KR102302092B1 - Vertical memory devices and methods of manufacturing the same - Google Patents

Vertical memory devices and methods of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102302092B1
KR102302092B1 KR1020150045950A KR20150045950A KR102302092B1 KR 102302092 B1 KR102302092 B1 KR 102302092B1 KR 1020150045950 A KR1020150045950 A KR 1020150045950A KR 20150045950 A KR20150045950 A KR 20150045950A KR 102302092 B1 KR102302092 B1 KR 102302092B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dummy
layer
channel
substrate
blocking structure
Prior art date
Application number
KR1020150045950A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150120285A (en
Inventor
김홍수
허성회
진소위
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US14/682,567 priority Critical patent/US9425208B2/en
Publication of KR20150120285A publication Critical patent/KR20150120285A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102302092B1 publication Critical patent/KR102302092B1/en

Links

Images

Classifications

    • H01L27/11556
    • H01L27/11551
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • H01L2924/143Digital devices
    • H01L2924/1434Memory
    • H01L2924/1435Random access memory [RAM]
    • H01L2924/1443Non-volatile random-access memory [NVRAM]

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

수직형 메모리 장치는 기판, 채널들, 게이트 라인들 및 차단 구조물을 포함한다. 기판은 셀 영역 및 주변 회로 영역을 포함한다. 채널들은 셀 영역 상에 배치되며, 기판 상면에 대해 수직한 제1 방향으로 연장된다. 게이트 라인들은 채널들의 외측벽을 감싸며 제1 방향을 따라 서로 이격되어 적층된다. 차단 구조물은 셀 영역 및 주변 회로 영역 사이에 배치된다. 차단 구조물을 통해 셀 영역 및 주변 회로 영역 사이의 스트레스 전달을 차단할 수 있다.A vertical memory device includes a substrate, channels, gate lines, and a blocking structure. The substrate includes a cell region and a peripheral circuit region. The channels are disposed on the cell region and extend in a first direction perpendicular to the top surface of the substrate. The gate lines surround the outer walls of the channels and are stacked to be spaced apart from each other in the first direction. A blocking structure is disposed between the cell region and the peripheral circuit region. Transmission of stress between the cell region and the peripheral circuit region may be blocked through the blocking structure.

Figure R1020150045950
Figure R1020150045950

Description

수직형 메모리 장치 및 이의 제조 방법{VERTICAL MEMORY DEVICES AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME}VERTICAL MEMORY DEVICES AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 수직형 메모리 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판 상면에 대해 수직한 채널을 갖는 불휘발성 수직형 메모리 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical memory device and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a nonvolatile vertical type memory device having a channel perpendicular to a top surface of a substrate and a method of manufacturing the same.

최근, 메모리 장치의 고집적화를 위해 기판 표면으로부터 수직하게 메모리 셀들이 적층되는 수직형 메모리 장치가 개발되고 있다. 상기 수직형 메모리 장치에서는 기판 상면에서 수직하게 돌출된 기둥 또는 실린더 형상의 채널이 구비되며 상기 채널에 접하는 복수의 게이트 라인들 및 절연막들이 적층될 수 있다.Recently, a vertical memory device in which memory cells are vertically stacked from a substrate surface has been developed for high integration of the memory device. In the vertical memory device, a column or cylinder-shaped channel protruding vertically from a top surface of a substrate may be provided, and a plurality of gate lines and insulating layers in contact with the channel may be stacked.

상기 수직형 메모리 장치의 고용량화 및 집적도를 보다 높이기 위해서는, 수직 방향으로 더 많은 상기 게이트 라인들 및 절연막들을 적층시킬 필요가 있다. 이 경우, 다수의 막들이 적층됨에 따른 스트레스가 발생될 수 있고, 이에 따라 상기 수직형 메모리 장치에 구조적 및/또는 전기적 특성의 불량을 야기할 수 있다.In order to increase the capacity and the degree of integration of the vertical memory device, it is necessary to stack more gate lines and insulating layers in a vertical direction. In this case, stress may be generated as a plurality of layers are stacked, and thus, structural and/or electrical characteristics of the vertical memory device may be defective.

본 발명의 일 과제는 구조적 안정성 및 동작 신뢰성이 향상된 수직형 메모리 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide a vertical memory device having improved structural stability and operational reliability.

본 발명의 일 과제는 구조적 안정성 및 동작 신뢰성이 향상된 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a vertical memory device having improved structural stability and operational reliability.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above problems, and may be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치는 기판, 채널들, 게이트 라인들 및 차단 구조물을 포함한다. 상기 기판은 셀 영역 및 주변 회로 영역을 포함한다. 상기 채널들은 상기 셀 영역 상에 배치되며, 상기 기판 상면에 대해 수직한 제1 방향으로 연장된다. 상기 게이트 라인들은 상기 채널들의 외측벽을 감싸며 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되어 적층된다. 상기 차단 구조물은 상기 셀 영역 및 상기 주변 회로 영역 사이에 배치된다. In order to achieve the above object of the present invention, a vertical memory device according to embodiments of the present invention includes a substrate, channels, gate lines, and a blocking structure. The substrate includes a cell region and a peripheral circuit region. The channels are disposed on the cell region and extend in a first direction perpendicular to the upper surface of the substrate. The gate lines surround outer walls of the channels and are stacked to be spaced apart from each other in the first direction. The blocking structure is disposed between the cell region and the peripheral circuit region.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 게이트 라인들은 상기 기판 상면에 평행한 제2 방향을 따라 연장하며, 상기 차단 구조물은 상기 기판 상면에 평행하며 상기 제2 방향과 교차하는 적어도 제3 방향을 따라 연장될 수 있다.In example embodiments, the gate lines extend along a second direction parallel to the upper surface of the substrate, and the blocking structure extends along at least a third direction parallel to the upper surface of the substrate and intersecting the second direction. can be

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 상기 채널과 동일한 물질을 포함하는 더미 채널을 포함할 수 있다.In example embodiments, the blocking structure may include a dummy channel including the same material as the channel.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수직형 메모리 장치는 상기 채널의 외측벽을 감싸는 유전막 구조물을 더 포함할 수 있다. 상기 차단 구조물은 상기 유전막 구조물과 동일한 물질을 포함하는 더미 유전막을 포함할 수 있다.In example embodiments, the vertical memory device may further include a dielectric film structure surrounding an outer wall of the channel. The blocking structure may include a dummy dielectric layer including the same material as the dielectric layer structure.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 에어 갭을 포함할 수 있다.In example embodiments, the blocking structure may include an air gap.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 복수의 더미 채널 구조물을 포함하는 일 이상의 더미 채널 열을 포함할 수 있다.In example embodiments, the blocking structure may include one or more dummy channel columns including a plurality of dummy channel structures.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 더미 채널 구조물은 상기 채널과 동일한 형상을 갖는 더미 채널을 포함할 수 있다. In example embodiments, the dummy channel structure may include a dummy channel having the same shape as the channel.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수직형 메모리 장치는 상기 셀 영역 상에서 상기 게이트 라인들과 전기적으로 연결되는 콘택들을 더 포함할 수 있다. 상기 차단 구조물은 복수의 더미 콘택들을 포함하는 일 이상의 더미 콘택 열을 포함할 수 있다.In example embodiments, the vertical memory device may further include contacts electrically connected to the gate lines on the cell region. The blocking structure may include one or more dummy contact columns including a plurality of dummy contacts.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 더미 도전 라인을 포함할 수 있다. In example embodiments, the blocking structure may include a dummy conductive line.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수직형 메모리 장치는 상기 셀 영역 상에 배치되는 공통 소스 라인을 더 포함할 수 있다. 상기 공통 소스 라인 및 상기 더미 도전 라인은 서로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. In example embodiments, the vertical memory device may further include a common source line disposed on the cell region. The common source line and the dummy conductive line may include the same conductive material.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 적어도 일부가 상기 기판 내부로 매립될 수 있다.In example embodiments, at least a portion of the blocking structure may be embedded into the substrate.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주변 회로 영역 상에 게이트 구조물이 형성되며, 상기 게이트 구조물은 상기 기판 내부에 매립된 게이트 전극을 포함할 수 있다. In example embodiments, a gate structure may be formed on the peripheral circuit region, and the gate structure may include a gate electrode buried in the substrate.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치는 기판, 채널들, 게이트 라인들, 공통 소스 라인 및 차단 구조물을 포함한다. 상기 기판은 셀 영역 및 주변 회로 영역을 포함한다. 상기 채널들은 상기 셀 영역 상에 배치되며, 상기 기판 상면에 대해 수직한 제1 방향으로 연장된다. 상기 게이트 라인들은 상기 채널들의 외측벽을 감싸며 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되어 적층된다. 상기 공통 소스 라인은 상기 셀 영역 상에 배치된다. 상기 차단 구조물은 상기 셀 영역 및 상기 주변 회로 영역 사이에 배치되며 상기 셀 영역을 둘러싼다.In order to achieve the above object of the present invention, a vertical memory device according to embodiments of the present invention includes a substrate, channels, gate lines, a common source line, and a blocking structure. The substrate includes a cell region and a peripheral circuit region. The channels are disposed on the cell region and extend in a first direction perpendicular to the upper surface of the substrate. The gate lines surround outer walls of the channels and are stacked to be spaced apart from each other in the first direction. The common source line is disposed on the cell region. The blocking structure is disposed between the cell region and the peripheral circuit region and surrounds the cell region.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 상기 채널과 동일한 물질을 포함하는 더미 채널을 포함할 수 있다.In example embodiments, the blocking structure may include a dummy channel including the same material as the channel.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 상기 채널들과 동일한 형상을 갖는 일 이상의 더미 채널 열을 포함할 수 있다. In example embodiments, the blocking structure may include one or more dummy channel columns having the same shape as the channels.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차단 구조물은 상기 공통 소스 라인과 동일한 물질을 포함할 수 있다.In example embodiments, the blocking structure may include the same material as the common source line.

전술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치에 따르면, 셀 영역 및 주변 회로 영역 사이에 차단 구조물을 형성할 수 있다. 상기 차단 구조물에 의해 상기 셀 영역에 포함되는 채널, 유전막 구조물 등을 형성할 때 발생되는 스트레스가 상기 주변 회로 영역으로 전달되는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 스트레스에 의해 발생할 수 있는 주변 회로의 이탈, 오동작 등의 불량을 억제할 수 있다.As described above, according to the vertical memory device according to example embodiments, a blocking structure may be formed between the cell region and the peripheral circuit region. By the blocking structure, it is possible to prevent a phenomenon in which a stress generated when forming a channel, a dielectric layer structure, etc. included in the cell region is transferred to the peripheral circuit region. Accordingly, it is possible to suppress defects such as detachment and malfunction of peripheral circuits that may occur due to the stress.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 I-I'라인 및 II-II'라인을 따라 절단한 단면도들이다.
도 4 내지 도 17b는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 18은 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 19 내지 도 24는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도 및 평면도들이다.
도 25 및 도 26은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 27 내지 도 29b는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 30 내지 도 32는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 33 내지 도 36c는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 37 및 도 38은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 39 및 도 40은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 41a 및 도 41b는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 42 내지 도 44은 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 45a 및 도 45b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 46a 내지 도 48은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 49a 및 도 49b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 50a 및 도 50b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 51은 예시적인 실시예들에 따른 정보처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
1 is a plan view illustrating a vertical memory device according to example embodiments.
2 and 3 are cross-sectional views taken along lines II' and II-II' of FIG. 1, respectively.
4 to 17B are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments.
18 is a cross-sectional view illustrating a vertical memory device according to example embodiments.
19 to 24 are cross-sectional views and plan views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments.
25 and 26 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.
27 to 29B are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments.
30 to 32 are plan views and cross-sectional views illustrating vertical memory devices according to example embodiments.
33 to 36C are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments.
37 and 38 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.
39 and 40 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.
41A and 41B are cross-sectional views illustrating a vertical memory device according to example embodiments.
42 to 44 are cross-sectional views illustrating vertical memory devices according to example embodiments.
45A and 45B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.
46A to 48 are plan views and cross-sectional views each illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments.
49A and 49B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.
50A and 50B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.
51 is a block diagram showing a schematic configuration of an information processing system according to exemplary embodiments.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. In each drawing of the present invention, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 대상체, 기판, 각 층(막), 영역, 전극 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 대상체나 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. In the present invention, each layer (film), region, electrode, pattern or structure is formed “on”, “on” or “under” the object, substrate, each layer (film), region, electrode or pattern. Each layer (film), region, electrode, pattern or structures, when referred to as being, is meant to be formed directly over or beneath the substrate, each layer (film), region, or patterns, or to another layer (film). , other regions, other electrodes, other patterns, or other structures may be additionally formed on the object or substrate.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in

즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. That is, since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 2 및 도 3은 각각 도 1의 I-I'라인 및 II-II'라인을 따라 절단한 단면도들이다.1 is a plan view illustrating a vertical memory device according to example embodiments. 2 and 3 are cross-sectional views taken along lines II' and II-II' of FIG. 1, respectively.

