KR102134607B1 - Ssl/gsl gate oxide in 3d vertical channel nand - Google Patents

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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region

Abstract

메모리 장치는 메모리 셀들의 스트링들의 어레이를 포함한다. 상기 장치는 복수의 절연 물질에 의해 분리되고, 적어도 도전성 스트립들의 하부 평면, 복수의 도전성 스트립들의 중간 평면들 및 도전성 스트립들의 상부 평면을 구비하는 도전성 스트립들의 스택들을 포함한다. 복수의 수직 액티브 스트립들이 상기 복수의 스택들 사이에 형성된다. 전하 저장 구조들은 상기 복수의 중간 평면들 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들과 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 형성된다. 상기 전하 저장 구조들과 다른 조성을 갖는 게이트 유전체는 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면의 적어도 하나 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 형성된다.The memory device includes an array of strings of memory cells. The device comprises stacks of conductive strips separated by a plurality of insulating materials and having at least a lower plane of conductive strips, an intermediate plane of the plurality of conductive strips and an upper plane of the conductive strips. A plurality of vertical active strips are formed between the stacks. Charge storage structures are formed in interface regions at intersections between the side surfaces of the conductive strips in the plurality of intermediate planes and the vertical active strips in the plurality of vertical active strips. A gate dielectric having a composition different from the charge storage structures is formed in interface regions at intersections between the vertical active strips and at least one of the upper plane of the conductive strips and the lower plane of the conductive strips.

Description

3차원 수직 채널 낸드 내의 스트링 선택 라인/접지 선택 라인 게이트 산화물 {SSL/GSL GATE OXIDE IN 3D VERTICAL CHANNEL NAND}String selection line/ground selection line gate oxide in 3D vertical channel NAND {SSL/GSL GATE OXIDE IN 3D VERTICAL CHANNEL NAND}

본 발명은 고밀도 메모리 장치들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메모리 셀들의 다층 평면들이 3차원(3D) 어레이를 제공하도록 배치되는 메모리 장치들에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to high density memory devices, and more particularly, to memory devices in which multiple layers of memory cells are arranged to provide a three dimensional (3D) array.

최근 몇 년 동안에, 3D 메모리 장치들은 절연 물질에 의해 분리되는 도전성 스트립들(strips)의 스택들(stacks)과 상기 스택들 사이의 수직 액티브 스트립들을 포함하는 다양한 구성들로 개발되어 왔다. 전하 저장 구조들을 포함하는 메모리 셀들은 상기 스택들 내의 도전성 스트립들의 중간 평면들과 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 계면 영역들에 배치된다. 스트링 선택 스위치들은 상기 스택들 내의 도전성 스트립들의 상부 평면과 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 계면 영역들에 배치된다. 기준 선택 스위치들은 상기 스택들 내의 도전성 스트립들의 하부 평면과 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 계면 영역들에 배치된다. 상기 메모리 셀들의 동작을 신뢰성 있게 컨트롤하기 위하여, 상기 스트링 선택 스위치들 및 기준 선택 스위치들의 문턱 전압들이 안정한 것이 바람직하다. 스트링 선택 스위치들과 기준 선택 스위치들이 상기 메모리 셀들로서 전하 저장 구조들을 포함할 때, 스트링 선택 스위치들 및 기준 선택 스위치들은 이들의 문턱 전압이 변화될 수 있게 충전될 수 있으며, 이에 따라 상기 스위치들을 프로그램 및 소거하도록 추가적인 회로부가 요구된다.In recent years, 3D memory devices have been developed in a variety of configurations including stacks of conductive strips separated by insulating material and vertical active strips between the stacks. Memory cells comprising charge storage structures are disposed in the interfacial regions between the vertical active strips and the intermediate planes of the conductive strips in the stacks. String select switches are disposed in the interface regions between the vertically active strips and the upper plane of the conductive strips in the stacks. Reference selection switches are arranged in the interface regions between the lower active planes of the conductive strips in the stacks and the vertical active strips. In order to reliably control the operation of the memory cells, it is preferable that the threshold voltages of the string selection switches and the reference selection switches are stable. When the string select switches and the reference select switches include charge storage structures as the memory cells, the string select switches and the reference select switches can be charged such that their threshold voltage can be changed, thereby programming the switches And additional circuitry to erase.

메모리 셀들이 프로그램되거나 소거되는 동안에 문턱 전압들을 컨트롤하는 추가적인 회로부를 요구하지 않고 안정한 문턱 전압들을 갖는 스트링 선택 스위치들 및 기준 선택 스위치들을 제공하는 3차원 집적 회로 메모리를 위한 구조를 제공하는 것이 바람직하다.It is desirable to provide a structure for a three-dimensional integrated circuit memory that provides string select switches and reference select switches with stable threshold voltages without requiring additional circuitry to control the threshold voltages while memory cells are programmed or erased.

메모리 장치는 메모리 셀들의 스트링들(strings)의 어레이를 포함한다. 상기 장치는, 절연 물질에 의해 분리되고, 적어도 도전성 스트립들(strips)의 하부 평면(GSL), 복수의 도전성 스트립들의 중간 평면들(WL) 및 도전성 스트립들의 상부 평면(SSL)을 구비하는 복수의 도전성 스트립들의 스택들(stacks)울 포함한다. 복수의 수직 액티브 스트립들은 상기 복수의 스택들 사이에 배치된다. 전하 저장 구조들은 상기 스택들 내의 상기 복수의 중간 평면들 내의 도전성 스트립들의 측부 표면들과 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 배치된다. 상기 전하 저장 구조들과 다른 조성을 갖는 게이트 유전체들은 상기 복수의 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 표면과 상기 도전성 스트립들의 하부 표면들의 적어도 하나 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 배치된다.The memory device includes an array of strings of memory cells. The device is separated by an insulating material and has at least a lower plane (GSL) of conductive strips, a middle plane (WL) of a plurality of conductive strips and a top plane (SSL) of conductive strips. Includes stacks of conductive strips. A plurality of vertical active strips are disposed between the plurality of stacks. Charge storage structures are disposed in interface regions at intersections between the side surfaces of the conductive strips in the plurality of intermediate planes in the stacks and the vertical active strips in the plurality of vertically active strips. Gate dielectrics having a composition different from the charge storage structures are between the vertical active strips in the plurality of active strips and the top surfaces of the conductive strips and side surfaces of the conductive strips in at least one of the bottom surfaces of the conductive strips. Are placed in the interfacial regions at the intersections of.

상기 장치는 도전성 스트립들의 상부 평면(SSL) 상의 실리사이드 형성물들(silicide formations)을 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 수직 액티브 스트립들을 상기 도전성 스트립들의 상부 평면으로부터 분리시키는 스페이서들, 그리고 상기 수직 액티브 스트립들의 상단 상의 실리사이드 형성물들을 포함할 수 있다. 상기 게이트 유전체는 상기 전하 저장 구조들 보다 얇은 실리콘 산화물의 층을 포함할 수 있다. 상기 게이트 유전체는 약 칠(7) 나노미터의 두께를 가질 수 있다.The device may include silicide formations on the upper plane (SSL) of the conductive strips. The device may include spacers separating the vertical active strips from the upper plane of the conductive strips, and silicide formations on top of the vertical active strips. The gate dielectric may include a layer of silicon oxide thinner than the charge storage structures. The gate dielectric may have a thickness of about seven (7) nanometers.

기준 도전체(reference conductor)는 상기 도전성 스트립들의 하부 평면과 상기 집적 회로 기판 사이의 레벨 내에 배치되며, 상기 복수의 수직 액티브 스트립들에 연결된다. 상기 기준 도전체는 N+ 도핑된 반도체 물질을 포함할 수 있다.A reference conductor is disposed within the level between the lower plane of the conductive strips and the integrated circuit board, and is connected to the plurality of vertical active strips. The reference conductor may include an N+ doped semiconductor material.

여기에 기술하는 바와 같이 메모리 장치들을 제조하기 위한 방법들도 제공된다.Methods for manufacturing memory devices as described herein are also provided.

본 발명의 다른 측면들과 이점들은 다음의 첨부된 도면들에 대한 검토, 상세한 설명 및 특허청구범위를 통해 알 수 있을 것이다.Other aspects and advantages of the invention will be apparent through the following review of the accompanying drawings, detailed description and claims.

