insulating layer 160 ′ as illustrated in FIG. 7C includes the nonvolatile memory device 100B illustrated in FIG. 6, as well as the nonvolatile memory devices 100 and 100A illustrated in FIGS. 4 and 5. Can also be applied to

이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여 도 4 내지 도 6에 도시한 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the nonvolatile memory device illustrated in FIGS. 4 to 6 will be described with reference to FIGS. 8 to 10.

도 8a 내지 도 8m은 도 4에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하는 데에 제공되는 단면도이다. 도 8a 내지 도 8m은 공정 순서에 따라 도 4의 사시도를 y 방향에서 바라본 단면도이다.8A to 8M are cross-sectional views provided to describe a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 4. 8A to 8M are cross-sectional views of the perspective view of FIG. 4 in the y direction according to the process sequence.

도 8a를 참조하면, 기판(105) 상에 복수의 절연층(171-177: 170)과 복수의 희생층(141-146: 140)이 교대로 적층된다. 희생층(140)은 절연층(170)에 대해 식각 선택성을 가지고 식각될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 희생층(140)은, 희생층(140)을 식각하는 공정에서, 절연층(170)의 식각을 최소화하면서 식각될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 이러한 식각 선택성(etch selectivity)은 절연층(170)의 식각 속도에 대한 희생층(140)의 식각 속도의 비율을 통해 정량적으로 표현될 수 있다. 예를 들면, 절연층(170)은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 중의 적어도 한가지일 수 있고, 희생층(140)은 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 카바이드 및 실리콘 질화막 중에서 선택되는 절연층(170)과 다른 물질일 수 있다. Referring to FIG. 8A, a plurality of insulating layers 171-177: 170 and a plurality of sacrificial layers 141-146: 140 are alternately stacked on the substrate 105. The sacrificial layer 140 may be formed of a material that can be etched with an etch selectivity to the insulating layer 170. That is, the sacrificial layer 140 may be formed of a material that can be etched while minimizing the etching of the insulating layer 170 in the process of etching the sacrificial layer 140. The etch selectivity may be quantitatively expressed through a ratio of the etch rate of the sacrificial layer 140 to the etch rate of the insulating layer 170. For example, the insulating layer 170 may be at least one of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and the sacrificial layer 140 is a material different from the insulating layer 170 selected from a silicon film, a silicon oxide film, a silicon carbide film, and a silicon nitride film. Can be

도 8a에는 복수의 절연층(170) 각각의 두께는, 실시예에 따라 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 복수의 절연층(170) 가운데 z축 방향으로 최하부에 위치하는 절연층(171)은 다른 절연층(172-177)에 비해 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있으며, 최상부에 위치하는 절연층(177)은 다른 절연층(171-176)에 비해 상대적으로 두꺼울 수도 있다. 즉, 절연층(170) 및 희생층들(140)의 두께는 도 8a에 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있으며, 절연층(170) 및 희생층(140)을 구성하는 막들의 층수 역시 다양하게 변형될 수 있다. 8A, the thickness of each of the plurality of insulating layers 170 may be different according to embodiments. For example, the insulating layer 171 positioned at the bottom of the plurality of insulating layers 170 in the z-axis direction may have a relatively thin thickness compared to other insulating layers 172-177, and the insulating layer located at the top The layer 177 may be relatively thick compared to other insulating layers 171-176. That is, the thickness of the insulating layer 170 and the sacrificial layers 140 is not limited to that shown in FIG. 8A and can be variously modified, and the number of layers of the films constituting the insulating layer 170 and the sacrificial layer 140 It can also be variously modified.

교대로 적층된 복수의 절연층(170)과 희생층(140) 위에는 제1 마스크층(M1)이 형성된다. 제1 마스크층(M1)은 포토 레지스트를 포함할 수 있으며, 감광성 물질 및 비감광설 물질의 복합층으로 형성될 수 있다. The first mask layer M1 is formed on the plurality of alternately stacked insulating layers 170 and the sacrificial layer 140. The first mask layer M1 may include a photoresist, and may be formed of a composite layer of a photosensitive material and a non-photosensitive material.

도 8a에서 제1 마스크층(M1)에 의해 노출된 복수의 절연층(170) 및 희생층(140)을 식각하여 제거할 수 있다. 상기 식각 공정은 건식 식각법 또는 습식 식각법을 이용하여 이방성 식각으로 수행할 수 있다. 건식 식각법을 이용하는 경우, 적층된 절연층(170) 및 희생층(140)을 순차적으로 식각하기 위해 복수의 단계들로 제거 공정이 수행될 수 있다.8A, the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 exposed by the first mask layer M1 may be etched and removed. The etching process may be performed by anisotropic etching using a dry etching method or a wet etching method. When using the dry etching method, a removal process may be performed in a plurality of steps to sequentially etch the stacked insulating layer 170 and the sacrificial layer 140.

제1 마스크층(M1)에 의해 노출된 복수의 절연층(170) 및 희생층(140)을 식각하여 제거하면, 제1 마스크층(M1)을 트리밍(trimming)할 수 있다. 트리밍 공정에는 건식 식각법 또는 습식 식각법이 적용될 수 있으며, 트리밍 공정에 의해 도 8b에 도시한 바와 같이 제1 마스크층(M1)의 가장자리 일부가 제거된 제2 마스크층(M2)이 형성된다. 이때, 트리밍 공정에 의해 제1 마스크층(M1)의 x축 방향 길이는 물론 z축 방향의 높이도 감소할 수 있다.When the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 exposed by the first mask layer M1 are removed by etching, the first mask layer M1 may be trimmed. A dry etching method or a wet etching method may be applied to the trimming process, and a second mask layer M2 in which a portion of the edge of the first mask layer M1 is removed as shown in FIG. 8B is formed by the trimming process. At this time, the length of the first mask layer M1 in the x-axis direction as well as the height in the z-axis direction may be reduced by the trimming process.

도 8c를 참조하면, 도 8b와 동일한 방식으로 제2 마스크층(M2)에 의해 노출된 복수의 절연층(170) 및 희생층(140)을 식각할 수 있다. 이때, 도 8c의 식각 공정은 최하부로부터 2번째 절연층(172)까지 진행될 수 있으며, 그로부터 제1 패드 영역이 형성될 수 있다. 식각 공정이 완료되면, 제2 마스크층(M2)에 대한 트리밍 공정을 수행하여 제2 마스크층(M2)보다 좁은 면적을 커버하는 제3 마스크층(M3)을 형성할 수 있다. 제3 마스크층(M3)에 의해 노출된 복수의 절연층(173-177)과 희생층(142-146)을 식각하여 제2 패드 영역을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8C, a plurality of insulating layers 170 and sacrificial layers 140 exposed by the second mask layer M2 may be etched in the same manner as in FIG. 8B. At this time, the etching process of FIG. 8C may proceed from the bottom to the second insulating layer 172, from which a first pad region may be formed. When the etching process is completed, a trimming process may be performed on the second mask layer M2 to form a third mask layer M3 that covers a smaller area than the second mask layer M2. The second pad region may be formed by etching the plurality of insulating layers 173-177 and the sacrificial layers 142-146 exposed by the third mask layer M3.

도 8b 및 도 8c를 참조하여 설명한 방식에 따라 복수의 절연층(170)과 희생층(140)에 대한 식각 공정 및 트리밍 공정을 반복함으로써, 최종적으로 도 8d에 도시한 바와 같은 구조를 형성할 수 있다. 도 8d를 참조하면, 각 절연층(170)과 희생층(140)이 쌍(pair)을 이루며, 하나의 쌍에 포함되는 절연층(170)과 희생층(140)은 일 방향 - x축 방향 - 을 따라 서로 동일한 길이로 연장될 수 있다. 예외적으로, z축 방향으로 최하부에 위치한 희생층(141)은, 상하부에 각각 일 방향으로 같은 길이만큼 연장되는 절연층(171, 172)이 배치될 수 있다.By repeating the etching process and the trimming process for the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 according to the method described with reference to FIGS. 8B and 8C, a structure as shown in FIG. 8D can be finally formed. have. Referring to FIG. 8D, each insulating layer 170 and the sacrificial layer 140 form a pair, and the insulating layer 170 and the sacrificial layer 140 included in one pair have one direction-an x-axis direction. -It can be extended to the same length with each other. As an exception, the sacrificial layer 141 positioned at the lowermost portion in the z-axis direction may be provided with insulating layers 171 and 172 extending in the upper and lower portions by the same length in each direction.

또한, 하나의 쌍에 포함되는 절연층(170) 및 희생층(140)은 인접한 다른 쌍에 포함되는 절연층(170) 및 희생층(140)과 서로 다른 길이만큼 x축 방향으로 연장됨으로써 도 8d에 도시한 바와 같이 복수의 단차를 형성할 수 있다. 복수의 단차에 의해 노출되는 영역은 복수의 패드 영역(P1-P6)으로 정의될 수 있다.In addition, the insulating layer 170 and the sacrificial layer 140 included in one pair are extended in the x-axis direction by different lengths from the insulating layer 170 and the sacrificial layer 140 included in another adjacent pair, and thus FIG. 8d As shown in the figure, a plurality of steps can be formed. The area exposed by the plurality of steps may be defined as a plurality of pad areas P1-P6.