도 1 내지 도 3에서, 기판 상면에 실질적으로 수직한 방향을 제1 방향, 상기 기판 상면에 평행하면서 서로 교차하는 두 방향을 각각 제2 방향 및 제3 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향은 실질적으로 서로 수직하게 교차할 수 있다. 도면상에 화살표로 표시된 방향과 이의 반대 방향은 동일 방향으로 설명한다. 전술한 방향에 대한 정의는 이후 모든 도면들에서 동일하다. 1 to 3 , a direction substantially perpendicular to the upper surface of the substrate is defined as a first direction, and two directions parallel to and crossing the upper surface of the substrate are defined as a second direction and a third direction, respectively. For example, the second direction and the third direction may cross each other substantially perpendicularly. The direction indicated by the arrow in the drawing and the opposite direction thereof will be described as the same direction. The definition of the above-mentioned direction is the same in all drawings hereinafter.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 수직형 메모리 장치는 기판(100) 상면으로부터 상기 제1 방향으로 돌출되어 연장하는 복수의 수직 채널 구조체들을 포함할 수 있다. 상기 수직 채널 구조체는 채널(235), 채널(235)의 외측벽을 둘러싸는 유전막 구조물(230) 및 채널(235) 내부에 베치되는 제1 매립막 패턴(240)을 포함할 수 있다. 상기 수직형 메모리 장치는 유전막 구조물(230)의 외측벽 상에 배치되어 제2 방향으로 연장되며, 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 게이트 라인들(270)을 포함한다. 또한, 상기 수직형 메모리 장치는 채널(235) 및 유전막 구조물(230) 상에 배치되며, 이들과 접하는 패드(260)를 포함할 수 있다. 1 to 3 , the vertical memory device may include a plurality of vertical channel structures that protrude from the upper surface of the substrate 100 in the first direction and extend. The vertical channel structure may include a channel 235 , a dielectric film structure 230 surrounding an outer wall of the channel 235 , and a first buried film pattern 240 disposed inside the channel 235 . The vertical memory device includes gate lines 270 disposed on an outer wall of the dielectric layer structure 230 to extend in a second direction and spaced apart from each other in the first direction. In addition, the vertical memory device may include a pad 260 disposed on the channel 235 and the dielectric layer structure 230 and in contact with the channel 235 .

기판(100)은 예를 들어 실리콘, 게르마늄과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 상기 수직형 메모리 장치의 p형 웰(well)로 기능할 수 있다.The substrate 100 may include, for example, a semiconductor material such as silicon or germanium. For example, the substrate 100 may function as a p-type well of the vertical memory device.

예시적인 실시예들에 따르면, 기판(100)은 셀 영역(I) 및 주변 회로 영역(III)을 포함하며, 셀 영역(I) 및 주변 회로 영역(III) 사이에서 정의되는 차단 영역(II)을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the substrate 100 includes a cell region (I) and a peripheral circuit region (III), and a blocking region (II) defined between the cell region (I) and the peripheral circuit region (III) may include.

채널(235)은 기판(100)의 셀 영역(I) 상에 배치되어 기판(100)의 상면과 접촉하며, 내부가 빈 실린더(cylinder) 형상 혹은 컵(cup) 형상을 가질 수 있다. 채널(235)은 폴리실리콘 혹은 단결정 실리콘을 포함할 수 있으며, 예를 들면 붕소(B)와 같은 p형 불순물을 포함할 수도 있다.The channel 235 is disposed on the cell region I of the substrate 100 to contact the upper surface of the substrate 100 , and may have an empty cylinder shape or a cup shape. The channel 235 may include polysilicon or single crystal silicon, for example, p-type impurities such as boron (B).

채널(235)의 내부 공간에는 필라(pillar) 형상 혹은 속이 찬 원기둥 형상을 갖는 제1 매립막 패턴(240)이 형성될 수 있다. 제1 매립막 패턴(240)은 실리콘 산화물과 같은 절연물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 채널(235)은 필라 혹은 속이 찬 원기둥 형상을 가질 수도 있다. 이 경우, 제1 매립막 패턴(240)은 생략될 수 있다.A first buried layer pattern 240 having a pillar shape or a hollow cylindrical shape may be formed in the inner space of the channel 235 . The first buried layer pattern 240 may include an insulating material such as silicon oxide. In one embodiment, the channel 235 may have a pillar shape or a solid cylindrical shape. In this case, the first buried layer pattern 240 may be omitted.

유전막 구조물(230)은 채널(235)의 외측벽 상에 형성되어, 실질적으로 저면 중앙부가 개방된 컵 형상 혹은 스트로우(straw) 형상을 가질 수 있다. The dielectric film structure 230 may be formed on the outer wall of the channel 235 and may have a cup shape or a straw shape with a bottom center portion open substantially.

유전막 구조물(230)은 구체적으로 도시하지는 않았으나, 채널(235)의 상기 외측벽으로부터 순차적으로 적층된 터널 절연막, 전하 저장막 및 블로킹막을 포함할 수 있다. 상기 블로킹막은 실리콘 산화물, 또는 하프늄 산화물 혹은 알루미늄 산화물과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 전하 저장막은 실리콘 질화물과 같은 질화물 또는 금속 산화물을 포함할 수 있으며, 상기 터널 절연막은 실리콘 산화물과 같은 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 블로킹 막, 상기 전하 저장막 및 상기 터널 절연막의 적층 구조는 산화막-질화막-산화막이 순차적으로 적층된 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 구조를 가질 수 있다.Although not specifically illustrated, the dielectric film structure 230 may include a tunnel insulating film, a charge storage film, and a blocking film sequentially stacked from the outer wall of the channel 235 . The blocking layer may include silicon oxide or a metal oxide such as hafnium oxide or aluminum oxide. The charge storage layer may include a nitride such as silicon nitride or a metal oxide, and the tunnel insulating layer may include an oxide such as silicon oxide. For example, the stacked structure of the blocking layer, the charge storage layer, and the tunnel insulating layer may have an oxide-nitride-oxide (ONO) structure in which an oxide layer, a nitride layer, and an oxide layer are sequentially stacked.

일 실시예에 있어서, 기판(100)의 상면 및 채널(235)의 저면 사이에 배치되는 반도체 패턴(도시되지 않음)이 추가적으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 채널(235)은 상기 반도체 패턴의 상면 상에 구비되며, 유전막 구조물(230)은 상기 반도체 패턴 상면의 주변부 상에 구비될 수 있다. 상기 반도체 패턴은 예를 들면, 단결정 실리콘 또는 폴리실리콘을 포함할 수 있다.In an embodiment, a semiconductor pattern (not shown) disposed between the upper surface of the substrate 100 and the lower surface of the channel 235 may be additionally formed. In this case, the channel 235 may be provided on the upper surface of the semiconductor pattern, and the dielectric film structure 230 may be provided on the periphery of the upper surface of the semiconductor pattern. The semiconductor pattern may include, for example, single crystal silicon or polysilicon.

유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240) 상에는 패드(260)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 패드(260)는 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240)을 캡핑(capping)하는 형상을 가질 수 있다. 패드(260)는 폴리실리콘 또는 단결정 실리콘을 포함할 수 있으며, 인(P), 비소(As) 등과 같은 n형 불순물을 더 포함할 수도 있다.A pad 260 may be formed on the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the first buried layer pattern 240 . For example, the pad 260 may have a shape that caps the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the first buried layer pattern 240 . The pad 260 may include polysilicon or single crystal silicon, and may further include n-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As).

도 1에 도시된 바와 같이, 패드(260)는 상기 제2 방향을 따라 복수로 형성되어 패드 행을 형성할 수 있으며, 상기 제3 방향을 따라 복수의 상기 패드 행들이 배열될 수 있다. 이에 따라, 패드들(260)의 배열에 대응하여 채널(235), 유전막 구조물(230) 및 제1 매립막 패턴(240)은 상기 제2 방향을 따라 복수로 형성되어 채널 행(channel row)이 형성될 수 있다. 또한, 복수의 상기 채널 행들이 상기 제3 방향을 따라 배열될 수 있다.1 , a plurality of pads 260 may be formed along the second direction to form a pad row, and a plurality of pad rows may be arranged along the third direction. Accordingly, in response to the arrangement of the pads 260 , the channel 235 , the dielectric film structure 230 , and the first buried film pattern 240 are formed in plurality along the second direction to form a channel row. can be formed. In addition, a plurality of the channel rows may be arranged along the third direction.

게이트 라인들(270)은 기판(100)의 셀 영역(I) 상에 배치되며, 유전막 구조물(230)의 외측벽 상에 형성되어 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되도록 적층될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 각 게이트 라인(270)은 복수의 상기 채널 행들에 포함된 채널들(235)을 부분적으로 둘러싸면서 상기 제2 방향을 따라 연장될 수 있다. The gate lines 270 are disposed on the cell region I of the substrate 100 , are formed on the outer wall of the dielectric layer structure 230 , and may be stacked to be spaced apart from each other in the first direction. In example embodiments, each gate line 270 may extend along the second direction while partially surrounding the channels 235 included in the plurality of channel rows.

도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 게이트 라인(270)이 예를 들면, 4개의 상기 패드 행들에 대응되어 형성된 상기 채널 행들을 둘러싸며 연장할 수 있다. 이 경우, 4개의 상기 채널 행들과 이를 둘러싸는 게이트 라인들(270)에 의해 게이트 라인 구조체가 정의될 수 있다. As shown in FIG. 1 , one gate line 270 may extend to surround the channel rows formed to correspond to, for example, four pad rows. In this case, a gate line structure may be defined by the four channel rows and the gate lines 270 surrounding the same.

게이트 라인(270)은 금속 혹은 금속 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 라인(270)은 텅스텐, 텅스텐 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 백금 등의 전기 저항이 낮은 금속 혹은 금속 질화물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 게이트 라인(270)은 금속 질화물을 포함하는 배리어막 및 금속을 포함하는 금속막이 적층된 다층막 구조를 가질 수 있다.The gate line 270 may include a metal or a metal nitride. For example, the gate line 270 may include a metal having a low electrical resistance, such as tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, platinum, or a metal nitride. According to an embodiment, the gate line 270 may have a multilayer structure in which a barrier layer including a metal nitride and a metal layer including a metal are stacked.