본 발명의 실시예들에 따르면, 메모리 셀들이 프로그램되거나 소거되는 동안에 문턱 전압들을 조절하는 추가적인 회로부를 요구하지 않고 안정한 문턱 전압들을 갖는 스트링 선택 스위치들 및 기준 선택 스위치들을 제공하는 3차원 집적 회로 메모리 장치를 구현할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a three-dimensional integrated circuit memory device that provides string selection switches and reference selection switches with stable threshold voltages without requiring additional circuitry to adjust threshold voltages while memory cells are programmed or erased. You can implement

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원(3D) 메모리 장치의 단면도이다.
도 1a는 본 발명의 선택적인 실시예에 따른 3차원 메모리 장치의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따른 3차원 메모리 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로의 간략화된 블록도이다.
도 3은 메모리 장치를 제조하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 4 내지 도 15는 메모리 장치를 제조하기 위한 공정 예를 예시한다.
도 16 내지 도 27은 메모리 장치를 제조하기 위한 선택적인 공정 예를 예시한다.
1 is a cross-sectional view of a three-dimensional (3D) memory device according to an embodiment of the present invention.
1A is a cross-sectional view of a 3D memory device in accordance with an alternative embodiment of the present invention.
1B is a cross-sectional view of a 3D memory device according to another alternative embodiment of the present invention.
2 is a simplified block diagram of an integrated circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow diagram illustrating a method for manufacturing a memory device.
4 to 15 illustrate an example of a process for manufacturing a memory device.
16-27 illustrate an example of an optional process for manufacturing a memory device.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들의 상세한 설명이 제공된다. 다음 설명은 대체로 특정 구조의 실시예들 및 방법들을 참조할 것이다. 본 발명에 구체적으로 개시된 실시예들 및 방법들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 다른 특징들, 요소들, 방법들 및 실시예들을 이용하여 구현될 수 있는 점이 이해되어야 할 것이다. 바람직한 실시예들은 본 발명을 예시하는 의도로 기술되며, 특허 청구 범위에 의해 정해지는 본 발명의 범주를 제한하는 것은 아니다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음의 설명으로부터 다양한 균등 변형들이 수행될 수 있는 점을 인지할 수 있을 것이다. 다양한 실시예들에서 동일한 요소들은 공통적으로 동일한 참조 부호들로서 언급된다.A detailed description of embodiments of the invention is provided with reference to the accompanying drawings. The following description will generally refer to embodiments and methods of a particular structure. It should be understood that the invention is not limited to the embodiments and methods specifically disclosed herein, and that the invention can be implemented using other features, elements, methods and embodiments. Preferred embodiments are described with the intention of illustrating the invention, and do not limit the scope of the invention as defined by the claims. Those skilled in the art will appreciate that various equivalent modifications can be performed from the following description. The same elements in various embodiments are commonly referred to as the same reference numerals.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원(3D) 메모리 장치(100)를 X-Z 평면으로 나타낸 단면도이다. 도 1의 실시예에서 예시한 바와 같이, 메모리 장치(100)는 집적 회로 기판 상에 형성되는 메모리 셀들의 낸드(NAND) 스트링들(strings)의 어레이를 포함한다. 상기 장치는, 절연 물질(예를 들면, 105, 115, 125, 135, 145, 155)에 의해 분리되고, 적어도 도전성 스트립들(예를 들면, 111-114)의 하부 평면(GSL), 복수의 도전성 스트립들(예를 들면. 121-124, 131-134, 141-144)의 중간 평면들(WL), 그리고 도전성 스트립들(예를 들면, 151-154)의 상부 평면들(SSL)을 구비하는 복수의 도전성 스트립들(strips)의 스택들(stacks)을 포함한다. 복수의 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 161, 162)은 상기 복수의 스택들 사이에 배치된다. 전하 저장 구조들(예를 들면, 141m, 142m, 143m, 144m)은 상기 스택들 내의 상기 복수의 중간 평면들 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들과 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 배치된다. 절연 물질(예를 들면, 170)은 도전성 스트립들(예를 들면, 112, 122, 132, 142, 152)의 스택을 인접하는 도전성 스트립들(예를 들면, 113, 123, 133, 143, 153)의 스택으로부터 분리시킨다.1 is a cross-sectional view showing a three-dimensional (3D) memory device 100 according to an embodiment of the present invention in an X-Z plane. As illustrated in the embodiment of FIG. 1, memory device 100 includes an array of NAND strings of memory cells formed on an integrated circuit board. The device is separated by an insulating material (e.g. 105, 115, 125, 135, 145, 155), at least a lower plane (GSL) of conductive strips (e.g. 111-114), a plurality of Equipped with intermediate planes WL of conductive strips (e.g. 121-124, 131-134, 141-144), and upper planes (SSL) of conductive strips (e.g. 151-154) It includes a stack of a plurality of conductive strips (strips). A plurality of vertical active strips (eg, 161, 162) are disposed between the stacks. Charge storage structures (eg, 141m, 142m, 143m, 144m) are the side surfaces of the conductive strips in the plurality of intermediate planes in the stacks and the vertical active strips in the plurality of vertical active strips It is disposed within the interface regions at the intersections between. The insulating material (e.g., 170) is adjacent to a stack of conductive strips (e.g., 112, 122, 132, 142, 152) and conductive strips (e.g., 113, 123, 133, 143, 153) ).

게이트 유전체(예를 들면, 111g, 112g, 113g, 114g, 155-158)는 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면의 적어도 하나 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 배치되며, 이에 따라 스트링 선택 라인들(string select lines; SSL) 및 접지 선택 라인들(ground select lines; GSL)이 형성된다. 게이트 유전체(예를 들면, 111g, 112g, 113g, 114g, 155-158)는 상기 전하 저장 구조물들과 다른 조성을 가진다. 게이트 유전체와 함께 형성되는 스트링 선택 라인들(SSL) 및 접지 선택 라인들(GSL)은 충전 가능하지 않으며, 이에 따라 고정된 문턱 전압들을 가진다.The gate dielectric (eg, 111g, 112g, 113g, 114g, 155-158) is the side surfaces of the conductive strips in at least one of the vertical active strips and the upper plane of the conductive strips and the lower plane of the conductive strips. It is disposed in the interfacial regions at the intersections between, so that string select lines (SSL) and ground select lines (GSL) are formed. The gate dielectric (eg, 111g, 112g, 113g, 114g, 155-158) has a different composition than the charge storage structures. The string select lines SSL and the ground select lines GSL formed with the gate dielectric are not chargeable, and thus have fixed threshold voltages.

상기 게이트 유전체는 상기 전하 저장 구조들 보다 얇은 실리콘 산화물 물질의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 유전체는 약 칠(7) 나노미터의 두께를 가질 수 있는 반면, 상기 전하 저장 구조들은 약 이십(20) 나노미터의 두께를 가질 수 있다. 상기 게이트 유전체와 함께 형성되는 스트링 선택 라인들(SSL) 및 기준 선택 스위치들(reference select switches)은 전하 저장 구조들과 함께 형성되는 메모리 셀들을 동작시키는 데 요구되는 전압(예를 들면, 약 5V 내지 약 20V) 보다 낮은 전압(예를 들면, 3.3V)에서 동작할 수 있다.The gate dielectric may include a layer of silicon oxide material thinner than the charge storage structures. For example, the gate dielectric can have a thickness of about seven (7) nanometers, while the charge storage structures can have a thickness of about twenty (20) nanometers. The string select lines (SSL) and reference select switches formed with the gate dielectric are required to operate memory cells formed with charge storage structures (eg, from about 5V to about 5V). It can operate at a voltage lower than about 20V (eg, 3.3V).

상기 장치는 상기 상부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 저항을 감소시키도록 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 191, 193, 195, 197)의 상부 평면 상의 실리사이드 형성물들(silicide formations)을 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 도전성 스트립들의 상부 평면으로부터 상기 수직 액티브 스트립들을 분리시키는 스페이서들(예를 들면, 181, 183, 185, 187)과 상기 수직 액티브 스트립들의 상단 상의 실리사이드 형성물들(예를 들면, 192, 196)을 포함할 수 있다.The device may include silicide formations on the top plane of the conductive strips (eg, 191, 193, 195, 197) to reduce the resistance of the conductive strips in the top plane. The device includes spacers (e.g., 181, 183, 185, 187) separating the vertical active strips from the top plane of the conductive strips and silicide formations (e.g., 192, on top of the vertical active strips). 196).

상기 복수의 도전성 스트립들의 스택들 내의 도전성 스트립들은 X-Z 평면에 직교하는 Y 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 메모리 장치 내의 디코딩 회로부(decoding circuitry)에 연결된다. 기준 도전체(reference conductor)(도시되지 않음)는 상기 도전성 스트립들의 하부 평면과 상기 집적 회로 기판 사이의 레벨(level) 내에 배치될 수 있고, 상기 복수의 수직 액티브 스트립들에 연결된다. 상기 기준 도전체는 N+ 도핑된 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 메모리 장치는 상기 복수의 수직 액티브 스트립들에 연결되고, 감지 회로들에 연결되는 복수의 글로벌 비트 라인들을 포함하는 상부에 놓인 패터닝된 도전층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.The conductive strips in the stacks of the plurality of conductive strips may be arranged in a Y direction orthogonal to the X-Z plane, and are connected to decoding circuitry in the memory device. A reference conductor (not shown) can be disposed within a level between the lower plane of the conductive strips and the integrated circuit board, and is connected to the plurality of vertically active strips. The reference conductor may include an N+ doped semiconductor material. The memory device may include an overlying patterned conductive layer (not shown) including a plurality of global bit lines connected to the plurality of vertical active strips and connected to sensing circuits.

도 1a는 본 발명의 선택적인 실시예에 따른 3차원 메모리 장치의 단면도이다. 선택적인 실시예에서의 차이점은 게이트 유전체가 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 155-158)의 상부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에만 배치되는 것이다. 전하 저장 구조들(예를 들면, 111m, 112m, 113m, 114m)은 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 하부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 배치된다.1A is a cross-sectional view of a 3D memory device in accordance with an alternative embodiment of the present invention. The difference in an alternative embodiment is that a gate dielectric is between the vertical active strips in the plurality of vertical active strips and the side surfaces of the conductive strips in the top plane of the conductive strips (eg 155-158). It is only disposed within the interface regions at the intersections of. Charge storage structures (eg, 111m, 112m, 113m, 114m) are intersections between the vertical active strips in the plurality of vertical active strips and side surfaces of the conductive strips in the lower plane of the conductive strips. In the interfacial regions.