도 8e를 참조하면, 복수의 패드 영역(P1-P6)이 마련된 복수의 절연층(170) 및 희생층(140) 상에 추가로 절연층(AD)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(AD)은 복수의 절연층(170)의 단부를 덮도록 형성될 수 있으며, 이하에서, 복수의 절연층(170)은 복수의 희생층(140) 사이에 배치되는 절연층(171-177)과 함께 도 8e에서 형성되는 절연층(AD)을 포함하여 지칭하는 용어로 사용될 수 있다. 도 8e에서 형성되는 절연층(AD)은 복수의 희생층(140) 사이에 배치되는 절연층(171-177)에 비해 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있으며, 도 8f에서 형성되는 식각 저지 희생층(115)을 복수의 희생층(140)과 물리적으로 분리할 수 있다. 상기 절연층(AD)은 복수의 희생층(140) 사이에 마련된 절연층(171-177)과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 따라서 도 8f 이후의 도면에서 상기 절연층(AD)은 복수의 희생층(140) 사이에 마련된 절연층(171-177)과 구분없이 절연층(170)으로 통합하여 지칭하기로 한다.Referring to FIG. 8E, an insulating layer AD may be additionally formed on the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 provided with the plurality of pad regions P1-P6. The insulating layer AD may be formed to cover ends of the plurality of insulating layers 170, and hereinafter, the plurality of insulating layers 170 may be disposed between the plurality of sacrificial layers 140. -177) may be used as a term referring to the insulating layer AD formed in FIG. 8E. The insulating layer AD formed in FIG. 8E may have a relatively thin thickness compared to the insulating layers 171-177 disposed between the plurality of sacrificial layers 140, and the etch-stopping sacrificial layer formed in FIG. 8F ( 115) may be physically separated from the plurality of sacrificial layers 140. The insulating layer AD may include the same material as the insulating layers 171-177 provided between the plurality of sacrificial layers 140, and thus, in the drawings after FIG. 8F, the insulating layer AD may include a plurality of sacrifices. The insulating layers 171-177 provided between the layers 140 will be collectively referred to as the insulating layer 170 without distinction.

이어 도 8f를 참조하면, 식각 저지 희생층(115)이 절연층(170) 상에 형성된다. 식각 저지 희생층(115)은 복수의 희생층(140)과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 추후 형성되는 게이트 절연막(160) 두께의 2배보다 작은 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 한정은 식각 저지 희생층(115)과 복수의 희생층(140)이 식각 공정에 의해 제거되고 식각 저지층(110)과 복수의 게이트 전극층(150)을 형성하는 공정을 진행할 때 식각 저지층(110) 내에 도전성 물질이 유입되는 것을 방지하기 위함일 수 있다. 도 7a 또는 도 7b와 같이 제1 측면 개구부(T1) 내에 블록킹층(162) 만이 마련되는 경우, 식각 저지 희생층(115)은 블록킹층(162) 두께의 2배 이하일 수 있으며, 도 7c의 경우에는, 블록킹층(162'), 전하 저장층(164'), 및 터널링층(166')을 모두 포함하는 게이트 절연막(160') 두께의 2배 이하일 수 있다.8F, an etch-stop sacrificial layer 115 is formed on the insulating layer 170. The etch-stop sacrificial layer 115 may include the same material as the plurality of sacrificial layers 140, and may have a thickness smaller than twice the thickness of the gate insulating layer 160 formed later. The thickness limit is an etch-stop layer when the etch-stop sacrificial layer 115 and the plurality of sacrificial layers 140 are removed by an etching process and the etch-stop layer 110 and the plurality of gate electrode layers 150 are formed. It may be to prevent the conductive material is introduced into the (110). 7A or 7B, when only the blocking layer 162 is provided in the first side opening T1, the etch-stopping sacrificial layer 115 may be less than or equal to twice the thickness of the blocking layer 162, in the case of FIG. 7C Here, the gate insulating layer 160 ′ including all of the blocking layer 162 ′, the charge storage layer 164 ′, and the tunneling layer 166 ′ may be 2 times or less.

식각 저지 희생층(115)이 마련되면, 도 8g에 도시한 바와 같이 시각 저지 희생층(115) 상에 연결 영역 절연층(180)을 형성할 수 있다. 연결 영역 절연층(180)은 복수의 절연층(170)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리 장치의 일 실시예에 따른 제조 방법에서, 주변 회로 영역이 먼저 형성된 후, 셀 어레이 영역(C) 및 연결 영역(D)이 형성될 수 있다. 이 경우, 연결 영역 절연층(180)의 형성 및 평탄화 공정에 의해, 셀 어레이 영역(C), 연결 영역(D) 및 주변 회로 영역의 높이가 동일해질 수 있다.When the etch-stopping sacrificial layer 115 is provided, a connection region insulating layer 180 may be formed on the visual-stopping sacrificial layer 115 as illustrated in FIG. 8G. The connection region insulating layer 180 may include the same material as the plurality of insulating layers 170. In the manufacturing method according to an embodiment of the nonvolatile memory device, the peripheral circuit region may be formed first, and then the cell array region C and the connection region D may be formed. In this case, the heights of the cell array regions C, the connection regions D, and the peripheral circuit regions may be the same by the formation and planarization of the connection region insulating layer 180.

연결 영역 절연층(180)이 형성되면, 도 8h에 도시한 바와 같이 채널 영역(130)이 형성될 수 있다. 채널 영역(130)을 형성하기 위해, 복수의 절연층(170)과 희생층(140)을 z축 방향으로 관통하는 복수의 개구부를 형성할 수 있다. 복수의 개구부는 x-y 평면에서 지그 재그 형태로 배치될 수 있으며, 복수의 개구부는 x-y 평면에서 서로 이격되어 고립될 수 있다. 복수의 개구부는 복수의 패드 영역(P1-P6)을 형성한 방법과 유사하게, 마스크층에 의해 복수의 개구부가 마련되는 영역만을 노출시키고 노출된 영역을 이방성 식각함으로써 형성될 수 있다. 복수의 개구부 각각은 기판(105)의 상면을 노출시키거나, 또는 기판(105)을 소정 깊이만큼 파고 들어가는 깊이를 가질 수도 있다.When the connection region insulating layer 180 is formed, the channel region 130 may be formed as illustrated in FIG. 8H. In order to form the channel region 130, a plurality of openings penetrating the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 in the z-axis direction may be formed. The plurality of openings may be arranged in a zigzag shape in the x-y plane, and the plurality of openings may be isolated from each other in the x-y plane. The plurality of openings may be formed by exposing only the areas where the plurality of openings are provided by the mask layer and anisotropically etching the exposed areas, similar to the method in which the plurality of pad areas P1-P6 are formed. Each of the plurality of openings may expose an upper surface of the substrate 105 or may have a depth that digs the substrate 105 by a predetermined depth.

복수의 개구부 각각의 내면 및 하부면에 ALD 또는 CVD를 사용하여 전하 저장층(164)과 터널링층(166)을 형성할 수 있다. 복수의 희생층(140) 및 절연층(170)과 인접한 영역으로부터 전하 저장층(164)과 터널링층(166)이 순서대로 적층되며, 터널링층(166)의 내측에 채널 영역(130)이 형성된다. 채널 영역(130)은 소정의 두께, 예컨대, 복수의 개구부 각각의 폭의 1/50 내지 1/5의 범위의 두께로 형성될 수 있으며, 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)과 유사하게 ALD 또는 CVD에 의해 형성될 수 있다. 한편, 개구부 각각의 저면에서 채널 영역(130)은 기판(105)과 직접 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. The charge storage layer 164 and the tunneling layer 166 may be formed on the inner and lower surfaces of each of the plurality of openings by using ALD or CVD. The charge storage layer 164 and the tunneling layer 166 are sequentially stacked from regions adjacent to the plurality of sacrificial layers 140 and the insulating layer 170, and the channel region 130 is formed inside the tunneling layer 166. do. The channel region 130 may be formed to a predetermined thickness, for example, a thickness in a range of 1/50 to 1/5 of each width of the plurality of openings, similar to the charge storage layer 164 and the tunneling layer 166. It can be formed by ALD or CVD. On the other hand, the channel region 130 at the bottom of each opening may be in direct contact with the substrate 105 to be electrically connected.

채널 영역(130)의 내측은 매립 절연층(120)으로 채워질 수 있다. 선택적으로, 매립 절연층(120)을 형성하기 전에, 채널 영역(130)이 형성된 구조를 수소 또는 중수소를 포함하는 가스 분위기에서 열처리하는 수소 어닐링(annealing) 단계가 더 실시될 수 있다. 상기 수소 어닐링 단계에 의하여 채널 영역(130) 내에 존재하는 결정 결함들 중의 많은 부분들이 치유될 수 있다. The inside of the channel region 130 may be filled with a buried insulating layer 120. Optionally, before forming the buried insulating layer 120, a hydrogen annealing step of heat-treating the structure in which the channel region 130 is formed in a gas atmosphere containing hydrogen or deuterium may be further performed. Many of the crystal defects present in the channel region 130 may be cured by the hydrogen annealing step.

상기 구조는 도 7a에 도시한 실시예에 따른 것이나, 다른 구조로 채널 영역(130)을 형성할 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 복수의 개구부를 형성한 후, 전하 저장층(164)과 터널링층(166)을 형성하는 공정 없이 바로 채널 영역(130)을 형성하고 채널 영역(130)의 내측에 매립 절연층(120)을 형성할 수 있다. 이때, 터널링층(166)과 전하 저장층(164)은 도 7c에 도시한 실시예와 같이 블록킹층(162)과 게이트 전극층(150)을 형성하는 공정 전에 형성되어 블록킹층(162) 외측에 배치될 수 있다.Although the structure is according to the embodiment illustrated in FIG. 7A, it is needless to say that the channel region 130 may be formed in another structure. For example, after forming a plurality of openings, the channel region 130 is immediately formed without a process of forming the charge storage layer 164 and the tunneling layer 166, and the buried insulating layer (inside the channel region 130) is formed. 120). At this time, the tunneling layer 166 and the charge storage layer 164 are formed before the process of forming the blocking layer 162 and the gate electrode layer 150 as shown in the embodiment shown in FIG. 7C and placed outside the blocking layer 162 Can be.