예를 들면, 최하부에 배치되는 게이트 라인(270a)은 그라운드 선택 라인(Ground Selection Line: GSL)으로 제공될 수 있으며, 최상부에 배치되는 게이트 라인(270d)은 스트링 선택 라인(String Selection Line: SSL)으로 제공될 수 있다. 상기 GSL 및 SSL 사이에 배치되는 게이트 라인들(270b, 270c)은 워드 라인(Word Line)으로 제공될 수 있다. For example, the lowermost gate line 270a may serve as a Ground Selection Line (GSL), and the uppermost gate line 270d may be a String Selection Line (SSL). can be provided as The gate lines 270b and 270c disposed between the GSL and the SSL may be provided as word lines.

이 경우, 상기 GSL, 상기 워드 라인 및 상기 SSL이 각각 1개 층, 2개 층 및 1개 층에 걸쳐 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 GSL 및 SSL은 각각 1개 층 혹은 2개 층 구조를 가지며, 상기 워드 라인은 4개 층, 8개 층 혹은 16개 층 이상(예를 들면, 2 x n개 층, n은 8 이상의 정수)의 구조를 가질 수도 있다. 게이트 라인들(270)의 적층 수는 회로 설계 디자인 및/또는 상기 수직형 메모리 장치의 집적도를 고려하여 결정될 수 있다.In this case, the GSL, the word line, and the SSL may be disposed over one layer, two layers, and one layer, respectively, but is not limited thereto. For example, the GSL and SSL each have a one-layer or two-layer structure, and the word line has 4, 8, or 16 or more layers (eg, 2 x n layers, n is 8). It may have a structure of more than one integer). The number of stacked gate lines 270 may be determined in consideration of a circuit design design and/or the degree of integration of the vertical memory device.

한편, 상술한 반도체 패턴이 채널(235) 및 기판(100) 사이에 배치되는 경우, GSL(270a)은 상기 반도체 패턴의 외측벽을 감싸면서 연장할 수 있다. 이 경우, GSL(270a) 및 상기 반도체 패턴의 외측벽 사이에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, when the above-described semiconductor pattern is disposed between the channel 235 and the substrate 100 , the GSL 270a may extend while surrounding the outer wall of the semiconductor pattern. In this case, a gate insulating layer (not shown) may be further formed between the GSL 270a and the outer wall of the semiconductor pattern.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 라인들(270)은 기판(100)의 상기 상면으로부터 상기 제1 방향을 따라 멀어질수록 상기 제2 방향으로의 길이 혹은 너비가 감소하는 형상으로 적층될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 게이트 라인들(270)은 상기 제1 방향을 따라 피라미드 형상 또는 계단 형상으로 적층될 수 있다. 이에 따라, 게이트 라인들(270) 및 층간 절연막 패턴들(206)에 의해 계단형 적층 구조물이 형성될 수 있다. 1 and 2 , the gate lines 270 are stacked in a shape in which the length or width in the second direction decreases as the distance from the top surface of the substrate 100 in the first direction increases. can In example embodiments, the plurality of gate lines 270 may be stacked in a pyramid shape or a step shape along the first direction. Accordingly, a stepped stacked structure may be formed by the gate lines 270 and the interlayer insulating layer patterns 206 .

상기 제1 방향을 따라 인접하는 게이트 라인들(270) 사이에는 층간 절연막 패턴들(206)이 구비될 수 있다. 층간 절연막 패턴(206)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 산탄화물(SiOC) 혹은 실리콘 산불화물(SiOF)과 같은 산화물 계열의 물질을 포함할 수 있다. 층간 절연막 패턴들(206)에 의해 하나의 상기 게이트 라인 구조체에 포함되는 게이트 라인들(270)이 서로 절연될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 층간 절연막 패턴들(206)은 게이트 라인들(270)과 실질적으로 동일하거나 유사한 피라미드 형상 또는 계단 형상으로 상기 제1 방향을 따라 적층될 수 있다.Interlayer insulating layer patterns 206 may be provided between the gate lines 270 adjacent in the first direction. The interlayer insulating layer pattern 206 may include an oxide-based material such as silicon oxide (SiO 2 ), silicon oxycarbide (SiOC), or silicon oxyfluoride (SiOF). The gate lines 270 included in the one gate line structure may be insulated from each other by the interlayer insulating layer patterns 206 . In example embodiments, the interlayer insulating layer patterns 206 may be stacked along the first direction in a pyramid shape or a step shape substantially the same as or similar to the gate lines 270 .

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제3 방향으로 인접하는 상기 게이트 라인 구조체들 사이에는 분리막 패턴(275)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 분리막 패턴(275)은 상기 제3 방향을 따라 복수로 배치되어, 게이트 라인들(270) 및 층간 절연막 패턴들(206)을 분리시키며, 상기 제2 방향으로 연장하는 복수의 상기 게이트 라인 구조체들을 한정할 수 있다. 이 경우, 분리막 패턴(270)은 상기 제2 방향을 따라 연장하며, 게이트 라인 컷(cut) 패턴으로 기능할 수 있다. 분리막 패턴(275)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.3 , a separation layer pattern 275 may be formed between the gate line structures adjacent in the third direction. For example, a plurality of separation layer patterns 275 are disposed along the third direction to separate the gate lines 270 and the interlayer insulating layer patterns 206 , and a plurality of the gates extending in the second direction. Line structures can be defined. In this case, the separation layer pattern 270 may extend along the second direction and function as a gate line cut pattern. The separator pattern 275 may include an insulating material such as silicon oxide.

도 3에 도시된 바와 같이, 분리막 패턴(275)과 인접하는 기판(100) 상부에는 제2 불순물 영역(105)이 형성될 수 있다. 제2 불순물 영역(105)은 상기 제2 방향으로 연장되며, 상기 수직형 메모리 장치의 공통 소스 라인(Common Source Line: CSL)으로 제공될 수 있다. 제2 불순물 영역(105)은 예를 들어 인 또는 비소와 같은 n형 불순물을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제2 불순물 영역(105) 상에는, 예를 들어 코발트 실리사이드 패턴 또는 니켈 실리사이드 패턴과 같은 금속 실리사이드 패턴이 형성될 수도 있다.3 , a second impurity region 105 may be formed on the substrate 100 adjacent to the separation layer pattern 275 . The second impurity region 105 may extend in the second direction and may serve as a common source line (CSL) of the vertical memory device. The second impurity region 105 may include, for example, an n-type impurity such as phosphorus or arsenic. Although not shown, a metal silicide pattern such as a cobalt silicide pattern or a nickel silicide pattern may be formed on the second impurity region 105 .

몰드 보호막(210)은 기판(100)의 셀 영역(I), 차단 영역(II) 및 주변 회로 영역(III)에 걸쳐 형성되며, 상기 계단형 적층 구조물의 측부를 커버할 수 있다. 몰드 보호막(210)은, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.The mold protection layer 210 is formed over the cell region I, the blocking region II, and the peripheral circuit region III of the substrate 100 , and may cover the side of the step-type stacked structure. The mold protective layer 210 may include, for example, an insulating material such as silicon oxide.

최상층의 층간 절연막 패턴(206e), 패드(260), 분리막 패턴(275) 및 몰드 보호막(210) 상에는 상부 절연막(280)이 형성될 수 있다. 상부 절연막(280)은, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.An upper insulating layer 280 may be formed on the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e , the pad 260 , the separation layer pattern 275 , and the mold protection layer 210 . The upper insulating layer 280 may include, for example, an insulating material such as silicon oxide.

예시적인 실시예들에 따르면, 상부 절연막(280)에 의해 패드들(260)이 보호될 수 있다. 상부 절연막(280) 상에는 비트 라인과 같은 배선 구조물들이 배치될 수 있다.In example embodiments, the pads 260 may be protected by the upper insulating layer 280 . Wiring structures such as bit lines may be disposed on the upper insulating layer 280 .

기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에는 상기 수직형 메모리 장치의 주변 회로가 배치될 수 있다. 상기 주변 회로는 예를 들면, 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 주변 회로는 주변 회로 보호막(152)에 의해 커버될 수 있다. A peripheral circuit of the vertical memory device may be disposed on the peripheral circuit region III of the substrate 100 . The peripheral circuit may include, for example, a transistor. The peripheral circuit may be covered by the peripheral circuit passivation layer 152 .

예를 들면, 기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에는 게이트 절연막 패턴(110), 게이트 전극(120) 및 게이트 마스크(130)가 적층된 게이트 구조물(140)이 배치될 수 있다. 게이트 구조물(140)과 인접한 기판(100) 상부에는 제1 불순물 영역(103)이 형성될 수 있다. 게이트 구조물(140) 및 제1 불순물 영역(103)에 의해 상기 트랜지스터가 정의될 수 있으며, 이 경우, 제1 불순물 영역(103)은 상기 트랜지스터의 소스/드레인(source/drain) 영역으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 게이트 구조물(140)의 측벽을 커버하는 게이트 스페이서(150)가 더 형성될 수 있다.For example, the gate structure 140 in which the gate insulating layer pattern 110 , the gate electrode 120 , and the gate mask 130 are stacked may be disposed on the peripheral circuit region III of the substrate 100 . A first impurity region 103 may be formed on the substrate 100 adjacent to the gate structure 140 . The transistor may be defined by the gate structure 140 and the first impurity region 103 . In this case, the first impurity region 103 may serve as a source/drain region of the transistor. have. In an embodiment, a gate spacer 150 to cover a sidewall of the gate structure 140 may be further formed.

주변회로 보호막(152)은 기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에 형성되어 게이트 구조물(140), 게이트 스페이서(150) 및 제1 불순물 영역(103)을 커버할 수 있다. 따라서, 상기 주변 회로가 주변회로 보호막(152)에 의해 보호될 수 있다.The peripheral circuit passivation layer 152 may be formed on the peripheral circuit region III of the substrate 100 to cover the gate structure 140 , the gate spacer 150 , and the first impurity region 103 . Accordingly, the peripheral circuit may be protected by the peripheral circuit passivation layer 152 .

기판(100)의 차단 영역(II) 상에는 차단 구조물(250)이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 차단 구조물(250)은 몰드 보호막(210)을 상기 제1 방향으로 관통하며, 적어도 상기 제3 방향을 따라 연장하는 댐(dam) 형상 혹은 펜스(fence) 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 차단 구조물(250)은 셀 영역(I)을 상기 제2 및 제3 방향을 따라 연속적으로 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 차단 구조물(250)은 셀 영역(I)을 연속적으로 둘러싸는 펜스 형태로 형성될 수 있다.A blocking structure 250 may be disposed on the blocking region II of the substrate 100 . According to example embodiments, the blocking structure 250 may have a dam shape or a fence shape that penetrates the mold protective layer 210 in the first direction and extends along at least the third direction. can In example embodiments, the blocking structure 250 may have a shape that continuously surrounds the cell region I in the second and third directions. For example, the blocking structure 250 may be formed in the form of a fence that continuously surrounds the cell region I.

예시적인 실시예들에 따르면, 차단 구조물(250)은 더미(dummy) 유전막(232), 더미 채널(237) 및 제2 매립막 패턴(242)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 더미 유전막(232), 더미 채널(237) 및 제2 매립막 패턴(242)은 셀 영역(I) 상에 형성된 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.In example embodiments, the blocking structure 250 may have a structure in which a dummy dielectric layer 232 , a dummy channel 237 , and a second buried layer pattern 242 are sequentially stacked. The dummy dielectric layer 232 , the dummy channel 237 , and the second buried layer pattern 242 are substantially the same as the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the first buried layer pattern 240 formed on the cell region I . may contain the same material.

예시적인 실시예들에 있어서, 차단 구조물(250)에 의해 셀 영역(I)에서 주변 회로 영역(III)으로 전달되는 열적 및/또는 기계적 스트레스가 차단될 수 있다. In example embodiments, thermal and/or mechanical stress transferred from the cell region I to the peripheral circuit region III may be blocked by the blocking structure 250 .