도 1b는 본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따른 3차원 메모리 장치의 단면도이다. 다른 선택적인 실시예에서의 하나의 차이점은 게이트 유전체(예를 들면, 111g, 112g, 113g, 114g)가 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 하부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에만 배치되는 것이다. 전하 저장 구조들(예를 들면, 151m, 152m, 153m, 154m)은 상기 복수의 수직형 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 배치된다. 다른 선택적인 실시예에서의 다른 차이점은, 실리사이드 형성물들(예를 들면, 192, 196)이 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 161, 162)의 상단 상에만 형성되고, 상기 전하 저장 구조들(예를 들면, 151m, 152m, 153m, 154m) 상에는 형성되지 않는 반면, 도 1 및 도 1a에 예시한 실시예들에서는, 실리사이드 형성물들(예를 들면, 191, 193, 195, 197)이 폴리실리콘을 포함할 수 있는 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 151-154)의 상부 평면(SSL) 상에도 형성되는 것이다.1B is a cross-sectional view of a 3D memory device according to another alternative embodiment of the present invention. One difference in other alternative embodiments is that a gate dielectric (eg, 111g, 112g, 113g, 114g) is the vertical active strips in the plurality of vertical active strips and the conductivity in the lower plane of the conductive strips. It is only disposed within the interfacial regions at the intersections between the side surfaces of the strips. Charge storage structures (eg, 151m, 152m, 153m, 154m) are the intersection between the vertical active strips in the plurality of vertical active strips and side surfaces of the conductive strips in the upper plane of the conductive strips. In the interfacial regions. Another difference in another alternative embodiment is that silicide formations (eg, 192, 196) are formed only on top of the vertical active strips (eg, 161, 162), and the charge storage structures (E.g., 151m, 152m, 153m, 154m), while in the embodiments illustrated in FIGS. 1 and 1A, silicide formations (e.g., 191, 193, 195, 197) are poly It is also formed on the upper plane (SSL) of the conductive strips (for example, 151-154) that may include silicon.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로의 간략화된 블록도이다. 도 2에 도시한 실시예에 있어서, 상기 집적 회로(200)는, 여기서 설명하는 바와 같이, 상기 집적 회로 기판 상에서 상기 도전성 스트립들의 상부 평면(SSL) 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면(GSL)의 적어도 하나의 상부에 게이트 유전체와 함께 구현되는 수직 채널 메모리 어레이(260)를 포함한다. 상기 게이트 유전체는 상기 복수의 중간 평면들(WL) 내의 상기 도전성 스트립 상에 구현되는 상기 전하 저장 구조들과 다른 조성을 가진다.2 is a simplified block diagram of an integrated circuit according to an embodiment of the present invention. In the embodiment shown in Figure 2, the integrated circuit 200, as described herein, at least of the upper plane (SSL) of the conductive strips and the lower plane (GSL) of the conductive strips on the integrated circuit board. It includes a vertical channel memory array 260 implemented with a gate dielectric on top of one. The gate dielectric has a different composition from the charge storage structures implemented on the conductive strip in the plurality of intermediate planes WL.

로우 디코더(row decoder)(261)는 복수의 워드 라인들(262)에 연결되고, 상기 메모리 어레이(260) 내의 열들(rows)을 따라 배치된다. 칼럼 디코더(column decoder)(263)는 복수의 비트 라인들(264)(또는 전술한 바와 같이 스트링 선택 라인들(SSL))에 연결되고, 상기 메모리 어레이(260) 내의 상기 메모리 셀들로부터 데이터를 읽고 프로그래밍하기 위해 상기 메모리 어레이(260) 내에 행들(columns)을 따라 배치된다. 플레인 디코더(plane decoder)(258)는 스트링 선택 라인들(SSL)(259)(또는 상술한 바와 같이 비트 라인들) 상의 상기 메모리 어레이(260) 내의 복수의 평면들에 연결된다. 어드레스들은 버스(265) 상에서 칼럼 디코더(263), 로우 디코더(261) 및 플레인 디코더(258)로 제공된다. 블록(266) 내의 감지 증폭기들(sense amplifiers) 및 데이터 입력 구조들은 이러한 실시예에서는 데이터 버스(267)를 거쳐 상기 칼럼 디코더(263)에 연결된다. 데이터는 상기 데이터 입력 라인(271)을 통해 상기 집적 회로(275) 상의 입력/출력 포트들로부터 또는 상기 집적 회로(275) 내부나 외부의 다른 데이터 소스들로부터 블록(266) 내의 상기 데이터 입력 구조들에 제공된다. 예시한 실시예에 있어서, 범용 프로세서나 전용 어플리케이션 회로부, 또는 프로그램 가능한 저항 셀 어레이에 의해 유지되는 시스템-온-칩 기능성을 제공하는 모듈들의 결합과 같은 다른 회로부(274)가 상기 집적 회로 상에 포함될 수 있다. 데이터는 상기 데이터 출력 라인(272)을 통해 블록(266) 내의 상기 감지 증폭기들로부터 상기 집적 회로(275) 상의 입력/출력 포트들로 또는 상기 집적 회로(275)의 내부나 외부의 다른 데이터 수신지들로 제공된다.A row decoder 261 is connected to a plurality of word lines 262 and is disposed along rows in the memory array 260. A column decoder 263 is connected to a plurality of bit lines 264 (or string selection lines SSL as described above), and reads data from the memory cells in the memory array 260. It is arranged along the columns in the memory array 260 for programming. A plane decoder 258 is connected to a plurality of planes in the memory array 260 on string select lines (SSL) 259 (or bit lines as described above). The addresses are provided on the bus 265 to a column decoder 263, a row decoder 261 and a plane decoder 258. The sense amplifiers and data input structures in block 266 are connected to the column decoder 263 via a data bus 267 in this embodiment. Data is entered into the data input structures in block 266 from input/output ports on the integrated circuit 275 via the data input line 271 or from other data sources inside or outside the integrated circuit 275. Is provided on. In the illustrated embodiment, other circuitry 274 may be included on the integrated circuit, such as a general purpose processor or dedicated application circuitry, or a combination of modules that provide system-on-chip functionality maintained by a programmable resistor cell array. Can be. Data is passed through the data output line 272 from the sense amplifiers in block 266 to input/output ports on the integrated circuit 275 or other data destinations inside or outside the integrated circuit 275. Is provided as.

바이어스 정열 상태 기계(269)를 이용하여 이러한 실시예에서 구현되는 컨트롤러는 읽기 및 프로그램 전압들과 같이 블록(268) 내의 전압 공급이나 공급들을 통해 생성되거나 제공되는 바이어스 배열 전압의 적용을 조절한다. 상기 컨트롤러는 해당 기술 분야에서 알려진 전용 로직 회로부를 이용하여 구현될 수 있다. 선택적인 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는 동일한 집적 회로 상에 구현될 수 있는 범용 프로세서를 포함할 수 있으며, 이는 상기 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 프로그램을 실행시킨다. 또 다른 실시예들에 있어서, 전용 로직 회로부 및 범용 프로세서의 결합이 상기 컨트롤러의 구현을 위해 활용될 수 있다.Using a bias aligned state machine 269, a controller implemented in this embodiment regulates the application of a bias array voltage generated or provided through the voltage supply or supplies within block 268, such as read and program voltages. The controller can be implemented using a dedicated logic circuit known in the art. In alternative embodiments, the controller can include a general purpose processor that can be implemented on the same integrated circuit, which runs a computer program that controls the operation of the device. In still other embodiments, a combination of dedicated logic circuitry and a general purpose processor can be utilized for the implementation of the controller.

도 3은 수직 채널 구조를 제조하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다. 상기 방법은 집적 회로 기판 상에 절연층들에 의해 분리되는 복수의 희생층들, 그리고 상부 도전층 및 하부 도전층의 적어도 하나를 형성하는 단계로 시작된다(단계 310). 상기 희생층들 및 도전층들은 제1 개구들을 형성하도록 식각된다(단계 320). 게이트 유전층은 상기 제1 개구들 내의 상부 도전층 및 하부 도전층의 적어도 하나의 측부 표면들 상에 형성된다(단계 330). 복수의 수직 액티브 스트립들은, 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 수직 액티브 스트립들이 상기 게이트 유전층에 접촉되는 상기 제1 개구들 내에 형성된다(단계 340).3 is a flow diagram illustrating a method for manufacturing a vertical channel structure. The method begins with forming a plurality of sacrificial layers separated by insulating layers on an integrated circuit substrate, and at least one of an upper conductive layer and a lower conductive layer (step 310). The sacrificial layers and conductive layers are etched to form first openings (step 320). A gate dielectric layer is formed on at least one side surface of the upper conductive layer and the lower conductive layer in the first openings (step 330). A plurality of vertical active strips are formed in the first openings in which the vertical active strips in the plurality of vertical active strips contact the gate dielectric layer (step 340).

상기 희생층들 및 도전층들은 이후에 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 인접하는 수직 액티브 스트립들 사이에 제2 개구들을 형성하도록 식각되며, 이에 따라 상기 복수의 희생층들이 노출되고, 이에 따라 상부 도전층 및 하부 도전층의 적어도 하나 내에 도전성 스트립들의 상부 평면 및 도전성 스트립들의 하부 평면의 적어도 하나가 형성된다(단계 350). 상기 제2 개구들에 의해 노출되는 상기 복수의 희생층들은 상기 절연층들 사이에 수평 개구들을 형성하도록 제거된다(단계 360). 메모리층은 상기 수평 개구들 내의 상기 수직 액티브 스트립들의 측부 표면들 상에 형성된다(단계 370). 복수의 도전성 스트립들의 평면들은 상기 수평 개구들 내에 형성된다. 상기 복수의 평면들 내의 도전성 스트립들의 측부 표면들은 상기 메모리층에 접촉된다(단계 380). 상기 복수의 평면들은 복수의 도전성 스트립들의 중간 평면들(WL)을 포함한다. 상기 복수의 평면들은, 도 1b에 도시한 바와 같이 상기 메모리층에 접촉되는 도전성 스트립들의 상부 평면(SSL) 및 도 1a에 도시한 바와 같이 상기 메모리층에 접촉되는 도전성 스트립들의 하부 평면(GSL)의 하나를 포함할 수 있다. 절연 물질이 이후에 상기 제2 개구들 내에 형성된다.The sacrificial layers and conductive layers are then etched to form second openings between adjacent vertical active strips in the plurality of vertical active strips, whereby the plurality of sacrificial layers are exposed, and thus the upper conductive At least one of a top plane of conductive strips and a bottom plane of conductive strips is formed in at least one of the layer and the bottom conductive layer (step 350). The plurality of sacrificial layers exposed by the second openings are removed to form horizontal openings between the insulating layers (step 360). A memory layer is formed on the side surfaces of the vertical active strips in the horizontal openings (step 370). The planes of the plurality of conductive strips are formed in the horizontal openings. Side surfaces of the conductive strips in the plurality of planes are in contact with the memory layer (step 380). The plurality of planes include intermediate planes WL of the plurality of conductive strips. The planes of the plurality of planes are of the upper plane (SSL) of the conductive strips contacting the memory layer as shown in FIG. 1B and the lower plane (GSL) of the conductive strips contacting the memory layer as shown in FIG. 1A. It can contain one. An insulating material is then formed in the second openings.