다음으로, 최상부의 연결 영역 절연층(180)을 덮고 있는 불필요한 반도체 물질 및 절연 물질을 제거하기 위해 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 그 후, 식각 공정 등을 이용하여 매립 절연층(120)의 상부를 일부분 제거할 수 있으며, 상기 제거된 위치에 도전층(195)을 이루는 물질을 증착할 수 있다. 다시, 평탄화 공정을 수행하여, 도전층(195)이 형성될 수 있다.Next, a planarization process may be performed to remove unnecessary semiconductor material and insulating material covering the uppermost connection region insulating layer 180. Thereafter, the upper portion of the buried insulating layer 120 may be partially removed using an etching process or the like, and a material forming the conductive layer 195 may be deposited at the removed location. Again, by performing a planarization process, the conductive layer 195 may be formed.

채널 영역(130)이 형성되면, 도 8i에 도시한 바와 같이 복수의 희생층(140) 및 식각 저지 희생층(115)을 제거하여 측면 개구부(T1, T2)를 형성할 수 있다. 복수의 희생층(140)이 제거됨에 따라 복수의 절연층(170) 사이에 복수의 제1 측면 개구부(T1)가 마련되고, 복수의 절연층(170)과 연결 영역 절연층(180) 사이에 마련된 식각 저지 희생층(115)을 제거하여 제2 측면 개구부(T2)가 마련될 수 있다.When the channel region 130 is formed, side openings T1 and T2 may be formed by removing the plurality of sacrificial layers 140 and the etch-stop sacrificial layer 115 as illustrated in FIG. 8I. As the plurality of sacrificial layers 140 are removed, a plurality of first side openings T1 are provided between the plurality of insulating layers 170 and between the plurality of insulating layers 170 and the connection region insulating layers 180. The second side opening T2 may be provided by removing the provided etch-stop sacrificial layer 115.

도 8j를 참조하면, 측면 개구부(T1, T2) 내에 블록킹층(162)과 게이트 전극층(151-156: 150)을 형성할 수 있다. 도 8f에서 설명한 바와 같이, 도전성 물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 식각 저지 희생층(115)의 두께는 제1 측면 개구부(T1) 내에 형성되는 블록킹층(162) 두께의 2배 이하일 수 있으며, 따라서 제2 측면 개구부(T2)의 두께 역시 블록킹층(162)의 두께의 2배 이하일 수 있다. Referring to FIG. 8J, a blocking layer 162 and a gate electrode layer 151-156: 150 may be formed in side openings T1 and T2. As illustrated in FIG. 8F, the thickness of the etch-stop sacrificial layer 115 may be less than or equal to twice the thickness of the blocking layer 162 formed in the first side opening T1 to prevent the conductive material from flowing in, Therefore, the thickness of the second side opening T2 may also be less than twice the thickness of the blocking layer 162.

제1 측면 개구부(T1)에 블록킹층(162)과 게이트 전극층(150)을 순서대로 형성하는데, 블록킹층(162)은 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)과 마찬가지로 ALD, CVD 또는 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이때, 제2 측면 개구부(T2)에도 블록킹층(162)과 동일한 물질이 유입되어 식각 저지층(110)이 형성될 수 있으며, 상기와 같은 제2 측면 개구부(T2)의 두께 한정에 의해, 제2 측면 개구부(T2)의 내부 공간은 블록킹층(162)과 동일한 물질로 모두 채워질 수 있다.The blocking layer 162 and the gate electrode layer 150 are sequentially formed in the first side opening T1, and the blocking layer 162, like the charge storage layer 164 and the tunneling layer 166, is ALD, CVD, or physical. It may be formed by a vapor deposition (Physical Vapor Deposition, PVD) process. In this case, the same material as the blocking layer 162 may be introduced into the second side opening T2 to form the etch stop layer 110, and the thickness of the second side opening T2 is limited. 2 The inner space of the side opening T2 may be filled with the same material as the blocking layer 162.

즉, 게이트 전극층(150)에 포함되는 도전성 물질은 제2 측면 개구부(T2)에는 유입되지 않고 제1 측면 개구부(T1)에만 유입될 수 있다. 블록킹층(162)과 식각 저지층(110)은 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있으며, 게이트 전극층(150)은 텅스텐(W)과 같은 도전성 물질을 포함할 수 있다.That is, the conductive material included in the gate electrode layer 150 may not flow into the second side opening T2 but may enter only the first side opening T1. The blocking layer 162 and the etch stop layer 110 may include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the gate electrode layer 150 may include a conductive material such as tungsten (W).

블록킹층(162)과 식각 저지층(110) 및 게이트 전극층(150)이 형성되면, 도 8k에 도시한 바와 같이 채널 영역(130)과 평행한 z축 방향으로 식각 공정을 진행하여 컨택 플러그(200)를 형성하기 위한 복수의 수직 개구부(211-216: 210)를 형성할 수 있다. 복수의 수직 개구부(210)를 형성하는 식각 공정은, 식각 저지층(110)에 대하여 연결 영역 절연층(180)에 포함되는 물질을 선택적으로 식각하는 공정을 포함할 수 있으며, 그로부터 복수의 게이트 전극층(150) 중 적어도 일부가 관통되거나 수직 개구부(210)와 연결되지 않는 문제를 방지할 수 있다. 이하, 자세히 설명한다.When the blocking layer 162, the etch stop layer 110, and the gate electrode layer 150 are formed, as shown in FIG. 8K, an etching process is performed in the z-axis direction parallel to the channel region 130 to form a contact plug 200 ) May form a plurality of vertical openings 211-216: 210. The etching process of forming the plurality of vertical openings 210 may include a process of selectively etching a material included in the connection region insulating layer 180 with respect to the etch stop layer 110, from which a plurality of gate electrode layers It is possible to prevent a problem that at least a part of the 150 is penetrated or not connected to the vertical opening 210. Hereinafter, it demonstrates in detail.

복수의 수직 개구부(210)를 동시에 형성하는 식각 공정에서, z축 방향으로 최하부에 위치한 게이트 전극층(151)과 연결되는 제1 수직 개구부(211)는 다른 수직 개구부(212-216)에 비해 상대적으로 긴 식각 공정 시간을 요구할 수 있다. 또한, 제6 수직 개구부(216)의 경우, 다른 수직 개구부(211-215)에 비해 상대적으로 짧은 식각 공정 시간 동안 형성될 수 있다. 따라서, 별다른 공정 조건 변화 또는 식각 저지층(110) 없이 일정한 조건으로 식각을 진행할 경우, 제1 수직 개구부(211)를 형성하기 위해 필요한 시간 동안 식각 공정이 지속됨으로써, 제6 수직 개구부(216)가 게이트 전극층(156)을 관통하여 다른 게이트 전극층(155)과 연결될 수 있다. In the etching process of simultaneously forming the plurality of vertical openings 210, the first vertical opening 211 connected to the gate electrode layer 151 positioned at the bottom in the z-axis direction is relatively compared to other vertical openings 212-216. Long etch process times may be required. In addition, in the case of the sixth vertical opening 216, it may be formed during a relatively short etching process time compared to other vertical openings 211-215. Accordingly, when the etching is performed under a certain condition without any change in process conditions or the etch stop layer 110, the etch process continues for a time required to form the first vertical opening 211, so that the sixth vertical opening 216 The gate electrode layer 156 may be penetrated to be connected to another gate electrode layer 155.

본 발명에서는, 각 게이트 전극층(150)이 x축 방향으로 연장되어 생성되는 단차에 의해 정의되는 패드 영역(P1-P6)에서 게이트 전극층(150) 상에 식각 저지층(110)을 마련함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다. In the present invention, by providing an etch stop layer 110 on the gate electrode layer 150 in the pad regions P1-P6 defined by the step created by each gate electrode layer 150 extending in the x-axis direction, as described above, You can solve the same problem.

수직 개구부(210)를 형성할 때, 식각 저지층(110)에 포함되는 물질과 소정의 선택비를 갖도록 식각 공정이 진행될 수 있으며, 식각 공정에 의해 형성되는 각 수직 개구부(210)가 z축 방향으로 식각 저지층(110)에 도달하면 식각 공정의 속도가 느려질 수 있다. 다른 수직 개구부(211-215)를 형성하기 위해 식각 공정이 지속되는 동안, 제6 수직 개구부(216)는 식각 저지층(110)에 가장 먼저 도달하여 느린 속도로 식각이 진행되기 때문에, 제6 수직 개구부(216)가 게이트 전극층(156)을 관통하지 않게 된다.When forming the vertical opening 210, an etching process may be performed to have a predetermined selectivity with a material included in the etch stop layer 110, and each vertical opening 210 formed by the etching process is in the z-axis direction As the etch stop layer 110 is reached, the speed of the etching process may be slowed down. While the etching process continues to form other vertical openings 211-215, the sixth vertical opening 216 first reaches the etch stop layer 110 and etching is performed at a slow speed, so the sixth vertical The opening 216 does not penetrate the gate electrode layer 156.