예를 들면, 셀 영역(I) 상에서 유전막 구조물(230), 채널(235) 등을 형성하기 위해 고온에서 수행되는 증착 공정이 수행될 수 있다. 따라서, 상기 증착 공정으로부터 열적 스트레스가 발생할 수 있다. 또한, 셀 영역(I) 상에 다수의 게이트 라인들(270) 및 층간 절연막 패턴들(206)이 반복 적층됨에 따라 기계적 스트레스가 발생할 수 있다. 상기 열적 및/또는 기계적 스트레스가 셀 영역(I) 상에 과다하게 축적되는 경우, 주변 회로 영역(III)까지 전파되어 상기 주변 회로의 불량을 야기할 수 있다. 예를 들면, 주변 회로 영역(III)에서 액티브 영역으로 제공되는 기판(100) 부분 및 게이트 구조물(140)의 크랙, 화학 구조의 변성, 또는 전위(dislocation) 등의 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 주변 회로를 통한 전기적 신호 인가 및 전달 오류가 발생하며, 이에 따라 상기 수직형 메모리 장치의 동작 신뢰성을 악화시킬 수 있다.For example, a deposition process performed at a high temperature to form the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the like on the cell region I may be performed. Accordingly, thermal stress may be generated from the deposition process. Also, as a plurality of gate lines 270 and interlayer insulating layer patterns 206 are repeatedly stacked on the cell region I, mechanical stress may occur. When the thermal and/or mechanical stress is excessively accumulated on the cell region I, it may propagate to the peripheral circuit region III and cause a defect in the peripheral circuit. For example, a phenomenon such as a crack, chemical structure change, or dislocation of a portion of the substrate 100 and the gate structure 140 provided as an active region in the peripheral circuit region III may occur. Accordingly, an error in applying and transmitting an electrical signal through the peripheral circuit may occur, thereby deteriorating the operational reliability of the vertical memory device.

그러나, 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 영역(I) 및 주변 회로 영역(III) 사이에 차단 구조물(250)이 개재되므로 상기 열적 및/또는 기계적 스트레스의 전달 및/또는 확산을 억제할 수 있다. 따라서, 주변 회로 영역(III)에서의 구조적적 안정성 및 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.However, according to exemplary embodiments, since the blocking structure 250 is interposed between the cell region I and the peripheral circuit region III, transmission and/or diffusion of the thermal and/or mechanical stress may be suppressed. . Accordingly, structural stability and operational reliability in the peripheral circuit region III may be improved.

도 4 내지 도 17b는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도 및 평면도들이다. 예를 들면, 도 4 내지 도 17b는 도 1 내지 도 3에 도시된 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.4 to 17B are cross-sectional views and plan views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments. For example, FIGS. 4 to 17B are diagrams for explaining a method of manufacturing the vertical memory device illustrated in FIGS. 1 to 3 .

구체적으로, 도 7a, 도 11a, 도 14a 및 도 17a는 상기 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 4 내지 도 6, 도 7b, 도 8 내지 도 10, 도 11b, 도 12, 도 13, 도 15a 및 도 16a들은 도 7a, 도 11a, 도 14a 및 도 17a에 도시된 I-I'라인을 따라 상기 제1 방향으로 절단한 단면도들이다. 도 14b, 도 15b, 도 16b 및, 도 17b들은 도 7a, 도 11a, 도 14a 및 도 17a에 도시된 II-II'라인을 따라 상기 제1 방향으로 절단한 단면도들이다.Specifically, FIGS. 7A, 11A, 14A, and 17A are plan views illustrating a method of manufacturing the vertical memory device. 4 to 6, 7B, 8 to 10, 11B, 12, 13, 15A, and 16A are the lines I-I' shown in FIGS. 7A, 11A, 14A and 17A. are cross-sectional views taken along the first direction. 14B, 15B, 16B, and 17B are cross-sectional views taken along the line II-II' shown in FIGS. 7A, 11A, 14A and 17A in the first direction.

도 4를 참조하면, 기판(100) 상에 게이트 구조물(140) 및 제1 불순물 영역(103)을 형성한다.Referring to FIG. 4 , the gate structure 140 and the first impurity region 103 are formed on the substrate 100 .

기판(100)으로서 단결정 실리콘, 단결정 게르마늄 등과 반도체 물질을 포함하는 반도체 기판을 사용할 수 있다. 또한, 기판(100)은 셀 영역(I), 차단 영역(II) 및 주변 회로 영역(III)으로 구분될 수 있다. 게이트 구조물(140) 및 제1 불순물 영역(103)은 기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에 형성될 수 있다.As the substrate 100 , a semiconductor substrate including a semiconductor material such as single crystal silicon, single crystal germanium, or the like may be used. In addition, the substrate 100 may be divided into a cell region (I), a blocking region (II), and a peripheral circuit region (III). The gate structure 140 and the first impurity region 103 may be formed on the peripheral circuit region III of the substrate 100 .

예를 들면, 기판(100) 상에 게이트 절연막, 게이트 전극막 및 게이트 마스크막을 순차적으로 형성할 수 있다. 상기 게이트 마스크막을 부분적으로 식각하여 게이트 마스크(130)를 형성하고, 게이트 마스크(130)를 식각 마스크로 사용하여, 상기 게이트 전극막 및 상기 게이트 절연막을 식각함으로써 게이트 전극(120) 및 게이트 절연막 패턴(110)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판(100) 상에 순차적으로 적층된 게이트 절연막 패턴(110), 게이트 전극(120) 및 게이트 마스크(130)를 포함하는 게이트 구조물(140)이 형성될 수 있다.For example, a gate insulating layer, a gate electrode layer, and a gate mask layer may be sequentially formed on the substrate 100 . The gate mask layer is partially etched to form a gate mask 130, and the gate electrode layer and the gate insulating layer are etched using the gate mask 130 as an etch mask to form a gate electrode 120 and a gate insulating layer pattern ( 110) can be formed. Accordingly, the gate structure 140 including the gate insulating layer pattern 110 , the gate electrode 120 , and the gate mask 130 sequentially stacked on the substrate 100 may be formed.

상기 게이트 절연막은 실리콘 산화물 혹은 금속 산화물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극막은 금속, 금속 질화물 또는 도핑된 폴리실리콘을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 게이트 마스크막은 실리콘 질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막, 상기 게이트 전극막 또는 상기 게이트 마스크막은 각각 화학 기상 증착 공정(Chemical Vapor Deposition: CVD) 공정, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착 공정(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition: HDP-CVD) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Depostion: ALD) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 공정 중 적어도 하나의 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막은 기판(100)의 상면에 대해 열 산화 공정을 수행하여 형성될 수도 있다.The gate insulating layer may be formed using silicon oxide or metal oxide. The gate electrode layer may be formed using metal, metal nitride, or doped polysilicon. The gate mask layer may be formed using silicon nitride. The gate insulating layer, the gate electrode layer, or the gate mask layer may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) process, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process, and a high-density plasma-chemical vapor deposition process, respectively. It may be formed using at least one of a High Density Plasma Chemical Vapor Deposition (HDP-CVD) process, an atomic layer deposition (ALD) process, and a sputtering process. The gate insulating layer may be formed by performing a thermal oxidation process on the upper surface of the substrate 100 .

게이트 구조물(140)을 이온 주입 마스크로 사용하는 이온 주입 공정을 통해 게이트 구조물(140)과 인접한 주변 회로 영역(III)의 기판(100) 상부에 제1 불순물 영역(103)을 형성할 수 있다, 게이트 구조물(140) 및 제1 불순물 영역(103)에 의해 주변 회로 영역(III)에 배치되는 트랜지스터가 정의될 수 있다.The first impurity region 103 may be formed on the substrate 100 in the peripheral circuit region III adjacent to the gate structure 140 through an ion implantation process using the gate structure 140 as an ion implantation mask. A transistor disposed in the peripheral circuit region III may be defined by the gate structure 140 and the first impurity region 103 .

일 실시예에 있어서, 기판(100) 상에 게이트 구조물(140)을 덮는 스페이서 막을 형성한 후, 상기 스페이서 막을 이방성 식각하여, 게이트 구조물(140) 측벽을 커버하는 게이트 스페이서(150)를 더 형성할 수 있다.In an embodiment, after forming the spacer layer covering the gate structure 140 on the substrate 100 , the spacer layer is anisotropically etched to further form the gate spacer 150 covering the sidewall of the gate structure 140 . can

이후, 상기 트랜지스터를 보호하는 주변 회로 보호막(152)이 더 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판(100) 상에 제1 불순물 영역(103), 게이트 구조물(140) 및 게이트 스페이서(150)을 덮는 보호막을 형성한 후, 셀 영역(I) 및 차단 영역(II) 상에 형성된 상기 보호막 부분을 제거하여, 주변 회로 보호막(152)을 형성할 수 있다. 상기 보호막은 산화막으로 형성될 수 있다.Thereafter, a peripheral circuit protection layer 152 to protect the transistor may be further formed. For example, after forming a passivation layer covering the first impurity region 103 , the gate structure 140 , and the gate spacer 150 on the substrate 100 , the cell region I and the blocking region II are formed on the substrate 100 . A portion of the formed passivation layer may be removed to form a peripheral circuit passivation layer 152 . The passivation layer may be formed of an oxide layer.

도 5를 참조하면, 기판(100) 상에 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)을 교대로 반복적으로 적층하여 몰드 구조물을 형성한다.Referring to FIG. 5 , interlayer insulating layers 202 and sacrificial layers 204 are alternately and repeatedly stacked on a substrate 100 to form a mold structure.

예시적인 실시예들에 따르면, 층간 절연막들(202)은 실리콘 산화물, 실리콘 탄산화물 혹은 실리콘 산불화물과 같은 산화물 계열의 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 희생막들(204)은 층간 절연막(202)에 대해 식각 선택비를 가지며, 습식 식각 공정에 의해 용이하게 제거될 수 있는 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 희생막들(204)은 실리콘 질화물(SiN) 또는 실리콘 붕질화물(SiBN)과 같은 질화물 계열의 물질을 사용하여 형성될 수 있다.In example embodiments, the interlayer insulating layers 202 may be formed using an oxide-based material such as silicon oxide, silicon carbonate, or silicon oxyfluoride. The sacrificial layers 204 have an etch selectivity with respect to the interlayer insulating layer 202 and may be formed using a material that can be easily removed by a wet etching process. For example, the sacrificial layers 204 may be formed using a nitride-based material such as silicon nitride (SiN) or silicon boron nitride (SiBN).

층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)은 CVD 공정, PECVD 공정, 스핀 코팅 공정 등을 통해 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 최하층의 층간 절연막(202a)은 기판(100) 상면에 대해 열 산화 공정을 수행하여 형성될 수도 있다. 이 경우, 최하층의 층간 절연막(202a)은 다른 층간 절연막들(202b, 202c, 202d, 202e)에 비해 얇은 두께로 형성될 수 있다. The interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 may be formed through a CVD process, a PECVD process, a spin coating process, or the like. In an embodiment, the lowermost interlayer insulating layer 202a may be formed by performing a thermal oxidation process on the upper surface of the substrate 100 . In this case, the lowermost interlayer insulating layer 202a may be formed to have a thinner thickness than other interlayer insulating layers 202b, 202c, 202d, and 202e.