상기 게이트 유전층은 상기 메모리층과는 다른 조성을 가진다. 상기 게이트 유전층은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 메모리층은, 예를 들면, ONO(산화물-질화물-산화물), ONONO(산화물-질화물-산화물-질화물-산화물), SONOS(실리콘-산화물-질화물-산화물-실리콘), BE-SONOS(밴드갭 조절된 실리콘-산화물-질화물-산화물-실리콘), TANOS(탄탈륨 질화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘), 그리고 MA BESONOS(금속-고유전율의 밴드갭 조절된 실리콘-산화물-질화물-산화물-실리콘)와 같이 알려진 플래시 메모리(flash memory) 기술들을 포함하는 플래시 메모리 기술들로부터 알려진 다층 유전 전하 저장 구조를 포함할 수 있다.The gate dielectric layer has a different composition from the memory layer. The gate dielectric layer may include silicon oxide. The memory layer is, for example, ONO (oxide-nitride-oxide), ONONO (oxide-nitride-oxide-nitride-oxide), SONOS (silicon-oxide-nitride-oxide-silicon), BE-SONOS (bandgap) Modified silicon-oxide-nitride-oxide-silicon), TANOS (tantalum nitride, aluminum oxide, silicon nitride, silicon oxide, silicon), and MA BESONOS (metal-high permittivity bandgap controlled silicon-oxide-nitride-oxide -Silicon), and may include a multilayer dielectric charge storage structure known from flash memory technologies including known flash memory technologies.

상기 게이트 유전체는 상기 메모리층 보다 얇은 실리콘 산화물 물질의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 유전층은 약 칠(7) 나노미터의 두께를 가질 수 있는 반면, 상기 메모리층은 약 이십(20) 나노미터의 두께를 가질 수 있다.The gate dielectric may include a layer of silicon oxide material thinner than the memory layer. For example, the gate dielectric layer may have a thickness of about seven (7) nanometers, while the memory layer may have a thickness of about twenty (20) nanometers.

스페이서들은 상기 수직 액티브 스트립들을 상기 도전성 스트립들의 상부 평면으로부터 분리시키도록 상기 수직 액티브 스트립들의 측부들 상에 형성될 수 있다. 실리사이드 형성물들은 상기 수직 액티브 스트립들의 상단 상에 형성될 수 있다. 실리사이드 형성물들은, 예를 들면, 실리사이드 형성물들이 상기 수직 액티브 스트립들의 상당 상에 형성되는 동일한 공정 동안에 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 상에 형성될 수 있다.Spacers may be formed on the sides of the vertical active strips to separate the vertical active strips from the upper plane of the conductive strips. Silicide formations may be formed on top of the vertical active strips. Silicide formations can be formed on the top plane of the conductive strips, for example, during the same process where the silicide formations are formed on a substantial portion of the vertical active strips.

일 구현예에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면은 모두 상기 게이트 유전층에 접촉되는 측부 표면들을 가질 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 상부 평면은 상기 게이트 유전층에 접촉되는 측부 표면들을 가질 수 있는 반면, 상기 도전성 스트립들의 하부 평면은 상기 메모리층에 접촉되는 측부 표면들을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 상부 평면은 상기 메모리층에 접촉되는 측부 표면들을 가질 수 있는 반면, 상기 도전성 스트립들의 하부 평면은 상기 게이트 유전층에 접촉되는 측부 표면들을 가질 수 있다.In one embodiment, both the upper plane of the conductive strips and the lower plane of the conductive strips can have side surfaces contacting the gate dielectric layer. In another embodiment, the upper plane of the conductive strips can have side surfaces contacting the gate dielectric layer, while the lower plane of the conductive strips can have side surfaces contacting the memory layer. In another embodiment, the upper plane of the conductive strips can have side surfaces contacting the memory layer, while the lower plane of the conductive strips can have side surfaces contacting the gate dielectric layer.

상기 방법은 기준 도전체가 상기 복수의 수직 액티브 스트립들에 연결되는 상기 복수의 희생층들 및 도전층들과 상기 집적 회로 기판 사이의 레벨 내에 상기 기준 도전체를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 기준 도전체는 N+ 도핑된 반도체 물질을 포함할 수 있다.The method may further include forming the reference conductor within a level between the plurality of sacrificial layers and the conductive layers and the integrated circuit board where a reference conductor is connected to the plurality of vertical active strips. The reference conductor may include an N+ doped semiconductor material.

도 4 내지 도 15는 메모리 장치를 제조하기 위한 실시예의 공정 흐름을 예시한다. 도 4는 부분적으로 제조된 메모리 장치의 X-Z 평면 내의 단면을 예시한다. 도 4에 도시한 실시예에 있어서, 상기 메모리 장치는, 상기 집적 회로 기판 상에 워드 라인들(WL)을 형성하기 위한 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430, 440), 스트링 선택 라인들(SSL)을 형성하기 위한 상부 도전층(예를 들면, 450), 그리고 접지 선택 라인(GSL)을 위한 하부 도전층(예를 들면, 410)을 포함한다. 상기 희생층들 및 도전층들은 절연층들(예를 들면, 405, 415, 425, 435, 445, 455)에 의해 분리된다. 상기 복수의 희생층들은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 상기 상부 도전층(예를 들면, 450) 및 상기 하부 도전층(예를 들면, 410)은 N+ 폴리실리콘을 포함할 수 있다.4-15 illustrate the process flow of an embodiment for manufacturing a memory device. 4 illustrates a cross section in the X-Z plane of a partially fabricated memory device. In the embodiment illustrated in FIG. 4, the memory device selects a plurality of sacrificial layers (eg, 420, 430, and 440) and strings to form word lines WL on the integrated circuit board. And an upper conductive layer (eg, 450) for forming the lines SSL, and a lower conductive layer (eg, 410) for the ground selection line GSL. The sacrificial layers and conductive layers are separated by insulating layers (eg, 405, 415, 425, 435, 445, 455). The plurality of sacrificial layers may include silicon nitride. The upper conductive layer (eg, 450) and the lower conductive layer (eg, 410) may include N+ polysilicon.

하드 마스크(예를 들면, 460)가 상기 희생층들 및 도전층들을 패터닝하기 위해 상기 희생층들 및 도전층들 상에 배치된다. 상기 하드 마스크는 폴리실리콘을 포함할 수 있으며, 이는 상기 희생층들에 사용되는 실리콘 산화물 물질 및 상기 절연층들에 사용되는 산화물 물질 보다 높은 선택비를 가진다.A hard mask (eg, 460) is disposed on the sacrificial layers and conductive layers to pattern the sacrificial layers and conductive layers. The hard mask may include polysilicon, which has a higher selectivity than the silicon oxide material used for the sacrificial layers and the oxide material used for the insulating layers.

도 5는 제1 개구들(예를 들면, 510, 520)을 형성하도록 상기 하드 마스크를 이용하여 상기 희생층들 및 도전층들을 식각한 후의 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 예를 들어, 상기 희생층들 및 도전층들은 반응성 이온 식각(RIE)으로 식각될 수 있다. 상기 제1 개구들은 상기 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430 및 440), 상기 상부 도전층(450) 및 상기 하부 도전층(410)을 통해 식각된다. 상기 제1 개구들은 복수의 수직 액티브 스트립들을 형성하는 데 이용된다.5 illustrates a step in the process after etching the sacrificial layers and conductive layers using the hard mask to form first openings (eg, 510, 520). For example, the sacrificial layers and the conductive layers may be etched by reactive ion etching (RIE). The first openings are etched through the plurality of sacrificial layers (eg, 420, 430, and 440), the upper conductive layer 450, and the lower conductive layer 410. The first openings are used to form a plurality of vertical active strips.