복수의 수직 개구부(210)를 형성하는 식각 공정은, 식각 저지층(110)에 대해 복수의 절연층(170)을 선택적으로 식각하는 제1 식각 공정과, 게이트 전극층(150)에 대하여 복수의 절연층(170)을 선택적으로 식각하는 제2 식각 공정을 포함할 수도 있다. 제1 식각 공정을 이용하여 식각 저지층(110)에 도달한 일부 수직 개구부(210)가 느리게 식각되는 동안, 다른 수직 개구부(210)를 원하는 깊이로 형성할 수 있다. 제1 식각 공정에 의해 수직 개구부(210)가 식각 저지층(110)까지 도달하면, 제2 식각 공정을 이용하여 복수의 게이트 전극층(150)을 일정 깊이만큼 파고 들어가도록 각 수직 개구부(210)의 z축 방향 길이를 연장할 수 있다.The etching process of forming the plurality of vertical openings 210 includes a first etching process for selectively etching the plurality of insulating layers 170 with respect to the etch stop layer 110, and a plurality of insulation with respect to the gate electrode layer 150 A second etching process for selectively etching the layer 170 may be included. While some vertical openings 210 reaching the etch stop layer 110 are slowly etched using the first etching process, other vertical openings 210 may be formed to a desired depth. When the vertical opening 210 reaches the etch stop layer 110 by the first etching process, the vertical opening 210 of the vertical opening 210 is dug into the gate electrode layer 150 by a predetermined depth using the second etching process. The length in the z-axis direction can be extended.

복수의 수직 개구부(210)가 마련되면, 도 8l과 같이 각 수직 개구부(210)에 도전성 물질을 채워 넣음으로써 복수의 컨택 플러그(201-206: 200)를 형성할 수 있다. 수직 개구부(210)를 채우는 도전성 물질은, 게이트 전극층(150)에 포함되는 도전성 물질과 동일할 수 있으며, 일례로 텅스텐(W)일 수 있다. 복수의 컨택 플러그(200) 상에는 도 8m과 같이 복수의 연결 라인(221-226: 220)이 형성될 수 있다. 복수의 연결 라인(220)은 비트 라인(190)과 평행한 방향 또는 복수의 게이트 전극층(150)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 형성될 수 있으며, z축 방향으로 동일한 높이에 형성된 게이트 전극층(150) 중 적어도 일부를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
When a plurality of vertical openings 210 are provided, a plurality of contact plugs 201-206: 200 may be formed by filling each vertical opening 210 with a conductive material, as shown in FIG. 8L. The conductive material filling the vertical opening 210 may be the same as the conductive material included in the gate electrode layer 150, and may be, for example, tungsten (W). A plurality of connection lines 221-226: 220 may be formed on the plurality of contact plugs 200 as shown in FIG. 8M. The plurality of connection lines 220 may be formed in a direction parallel to the bit line 190 or in a direction crossing the direction in which the plurality of gate electrode layers 150 extend, and the gate electrode layers formed at the same height in the z-axis direction ( 150) may be electrically connected to each other.

도 9a 내지 도 9j는 도 5에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하는 데에 제공되는 단면도이다.9A to 9J are cross-sectional views provided to describe a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 5.

도 9a 내지 도 9j는 도 5의 사시도를 y축 방향에서 바라본 단면도이며, 연결 영역(D)에서의 제조 공정을 위주로 설명할 수 있다.9A to 9J are cross-sectional views of the perspective view of FIG. 5 in the y-axis direction, and the manufacturing process in the connection region D may be mainly described.

도 9a를 참조하면, 기판(105)의 상면에 교대로 적층된 복수의 절연층(170)과 희생층(140)이 식각되어 복수의 패드 영역(P1-P6)이 마련된다. 복수의 패드 영역(P1-P6)에 의해 복수의 절연층(170) 및 희생층(140) 각각은, 다른 절연층(170) 및 희생층(140)과 단차를 형성하게 된다. 또한 복수의 패드 영역(P1-P6)에 의해 각 절연층(170)의 일부 상면이 노출될 수 있으며, 도 9a에 도시한 바와 달리 복수의 패드 영역(P1-P6)에서 각 희생층(140)의 상면이 일부 노출될 수도 있다. Referring to FIG. 9A, a plurality of pad regions P1-P6 are provided by etching the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 alternately stacked on the upper surface of the substrate 105. Each of the plurality of insulating layers 170 and the sacrificial layer 140 is formed by the plurality of pad regions P1 to P6 to form a step with the other insulating layer 170 and the sacrificial layer 140. In addition, a portion of the top surface of each insulating layer 170 may be exposed by the plurality of pad regions P1-P6, and as shown in FIG. 9A, each sacrificial layer 140 may be provided in the plurality of pad regions P1-P6. Some of the top surface may be exposed.

복수의 패드 영역(P1-P6)이 마련되면, 도 9b 및 도 9c에 도시한 바와 같이 패드 영역(P1-P6) 상에 추가로 절연층(AD)을 형성하고, 식각 저지 희생층(115a, 115b)을 마련할 수 있다. 이때, 제1 식각 저지 희생층(115a)과 제2 식각 저지 희생층(115b) 사이에는 제1 식각 저지 희생층(115a)과 제2 식각 저지 희생층(115b)을 물리적으로 분리하기 위한 절연층(AD2)이 더 마련될 수 있다. 식각 저지 희생층(115a, 115b)이 마련되면, 제2 식각 저지 희생층(115b) 상에 연결 영역 절연층(180)을 도포하고 평탄화 공정을 수행할 수 있으며, 도 9d에 도시한 바와 같은 구조물을 형성할 수 있다.When a plurality of pad regions P1-P6 are provided, an insulating layer AD is additionally formed on the pad regions P1-P6 as shown in FIGS. 9B and 9C, and the etch-stop sacrificial layer 115a, 115b). At this time, between the first etch-stop sacrificial layer 115a and the second etch-stop sacrificial layer 115b, an insulating layer for physically separating the first etch-stop sacrificial layer 115a and the second etch-stop sacrificial layer 115b (AD2) may be further provided. When the etch-stop sacrificial layers 115a and 115b are provided, a connection region insulating layer 180 may be applied on the second etch-stop sacrificial layer 115b and a planarization process may be performed, and a structure as illustrated in FIG. 9D Can form.

다음으로 도 9e를 참조하면, 채널 영역(130)을 형성할 수 있다. 채널 영역(130)을 형성하는 방법은 앞서 도 8h를 참조하여 설명한 바와 동일할 수 있다. 채널 영역(130)이 형성되면, 도 9f에 도시한 바와 같이, 식각 저지 희생층(115a, 115b)과 복수의 희생층(140)을 제거하여 측면 개구부(T1, T2)를 마련할 수 있다. 제1 측면 개구부(T1)는 복수의 희생층(140)이 마련되어 있던 공간에 대응하며, 제2 측면 개구부(T2)는 식각 저지 희생층(115a, 115b)이 마련되어 있던 공간에 대응할 수 있다. Next, referring to FIG. 9E, a channel region 130 may be formed. The method of forming the channel region 130 may be the same as described above with reference to FIG. 8H. When the channel region 130 is formed, as shown in FIG. 9F, side openings T1 and T2 may be provided by removing the etch-stopping sacrificial layers 115a and 115b and the plurality of sacrificial layers 140. The first side opening T1 may correspond to a space in which the plurality of sacrificial layers 140 are provided, and the second side opening T2 may correspond to a space in which the etch stop sacrificial layers 115a and 115b are provided.

측면 개구부(T1, T2)에는 도 9g와 같이 소정의 물질이 유입될 수 있다. 이때, 제1 측면 개구부(T1)에는 블록킹층(162)이 우선 증착되어 채널 영역(130)의 외곽에 마련된 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)과 함께 게이트 절연막(160)을 형성하며, 블록킹층(162)의 내부에 텅스텐(W)과 같은 도전성 물질로 게이트 전극층(150)이 형성될 수 있다. 제2 측면 개구부(T2)에는 블록킹층(162)과 동일한 물질이 증착되어 식각 저지층(110a, 110b)이 형성될 수 있다.A predetermined material may be introduced into the side openings T1 and T2 as shown in FIG. 9G. At this time, the blocking layer 162 is first deposited on the first side opening T1 to form the gate insulating layer 160 together with the charge storage layer 164 and the tunneling layer 166 provided outside the channel region 130, , The gate electrode layer 150 may be formed of a conductive material such as tungsten (W) inside the blocking layer 162. The same material as the blocking layer 162 may be deposited on the second side opening T2 to form the etch stop layers 110a and 110b.

이때, 제2 측면 개구부(T2)의 두께는, 제1 측면 개구부(T1)내에 형성되는 블록킹층(162) 두께의 2배보다 작을 수 있다. 제2 측면 개구부(T2)의 두께를 상기와 같은 조건으로 한정함으로써, 게이트 절연막(160)을 형성하는 물질 이외에 게이트 전극층(150)을 형성하는 도전성 물질이 제2 측면 개구부(T2)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. At this time, the thickness of the second side opening T2 may be less than twice the thickness of the blocking layer 162 formed in the first side opening T1. By limiting the thickness of the second side opening T2 to the above conditions, the conductive material forming the gate electrode layer 150 is introduced into the second side opening T2 in addition to the material forming the gate insulating layer 160. Can be prevented.

또한, 채널 영역(130)의 외곽에 터널링층(166)과 전하 저장층(164)이 마련되지 않고, 제1 측면 개구부(T1) 내에 게이트 절연막(160)에 포함되는 터널링층(166), 전하 저장층(164), 블록킹층(162)이 모두 마련될 수도 있다. 이때 제2 측면 개구부(T2)의 두께는 터널링층(166), 전하 저장층(164), 블록킹층(162)을 포함하는 게이트 절연막(160) 총 두께의 2배보다 작을 수 있다.In addition, the tunneling layer 166 and the charge storage layer 164 are not provided outside the channel region 130, and the tunneling layer 166 included in the gate insulating layer 160 in the first side opening T1 is charged. The storage layer 164 and the blocking layer 162 may both be provided. At this time, the thickness of the second side opening T2 may be less than twice the total thickness of the gate insulating layer 160 including the tunneling layer 166, the charge storage layer 164, and the blocking layer 162.