희생막들(204)은 후속 공정을 통해 제거되어 GSL, 워드 라인 및 SSL 이 형성되는 공간을 제공할 수 있다. 따라서, 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)이 적층되는 수는 이후 형성되는 상기 GSL, 워드 라인 및 SSL이 적층되는 수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 상기 GSL 및 SSL은 각각 1개의 층으로 형성되고, 상기 워드 라인은 2개의 층으로 형성될 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 희생막들(204)은 모두 4개의 층으로 적층되며 층간 절연막들(202)은 모두 5개의 층으로 적층될 수 있다. 그러나, 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)이 적층되는 수는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 GSL 및 SSL은 각각 2개의 층으로 형성되고 상기 워드 라인은 4개, 8개 혹은 16개의 층으로 형성될 수 있다. 이 경우, 희생막들(204)은 모두 8개, 12개 혹은 20개의 층으로 형성되고 층간 절연막들(202)은 모두 9개, 13개 혹은 21개의 층으로 형성될 수 있다. 상기 워드 라인은 16개 이상의 층으로, 예를 들면 2 x n개 층으로(n은 8 이상의 정수) 형성될 수도 있다.The sacrificial layers 204 may be removed through a subsequent process to provide a space in which the GSL, the word line, and the SSL are formed. Accordingly, the number of the interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 stacked may vary depending on the stacked number of the GSL, word line, and SSL to be formed later. For example, the GSL and SSL may each be formed in one layer, and the word line may be formed in two layers. In this case, as shown in FIG. 5 , all of the sacrificial layers 204 may be stacked in four layers, and the interlayer insulating layers 202 may be stacked in all five layers. However, the number of the interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 stacked is not particularly limited. For example, the GSL and SSL may each be formed in two layers, and the word line may be formed in four, eight, or 16 layers. In this case, all of the sacrificial layers 204 may be formed of 8, 12, or 20 layers, and all of the interlayer insulating layers 202 may be formed of 9, 13, or 21 layers. The word line may be formed of 16 or more layers, for example, 2 x n layers (n is an integer of 8 or more).

도 6을 참조하면, 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)을 부분적으로 식각하여 계단형 몰드 구조물(205)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 may be partially etched to form a stepped mold structure 205 .

예시적인 실시예들에 따르면, 최상부의 층간 절연막(202e) 상에 층간 절연막(202e)을 부분적으로 커버하는 포토 레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성하고, 상기 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 층간 절연막들(202e, 202d, 202c, 202b) 및 희생막들(204d, 204c, 204b, 204a)의 양 단부를 식각할 수 있다. 이후 상기 포토 레지스트 패턴의 양 단부를 일부 제거하여 상기 포토 레지스트 패턴의 너비를 감소시킨 후, 이를 식각 마스크로 다시 사용하여 층간 절연막들(202e, 202d, 202c) 및 희생막들(204d, 204c, 204b)의 양 단부를 식각한다. 이와 유사한 방식으로, 식각 공정을 반복함으로써 도 6에 도시된 바와 같은 계단형 몰드 구조물(205)을 형성할 수 있다.According to example embodiments, a photoresist pattern (not shown) partially covering the interlayer insulating layer 202e is formed on the uppermost interlayer insulating layer 202e, and the photoresist pattern is used as an etch mask to form an interlayer Both ends of the insulating layers 202e, 202d, 202c, and 202b and the sacrificial layers 204d, 204c, 204b, and 204a may be etched. Thereafter, both ends of the photoresist pattern are partially removed to reduce the width of the photoresist pattern, and then the interlayer insulating layers 202e, 202d, and 202c and the sacrificial layers 204d, 204c, and 204b are used again as an etch mask. ) is etched at both ends. In a similar manner, the step-shaped mold structure 205 as shown in FIG. 6 may be formed by repeating the etching process.

예시적인 실시예들에 따르면, 차단 영역(II) 및 주변 회로 영역(III) 상에 형성된 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204) 부분들은 실질적으로 제거될 수 있다. 계단형 몰드 구조물(205) 형성을 위한 상기 식각 공정 시, 주변 회로 영역(III) 상에 형성된 상기 트랜지스터는 주변 회로 보호막(152)에 의해 보호될 수 있다. In example embodiments, portions of the interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 formed on the blocking region II and the peripheral circuit region III may be substantially removed. During the etching process for forming the stepped mold structure 205 , the transistor formed on the peripheral circuit region III may be protected by the peripheral circuit passivation layer 152 .

일 실시예에 있어서, 상기 식각 공정 시, 차단 영역(II) 상에 형성된 최하층의 층간 절연막(202a) 부분은 실질적으로 식각되지 않고 잔류할 수도 있다. In an embodiment, during the etching process, a portion of the lowermost interlayer insulating layer 202a formed on the blocking region II may remain substantially unetched.

계단형 몰드 구조물(205) 형성 후, 기판(200) 상에 계단형 몰드 구조물(205)의 측부 혹은 계단들을 커버하는 몰드 보호막(210)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 기판(200) 상에 실리콘 산화물과 같은 절연물질을 사용하여 CVD 공정 또는 스핀 코팅 공정 등을 통해 계단형 몰드 구조물(205)을 커버하는 절연막을 형성한다. 이어서, 상기 절연막의 상부를 최상층의 층간 절연막(202e)이 노출될 때까지 평탄화하여 몰드 보호막(210)을 형성할 수 있다. 상기 평탄화 공정은 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polish: CMP) 공정 및/또는 에치-백(etch-back) 공정을 포함할 수 있다. After forming the step-shaped mold structure 205 , a mold protection layer 210 covering the sides or steps of the step-shaped mold structure 205 may be formed on the substrate 200 . For example, an insulating layer covering the stepped mold structure 205 is formed on the substrate 200 through a CVD process or a spin coating process using an insulating material such as silicon oxide. Then, the uppermost insulating layer 202e may be planarized until the uppermost insulating layer 202e is exposed to form the mold protective layer 210 . The planarization process may include a chemical mechanical polishing (CMP) process and/or an etch-back process.

일 실시예에 있어서, 몰드 보호막(210)은 층간 절연막들(202)과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 이 경우, 몰드 보호막(210)은 층간 절연막들(202)과 실질적으로 병합되거나 일체화될 수 있다.In an embodiment, the mold protective layer 210 may be formed using a material substantially the same as or similar to that of the interlayer insulating layers 202 . In this case, the mold protective layer 210 may be substantially merged with or integrated with the interlayer insulating layers 202 .

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 계단형 몰드 구조물(205)을 관통하는 복수의 채널 홀들(215) 및 몰드 보호막(210)을 관통하는 제1 개구부(217)를 형성한다. 7A and 7B , a plurality of channel holes 215 penetrating through the stepped mold structure 205 and a first opening 217 penetrating the mold passivation layer 210 are formed.

예시적인 실시예들에 따르면, 최상층의 층간 절연막(202e) 및 몰드 보호막(210) 상에 하드 마스크(도시되지 않음)를 형성하고, 상기 하드 마스크를 식각 마스크로 사용하는 건식 식각 공정을 통해 계단형 몰드 구조물(205)의 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)을 식각하여 채널 홀(215)을 형성할 수 있다. 채널 홀(215)은 기판(200) 상면으로부터 상기 제1 방향으로 연장될 수 있으며, 채널 홀(215)에 의해 기판(200)의 상기 상면이 노출될 수 있다. 상기 하드 마스크는 예를 들면, 실리콘 계열 또는 탄소 계열의 스핀-온 하드 마스크(Spin on Hard Mask: SOH) 물질 또는 포토레지스트 물질을 사용하여 형성될 수 있다.According to example embodiments, a hard mask (not shown) is formed on the uppermost interlayer insulating layer 202e and the mold protective layer 210 , and a step type is performed through a dry etching process using the hard mask as an etching mask. A channel hole 215 may be formed by etching the interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 of the mold structure 205 . The channel hole 215 may extend from the upper surface of the substrate 200 in the first direction, and the upper surface of the substrate 200 may be exposed by the channel hole 215 . The hard mask may be formed using, for example, a silicon-based or carbon-based spin-on hard mask (SOH) material or a photoresist material.

도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 제2 방향을 따라 복수의 채널 홀(215)들이 형성되어 채널 홀 행이 정의될 수 있으며, 상기 제3 방향을 따라, 복수의 상기 채널 홀 행들이 형성될 수 있다. 7A , a plurality of channel holes 215 may be formed along the second direction to define a channel hole row, and a plurality of channel hole rows may be formed along the third direction. have.

상기 채널 홀 행들은 상기 제3 방향을 따라 채널 홀들(215)이 지그-재그(zig-zag) 형태로 배치되도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 채널 홀들(215)은 기판(100) 셀 영역(I) 상에 형성될 수 있다.The channel hole rows may be formed such that the channel holes 215 are arranged in a zig-zag shape along the third direction. In example embodiments, the channel holes 215 may be formed on the cell region I of the substrate 100 .

셀 영역(I) 및 주변 회로 영역(III) 사이에 정의되는 차단 영역(II) 상에는 제1 개구부(217)가 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 개구부(217)는 채널 홀(215) 형성을 위한 상기 건식 식각 공정을 통해 채널 홀(215)과 실질적으로 동시에 형성될 수 있다.A first opening 217 may be formed on the blocking region II defined between the cell region I and the peripheral circuit region III. In example embodiments, the first opening 217 may be formed substantially simultaneously with the channel hole 215 through the dry etching process for forming the channel hole 215 .

제1 개구부(217)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향을 따라, 몰드 보호막(210)을 관통할 수 있으며, 제1 개구부(217)에 의해 기판(100) 상면이 노출될 수 있다. 또한, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(217)는 상기 제3 방향을 따라 연장하는 트렌치(trench) 형상 또는 도랑 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제1 개구부(217)는 셀 영역(I)을 둘러싸는 형태로 제2 및 제3 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 개구부(217)는 셀 영역(I)을 연속적으로 둘러싸는 펜스 형태로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7B , the first opening 217 may pass through the mold protection layer 210 in the first direction, and the upper surface of the substrate 100 may be exposed by the first opening 217 . have. Also, as shown in FIG. 7A , the first opening 217 may have a trench shape or a trench shape extending along the third direction. According to an exemplary embodiment, the first opening 217 may be formed to surround the cell region I and extend in the second and third directions. For example, the first opening 217 may be formed in the form of a fence that continuously surrounds the cell region I.

채널 홀(215) 및 제1 개구부(217) 형성 후, 상기 하드 마스크는 애싱(ashing) 및/또는 스트립(strip) 공정을 통해 제거될 수 있다.After the channel hole 215 and the first opening 217 are formed, the hard mask may be removed through an ashing and/or a strip process.

도 8을 참조하면, 채널 홀들(215) 및 제1 개구부(217)의 측벽들 및 저면들과 최상층의 층간 절연막(202e) 및 몰드 보호막(210)상에 유전막(220)을 형성한다. Referring to FIG. 8 , a dielectric layer 220 is formed on the sidewalls and bottom surfaces of the channel holes 215 and the first opening 217 , and the uppermost interlayer insulating layer 202e and the mold protection layer 210 .

예시적인 실시예들에 따르면, 유전막(220)은 구체적으로 도시하지는 않았으나, 블로킹 막, 전하 저장막 및 터널 절연막을 순차적으로 적층하여 형성될 수 있다. 상기 블로킹 막은 실리콘 산화물과 같은 산화물을 사용하여 형성될 수 있고, 상기 전하 저장막은 실리콘 질화물과 같은 질화물 또는 금속 산화물을 사용하여 형성될 수 있으며, 상기 터널 절연막은 실리콘 산화물과 같은 산화물을 사용하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 유전막(220)은 ONO 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 블로킹막, 전하 저장막 및 터널 절연막들은 각각 CVD 공정, PECVD 공정 또는 ALD 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. According to exemplary embodiments, although not specifically illustrated, the dielectric layer 220 may be formed by sequentially stacking a blocking layer, a charge storage layer, and a tunnel insulating layer. The blocking film may be formed using an oxide such as silicon oxide, the charge storage film may be formed using a nitride such as silicon nitride or a metal oxide, and the tunnel insulating film may be formed using an oxide such as silicon oxide. can According to example embodiments, the dielectric layer 220 may be formed to have an ONO structure. The blocking layer, the charge storage layer, and the tunnel insulating layer may be formed using a CVD process, a PECVD process, or an ALD process, respectively.