도 6은 상기 제1 개구들(예를 들면, 510, 520) 내의 상기 상부 도전층의 측부 표면들(예를 들면, 655, 656, 657, 658) 상에 및 상기 하부 도전층의 측부 표면들(예를 들면, 615, 616, 617, 618) 상에 게이트 유전층을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 게이트 유전층은 실리콘 산화물 물질의 층을 포함할 수 있다. 상기 게이트 유전층은 약 칠(7) 나노미터의 두께를 가진다. 실리콘 산화물 물질의 층은 800℃-900℃의 온도 범위에서 상기 상부 도전층(예를 들면, 450) 및 상기 하부 도전층(예를 들면, 410) 상에 열 산화에 의해 형성될 수 있다. 열 산화의 결과, 상기 실리콘 산화물 물질의 층(예를 들면, 661, 663, 665)이 또한 상기 하드 마스크(예를 들면, 460) 상에 형성된다. 상기 실리콘 산화물 물질의 층은 상기 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430, 440) 상에 형성되지 않는다.6 is on the side surfaces (eg, 655, 656, 657, 658) of the top conductive layer in the first openings (eg, 510, 520) and side surfaces of the bottom conductive layer The steps in the process are illustrated after forming a gate dielectric layer (eg, 615, 616, 617, 618). The gate dielectric layer may include a layer of silicon oxide material. The gate dielectric layer has a thickness of about seven (7) nanometers. The layer of silicon oxide material may be formed by thermal oxidation on the upper conductive layer (eg, 450) and the lower conductive layer (eg, 410) in a temperature range of 800°C-900°C. As a result of thermal oxidation, a layer of the silicon oxide material (eg, 661, 663, 665) is also formed on the hard mask (eg, 460). The layer of silicon oxide material is not formed on the plurality of sacrificial layers (eg, 420, 430, 440).

도 7은 상기 제1 개구들 내에 복수의 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 수직 액티브 스트립들은 상기 상부 도전층의 측부 표면들(예를 들면, 655, 656, 657, 658) 상에 및 상기 하부 도전층의 측부 표면들(예를 들면, 615, 616, 617, 618) 상에 형성되는 상기 게이트 유전층에 접촉된다. 상기 복수의 수직 액티브 스트립들은 상기 희생층들 및 도전층들 아래의 기준 도전체층(도시되지 않음)까지 연장될 수 있다. 상기 하드 마스크(예를 들면, 460)는, 예를 들면, 상기 하드 마스크 아래의 절연층(예를 들면, 455)에서 정지되는 화학적-기계적 평탄화(CMP)를 이용하여 평탄화된다.7 illustrates the steps in the process after forming a plurality of vertical active strips (eg, 761, 762) in the first openings. The vertical active strips are on the side surfaces of the upper conductive layer (e.g., 655, 656, 657, 658) and the side surfaces of the lower conductive layer (e.g. 615, 616, 617, 618) It is in contact with the gate dielectric layer formed on it. The plurality of vertical active strips may extend to the reference conductor layer (not shown) below the sacrificial layers and the conductive layers. The hard mask (eg, 460) is planarized using, for example, chemical-mechanical planarization (CMP) suspended in an insulating layer (eg, 455) under the hard mask.

도 8은 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 인접하는 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762) 사이에 제2 개구들(예를 들면, 810)을 형성하도록 상기 희생층들 및 도전층들을 식각한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430, 440)은 상기 제2 개구들에 의해 노출된다. 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 411-414)의 하부 평면이 형성되며, 여기서 상기 상부 평면 및 상기 하부 평면 내의 도전성 스트립들이 상기 게이트 유전층(예를 들면, 655-658, 615-618)에 접촉된다. 상기 상부 평면 및 상기 하부 평면 내의 도전성 스트립들은 상기 X-Z 평면에 직교하는 Y 방향으로 있다.FIG. 8 illustrates the sacrificial layers and conductive layers to form second openings (eg, 810) between adjacent vertical active strips (eg, 761, 762) in the plurality of vertical active strips. After etching, the steps in the process are illustrated. The plurality of sacrificial layers (eg, 420, 430, 440) are exposed by the second openings. An upper plane of the conductive strips (eg, 451-454) and a lower plane of the conductive strips (eg, 411-414) are formed, wherein conductive strips in the upper plane and the lower plane are the Gate dielectric layers (eg, 655-658, 615-618). The conductive strips in the upper plane and the lower plane are in the Y direction orthogonal to the X-Z plane.

도 9는 상기 절연층들(예를 들면, 415, 425, 435, 445) 사이에 수평 개구들(예를 들면, 905)을 형성하도록 상기 제2 개구들에 의해 노출되는 상기 복수의 희생층들을 제거한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 공정에서 이러한 단계는 그 사이에 수평 개구들(예를 들면, 905)을 갖는 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)에 부착되는 상기 절연층들을 남긴다. 수평 개구들(905)은 워드 라인들(WL)을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 상기 복수의 희생층들은 식각제로서 인산(H3PO4)을 이용하는 식각 공정에 의해 제거될 수 있다. 인산(H3PO4)은 상기 희생층들에 사용되는 실리콘 질화물 물질에 대해, 상기 절연층들에 사용되는 산화물 물질에 대해, 그리고 상기 상부 도전층 및 하부 도전층에 사용되는 N+ 폴리실리콘 물질에 대해 높은 선택비를 가진다.9 shows horizontal openings (eg, between the insulating layers (eg, 415, 425, 435, 445)) A step in the process is illustrated after removing the plurality of sacrificial layers exposed by the second openings to form 905). In the process, this step involves horizontal openings (eg, 905) leaving the insulating layers attached to the vertical active strips (eg, 761, 762). The horizontal openings 905 can be used to form word lines WL. The plurality of sacrificial layers may be removed by an etching process using phosphoric acid (H 3 PO 4 ) as an etchant. Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) is used for the silicon nitride material used for the sacrificial layers, for the oxide material used for the insulating layers, and for the N+ polysilicon material used for the upper and lower conductive layers. Has a high selection ratio.

도 10은 상기 수평 개구들 내의 상기 수직 액티브 스트립들의 측부 표면들 상에 메모리층(예를 들면, 441m, 442m, 443m, 444m)을 형성하고, 이후에 상기 제2 개구들(예를 들면, 810)을 통해 상기 메모리층 상에 도전성 물질(예를 들면, 1001)을 증착한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 도전성 물질은 티타늄 질화물(TiN) 및 텅스텐(W)을 포함할 수 있다. 과잉의 도전성 물질이 상기 제2 개구들의 벽들 상에 남을 수 있다.FIG. 10 forms a memory layer (eg, 441m, 442m, 443m, 444m) on side surfaces of the vertical active strips in the horizontal openings, after which the second openings (eg, 810 ) Illustrates a step in the process after depositing a conductive material (eg, 1001) on the memory layer. The conductive material may include titanium nitride (TiN) and tungsten (W). Excess conductive material may remain on the walls of the second openings.

도 11은 상기 제2 개구들의 벽들 상에 남아 있는 상기 과잉의 도전성 물질을, 예를 들면 등방성 식각을 이용하여 제거한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 이러한 제거는 상기 수평 개구들 내에만 상기 도전성 물질을 남긴다. 상기 공정의 이러한 단계에서, 복수의 도전성 스트립들이 상기 수평 개구들 내에 형성된다. 상기 복수의 평면들은 복수의 도전성 스트립들(예를 들면, 421-424, 431-434, 441-444)의 중간 평면들(WL)을 포함하며, 상기 중간 평면들 내의 도전성 스트립들의 측부 표면들은 상기 메모리층에 접촉된다. 상기 복수의 평면들 내의 도전성 스트립들은 상기 X-Z 평면에 직교하는 Y 방향으로 있다.11 illustrates the steps in the process after removing the excess conductive material remaining on the walls of the second openings, for example using isotropic etching. This removal leaves the conductive material only within the horizontal openings. At this stage of the process, a plurality of conductive strips are formed in the horizontal openings. The plurality of planes includes intermediate planes WL of a plurality of conductive strips (eg, 421-424, 431-434, 441-444), wherein side surfaces of the conductive strips in the intermediate planes are the Memory layer. The conductive strips in the plurality of planes are in the Y direction orthogonal to the X-Z plane.

도 12는 상기 제1 개구들(예를 들면, 810) 내에 및 상부 절연층(예를 들면, 455) 상부에 절연 물질(예를 들면, 1270)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다.12 illustrates steps in the process after forming an insulating material (eg 1270) in the first openings (eg 810) and over the top insulating layer (eg 455). .

도 13은 절연 물질들(예를 들면, 1270, 455)을 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면 상에서 및 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)의 상단 상에서 정지되도록 식각한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 공정의 이러한 단계에서, 복수의 도전성 스트립들의 스택들이 형성된다. 상기 도전성 스트립들의 각 스택은 도전성 스트립들(예를 들면, 411, 412, 413, 414)의 하부 평면(GSL), 복수의 도전성 스트립들(예를 들면, 441, 442, 443, 444)의 중간 평면들(WL), 그리고 도전성 스트립들(예를 들면, 451, 452, 453, 454)의 상부 평면(SSL)을 포함한다. 게이트 유전체(예를 들면, 615-618, 655-658)는 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 형성된다.13 shows insulating materials (eg 1270, 455) on the top plane of the conductive strips (eg 451-454) and the top of the vertical active strips (eg 761, 762). The steps in the process are exemplified after etching to stop on the phase. At this stage of the process, stacks of a plurality of conductive strips are formed. Each stack of conductive strips is a bottom plane (GSL) of conductive strips (eg, 411, 412, 413, 414), the middle of a plurality of conductive strips (eg, 441, 442, 443, 444) Planes WL and upper planes SSL of conductive strips (eg, 451, 452, 453, 454). The gate dielectric (eg, 615-618, 655-658) is a side surface of the vertically active strips in the plurality of vertically active strips and the upper plane of the conductive strips and the conductive strips in the lower plane of the conductive strips It is formed in the interfacial regions at the intersections between the fields.

도 14는 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)을 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면으로부터 분리시키도록 스페이서들(예를 들면, 1481, 1483, 1485, 1587)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 스페이서들은 얇은 유전체 라이너들(liners)이 될 수 있고 산화물 또는 실리콘 질화물 물질들을 포함할 수 있다.14 shows spacers (eg, 1481, 1483, 1485) to separate the vertical active strips (eg, 761, 762) from the top plane of the conductive strips (eg, 451-454). , 1587). The spacers can be thin dielectric liners and include oxide or silicon nitride materials.