블록킹층(162)과 게이트 전극층(150) 및 식각 저지층(110a, 110b)이 형성되면, z축 방향으로 식각 공정을 진행하여 각 패드 영역(P1-P6)까지 연결되는 복수의 수직 개구부(211-216: 210)를 마련할 수 있다. 복수의 수직 개구부(210)는 식각 조건에 따라 기판(105)에 가까워질수록 좁아지는 폭을 가질 수도 있으며, 복수의 수직 개구부(210)를 형성하는 식각 공정은 식각 저지층(110a, 110b)과 소정의 식각 선택비를 가질 수 있다. When the blocking layer 162 and the gate electrode layer 150 and the etch stop layers 110a and 110b are formed, a plurality of vertical openings 211 connected to each pad region P1 to P6 by performing an etching process in the z-axis direction -216: 210). The plurality of vertical openings 210 may have a narrowing width as it approaches the substrate 105 according to the etching conditions, and the etching process of forming the plurality of vertical openings 210 may include etching blocking layers 110a and 110b. It may have a predetermined etch selectivity.

즉, 식각 저지층(110a, 110b)에 대하여 연결 영역 절연층(180) 및 복수의 절연층(170)을 선택적으로 식각하는 식각 공정을 이용하여 수직 개구부(210)를 형성할 수 있다. 상기와 같은 조건의 식각 공정을 이용함으로써, 최하부에 위치한 게이트 전극층(151)에 연결되는 수직 개구부(211)가 형성되는 동안, 최상부에 위치한 게이트 전극층(156)에 연결되는 수직 개구부(216)가 최상부에 위치한 게이트 전극층(156)을 관통하는 것을 방지할 수 있다.That is, the vertical opening 210 may be formed using an etching process of selectively etching the connection region insulating layer 180 and the plurality of insulating layers 170 with respect to the etch stop layers 110a and 110b. By using the etching process under the above conditions, while the vertical opening 211 connected to the gate electrode layer 151 located at the bottom is formed, the vertical opening 216 connected to the gate electrode layer 156 located at the top is formed at the top. It can be prevented from passing through the gate electrode layer 156 located in.

복수의 수직 개구부(210) 내에는 도 9i에 도시한 바와 같이 도전성 물질 - 예를 들면 텅스텐(W) - 이 충진되어 컨택 플러그(201-206: 200)가 형성될 수 있으며, 도 9j와 같이 컨택 플러그(200) 상에는 복수의 연결 라인(221-226: 220)이 마련될 수 있다. 복수의 연결 라인(220)은 z축 방향으로 동일한 높이에 마련되는 복수의 게이트 전극층(150) 중 일부를 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, y축 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 연결 라인(220)이 복수의 컨택 플러그(200)를 통해 복수의 게이트 전극층(150)과 전기적으로 연결되어야 하므로, 수직 개구부(210)를 형성하는 식각 공정은 게이트 전극층(150)에 대하여 복수의 절연층(170)을 선택적으로 식각하는 식각 공정을 포함할 수 있다.
A conductive plug-for example, tungsten (W)-may be filled in the plurality of vertical openings 210 as shown in FIG. 9I to form contact plugs 201-206: 200, and as shown in FIG. 9J A plurality of connection lines 221-226: 220 may be provided on the plug 200. The plurality of connection lines 220 may electrically connect some of the plurality of gate electrode layers 150 provided at the same height in the z-axis direction, and may extend in the y-axis direction. Since the plurality of connection lines 220 must be electrically connected to the plurality of gate electrode layers 150 through the plurality of contact plugs 200, the etching process of forming the vertical opening 210 is performed with respect to the gate electrode layer 150 It may include an etching process to selectively etch the insulating layer 170 of.

도 10a 내지 도 10i는 도 6에 도시한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하는 데에 제공되는 단면도이다.10A to 10I are cross-sectional views provided to describe a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the embodiment shown in FIG. 6.

도 10a 내지 도 10i는 도 6의 사시도를 y축 방향에서 바라본 단면도이며, 연결 영역(D)에서의 제조 공정을 위주로 설명하기로 한다.10A to 10I are cross-sectional views of the perspective view of FIG. 6 in the y-axis direction, and the manufacturing process in the connection region D will be mainly described.

도 10a를 참조하면, 기판(105)의 상면에 복수의 절연층(171-177: 170)과 복수의 희생층(141-146: 140)이 교대로 적층되며, 복수의 절연층(170)과 복수의 희생층(140)이 교대로 적층된 구조물 위에는 마스크(M)가 마련된다. 복수의 절연층(170) 내에는 복수의 희생층(140)과 동일한 물질로 복수의 식각 저지 희생층(115c)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 10A, a plurality of insulating layers 171-177: 170 and a plurality of sacrificial layers 141-146: 140 are alternately stacked on the upper surface of the substrate 105, and the plurality of insulating layers 170 and A mask M is provided on a structure in which a plurality of sacrificial layers 140 are alternately stacked. A plurality of etch-stop sacrificial layers 115c may be formed of the same material as the plurality of sacrificial layers 140 in the plurality of insulating layers 170.

식각 저지 희생층(115c)은 복수의 희생층(140)과 마찬가지로 x-y 평면에 평행할 수 있다. 도 10a에는 적층 방향으로 서로 인접한 희생층(140) 사이에 하나의 식각 저지 희생층(115)이 형성되는 구조를 도시하였으나, 서로 인접한 희생층(140) 사이에 복수의 식각 저지 희생층(115c)이 형성될 수도 있다. 또한, 인접한 희생층(140) 사이에 서로 다른 개수의 식각 저지 희생층(115c)이 형성될 수도 있다.The etch-stop sacrificial layer 115c may be parallel to the x-y plane like the plurality of sacrificial layers 140. 10A illustrates a structure in which one etch-stopping sacrificial layer 115 is formed between the adjacent sacrificial layers 140 in the stacking direction, but a plurality of etch-stopping sacrificial layers 115c between the adjacent sacrificial layers 140. It may be formed. In addition, a different number of etch-stop sacrificial layers 115c may be formed between adjacent sacrificial layers 140.

도 10b를 참조하면, 도 8a 내지 도 8d에서 설명한 바와 유사하게 마스크(M)에 의해 노출된 영역을 식각하고 마스크(M)를 트리밍하는 공정을 반복하여 도 10b에 도시한 바와 같은 복수의 패드 영역(P1-P6)을 형성할 수 있다. 복수의 패드 영역(P1-P6) 상에는 도 10c와 같이 연결 영역 절연층(180)이 형성될 수 있다. 연결 영역 절연층(180)을 형성한 후에는 평탄화 공정에 의해, 셀 어레이 영역(C), 연결 영역(D) 및 주변 회로 영역의 높이가 동일해질 수 있다.Referring to FIG. 10B, similar to that described with reference to FIGS. 8A to 8D, a process of etching an area exposed by the mask M and trimming the mask M is repeated to repeat a plurality of pad areas as shown in FIG. 10B. (P1-P6) can be formed. A connection region insulating layer 180 may be formed on the plurality of pad regions P1-P6 as shown in FIG. 10C. After forming the connection region insulating layer 180, the heights of the cell array region C, the connection region D, and the peripheral circuit region may be the same by a planarization process.

다음으로, 도 10d에 도시한 바와 같이 채널 영역(130)이 형성된다. 채널 영역(130)을 형성하는 방법은 앞서 도 8h를 참조하여 설명한 바와 동일할 수 있으며, 채널 영역(130)의 내측에는 매립 절연층(120)이, 채널 영역(130)의 외측에는 터널링층(166)과 전하 저장층(164)이 순서대로 마련될 수 있다. 채널 영역(130) 상에는 도전층(195)이 마련될 수 있으며, 도전층(195)은 비트 라인(190)과 전기적으로 연결될 수 있다.Next, a channel region 130 is formed as shown in FIG. 10D. The method of forming the channel region 130 may be the same as described above with reference to FIG. 8H, the buried insulating layer 120 inside the channel region 130, and the tunneling layer (outside the channel region 130). 166) and the charge storage layer 164 may be provided in order. A conductive layer 195 may be provided on the channel region 130, and the conductive layer 195 may be electrically connected to the bit line 190.

채널 영역(130)이 형성되면, 복수의 희생층(140)과, 절연층(170) 내에 마련된 식각 저지 희생층(115c)을 제거하여 복수의 측면 개구부(T1, T2')를 형성할 수 있다. 복수의 제1 측면 개구부(T1)는 게이트 전극층(150)이 마련되는 공간에 대응하며, 복수의 제2 측면 개구부(T2')는 식각 저지층(110c)이 마련되는 공간에 대응할 수 있다.When the channel region 130 is formed, the plurality of side openings T1 and T2' may be formed by removing the plurality of sacrificial layers 140 and the etch-stop sacrificial layer 115c provided in the insulating layer 170. . The plurality of first side openings T1 may correspond to a space in which the gate electrode layer 150 is provided, and the plurality of second side openings T2' may correspond to a space in which the etch stop layer 110c is provided.