도 9를 참조하면, 채널 홀(215) 저면에 형성된 유전막(220) 부분을 예를 들면, 에치-백 공정을 통해 부분적으로 식각하여 기판(100) 상면을 노출시킬 수 있다. 상기 에치-백 공정에 의해 최상층의 층간 절연막(202e) 및 몰드 보호막(210) 상에 형성된 유전막(220) 부분도 실질적으로 제거될 수 있다. 이에 따라, 채널 홀(215) 측벽 상에 유전막 구조물(230)이 형성될 수 있다. 유전막 구조물(230)은 채널 홀(215) 내부에서 저면 중앙부가 뚫린 실린더 형상 혹은 스트로우 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 9 , a portion of the dielectric layer 220 formed on the bottom surface of the channel hole 215 may be partially etched through, for example, an etch-back process to expose the upper surface of the substrate 100 . A portion of the dielectric layer 220 formed on the uppermost interlayer insulating layer 202e and the mold protection layer 210 may also be substantially removed by the etch-back process. Accordingly, the dielectric layer structure 230 may be formed on the sidewall of the channel hole 215 . The dielectric film structure 230 may have a cylindrical shape or a straw shape in which a bottom center portion is drilled in the channel hole 215 .

상기 에치-백 공정에 의해 제1 개구부(217) 저면에 형성된 유전막(220) 부분도 함께 제거될 수 있다. 이에 따라, 제1 개구부(217) 측벽 상에는 더미 유전막(232)이 형성될 수 있다.A portion of the dielectric layer 220 formed on the bottom surface of the first opening 217 by the etch-back process may also be removed. Accordingly, a dummy dielectric layer 232 may be formed on the sidewall of the first opening 217 .

도 10을 참조하면, 최상층의 층간 절연막(202e), 유전막 구조물(230), 더미 유전막(232) 및 채널 홀(215)과 제1 개구부(217)에 의해 노출된 기판(100)의 상기 상면 상에 채널막(225)을 형성하고, 채널 홀(215) 및 제1 개구부(217)의 나머지 부분들을 채우는 제1 매립막(227)을 채널막(225) 상에 형성할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 채널막(225)은 불순물이 도핑되거나 도핑되지 않은 폴리실리콘 혹은 비정질 실리콘을 사용하여 형성될 수 있다. 한편, 폴리실리콘 혹은 비정질 실리콘을 사용하여 채널막(225)을 형성한 후 열처리 또는 레이저 빔 조사에 의해 이를 단결정 실리콘으로 전환시킬 수도 있다. 비정질 실리콘 혹은 폴리실리콘을 단결정 실리콘으로 전환하는 경우 채널막(225) 내의 결함이 제거되어 채널(235, 도 11a 및 도 11b 참조)의 기능을 향상시킬 수 있다. 제1 매립막(227)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 절연 물질을 사용하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 10 , on the top surface of the substrate 100 exposed by the uppermost interlayer insulating film 202e , the dielectric film structure 230 , the dummy dielectric film 232 , and the channel hole 215 and the first opening 217 . A channel layer 225 may be formed on the upper surface of the junction layer 225 , and a first buried layer 227 filling the remaining portions of the channel hole 215 and the first opening 217 may be formed on the channel layer 225 . In example embodiments, the channel layer 225 may be formed using doped or undoped polysilicon or amorphous silicon. Meanwhile, after forming the channel layer 225 using polysilicon or amorphous silicon, it may be converted into single crystal silicon by heat treatment or laser beam irradiation. When amorphous silicon or polysilicon is converted to single crystal silicon, defects in the channel layer 225 are removed, thereby improving the function of the channel 235 (refer to FIGS. 11A and 11B ). The first buried layer 227 may be formed using an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.

채널막(225) 및 제1 매립막(227)은 예를 들면, CVD 공정, PECVD 공정, 스핀 코팅 공정, PVD 공정 또는 ALD 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.The channel layer 225 and the first buried layer 227 may be formed using, for example, a CVD process, a PECVD process, a spin coating process, a PVD process, or an ALD process.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 최상층의 층간 절연막(202e) 상면이 노출될 때까지, 제1 매립막(227) 및 채널막(225)을 예를 들면, CMP 공정을 통해 평탄화할 수 있다. 이에 따라, 채널 홀(215)의 측벽으로부터 순차적으로 적층되어 채널 홀(215) 내부를 채우는 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240)을 형성할 수 있다. 채널 홀(215) 내부에 채널(235)이 형성됨에 따라, 상기 채널 홀 행에 대응되어 복수의 상기 채널들이 배열된 채널 행이 형성될 수 있다.11A and 11B , the first buried layer 227 and the channel layer 225 may be planarized through, for example, a CMP process until the top surface of the uppermost interlayer insulating layer 202e is exposed. Accordingly, the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the first buried layer pattern 240 may be sequentially stacked from the sidewall of the channel hole 215 to fill the inside of the channel hole 215 . As the channel 235 is formed in the channel hole 215 , a channel row in which a plurality of the channels are arranged to correspond to the channel hole row may be formed.

또한, 제1 개구부(250)의 측벽으로부터 순차적으로 적층되어 제1 개구부(217) 내부를 채우는 더미 유전막(232), 더미 채널(237) 및 제2 매립막 패턴(242)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 개구부(217) 내부에는 더미 유전막(232), 더미 채널(237) 및 제2 매립막 패턴(242)을 포함하는 차단 구조물(250)이 형성될 수 있다.Also, a dummy dielectric layer 232 , a dummy channel 237 , and a second buried layer pattern 242 may be sequentially stacked from the sidewall of the first opening 250 to fill the inside of the first opening 217 . Accordingly, the blocking structure 250 including the dummy dielectric layer 232 , the dummy channel 237 , and the second buried layer pattern 242 may be formed inside the first opening 217 .

채널(235)은 컵 형상을 가질 수 있으며, 제1 매립막 패턴(240)은 속이 찬 원 기둥 혹은 필라 형상을 가질 수 있다. 유전막 구조물(230)은 채널(235)의 외측벽으로부터 상기 터널 절연막, 상기 전하 저장막 및 상기 블로킹막이 적층된 구조를 가질 수 있다.The channel 235 may have a cup shape, and the first buried layer pattern 240 may have a solid cylindrical shape or a pillar shape. The dielectric layer structure 230 may have a structure in which the tunnel insulating layer, the charge storage layer, and the blocking layer are stacked from the outer wall of the channel 235 .

차단 구조물(250)은 상기 제3 방향을 따라 연장하는 댐 형상 혹은 펜스 형상을 가질 수 있으며, 셀 영역(I)과 주변 회로 영역(III) 사이에 배치되어 경계를 형성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 차단 구조물(250)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 형태로 제2 및 제3 방향을 따라 연장하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 차단 구조물(250)은 셀 영역(I)을 연속적으로 둘러싸는 펜스 형태로 형성될 수 있다.The blocking structure 250 may have a dam shape or a fence shape extending along the third direction, and may be disposed between the cell region I and the peripheral circuit region III to form a boundary. According to some embodiments, the blocking structure 250 may be formed to surround the cell region I and extend along the second and third directions. For example, the blocking structure 250 may be formed in the form of a fence that continuously surrounds the cell region I.

일 실시예에 있어서, 채널막(225)이 채널 홀(215)을 완전히 채우도록 형성되는 경우에는 제1 매립막 패턴(240)은 형성되지 않고, 채널(235)은 속이 찬 원 기둥 혹은 필라 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 매립막 패턴(242) 역시 생략될 수 있으며, 더미 채널(237)이 제1 개구부(217)의 나머지 부분을 채울 수 있다.In an embodiment, when the channel layer 225 is formed to completely fill the channel hole 215 , the first buried layer pattern 240 is not formed, and the channel 235 has a solid cylindrical shape or a pillar shape. can have In this case, the second buried layer pattern 242 may also be omitted, and the dummy channel 237 may fill the remaining portion of the first opening 217 .

일 실시예에 있어서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 채널 홀(215) 형성 후, 유전막(220) 및 채널막(225) 형성 전에 채널 홀(215) 저부를 채우는 반도체 패턴(도시되지 않음)을 형성할 수도 있다. 상기 반도체 패턴은 기판(100) 상면을 씨드로 사용하는 선택적 에피택셜 성장(Selective Epitaxial Growth: SEG) 공정을 수행하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 패턴은 폴리실리콘 혹은 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 채널 홀(215)의 상기 저부를 채우는 비정질 실리콘막을 형성한 후, 상기 비정질 실리콘막에 레이저 에피택셜 성장(Laser Epitaxial Growth: LEG) 공정 또는 고상 에피택시(Solid Phase Epitaxi: SPE) 공정을 수행하여 상기 반도체 패턴을 형성할 수도 있다. 이 경우, 유전막 구조물(230) 및 채널(235)은 상기 반도체 패턴의 상면 상에 형성될 수 있다.In one embodiment, after forming the channel hole 215 shown in FIGS. 7A and 7B , a semiconductor pattern (not shown) filling the bottom of the channel hole 215 is formed before the dielectric layer 220 and the channel layer 225 are formed. can also be formed. The semiconductor pattern may be formed by performing a selective epitaxial growth (SEG) process using the upper surface of the substrate 100 as a seed. Accordingly, the semiconductor pattern may include polysilicon or single crystal silicon. Alternatively, after forming an amorphous silicon film filling the bottom of the channel hole 215, a laser epitaxial growth (LEG) process or a solid phase epitaxi (SPE) process is performed on the amorphous silicon film. This may be performed to form the semiconductor pattern. In this case, the dielectric layer structure 230 and the channel 235 may be formed on the top surface of the semiconductor pattern.

일 실시예에 있어서, 제1 개구부(217)의 저부에는 상기 반도체 패턴과 실질적으로 동시에 더미 반도체 패턴(도시되지 않음)이 형성될 수도 있다. 이 경우, 더미 유전막(232) 및 더미 채널(237)은 상기 더미 반도체 패턴의 상면 상에 형성될 수 있다.In an embodiment, a dummy semiconductor pattern (not shown) may be formed at the bottom of the first opening 217 at substantially the same time as the semiconductor pattern. In this case, the dummy dielectric layer 232 and the dummy channel 237 may be formed on the top surface of the dummy semiconductor pattern.

도 12 및 도 13을 참조하면, 채널 홀(215) 상부를 채우는 패드(260)를 형성할 수 있다.12 and 13 , a pad 260 filling an upper portion of the channel hole 215 may be formed.

예시적인 실시예들에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이, 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240)의 상부를 에치-백 공정을 통해 제거하여 리세스를 형성한다. 이후, 상기 리세스를 채우는 패드막을 제1 매립막 패턴(240), 채널(235), 유전막 구조물(230) 및 최상층의 층간 절연막(202e) 상에 형성하고, 최상층의 층간 절연막(202e)의 상면이 노출될 때까지 상기 패드막의 상부를 평탄화하여 패드(260)를 형성할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 패드막은 폴리실리콘 또는 예를 들면 n형 불순물이 도핑된 폴리실리콘을 사용하여 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 패드막은 비정질 실리콘을 사용하여 예비 패드막을 형성 후 이를 결정화시킴으로써 형성될 수도 있다. 상기 평탄화 공정은 CMP 공정을 포함할 수 있다. According to example embodiments, as shown in FIG. 12 , the upper portions of the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the first buried layer pattern 240 are removed through an etch-back process to form a recess. do. Thereafter, a pad film filling the recess is formed on the first buried film pattern 240 , the channel 235 , the dielectric film structure 230 , and the uppermost interlayer insulating film 202e, and the upper surface of the uppermost interlayer insulating film 202e. The pad 260 may be formed by planarizing the upper portion of the pad layer until this is exposed. In example embodiments, the pad layer may be formed using polysilicon or polysilicon doped with n-type impurities, for example. Alternatively, the pad layer may be formed by forming a preliminary pad layer using amorphous silicon and then crystallizing it. The planarization process may include a CMP process.