도 15는 실리사이드 형성물들(예를 들면, 1591, 1593, 1595, 1597)을 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면 상에 형성하거나 및/또는 실리사이드 형성물들(예를 들면, 1592, 1596)을 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)의 상단 상에 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 실리사이드 형성물들은 티타늄(Ti), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 상기 제조 공정은 3차원 메모리 어레이를 완성하도록 계속된다.15 forms silicide formations (eg, 1591, 1593, 1595, 1597) on the top plane of the conductive strips (eg 451-454) and/or silicide formations (eg , 1592, 1596 are formed on top of the vertical active strips (eg, 761, 762) to illustrate the steps in the process. The silicide formations may include titanium (Ti), cobalt (Co), and nickel (Ni). The manufacturing process continues to complete the three-dimensional memory array.

도 16 내지 도 27은 메모리 장치를 제조하기 위한 선택적인 실시예의 공정 흐름을 예시한다. 도 4-도 15에 나타낸 상기 예시적인 공정 흐름은 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 게이트 유전체를 포함하는 메모리 장치를 형성한다. 비교할 경우, 도 16-도 27에 도시한 상기 선택적인 공정 흐름의 예는 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 내의 도전성 스트립들만의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 게이트 유전체를 포함하는 메모리 장치를 형성한다. 상기 예시적인 공정 및 상기 선택적인 공정 흐름의 예에서 동일한 요소들은 동일한 참조 부호들로 공통적으로 언급된다.16-27 illustrate a process flow of an alternative embodiment for manufacturing a memory device. The exemplary process flow shown in FIGS. 4-15 is between the vertical active strips in the plurality of vertical active strips and the top surfaces of the conductive strips and side surfaces of the conductive strips in the lower plane of the conductive strips. A memory device comprising a gate dielectric is formed in the interface regions at the intersection points. In comparison, an example of the optional process flow shown in FIGS. 16-27 is the intersection between the vertical active strips in the plurality of vertical active strips and the side surfaces of only the conductive strips in the upper plane of the conductive strips. Form a memory device including a gate dielectric in interface regions. In the example of the exemplary process and the optional process flow, the same elements are commonly referred to by the same reference numerals.

도 16은 부분적으로 제조된 메모리 장치의 X-Z 평면 내의 단면을 예시한다. 도 16에 도시한 실시예에 있어서, 상기 메모리 장치는, 상기 집적 회로 기판 상에 워드 라인들(WL)을 형성하기 위한 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430 및 440) 및 접지 선택 라인들(GSL)을 형성하기 위한 희생층(예를 들면, 410a)을 포함한다. 상기 희생층들 및 도전층들은 절연층들(예를 들면, 405, 415, 425, 435, 445, 455)에 의해 분리된다. 상기 워드 라인들(WL)을 위한 복수의 희생층들 및 상기 접지 선택 라인들(GSL)을 위한 희생층은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 상기 하드 마스크(예를 들면, 460) 및 상기 상부 도전층(예를 들면, 450)은 도 4와 관련하여 설명한 바와 같다.16 illustrates a cross section in the X-Z plane of a partially fabricated memory device. In the embodiment shown in FIG. 16, the memory device includes a plurality of sacrificial layers (eg, 420, 430, and 440) and ground selection for forming word lines WL on the integrated circuit board. And a sacrificial layer (eg, 410a) for forming the lines GSL. The sacrificial layers and conductive layers are separated by insulating layers (eg, 405, 415, 425, 435, 445, 455). The sacrificial layer for the word lines WL and the sacrificial layer for the ground selection lines GSL may include silicon nitride. The hard mask (eg, 460) and the upper conductive layer (eg, 450) are as described with reference to FIG. 4.

도 17은 제1 개구들(예를 들면, 510, 520)을 형성하도록 상기 희생층 및 상기 도전층을 식각한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 제1 개구들은 상기 상부 도전층(450), 상기 워드 라인들(WL)을 위한 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430 및 440) 및 상기 접지 선택 라인들(GSL)을 위한 희생층(예를 들면, 410a)을 통해 식각된다. 상기 제1 개구들은 복수의 수직 액티브 스트립들을 형성하는 데 이용된다.17 illustrates the steps in the process after etching the sacrificial layer and the conductive layer to form first openings (eg, 510, 520). The first openings are the top conductive layer 450, a plurality of sacrificial layers for the word lines WL (eg, 420, 430 and 440) and the sacrificial for the ground selection lines GSL. It is etched through the layer (eg, 410a). The first openings are used to form a plurality of vertical active strips.

도 18은 상기 제1 개구들(예를 들면, 510, 520) 내에 상기 상부 도전층의 측부 표면들(예를 들면, 655, 656, 657, 658) 상에 게이트 유전층을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 게이트 유전층 및 열 산화를 이용한 상기 게이트 유전층의 형성은 도 6에서 설명한 바와 같다. 상기 열 산화는 상기 접지 선택 라인들(GSL)을 위한 희생층(예를 들면, 410a) 상에 실리콘 산화물 물질의 층을 형성하지 않는다.FIG. 18 is in the process after forming a gate dielectric layer on the side surfaces (eg, 655, 656, 657, 658) of the upper conductive layer in the first openings (eg, 510, 520) To illustrate the steps. The gate dielectric layer and the formation of the gate dielectric layer using thermal oxidation are as described in FIG. 6. The thermal oxidation does not form a layer of silicon oxide material on the sacrificial layer (eg, 410a) for the ground selection lines GSL.

도 19는 상기 제1 개구들 내에 복수의 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 수직 액티브 스트립들은 상기 상부 도전층의 측부 표면들(예를 들면, 655, 656, 657, 658) 상에 형성되는 상기 게이트 유전층에 접촉된다. 상기 하드 마스크(예를 들면, 460)는 도 7에서 기술한 바와 같이 평탄화된다.19 illustrates a step in the process after forming a plurality of vertical active strips (eg, 761, 762) in the first openings. The vertical active strips are in contact with the gate dielectric layer formed on side surfaces (eg, 655, 656, 657, 658) of the upper conductive layer. The hard mask (eg, 460) is planarized as described in FIG. 7.

도 20은 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 인접하는 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762) 사이에 제2 개구들(예를 들면, 810)을 형성하도록 상기 희생층들 및 도전층들을 식각한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 워드 라인(WL)들을 위한 상기 복수의 희생층들(예를 들면, 420, 430, 440) 및 상기 접지 선택 라인들(GSL)을 휘한 희생층(예를 들면, 410a)은 상기 제2 개구들에 의해 노출된다. 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면이 형성되며, 여기서 상기 상부 평면 내의 도전성 스트립들은 상기 게이트 유전층(예를 들면, 655-658)에 접촉된다.20 illustrates the sacrificial layers and conductive layers to form second openings (eg, 810) between adjacent vertically active strips (eg, 761, 762) in the plurality of vertically active strips. After etching, the steps in the process are illustrated. The plurality of sacrificial layers (eg, 420, 430, and 440) for the word lines WL and the sacrificial layer (eg, 410a) bent over the ground selection lines GSL include the second openings. Is exposed by. An upper plane of conductive strips (eg, 451-454) is formed, where the conductive strips in the upper plane contact the gate dielectric layer (eg, 655-658).

도 21은 상기 절연층들(예를 들면, 405, 415, 425, 435, 445) 사이에 수평 개구들(예를 들면, 905)을 형성하도록 상기 제2 개구들에 의해 노출되는 상기 복수의 희생층들을 제거한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 공정 내의 이러한 단계는 그 사이에 수평 개구들(예를 들면, 905, 906)을 갖는 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)에 부착되는 절연층들을 남긴다. 수평 개구들(905)은 워드 라인들(WL)을 형성하기 위해 이용될 수 있고, 개구들(906)은 접지 선택 라인들(GSL)을 형성하기 위해 이용될 수 있다.21 shows horizontal openings (eg, between the insulating layers (eg, 405, 415, 425, 435, 445)) A step in the process is illustrated after removing the plurality of sacrificial layers exposed by the second openings to form 905). This step in the process involves horizontal openings in between (eg, Leaving insulating layers attached to the vertical active strips (eg, 761, 762) having 905, 906). The horizontal openings 905 may be used to form word lines WL, and the openings 906 may be used to form ground selection lines GSL.

도 22는 워드 라인들(예를 들면, 441m, 442m, 443m, 444m)을 위해서와 접지 선택 라인들(예를 들면, 411m, 412m, 413m, 414m)을 위해서 상기 수평 개구들 내의 상기 수직 액티브 스트립들의 측부 표면들 상에 매모리층을 형성하고, 상기 제2 개구들(예를 들면, 810)을 통해 상기 수평 개구들(예를 들면, 905, 906) 내에 도전성 물질(예를 들면, 1001)을 증착한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 도전성 물질은 티타늄 질화물(TiN) 및 텅스텐(W)을 포함할 수 있다. 과잉의 도전성 물질이 상기 제2 개구들의 벽들 상에 남을 수 있다.22 is the vertical active strip in the horizontal openings for word lines (eg 441m, 442m, 443m, 444m) and for ground select lines (eg 411m, 412m, 413m, 414m). Forming a buried layer on the side surfaces of the, and through the second openings (eg, 810) the horizontal openings (eg, Steps in the process are illustrated after depositing a conductive material (eg, 1001) in 905, 906. The conductive material may include titanium nitride (TiN) and tungsten (W). Excess conductive material may remain on the walls of the second openings.