복수의 제1 측면 개구부(T1)에는 도 10f에 도시한 바와 같이 블록킹층(162)과 도전성 물질이 채워지며, 복수의 제2 측면 개구부(T2')에는 블록킹층(162)에 포함되는 물질과 동일한 물질이 채워질 수 있다. 일 실시예로, 블록킹층(162)이 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함하는 경우, 복수의 제2 측면 개구부(T2')에도 알루미늄 산화물이 도포되어 식각 저지층(110c)이 형성될 수 있다. 제2 측면 개구부(T2')의 두께는 블록킹층(162)의 두께의 2배 이하일 수 있으며, 따라서 제2 측면 개구부(T2') 내에는 블록킹층(162)에 포함되는 물질만이 채워질 수 있다. 즉, 제2 측면 개구부(T2')는 도전성 물질을 포함하지 않을 수 있다. 제1 측면 개구부(T1) 내에 형성된 블록킹층(162)의 내측에는 도전성 물질 - 예를 들면 텅스텐(W) - 로 게이트 전극층(150)이 더 형성될 수 있다.The plurality of first side openings T1 are filled with a blocking layer 162 and a conductive material as shown in FIG. 10F, and the plurality of second side openings T2' are formed with a material included in the blocking layer 162. The same material can be filled. In one embodiment, when the blocking layer 162 includes aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum oxide is also applied to the plurality of second side openings T2 ′ to form the etch stop layer 110c. have. The thickness of the second side opening T2' may be less than or equal to twice the thickness of the blocking layer 162, so that only the material included in the blocking layer 162 may be filled in the second side opening T2'. . That is, the second side opening T2' may not include a conductive material. A gate electrode layer 150 may be further formed of a conductive material-for example, tungsten (W)-inside the blocking layer 162 formed in the first side opening T1.

한편, 도 7c에 도시한 실시예와 같이 제1 측면 개구부(T1) 내에 블록킹층(162)과 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)이 모두 형성되는 경우, 제2 측면 개구부(T2')의 두께는 블록킹층(162)과 전하 저장층(164) 및 터널링층(166)을 포함하는 게이트 절연막(160)의 두께의 2배 이하일 수 있다. 제2 측면 개구부(T2') 내부는 블록킹층(162)과 전하 저장층(164) 및 터널링층(166) 중 적어도 하나에 포함되는 물질로 채워지며, 따라서 게이트 전극층(150)에 포함되는 도전성 물질은 제2 측면 개구부(T2')로 유입되지 않는다.Meanwhile, when the blocking layer 162, the charge storage layer 164, and the tunneling layer 166 are both formed in the first side opening T1, as shown in the embodiment shown in FIG. 7C, the second side opening T2' ) May be less than or equal to twice the thickness of the gate insulating layer 160 including the blocking layer 162, the charge storage layer 164, and the tunneling layer 166. The inside of the second side opening T2' is filled with a material included in at least one of the blocking layer 162, the charge storage layer 164, and the tunneling layer 166, and thus the conductive material included in the gate electrode layer 150 Does not flow into the second side opening T2'.

식각 저지층(110c)과 블록킹층(162) 및 게이트 전극층(150)이 형성되면, 도 10g에 도시한 바와 같이 z축 방향으로 식각 공정을 진행하여 복수의 수직 개구부(211-216: 210)를 형성할 수 있다. 수직 개구부(210)를 형성하는 식각 공정은 식각 저지층(110c)에 포함되는 물질과 소정의 식각 선택비를 가질 수 있으며, 그로부터 z축 방향으로 상부에 위치한 수직 개구부(216)가 게이트 전극층(156)을 관통하여 발생하는 불량 문제를 해결할 수 있다. When the etch stop layer 110c, the blocking layer 162, and the gate electrode layer 150 are formed, as shown in FIG. 10G, an etch process is performed in the z-axis direction to form a plurality of vertical openings 211-216: 210. Can form. In the etching process of forming the vertical opening 210, the material included in the etch stop layer 110c may have a predetermined etching selectivity, from which the vertical opening 216 located in the z-axis direction is located at the gate electrode layer 156 ) To solve the problem of defects.

수직 개구부(210) 내에 도전성 물질, 예를 들어 게이트 전극층(150)과 동일한 물질을 주입하여 도 10h에 도시한 바와 같이 컨택 플러그(201-206: 200)를 형성할 수 있다. 도 10i를 참조하면, 컨택 플러그(200) 상에는 y축 방향으로 연장되는 복수의 연결 라인(221-226: 220)이 배치되고, 각 연결 라인(220)은 z축 방향으로 동일한 위치에 배치된 게이트 전극층(150) 중 일부를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
A conductive plug, for example, the same material as the gate electrode layer 150 may be injected into the vertical opening 210 to form contact plugs 201-206: 200 as illustrated in FIG. 10H. Referring to FIG. 10I, a plurality of connection lines 221-226: 220 extending in the y-axis direction are disposed on the contact plug 200, and each connection line 220 is a gate disposed at the same position in the z-axis direction. Some of the electrode layers 150 may be electrically connected to each other.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 11 내지 도 13에는 설명의 편의를 위해 비휘발성 메모리 장치에서 연결 영역(D)만을 도시하였다.11 to 13 are cross-sectional views illustrating a structure of a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention. 11 to 13, only the connection area D is shown in the nonvolatile memory device for convenience of description.

우선 도 11을 참조하면, 기판(105) 상에 복수의 게이트 전극층(151-158: 150)과 복수의 절연층(171-179: 170)이 교대로 적층될 수 있다. 복수의 게이트 전극층(150)과 절연층(170) 각각은 마스크층을 이용한 식각 공정에 의해 일 방향 - 도 11에서 x축 방향 - 으로 서로 다른 길이만큼 연장되어 다른 게이트 전극층(150) 및 절연층(170)과 단차를 형성하게 되며, 상기 단차로 인해 복수의 패드 영역이 형성될 수 있다. First, referring to FIG. 11, a plurality of gate electrode layers 151-158: 150 and a plurality of insulating layers 171-179: 170 may be alternately stacked on the substrate 105. Each of the plurality of gate electrode layers 150 and the insulating layer 170 is extended by different lengths in one direction-in the x-axis direction in FIG. 11 by an etching process using a mask layer, and the other gate electrode layer 150 and the insulating layer ( 170), and a plurality of pad regions may be formed due to the step.

복수의 패드 영역에서 게이트 전극층(150) 상에 식각 저지층(110a, 110b)이 마련된다. 이때, 식각 저지층(110a, 110b)은 복수의 패드 영역과 단차에 대응하는 형상을 가질 수 있으며, 도 11에 도시한 바와 같은 계단 형상을 가질 수 있다. 식각 저지층(110a, 110b)은 복수의 게이트 전극층(150)을 둘러싸는 게이트 절연막(160) 중 적어도 일부와 동일한 물질을 포함할 수 있다. The etch stop layers 110a and 110b are provided on the gate electrode layer 150 in the plurality of pad regions. At this time, the etch-stop layers 110a and 110b may have a shape corresponding to a plurality of pad regions and a step, and may have a stair shape as illustrated in FIG. 11. The etch-stop layers 110a and 110b may include the same material as at least a portion of the gate insulating layer 160 surrounding the plurality of gate electrode layers 150.

식각 저지층(110a, 110b)과 게이트 절연막(160)을 관통하는 컨택 플러그(201-208: 200)에 의해 복수의 연결 라인(221-228: 220)이 게이트 전극층(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 라인(220)은 y축 방향으로 연장될 수 있으며, z축 방향으로 동일한 높이에 적층된 복수의 게이트 전극층(150) 중 일부를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.The plurality of connection lines 221-228: 220 may be electrically connected to the gate electrode layer 150 by the contact plugs 201-208: 200 passing through the etch stop layers 110a and 110b and the gate insulating layer 160. have. The connection line 220 may extend in the y-axis direction and electrically connect some of the plurality of gate electrode layers 150 stacked at the same height in the z-axis direction.

컨택 플러그(200)를 형성하기 위해 수직 개구부를 형성하는 식각 공정을 진행함에 있어서, 식각 저지층(110a, 110b)은 식각 공정에 대한 스토퍼(stopper) 역할로 기능할 수 있다. 즉, 식각 공정은 식각 저지층(110a, 110b)에 대해 연결 영역 절연층(180) 및 복수의 절연층(170)을 선택적으로 식각하는 공정 조건으로 진행될 수 있다. 즉, 연결 영역 절연층(180)이 식각되어 식각 저지층(110a, 110b)에 도달했을 때, 식각 저지층(110a, 110b)에 의해 식각 속도가 느려질 수 있다. 따라서, 복수의 수직 개구부를 동시에 형성하는 식각 공정 시에 일부 수직 개구부가 과도하게 식각되어 게이트 전극층(150) 중 일부를 관통하게 되는 불량을 방지할 수 있다.In the process of forming the vertical opening to form the contact plug 200, the etch stop layers 110a and 110b may function as a stopper for the etching process. That is, the etching process may be performed with process conditions for selectively etching the connection region insulating layer 180 and the plurality of insulating layers 170 with respect to the etch stop layers 110a and 110b. That is, when the connection region insulating layer 180 is etched and reaches the etch stop layers 110a and 110b, the etch rate may be slowed by the etch stop layers 110a and 110b. Therefore, during the etching process of simultaneously forming a plurality of vertical openings, a defect in which some vertical openings are excessively etched to penetrate a portion of the gate electrode layer 150 may be prevented.