일 실시예에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이 패드(260) 형성과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정을 통해 제1 개구부(217) 상부를 채우는 더미 패드(260a)가 형성될 수도 있다, 이 경우, 상기 더미 패드는 패드(260)와 실질적으로 동시에 형성될 수 있으며, 상기 제3 방향으로 연장하는 라인 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, as shown in FIG. 13 , the dummy pad 260a filling the upper portion of the first opening 217 may be formed through a process substantially the same as or similar to the formation of the pad 260 , in this case, The dummy pad may be formed substantially simultaneously with the pad 260 and may have a line shape extending in the third direction.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 몰드 구조물(205)을 부분적으로 식각하여 제2 개구부(265)를 형성한다.14A and 14B , the second opening 265 is formed by partially etching the mold structure 205 .

제2 개구부(265)는 패드들(260)을 커버하며 상기 제3 방향으로 인접하는 일부 상기 채널 행들 사이의 최상층의 층간 절연막(202e) 및 몰드 보호막(210)을 부분적으로 노출시키는 하드 마스크(도시되지 않음)를 형성하고, 상기 하드 마스크를 식각 마스크로 사용하는 건식 식각 공정을 통해 몰드 보호막(210), 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)을 식각하여 형성될 수 있다. 상기 하드 마스크는 예를 들면, 포토레지스트 혹은 SOH 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 또한 상기 하드 마스크는 제2 개구부(265) 형성 후에 애싱 및/또는 스트립 공정을 통해 제거될 수 있다.The second opening 265 covers the pads 260 and partially exposes the uppermost interlayer insulating layer 202e and the mold protection layer 210 between some of the channel rows adjacent to each other in the third direction. not), and etching the mold protective layer 210 , the interlayer insulating layers 202 , and the sacrificial layers 204 through a dry etching process using the hard mask as an etching mask. The hard mask may be formed using, for example, a photoresist or an SOH material. Also, the hard mask may be removed through an ashing and/or stripping process after the second opening 265 is formed.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 개구부(265)는 기판(100)의 셀 영역(I) 상에서 상기 제2 방향을 따라 연장할 수 있다. 제2 개구부(265)는 차단 영역(II) 까지는 실질적으로 확장되지 않을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 개구부(265)는 차단 영역(II)까지 부분적으로 확장되며, 차단 구조물(250) 까지는 연장되지 않을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 개구부(265)는 차단 영역(II)까지 확장되나, 차단 구조물(250)에 의해 연장이 중단되는 형상을 가질 수 있다. In example embodiments, the second opening 265 may extend along the second direction on the cell region I of the substrate 100 . The second opening 265 may not substantially extend to the blocking region II. In an embodiment, the second opening 265 partially extends to the blocking region II, but may not extend to the blocking structure 250 . In an embodiment, the second opening 265 extends to the blocking region II, but may have a shape in which the extension is stopped by the blocking structure 250 .

제2 개구부(265)에 의해 몰드 구조물(205)이 절단될 수 있으며, 이에 따라 소정의 상기 채널 행들이 단위화 혹은 그룹화될 수 있다. 예를 들면, 도 14a에 도시된 바와 같이, 하나의 채널 행 그룹이 4개의 상기 채널 행들을 포함하도록 제2 개구부(265)가 형성될 수 있다. 그러나, 상기 채널 행 그룹에 포함되는 상기 채널 행들의 수는 회로 설계, 상기 수직형 메모리 장치의 집적도를 고려하여 조절될 수 있다. The mold structure 205 may be cut by the second opening 265 , and thus the predetermined channel rows may be united or grouped. For example, as shown in FIG. 14A , the second opening 265 may be formed such that one channel row group includes four channel rows. However, the number of the channel rows included in the channel row group may be adjusted in consideration of circuit design and the degree of integration of the vertical memory device.

한편, 제2 개구부(265)가 형성됨에 따라, 층간 절연막들(202) 및 희생막들(204)은 각각 층간 절연막 패턴들(206) 및 희생막 패턴들(208)로 변환될 수 있다. 이때, 각 층의 층간 절연막 패턴들(206) 및 희생막 패턴들(208)은 상기 제2 방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 제2 개구부(265)를 통해 기판(100)의 상면이 노출될 수 있으며, 층간 절연막 패턴(206) 및 희생막 패턴(208)의 측벽들이 노출될 수 있다.Meanwhile, as the second opening 265 is formed, the interlayer insulating layers 202 and the sacrificial layers 204 may be converted into the interlayer insulating layer patterns 206 and the sacrificial layer patterns 208 , respectively. In this case, the interlayer insulating layer patterns 206 and the sacrificial layer patterns 208 of each layer may extend in the second direction. Also, a top surface of the substrate 100 may be exposed through the second opening 265 , and sidewalls of the interlayer insulating layer pattern 206 and the sacrificial layer pattern 208 may be exposed.

도 15a 및 도 15b를 참조하면, 제2 개구부(265)에 의해 측벽이 노출된 희생막 패턴들(208)을 제거한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 희생막 패턴(208)은 실리콘 질화물에 식각 선택비를 갖는 식각액을 사용하는 습식 식각 공정을 통해 제거될 수 있다. 예를 들면, 상기 식각액으로서 인산 혹은 황산과 같은 산성 용액을 사용할 수 있다.15A and 15B , the sacrificial layer patterns 208 whose sidewalls are exposed by the second opening 265 are removed. In example embodiments, the sacrificial layer pattern 208 may be removed through a wet etching process using an etchant having an etch selectivity to silicon nitride. For example, an acidic solution such as phosphoric acid or sulfuric acid may be used as the etching solution.

희생막 패턴들(208)이 제거되면, 각 층의 층간 절연막 패턴들(206) 사이에 갭(gap)(267)이 형성되며, 갭(267)에 의해 유전막 구조물(230)의 외측벽이 일부 노출될 수 있다.When the sacrificial layer patterns 208 are removed, a gap 267 is formed between the interlayer insulating layer patterns 206 of each layer, and the outer wall of the dielectric layer structure 230 is partially exposed by the gap 267 . can be

도 16a 및 도 16b를 참조하면, 각 층의 갭(267) 내부에 게이트 라인들(270)을 형성한다. 이에 따라, 각 층의 희생막(204) 또는 희생막 패턴(208)은 게이트 라인(270)으로 치환될 수 있다.16A and 16B , gate lines 270 are formed in the gap 267 of each layer. Accordingly, the sacrificial layer 204 or the sacrificial layer pattern 208 of each layer may be replaced with the gate line 270 .

예시적인 실시예들에 따르면, 노출된 유전막 구조물(230)의 상기 외측벽들, 층간 절연막 패턴들(206)의 표면들, 노출된 기판(100)의 상면 및 패드(260)의 상면을 따라 게이트 전극막을 형성한다. 상기 게이트 전극막은 갭들(267)을 완전히 채우며, 제2 개구부(265)를 부분적으로 채우도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 게이트 전극막은 몰드 보호막(210) 및 차단 구조물(250) 상면을 커버할 수 있다.In example embodiments, the gate electrode is along the exposed outer walls of the dielectric film structure 230 , the surfaces of the interlayer insulating film patterns 206 , the exposed upper surface of the substrate 100 , and the upper surface of the pad 260 . form a film The gate electrode layer may be formed to completely fill the gaps 267 and partially fill the second opening 265 . In addition, the gate electrode layer may cover the mold protection layer 210 and the top surface of the blocking structure 250 .

상기 게이트 전극막은 금속 혹은 금속 질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극막은 텅스텐, 텅스텐 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 백금 등의 전기 저항 및 일함수가 낮은 금속 혹은 금속 질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 게이트 전극막은 금속 질화물을 포함하는 배리어막 및 금속을 포함하는 금속막이 적층된 다층막으로 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극막은 CVD 공정, PECVD 공정, ALD 공정, PVD 공정 또는 스퍼터링 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.The gate electrode layer may be formed using a metal or a metal nitride. For example, the gate electrode layer may be formed using a metal or a metal nitride having low electrical resistance and work function, such as tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, platinum, or the like. According to an embodiment, the gate electrode layer may be formed of a multilayer layer in which a barrier layer including a metal nitride and a metal layer including a metal are stacked. The gate electrode layer may be formed using a CVD process, a PECVD process, an ALD process, a PVD process, or a sputtering process.

일 실시예에 있어서, 상기 게이트 전극막을 형성하기 전에 갭들(267)의 내벽들 및 층간 절연막 패턴들(206)의 상기 표면들을 따라, 예를 들면 실리콘 산화물 혹은 금속 산화물을 사용하여 추가 블로킹막(도시되지 않음)을 더 형성할 수 있다. In one embodiment, before forming the gate electrode film, along the inner walls of the gaps 267 and the surfaces of the interlayer insulating film patterns 206, using, for example, silicon oxide or metal oxide, an additional blocking film (shown) not) can be further formed.

이후, 상기 게이트 전극막을 부분적으로 제거하여 각 층의 갭(267) 내부에 게이트 라인(270)을 형성한다.Thereafter, the gate electrode layer is partially removed to form a gate line 270 in the gap 267 of each layer.

예를 들면, 상기 게이트 전극막의 상부를 예를 들면, CMP 공정을 통해 최상층의 층간 절연막 패턴(206e)이 노출될 때까지 평탄화한다. 이후, 제2 개구부(265) 내부 및 기판(100)의 상기 상면 상에 형성된 상기 게이트 전극막 부분을 식각함으로써 게이트 라인들(270)을 형성할 수 있다. 상기 게이트 전극막은 예를 들면, 과산화수소(H2O2)를 포함하는 습식 식각 공정을 통해 부분적으로 식각될 수 있다.For example, an upper portion of the gate electrode layer is planarized through, for example, a CMP process until the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e is exposed. Thereafter, the gate lines 270 may be formed by etching a portion of the gate electrode layer formed inside the second opening 265 and on the upper surface of the substrate 100 . The gate electrode layer may be partially etched through , for example, a wet etching process including hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).

게이트 라인들(270)은 기판(100)의 상기 상면으로부터 상기 제1 방향을 따라 순차적으로 이격되어 형성된 GSL, 워드 라인 및 SSL을 포함할 수 있다. 예를 들면, 최하층의 게이트 라인(270a)은 상기 GSL로 제공될 수 있다. 상기 GSL 상부의 2층의 게이트 라인들(2700b, 270c)은 상기 워드 라인으로 제공될 수 있다. 상기 워드 라인 상부의 최상층의 게이트 라인(270d)은 상기 SSL로 제공될 수 있다. The gate lines 270 may include a GSL, a word line, and an SSL formed sequentially spaced apart from the top surface of the substrate 100 in the first direction. For example, the lowermost gate line 270a may serve as the GSL. The gate lines 2700b and 270c of the second layer on the GSL may serve as the word line. The uppermost gate line 270d above the word line may serve as the SSL.

각 층의 게이트 라인(270)은 유전막 구조물(230) 및 채널(235)을 감싸며 상기 제2 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 각 층의 게이트 라인(180)은, 소정의 개수의 상기 채널 행들, 예를 들면 4개의 채널 행들을 감싸며 연장될 수 있다. 따라서 소정의 개수의 상기 채널 행들을 감싸고 상기 제2 방향으로 연장하며, 상기 제1 방향으로 적층된 게이트 라인들(270)에 의해 게이트 라인 구조체가 정의될 수 있다.The gate line 270 of each layer surrounds the dielectric layer structure 230 and the channel 235 and may be formed to extend in the second direction. Also, the gate line 180 of each layer may extend to surround a predetermined number of the channel rows, for example, four channel rows. Accordingly, a gate line structure may be defined by the gate lines 270 that surround a predetermined number of the channel rows, extend in the second direction, and are stacked in the first direction.