도 23은 상기 제2 개구들의 벽들 상에 남아 있는 상기 과잉의 도전성 물질을, 예를 들면 이방성 식각을 이용하여 제거한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 제거는 상기 수평 개구들 내에만 상기 도전성 물질을 남긴다. 상기 공정 내의 이러한 단계에서, 복수의 도전성 스트립들의 평면들이 상기 수평 개구들 내에 형성된다. 상기 복수의 평면들은 복수의 도전성 스트립들(예를 들면, 421-424, 431-434, 441-444)의 중간 평면들(WL) 및 도전성 스트립들(예를 들면, 411a-414a)의 하부 평면(GSL)을 포함한다. 상기 중간 평면들 내 및 상기 하부 평면들 내의 도전성 스트립들의 측부 표면들은 상기 메모리층(예를 들면, 441m-444m, 411m-414m)에 접촉된다.Figure 23 illustrates the steps in the process after removing the excess conductive material remaining on the walls of the second openings, for example using anisotropic etching. The removal leaves the conductive material only within the horizontal openings. At this stage in the process, planes of a plurality of conductive strips are formed in the horizontal openings. The plurality of planes are the middle planes WL of the plurality of conductive strips (eg, 421-424, 431-434, 441-444) and the bottom plane of the conductive strips (eg, 411a-414a) (GSL). Side surfaces of the conductive strips in the intermediate planes and in the lower planes contact the memory layer (eg, 441m-444m, 411m-414m).

도 24는 상기 제2 개구들(예를 들면, 810) 내에 및 상부 절연층(예를 들면, 455) 상부에 절연 물질(예를 들면, 1270)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다.24 illustrates steps in the process after forming an insulating material (eg 1270) in the second openings (eg 810) and over the top insulating layer (eg 455). .

도 25는 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면 상에서 및 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)의 상단 상에서 정지되도록 상기 절연 물질들(예를 들면, 1270, 455)을 식각한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 공정 내의 이러한 단계에서, 복수의 도전성 스트립들의 스택들이 형성된다. 상기 도전선 스트립들의 각 스택은, 도전성 스트립들(예를 들면, 411a, 412a, 413a, 414a)의 하부 평면(GSL), 복수의 도전성 스트립들(예를 들면, 441, 442, 443, 444)의 중간 평면들(WL), 그리고 도전성 스트립들(예를 들면, 451, 452, 453, 454)의 상부 평면(SSL)을 포함한다. 게이트 유전체(예를 들면, 655-658)는 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 형성된다. 전하 저장 구조들(예를 들면, 411m, 412m 413m, 414m)을 포함하는 메모리층은 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 하부 평면 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내에 형성된다.25 shows the insulating materials (eg, 1270) to stop on the top plane of the conductive strips (eg, 451-454) and on top of the vertical active strips (eg, 761, 762). , 455) after etch. At this stage in the process, a plurality of stacks of conductive strips are formed. Each stack of conductive wire strips includes a bottom plane (GSL) of conductive strips (eg, 411a, 412a, 413a, 414a), a plurality of conductive strips (eg, 441, 442, 443, 444) And the upper plane SSL of the conductive strips (eg, 451, 452, 453, 454). A gate dielectric (eg, 655-658) is formed in interface regions at intersections between the vertical active strips and the side surfaces of the conductive strips in the top plane of the conductive strips. The memory layer comprising charge storage structures (eg, 411m, 412m 413m, 414m) is interfacial regions at intersections between the vertical active strips and side surfaces of the conductive strips in the bottom plane of the conductive strips. Is formed within.

도 26은 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)을 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면으로부터 분리시키도록 스페이서들(예를 들면, 1481, 1483, 1485, 1587)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 스페이서들은 얇은 유전체 라이너들일 수 있으며, 산화물 또는 실리콘 질화물 물질들을 포함할 수 있다.26 shows spacers (eg, 1481, 1483, 1485) to separate the vertical active strips (eg, 761, 762) from the top plane of the conductive strips (eg, 451-454). , 1587). The spacers may be thin dielectric liners, and may include oxide or silicon nitride materials.

도 27은 상기 도전성 스트립들(예를 들면, 451-454)의 상부 평면 상에 실리사이드 형성물들(예를 들면, 1591, 1593, 1595, 1597)을 형성하거나 및/또는 상기 수직 액티브 스트립들(예를 들면, 761, 762)의 상단 상에 실리사이드 형성물들(예를 들면, 1592, 1596)을 형성한 후에 상기 공정에서의 단계를 예시한다. 상기 실리사이드 형성물들은 티타늄(Ti), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 상기 제조 공정은 3차원 메모리 어레이를 완성하도록 계속된다.FIG. 27 forms silicide formations (eg, 1591, 1593, 1595, 1597) on the top plane of the conductive strips (eg, 451-454) and/or the vertical active strips (eg For example, steps in the process are illustrated after forming silicide formations (eg, 1592, 1596) on top of 761, 762. The silicide formations may include titanium (Ti), cobalt (Co), and nickel (Ni). The manufacturing process continues to complete the three-dimensional memory array.

전술한 바와 같이 바람직한 실시예들과 예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이들 실시예들이 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 의도된 점을 이해할 수 있을 것이다. 변형들과 조합들이 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 용이하게 이루어질 수 있을 것이며, 변형들과 조합들이 본 발명의 범주와 다음 특허청구범위의 범위 내에서 수행될 수 있는 점이 고려되어야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments and examples as described above, it will be understood that these embodiments are intended to be illustrative rather than limiting. It should be considered that the modifications and combinations can be easily made to those skilled in the art, and the modifications and combinations can be performed within the scope of the present invention and the scope of the following claims. .

105, 115, 125, 135, 145, 155, 170:절연 물질
111-114:도전성 스트립
121-124, 131-134, 141-144:도전성 스트립
151-154:도전성 스트립 161, 162:수직 액티브 스트립
141m, 142m, 143m, 144m:전하 저장 구조
111g, 112g, 113g, 114g, 155-158:게이트 유전체
155-158:도전성 스트립 181, 183, 185, 187:스페이서
191, 193, 195, 197:도전성 스트립 192, 196:실리사이드 형성물
111m, 112m, 113m, 114m:전하 저장 구조
151m, 152m, 153m, 154m:전하 저장 구조
200:집적 회로 258:플레인 디코더
259:스트링 선택 라인 260:메모리 어레이
261:로우 디코더 263:칼럼 디코더
264:비트 라인 265:버스
266:블록 267:데이터 버스
269:바이어스 정렬 상태 기계 271:데이터 입력 라인
272:데이터 출력 라인 274:다른 회로부
275:집적 회로
405, 415, 425, 435, 445, 455:절연층 410:하부 도전층
410a:희생층
411, 412, 413, 414:도전성 스트립
411a, 412a, 413a, 414a:도전성 스트립
411m-414m, 41m-444m:메모리층 420, 430, 440:희생층
421-424, 431-434, 441-444:도전성 스트립
450:상부 도전층 451-454:도전성 스트립
460:하드 마스크 510, 520:제1 개구
615-618, 655-658:게이트 유전체
661, 663, 665:실리콘 산화물 물질의 층
761, 762:수직 액티브 스트립 810:제2 개구
905, 906:수평 개구 1001:도전성 물질
1270:절연 물질
1481, 1483, 1485, 1587:스페이서
1591, 1593, 1595, 1597:실리사이드 형성물
1592, 1596:실리사이드 형성물 SSL:스트링 선택 라인
GSL:접지 선택 라인 WL:워드 라인
105, 115, 125, 135, 145, 155, 170: insulating material
111-114: Conductive strip
121-124, 131-134, 141-144: Conductive strip
151-154: Conductive strip 161, 162: Vertical active strip
141m, 142m, 143m, 144m: charge storage structure
111g, 112g, 113g, 114g, 155-158: gate dielectric
155-158: Conductive strip 181, 183, 185, 187: Spacer
191, 193, 195, 197: conductive strip 192, 196: silicide formation
111m, 112m, 113m, 114m: charge storage structure
151m, 152m, 153m, 154m: charge storage structure
200: integrated circuit 258: plane decoder
259: String selection line 260: Memory array
261: Low decoder 263: Column decoder
264: Bit line 265: Bus
266: Block 267: Data bus
269: Bias sorting state machine 271: Data input line
272: Data output line 274: Other circuit parts
275: Integrated circuit
405, 415, 425, 435, 445, 455: insulating layer 410: lower conductive layer
410a: victims
411, 412, 413, 414: Conductive strip
411a, 412a, 413a, 414a: Conductive strip
411m-414m, 41m-444m: Memory floor 420, 430, 440: victim
421-424, 431-434, 441-444: Conductive strip
450: Upper conductive layer 451-454: Conductive strip
460: Hard mask 510, 520: First opening
615-618, 655-658: Gate dielectric
661, 663, 665: layer of silicon oxide material
761, 762: Vertical active strip 810: Second opening
905, 906: Horizontal opening 1001: Conductive material
1270: insulating material
1481, 1483, 1485, 1587: Spacer
1591, 1593, 1595, 1597: silicide formation
1592, 1596: silicide formation SSL: string selection line
GSL: Ground selection line WL: Word line

Claims (15)