도 11에는 z축 방향으로 상부에 위치한 4개의 패드 영역 상에 하나의 식각 저지층(110a)이 마련되고, z축 방향으로 하부에 위치한 4개의 패드 영역 상에 2개의 식각 저지층(110a, 110b)이 마련되는 것을 도시하였으나, 식각 저지층(110a, 110b)의 개수가 반드시 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다. 식각 저지층(110a, 110b)은 상부에 위치한 일부 패드 영역에 복수개 마련되거나, 하부에 위치한 일부 패드 영역에 하나만 마련될 수도 있으며, 상하부 구분없이 모든 패드 영역상에 동일한 개수의 식각 저지층(110a, 110b)이 마련될 수도 있다.
In FIG. 11, one etch stop layer 110a is provided on four pad regions located in the z-axis direction, and two etch stop layers 110a and 110b are disposed on four pad regions located in the z-axis direction. ) Is provided, but the number of the etch stop layers 110a and 110b is not necessarily limited to such a form. The etch stop layers 110a and 110b may be provided in plural in some pad regions located at the top or only one in some pad regions located at the bottom, and the same number of etch stop layers 110a may be provided on all pad regions regardless of upper and lower portions. 110b) may be provided.

도 12를 참조하면, 기판(105) 상에 복수의 게이트 전극층(151-158: 150)과 복수의 절연층(171-179: 170)이 교대로 적층된다. 도 12에 도시한 비휘발성 메모리 장치(100)의 대부분 구성 요소는 도 11의 실시예와 동일하나, 식각 저지층(110c)의 구조는 도 11과 다를 수 있다. 도 12에서 식각 저지층(110c)은 도 11과 같이 복수의 패드 영역 및 단차에 대응하는 계단 형상이 아닌, 복수의 게이트 전극층(150)과 같이 일 방향 - x축 방향 - 으로 연장되는 형상을 갖는다. 즉, 복수의 식각 저지층(110c)은 서로 다른 길이를 갖도록 일 방향으로 연장되며, 인접한 게이트 전극층(150)과 같은 길이만큼 일 방향으로 연장될 수 있다.Referring to FIG. 12, a plurality of gate electrode layers 151-158: 150 and a plurality of insulating layers 171-179: 170 are alternately stacked on the substrate 105. Most of the components of the nonvolatile memory device 100 illustrated in FIG. 12 are the same as the embodiment of FIG. 11, but the structure of the etch stop layer 110c may be different from that of FIG. 11. In FIG. 12, the etch stop layer 110c has a shape extending in one direction-in the x-axis direction-as in the plurality of gate electrode layers 150, not in a step shape corresponding to a plurality of pad regions and steps as shown in FIG. 11. . That is, the plurality of etch stop layers 110c may extend in one direction to have different lengths, and may extend in one direction as long as the adjacent gate electrode layer 150.

도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 도 12에서 복수의 패드 영역에 식각 저지층(110c)이 마련됨에 따라, 컨택 플러그(201-208: 200)을 형성하기 위해 복수의 수직 개구부를 형성하는 식각 공정에서 복수의 게이트 전극층(150) 중 적어도 일부가 상기 식각 공정에 의해 관통되는 불량 발생을 억제할 수 있다. 식각 저지층(110c)에 포함되는 물질과 선택비를 갖도록 컨택 플러그(150)를 형성하는 식각 공정을 진행함으로써, 식각 저지층(110c)에 이르렀을 때 식각 공정의 속도를 상대적으로 늦출 수 있다. 따라서, 복수의 수직 개구부를 동시에 형성하는 식각 공정을 진행하여도 게이트 전극층(150) 중 일부가 관통되거나, 또는 일부 게이트 전극층(150)까지 수직 개구부가 연장되지 않음으로써 발생하는 불량 문제를 해결할 수 있다.
As described with reference to FIG. 11, as the etch stop layer 110c is provided in the plurality of pad regions in FIG. 12, an etch process of forming a plurality of vertical openings to form the contact plugs 201-208: 200 In the at least a portion of the plurality of gate electrode layers 150, it is possible to suppress the occurrence of defects through the etching process. By performing an etching process of forming the contact plug 150 to have a selectivity with a material included in the etch-stop layer 110c, the speed of the etch process can be relatively slowed when the etch-stop layer 110c is reached. Accordingly, even if an etching process of simultaneously forming a plurality of vertical openings is performed, a defect problem caused by a part of the gate electrode layer 150 being penetrated or a vertical opening not extending to some of the gate electrode layers 150 may be solved. .

도 13은 도 12에 도시한 실시예의 변형된 형태를 나타낸 도이다. 도 13을 참조하면, 복수의 게이트 전극층(151-158: 150)에 인접하여 복수의 식각 저지층(110c, 110d)이 마련되는데, 게이트 전극층(150) 사이에 배치되는 식각 저지층(110c, 110d)의 개수를 선택적으로 다르게 배치한 것이다. 제1, 제2, 제7, 제8 게이트 전극층(151, 152, 157, 158)에 인접한 식각 저지층(110c)은 하나의 층만을 포함하며, 제3 내지 제6 게이트 전극층(153-156)에 인접한 식각 저지층(110d)은 2개의 층을 포함할 수 있다. 그러나 도 13과 달리, 더 다양한 개수의 조합으로 식각 저지층(110c, 110d)을 형성할 수 있음은 물론이다.
13 is a view showing a modified form of the embodiment shown in FIG. Referring to FIG. 13, a plurality of etch stop layers 110c and 110d are provided adjacent to the plurality of gate electrode layers 151 to 158: 150, and the etch stop layers 110c and 110d disposed between the gate electrode layers 150 are provided. ) Is selectively arranged differently. The etch stop layer 110c adjacent to the first, second, seventh, and eighth gate electrode layers 151, 152, 157, and 158 includes only one layer, and the third to sixth gate electrode layers 153-156 The etch-stop layer 110d adjacent to may include two layers. However, unlike FIG. 13, it is needless to say that the etch stop layers 110c and 110d may be formed by a combination of more various numbers.

도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 저장 장치를 나타낸 블록도이다. 14 is a block diagram illustrating a storage device including a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 일 실시 형태에 따른 저장 장치(1000)는 호스트(HOST)와 통신하는 컨트롤러(1010) 및 데이터를 저장하는 메모리(1020-1, 1020-2, 1020-3)를 포함할 수 있다. 각 메모리(1020-1, 1020-2, 1020-3)는, 도 1 내지 도 13을 참조하여 상술한 것과 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14, the storage device 1000 according to an embodiment may include a controller 1010 communicating with a host HOST and memory 1020-1, 1020-2, and 1020-3 storing data. Can be. Each of the memories 1020-1, 1020-2, and 1020-3 may include a nonvolatile memory device according to various embodiments of the present invention as described above with reference to FIGS.

컨트롤러(1010)와 통신하는 호스트(HOST)는 저장 장치(1000)가 장착되는 다양한 전자 기기일 수 있으며, 예를 들어 스마트폰, 디지털 카메라, 데스크 톱, 랩톱, 미디어 플레이어 등일 수 있다. 컨트롤러(1010)는 호스트(HOST)에서 전달되는 데이터 쓰기 또는 읽기 요청을 수신하여 메모리(1020-1, 1020-2, 1020-3)에 데이터를 저장하거나, 메모리(1020-1, 1020-2, 1020-3)로부터 데이터를 인출하기 위한 명령(CMD)을 생성할 수 있다.The host (HOST) communicating with the controller 1010 may be various electronic devices in which the storage device 1000 is mounted, for example, a smart phone, a digital camera, a desktop, a laptop, or a media player. The controller 1010 receives a data write or read request transmitted from the host (HOST) and stores the data in the memories 1020-1, 1020-2, and 1020-3, or the memory 1020-1, 1020-2, 1020-3) A command (CMD) for fetching data may be generated.

도 14에 도시한 바와 같이, 저장 장치(1000) 내에 하나 이상의 메모리(1020-1, 1020-2, 1020-3)가 컨트롤러(1010)에 병렬로 연결될 수 있다. 복수의 메모리(1020-1, 1020-2, 1020-3)를 컨트롤러(1010)에 병렬로 연결함으로써, SSD(Solid State Drive)와 같이 큰 용량을 갖는 저장 장치(1000)를 구현할 수 있다.
As illustrated in FIG. 14, one or more memories 1020-1, 1020-2, and 1020-3 in the storage device 1000 may be connected to the controller 1010 in parallel. By connecting a plurality of memories 1020-1, 1020-2, and 1020-3 in parallel to the controller 1010, a storage device 1000 having a large capacity such as a solid state drive (SSD) may be implemented.

도 15은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 전자 기기를 나타낸 블록도이다. 15 is a block diagram illustrating an electronic device including a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 15을 참조하면, 일 실시 형태에 따른 전자 기기(2000)는 통신부(2010), 입력부(2020), 출력부(2030), 메모리(2040) 및 프로세서(2050)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 15, the electronic device 2000 according to an embodiment may include a communication unit 2010, an input unit 2020, an output unit 2030, a memory 2040, and a processor 2050.

통신부(2010)는 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, GPS 모듈, 이동통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 통신부(2010)에 포함되는 유/무선 통신 모듈은 다양한 통신 표준 규격에 의해 외부 통신망과 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. The communication unit 2010 may include a wired/wireless communication module, and may include a wireless Internet module, a short-range communication module, a GPS module, and a mobile communication module. The wired/wireless communication module included in the communication unit 2010 may be connected to an external communication network according to various communication standard standards to transmit and receive data.

입력부(2020)는 사용자가 전자 기기(2000)의 동작을 제어하기 위해 제공되는 모듈로서, 기계식 스위치, 터치스크린, 음성 인식 모듈 등을 포함할 수 있다. 또한, 입력부(2020)는 트랙 볼 또는 레이저 포인터 방식 등으로 동작하는 마우스, 또는 핑거 마우스 장치를 포함할 수도 있으며, 그 외에 사용자가 데이터를 입력할 수 있는 다양한 센서 모듈을 더 포함할 수도 있다.The input unit 2020 is a module provided for a user to control the operation of the electronic device 2000, and may include a mechanical switch, a touch screen, and a voice recognition module. In addition, the input unit 2020 may include a mouse or a finger mouse device that operates in a track ball or laser pointer method, or may further include various sensor modules through which a user can input data.