메모리 셀들의 스트링들의 어레이를 구비하는 메모리 장치에 있어서,
절연 물질에 의해 분리되고, 적어도 도전성 스트립들(strips)의 하부 평면, 복수의 도전성 스트립들의 중간 평면들 및 도전성 스트립들의 상부 평면을 구비하는 복수의 도전성 스트립들의 스택들(stacks);
상기 복수의 스택들 사이의 복수의 수직 액티브 스트립들;
상기 스택들 내의 상기 복수의 중간 평면들 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들과 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내의 전하 저장 구조들; 및
상기 전하 저장 구조들과 다른 조성을 가지며, 상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 상기 수직 액티브 스트립들과 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면의 적어도 하나 내의 상기 도전성 스트립들의 측부 표면들 사이의 교차점들에서 계면 영역들 내의 게이트 유전체를 포함하며,
상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면의 적어도 하나 내의 상기 도전성 스트립들은 상기 복수의 중간 평면들 내의 상기 도전성 스트립들과 다른 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치.
A memory device comprising an array of strings of memory cells, comprising:
Stacks of conductive strips separated by an insulating material and having at least a lower plane of conductive strips, a middle plane of the plurality of conductive strips and an upper plane of the conductive strips;
A plurality of vertical active strips between the stacks;
Charge storage structures in interface regions at intersections between side surfaces of the conductive strips in the plurality of intermediate planes in the stacks and the vertical active strips in the plurality of vertical active strips; And
Between the side surfaces of the conductive strips in at least one of the top planar surfaces of the conductive strips and the upper plane of the conductive strips and the lower planar surfaces of the conductive strips, having a composition different from the charge storage structures. At the intersections, including the gate dielectric in the interfacial regions,
And the conductive strips in at least one of the upper plane of the conductive strips and the lower plane of the conductive strips comprise a different material than the conductive strips in the plurality of intermediate planes.
제 1 항에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 상부 평면 상의 실리사이드 형성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치.The memory device of claim 1, comprising silicide formations on the top plane of the conductive strips. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 상부 평면으로부터 상기 수직 액티브 스트립들을 분리시키는 스페이서들 및 상기 수직 액티브 스트립들의 상단 상의 실리사이드 형성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치.The memory device of claim 1, comprising spacers separating the vertical active strips from the top plane of the conductive strips and silicide formations on top of the vertical active strips. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 유전체는 상기 전하 저장 구조들 보다 얇은 실리콘 산화물 물질의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치.The memory device of claim 1, wherein the gate dielectric comprises a layer of silicon oxide material thinner than the charge storage structures. 제 1 항에 있어서, 기준 도전체(reference conductor)가 상기 도전성 스트립들의 하부 평면 및 집적 회로 기판 사이의 레벨(level) 내에 배치되고, 상기 복수의 수직 액티브 스트립들에 연결되는 것을 특징으로 하는 메모리 장치.The memory device of claim 1, wherein a reference conductor is disposed in a level between the lower plane of the conductive strips and the integrated circuit board, and is connected to the plurality of vertical active strips. . 제 5 항에 있어서, 상기 기준 도전체는 N+ 도핑된 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치.6. The memory device of claim 5, wherein the reference conductor comprises an N+ doped semiconductor material. 메모리 장치를 제조하는 방법에 있어서,
집적 회로 기판 상에 절연층들에 의해 분리되는 복수의 희생층들과 상부 도전층 및 하부 도전층을 형성하는 단계;
제1 개구들을 형성하도록 상기 희생층들 및 상기 도전층들을 식각하는 단계;
상기 제1 개구들 내의 상기 상부 도전층 및 상기 하부 도전층의 측부 표면들 상에 게이트 유전층을 형성하는 단계;
복수의 수직 액티브 스트립들 내의 수직 액티브 스트립들이 상기 게이트 유전층에 접촉되도록 상기 제1 개구들 내에 상기 복수의 수직 액티브 스트립들을 형성하는 단계;
상기 복수의 수직 액티브 스트립들 내의 인접하는 수직 액티브 스트립들 사이에 제2 개구들을 형성하도록 상기 희생층들 및 상기 도전층들을 식각하며, 이에 따라 상기 복수의 희생층들을 노출시키고, 이에 따라 상기 상부 도전층 및 상기 하부 도전층 내에 도전성 스트립들의 상부 평면 및 도전성 스트립들의 하부 평면을 형성하는 단계;
상기 절연층들 사이에 수평 개구들을 형성하도록 상기 제2 개구들에 의해 노출되는 상기 복수의 희생층들을 제거하는 단계;
상기 수평 개구들 내의 상기 수직 액티브 스트립들의 측부 표면들 상에 메모리층을 형성하는 단계; 및
상기 수평 개구들 내에 도전성 스트립들의 복수의 중간 평면들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 중간 평면들 내의 도전성 스트립들의 측부 표면들이 상기 메모리층에 접촉되고,
상기 게이트 유전층이 상기 메모리층과 다른 조성을 가지며,
상기 메모리 장치는 적어도 상기 도전성 스트립들의 하부 평면, 상기 도전성 스트립들의 복수의 중간 평면들 및 상기 도전성 스트립들의 상부 평면을 구비하는 도전성 스트립들의 복수의 스택들을 포함하고,
상기 도전성 스트립들의 상부 평면 및 상기 도전성 스트립들의 하부 평면의 적어도 하나 내의 상기 도전성 스트립들은 상기 복수의 중간 평면들 내의 상기 도전성 스트립들과 다른 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치를 제조하는 방법.
A method for manufacturing a memory device,
Forming a plurality of sacrificial layers separated by insulating layers and an upper conductive layer and a lower conductive layer on the integrated circuit board;
Etching the sacrificial layers and the conductive layers to form first openings;
Forming a gate dielectric layer on side surfaces of the upper conductive layer and the lower conductive layer in the first openings;
Forming the plurality of vertical active strips in the first openings such that the vertical active strips in the plurality of vertical active strips contact the gate dielectric layer;
The sacrificial layers and the conductive layers are etched to form second openings between adjacent vertical active strips in the plurality of vertical active strips, thereby exposing the plurality of sacrificial layers, and thus the upper conductive Forming an upper plane of conductive strips and a lower plane of conductive strips in the layer and the lower conductive layer;
Removing the plurality of sacrificial layers exposed by the second openings to form horizontal openings between the insulating layers;
Forming a memory layer on side surfaces of the vertical active strips in the horizontal openings; And
Forming a plurality of intermediate planes of conductive strips in the horizontal openings, side surfaces of the conductive strips in the plurality of intermediate planes contacting the memory layer,
The gate dielectric layer has a different composition from the memory layer,
The memory device includes a plurality of stacks of conductive strips having at least a lower plane of the conductive strips, a plurality of intermediate planes of the conductive strips, and an upper plane of the conductive strips,
Wherein the conductive strips in at least one of the upper plane of the conductive strips and the lower plane of the conductive strips comprise a different material than the conductive strips in the plurality of intermediate planes.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 개구들 내에 절연 물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 7,
And forming an insulating material in the first openings.
제 7 항에 있어서,
상기 수직 액티브 스트립들을 상기 도전성 스트립들의 상부 평면으로부터 분리시키는 스페이서들을 형성하는 단계; 및
상기 수직 액티브 스트립들의 상단 상에 실리사이드 형성물들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 7,
Forming spacers separating the vertical active strips from the upper plane of the conductive strips; And
And forming silicide formations on top of the vertical active strips.
제 7 항에 있어서,
상기 도전성 스트립들의 상부 평면 상에 실리사이드 형성물들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 7,
And forming silicide formations on the top plane of the conductive strips.
제 7 항에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 상부 평면은 상기 게이트 유전층에 접촉되는 측부 표면들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the top plane of the conductive strips has side surfaces contacting the gate dielectric layer. 제 7 항에 있어서, 상기 도전성 스트립들의 하부 평면은 상기 게이트 유전층에 접촉되는 측부 표면들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the bottom plane of the conductive strips has side surfaces contacting the gate dielectric layer. 제 7 항에 있어서, 상기 게이트 유전층은 상기 메모리층 보다 얇은 실리콘 산화물 물질의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the gate dielectric layer comprises a layer of silicon oxide material thinner than the memory layer. 제 7 항에 있어서, 상기 희생층들 및 상기 도전층들과 상기 집적 회로 기판 사이의 레벨(level) 내에 기준 도전체를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 기준 도전체는 상기 복수의 수직 액티브 스트립들에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7 including forming a reference conductor within a level between the sacrificial layers and the conductive layers and the integrated circuit board, wherein the reference conductor is the plurality of vertically active strips. The method characterized in that connected to. 제 14 항에 있어서, 상기 기준 도전체는 N+ 도핑된 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the reference conductor comprises an N+ doped semiconductor material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102373818B1 (en) 2017-07-18 2022-03-14 삼성전자주식회사 Semiconductor devices
US10490602B2 (en) 2017-09-21 2019-11-26 Micron Technology, Inc. Three dimensional memory arrays
US10283513B1 (en) * 2017-11-06 2019-05-07 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device with annular blocking dielectrics and method of making thereof
KR20220000096A (en) 2020-06-25 2022-01-03 삼성전자주식회사 Semiconductor device
US11916011B2 (en) * 2021-04-14 2024-02-27 Macronix International Co., Ltd. 3D virtual ground memory and manufacturing methods for same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090090960A1 (en) 2007-10-05 2009-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor storage device and method of manufacturing the same
US20090230459A1 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US20110303970A1 (en) 2010-06-15 2011-12-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Vertical semiconductor devices

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110121938A (en) * 2010-05-03 2011-11-09 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabricating vertical channel type non-volatile memory device
KR101773044B1 (en) * 2010-05-24 2017-09-01 삼성전자주식회사 Nonvolatile memory device, memory module and system having the same, and method of fabricating the same
KR20110132865A (en) * 2010-06-03 2011-12-09 삼성전자주식회사 Three dimensional semiconductor device and method for manufacturing the same
US8445347B2 (en) * 2011-04-11 2013-05-21 Sandisk Technologies Inc. 3D vertical NAND and method of making thereof by front and back side processing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090090960A1 (en) 2007-10-05 2009-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor storage device and method of manufacturing the same
US20090230459A1 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US20110303970A1 (en) 2010-06-15 2011-12-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Vertical semiconductor devices

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