출력부(2030)는 전자 기기(2000)에서 처리되는 정보를 음성 또는 영상의 형태로 출력하며, 메모리(2040)는 프로세서(2050)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이나, 또는 데이터 등을 저장할 수 있다. 메모리(2040)는 도 1 내지 도 13을 참조하여 상술한 것과 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치를 하나 이상 포함할 수 있으며, 프로세서(2050)는 필요한 동작에 따라 메모리(2040)에 명령어를 전달하여 데이터를 저장 또는 인출할 수 있다.The output unit 2030 outputs information processed by the electronic device 2000 in the form of audio or video, and the memory 2040 can store a program or data for processing and control of the processor 2050. . The memory 2040 may include one or more nonvolatile memory devices according to various embodiments of the present invention as described above with reference to FIGS. 1 to 13, and the processor 2050 may store the memory 2040 according to necessary operations. You can store or retrieve data by passing the command to.

메모리(2040)는 전자 기기(2000)에 내장되거나 또는 별도의 인터페이스를 통해 프로세서(2050)와 통신할 수 있다. 별도의 인터페이스를 통해 프로세서(2050)와 통신하는 경우, 프로세서(2050)는 SD, SDHC, SDXC, MICRO SD, USB 등과 같은 다양한 인터페이스 규격을 통해 메모리(2040)에 데이터를 저장하거나 또는 인출할 수 있다.The memory 2040 may be embedded in the electronic device 2000 or communicate with the processor 2050 through a separate interface. When communicating with the processor 2050 through a separate interface, the processor 2050 may store or retrieve data in the memory 2040 through various interface standards such as SD, SDHC, SDXC, MICRO SD, and USB. .

프로세서(2050)는 전자 기기(2000)에 포함되는 각부의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(2050)는 음성 통화, 화상 통화, 데이터 통신 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 멀티미디어 재생 및 관리를 위한 제어 및 처리를 수행할 수도 있다. 또한, 프로세서(2050)는 입력부(2020)를 통해 사용자로부터 전달되는 입력을 처리하고 그 결과를 출력부(2030)를 통해 출력할 수 있다. 또한, 프로세서(2050)는 앞서 설명한 바와 같이 전자 기기(2000)의 동작을 제어하는데 있어서 필요한 데이터를 메모리(2040)에 저장하거나 메모리(2040)로부터 인출할 수 있다.
The processor 2050 may control the operation of each part included in the electronic device 2000. The processor 2050 may perform control and processing related to voice calls, video calls, data communication, etc., or may perform control and processing for multimedia playback and management. Also, the processor 2050 may process input transmitted from the user through the input unit 2020 and output the result through the output unit 2030. Also, as described above, the processor 2050 may store data necessary for controlling the operation of the electronic device 2000 in the memory 2040 or withdraw the data from the memory 2040.

100: 비휘발성 메모리 장치 105: 기판
110: 식각 저지층 115: 식각 저지 희생층
120: 매립 절연층 130: 채널 영역
140: 희생층 150: 게이트 전극층
160: 게이트 절연막 162: 블록킹층
164: 전하 저장층 166: 터널링층
170: 절연층 180: 연결 영역 절연층
190: 비트 라인 195: 도전층
200: 콘택 플러그 210: 수직 개구부
220: 연결 라인 P1-P6: 패드 영역
100: non-volatile memory device 105: substrate
110: etch stop layer 115: etch stop sacrificial layer
120: buried insulating layer 130: channel region
140: sacrificial layer 150: gate electrode layer
160: gate insulating film 162: blocking layer
164: charge storage layer 166: tunneling layer
170: insulating layer 180: connecting region insulating layer
190: bit line 195: conductive layer
200: contact plug 210: vertical opening
220: connection line P1-P6: pad area

Claims (10)

기판의 상면에 수직하는 방향으로 연장되는 채널 영역;
상기 채널 영역에 인접하도록 상기 기판 상에 적층되는 복수의 게이트 전극층;
상기 복수의 게이트 전극층이 일 방향을 따라 서로 다른 길이로 연장되어 마련되는 복수의 패드 영역;
상기 복수의 게이트 전극층 중에서 메모리 셀들에 연결되는 게이트 전극층들에 마련되는 상기 패드 영역 상에서, 상기 복수의 게이트 전극층과 이격되어 배치되는 복수의 식각 저지층;
상기 복수의 식각 저지층 사이에 배치되는 분리 절연층; 및
상기 복수의 게이트 전극층과 연결되는 복수의 컨택 플러그; 를 포함하는 비휘발성 메모리 장치.
A channel region extending in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate;
A plurality of gate electrode layers stacked on the substrate adjacent to the channel region;
A plurality of pad regions in which the plurality of gate electrode layers extend in different lengths in one direction;
A plurality of etch stop layers spaced apart from the plurality of gate electrode layers on the pad region provided in the gate electrode layers connected to memory cells among the plurality of gate electrode layers;
A separation insulating layer disposed between the plurality of etch stop layers; And
A plurality of contact plugs connected to the plurality of gate electrode layers; Non-volatile memory device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 복수의 게이트 전극층과 상기 채널 영역 사이에 마련되는 복수의 게이트 절연막; 을 더 포함하고,
상기 복수의 식각 저지층 각각은 상기 복수의 게이트 절연막 중 적어도 하나와 동일한 물질을 포함하는 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 1,
A plurality of gate insulating layers provided between the plurality of gate electrode layers and the channel region; Further comprising,
Each of the plurality of etch-stop layers includes the same material as at least one of the plurality of gate insulating layers.
제2항에 있어서,
상기 식각 저지층의 두께는 상기 게이트 절연막 두께의 2배 이하인 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 2,
The thickness of the etch stop layer is less than twice the thickness of the gate insulating film.
제2항에 있어서,
상기 복수의 게이트 전극층 사이에 배치되는 절연층; 을 더 포함하고,
상기 복수의 게이트 절연막 중 적어도 일부는 상기 일 방향을 따라 연장되어 상기 복수의 게이트 전극층과 상기 절연층 사이에 배치되는 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 2,
An insulating layer disposed between the plurality of gate electrode layers; Further comprising,
At least a portion of the plurality of gate insulating films extends along the one direction to be disposed between the plurality of gate electrode layers and the insulating layer.
제1항에 있어서,
상기 식각 저지층은 상기 복수의 패드 영역 사이의 단차에 대응하는 형상을 갖는 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 1,
The etch-stop layer has a shape corresponding to a step between the plurality of pad regions.
제1항에 있어서,
상기 복수의 식각 저지층 각각의 두께는 상기 분리 절연층의 두께보다 작은 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 1,
The thickness of each of the plurality of etch stop layers is less than the thickness of the isolation insulating layer.
제1항에 있어서,
상기 복수의 식각 저지층 각각은 상기 복수의 패드 영역 중 최하단의 패드 영역으로부터 최상단의 패드 영역까지 연속적으로 연장되는 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 1,
Each of the plurality of etch stop layers is a non-volatile memory device that continuously extends from the lowest pad area to the uppermost pad area among the plurality of pad areas.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 식각 저지층은 제1 식각 저지층 및 상기 제1 식각 저지층 상부의 제2 식각 저지층을 포함하며, 상기 제1 식각 저지층은 모든 상기 복수의 게이트 전극층 상에 배치되고, 상기 제2 식각 저지층은 상기 복수의 게이트 전극층 중 일부 상에만 배치되는 비휘발성 메모리 장치.
According to claim 1,
The plurality of etch-stop layers include a first etch-stop layer and a second etch-stop layer over the first etch-stop layer, wherein the first etch-stop layer is disposed on all of the plurality of gate electrode layers, and 2 The etch stop layer is a non-volatile memory device disposed only on a portion of the plurality of gate electrode layers.
기판 상에 교대로 적층된 복수의 희생층과 복수의 절연층을 일 방향에서 서로 다른 길이로 식각하여 서로 단차를 갖는 복수의 패드 영역을 형성하는 단계;
상기 복수의 패드 영역 중 일부 상에 복수의 식각 저지 희생층, 및 상기 복수의 식각 저지 희생층 사이의 분리 절연층을 형성하는 단계;
상기 복수의 패드 영역 상에 연결 영역 절연층을 형성하는 단계;
상기 복수의 희생층 및 상기 복수의 식각 저지 희생층을 제거하는 단계; 및
상기 복수의 희생층 및 상기 복수의 식각 저지 희생층이 제거된 영역에 절연 물질을 증착하여, 게이트 절연막 및 복수의 식각 저지층을 형성하는 단계; 를 포함하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.

Etching a plurality of sacrificial layers and a plurality of insulating layers alternately stacked on a substrate to different lengths in one direction to form a plurality of pad regions having a step difference with each other;
Forming a plurality of etch-stopping sacrificial layers and a separation insulating layer between the plurality of etch-stopping sacrificial layers on a portion of the plurality of pad regions;
Forming a connection region insulating layer on the plurality of pad regions;
Removing the plurality of sacrificial layers and the plurality of etch stop sacrificial layers; And
Depositing an insulating material on the regions where the plurality of sacrificial layers and the plurality of etch stop sacrificial layers are removed to form a gate insulating layer and a plurality of etch stop layers; Method of manufacturing a non-volatile memory device comprising a.

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