도 17a 및 도 17b를 참조하면, 제2 개구부(265)에 의해 노출된 기판(100) 상부에 제2 불순물 영역(105)을 형성하고, 제2 개구부(265)를 채우는 분리막 패턴(275)을 형성할 수 있다.17A and 17B , a second impurity region 105 is formed on the substrate 100 exposed by the second opening 265 , and a separation layer pattern 275 filling the second opening 265 is formed. can be formed

예시적인 실시예들에 따르면, 패드(260) 상면을 커버하는 이온 주입 마스크(도시되지 않음)를 형성하고 상기 이온 주입 마스크를 이용하여 예를 들면, 인 또는 비소와 같은 n형 불순물을 주입함으로써 제2 불순물 영역(105)을 형성할 수 있다. 제2 불순물 영역(105)은 상기 제2 방향으로 연장하는 CSL로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 불순물 영역(105) 상에, 예를 들어, 니켈 실리사이드 패턴, 코발트 실리사이드 패턴과 같은 금속 실리사이드 패턴을 더 형성하여, 상기 CSL의 저항을 낮출 수 있다.According to exemplary embodiments, an ion implantation mask (not shown) covering the upper surface of the pad 260 is formed and an n-type impurity such as phosphorus or arsenic is implanted using the ion implantation mask. Two impurity regions 105 may be formed. The second impurity region 105 may serve as a CSL extending in the second direction. In an embodiment, the resistance of the CSL may be lowered by further forming a metal silicide pattern such as a nickel silicide pattern or a cobalt silicide pattern on the second impurity region 105 .

이후, 제2 불순물 영역(105), 층간 절연막 패턴(206), 패드(260) 및 몰드 보호막(210) 상에 제2 개구부(275)를 채우는 분리 절연막을 형성하고, 상기 분리 절연막 상부를 최상층의 층간 절연막 패턴(206e)이 노출될 때까지 에치-백 공정 및/또는 CMP 공정 등을 통해 평탄화함으로써 분리막 패턴(275)을 형성할 수 있다. 상기 분리 절연막은 실리콘 산화물과 같은 절연물질을 사용하여 형성될 수 있다.Thereafter, an isolation insulating layer filling the second opening 275 is formed on the second impurity region 105 , the interlayer insulating layer pattern 206 , the pad 260 , and the mold protection layer 210 , and the uppermost insulating layer is formed over the isolation insulating layer. The separation layer pattern 275 may be formed by planarization through an etch-back process and/or a CMP process until the interlayer insulating layer pattern 206e is exposed. The isolation insulating layer may be formed using an insulating material such as silicon oxide.

최상층의 층간 절연막 패턴(206e), 분리막 패턴(275), 패드(260) 및 몰드 보호막(210) 상에 상부 절연막(280)을 형성할 수 있다. 상부 절연막(280)은 실리콘 산화물과 같은 절연물질을 사용하여 CVD 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 17a에서는 상부 절연막(280)의 도시가 생략되었다.An upper insulating layer 280 may be formed on the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e , the separation layer pattern 275 , the pad 260 , and the mold protection layer 210 . The upper insulating layer 280 may be formed using an insulating material such as silicon oxide through a CVD process or the like. For convenience of description, illustration of the upper insulating layer 280 is omitted in FIG. 17A .

일 실시예에 있어서, 상부 절연막(280) 상에 비트 라인과 같은 배선 구조물이 추가로 형성될 수 있다.In an embodiment, a wiring structure such as a bit line may be additionally formed on the upper insulating layer 280 .

도 18은 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 18에 도시된 수직형 메모리 장치는 차단 구조물을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다.18 is a cross-sectional view illustrating a vertical memory device according to example embodiments. The vertical memory device illustrated in FIG. 18 may have a structure and/or configuration substantially the same as or similar to the vertical memory device described with reference to FIGS. 1 to 3 , except for the blocking structure. Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

도 18을 참조하면, 에어 갭(air gap)(251)이 실질적으로 차단 구조물(252)의 역할을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 18 , an air gap 251 may substantially function as a blocking structure 252 .

예시적인 실시예들에 따르면, 기판(100)의 차단 영역(II) 상에 몰드 보호막(210)을 관통하며 상기 제3 방향으로 연장하는 제1 개구부(264)가 형성될 수 있다. 제1 개구부(264) 내부에는 제1 개구부(264)를 부분적으로 채우는 부분 충진막(281b)이 형성되며, 부분 충진막(281b) 내부에 에어 갭(251)이 형성될 수 있다.In example embodiments, a first opening 264 penetrating through the mold protection layer 210 and extending in the third direction may be formed on the blocking region II of the substrate 100 . A partial filling layer 281b partially filling the first opening 264 may be formed inside the first opening 264 , and an air gap 251 may be formed inside the partial filling layer 281b .

예시적인 실시예들에 따르면, 부분 충진막(281b)은 상부 절연막(281a)과 실질적으로 병합되거나 일체로 연결될 수 있다. 예를 들면, 부분 충진막(281b)은 상부 절연막(281a)이 몰드 보호막(210) 상에 형성되면서 제1 개구부(264)를 함께 부분적으로 충진함으로써 형성될 수 있다.According to exemplary embodiments, the partial filling layer 281b may be substantially merged with or integrally connected to the upper insulating layer 281a. For example, the partial filling layer 281b may be formed by partially filling the first opening 264 together while the upper insulating layer 281a is formed on the mold protection layer 210 .

상부 절연막(281a) 및 부분 충진막(281b)은 매립 특성 및/또는 컨포멀 특성이 낮은 테오스(TetraEthyl OrthoSilicate: TEOS) 또는 CVD 산화물과 같은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 따라서, 상부 절연막(281a)이 제1 개구부(264) 입구에서 오버행(overhang) 됨에 따라, 제1 개구부(264) 내부에 에어 갭(251)이 형성될 수 있다. 부분 충진막(281b)은 제1 개구부(264)의 저부를 채우면서, 제1 개구부(264)의 측벽을 따라 형성될 수 있다.The upper insulating layer 281a and the partial filling layer 281b may include silicon oxide such as TetraEthyl OrthoSilicate (TEOS) or CVD oxide having low burying characteristics and/or conformal characteristics. Accordingly, as the upper insulating layer 281a overhangs at the entrance of the first opening 264 , an air gap 251 may be formed in the first opening 264 . The partial filling layer 281b may be formed along sidewalls of the first opening 264 while filling the bottom of the first opening 264 .

예시적인 실시예들에 따르면, 차단 구조물(252)이 에어 갭(251)을 포함하므로 셀 영역(I)에서 주변 회로 영역(III)으로의 스트레스가 전달되는 매질이 제거될 수 있다. 따라서, 보다 효과적으로 주변 회로 영역(III)으로의 스트레스 전달을 차단할 수 있다.According to exemplary embodiments, since the blocking structure 252 includes the air gap 251 , a medium through which stress is transferred from the cell region I to the peripheral circuit region III may be removed. Accordingly, it is possible to more effectively block the stress transfer to the peripheral circuit region III.

도 19 내지 도 24는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도 및 평면도들이다. 예를 들면, 도 19 내지 도 24는 도 18에 도시된 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 도시하고 있다. 19 to 24 are cross-sectional views and plan views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments. For example, FIGS. 19 to 24 illustrate a method of manufacturing the vertical memory device shown in FIG. 18 .

구체적으로, 도 22a 및 도 23a는 상기 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다. 도 19 내지 도 21, 도 22b, 도 23b 및 도 24는 도 22a 및 도 23a에 도시된 I-I'라인 방향으로 상기 제1 방향을 따라 절단한 단면도들이다.Specifically, FIGS. 22A and 23A are plan views illustrating a method of manufacturing the vertical memory device. 19 to 21 , 22B, 23B and 24 are cross-sectional views taken along the first direction along the line II′ shown in FIGS. 22A and 23A .

한편, 도 4 내지 도 17b를 참조로 설명한 공정 및/또는 재료들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정 및/또는 재료들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, detailed descriptions of processes and/or materials substantially the same as or similar to the processes and/or materials described with reference to FIGS. 4 to 17B will be omitted.

도 19를 참조하면, 도 4 내지 도 6을 참조로 설명한 공정과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여 기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에 게이트 구조물(140) 및 제1 불순물 영역(103)을 형성하고, 셀 영역(I) 상에 몰드 구조물(205)을 형성할 수 있다. 이후, 기판(100)의 셀 영역(I), 차단 영역(II) 및 주변 회로 영역(III)상에 몰드 구조물(205)의 측부를 커버하는 몰드 보호막(210)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 19 , processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 4 to 6 are performed to form the gate structure 140 and the first impurity region ( 103 , and a mold structure 205 may be formed on the cell region I . Thereafter, the mold protection layer 210 covering the side of the mold structure 205 may be formed on the cell region I, the blocking region II, and the peripheral circuit region III of the substrate 100 .

도 20을 참조하면, 도 7a 및 도 7b를 참조로 설명한 공정과 실질적으로 유사한 공정을 수행하여 몰드 구조물(205)을 관통하는 복수의 채널 홀들(215)을 형성할 수 있다. 이 때, 도 7a 및 도 7b에 도시된 제1 개구부(217)는 형성되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 20 , a process substantially similar to the process described with reference to FIGS. 7A and 7B may be performed to form a plurality of channel holes 215 penetrating the mold structure 205 . In this case, the first opening 217 shown in FIGS. 7A and 7B may not be formed.

도 21을 참조하면, 도 8 내지 도 12를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행할 수 있다. 이에 따라, 채널 홀(215)을 채우는 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240)을 형성하고, 채널 홀(215) 상부를 캡핑하는 패드(260)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 21 , processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 8 to 12 may be performed. Accordingly, the dielectric film structure 230 filling the channel hole 215 , the channel 235 , and the first buried film pattern 240 may be formed, and the pad 260 capping the upper portion of the channel hole 215 may be formed. have.

도 22a 및 22b를 참조하면, 도 14a 내지 도 17b를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행할 수 있다. 이에 따라, 게이트 라인 컷을 위한 제2 개구부(265)(도 14a 및 도 14b 참조)를 형성하고, 희생막들(204a)을 게이트 라인들(270)로 치환할 수 있다. 이후, 제2 개구부(265)를 통해 노출된 기판(100) 상부에 제2 불순물 영역(105)(도 17b 참조)을 형성한 후, 제2 개구부(265)를 채우는 분리막 패턴(275)을 형성할 수 있다.22A and 22B , processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 14A to 17B may be performed. Accordingly, the second opening 265 (see FIGS. 14A and 14B ) for cutting the gate line may be formed, and the sacrificial layers 204a may be replaced with the gate lines 270 . Thereafter, a second impurity region 105 (refer to FIG. 17B ) is formed on the substrate 100 exposed through the second opening 265 , and then a separation layer pattern 275 filling the second opening 265 is formed. can do.

도 23a 및 도 23b를 참조하면, 기판(100)의 차단 영역(II) 상에 몰드 보호막(210)을 관통하는 제1 개구부(264)를 형성할 수 있다.23A and 23B , a first opening 264 passing through the mold protection layer 210 may be formed on the blocking region II of the substrate 100 .

예시적인 실시예들에 따르면, 기판(100)의 셀 영역(I) 및 주변 회로 영역(III)을 커버하며, 차단 영역(II)의 몰드 보호막(210) 부분을 노출시키는 하드 마스크(도시되지 않음)를 형성할 수 있다. 상기 하드 마스크를 식각 마스크로 사용하여 몰드 보호막(210)을 부분적으로 식각함으로써 제1 개구부(264)를 형성할 수 있다. In example embodiments, a hard mask (not shown) that covers the cell region I and the peripheral circuit region III of the substrate 100 and exposes a portion of the mold protection layer 210 of the blocking region II ) can be formed. The first opening 264 may be formed by partially etching the mold protective layer 210 using the hard mask as an etching mask.

제1 개구부(264)는 상기 제3 방향을 따라 연장되는 트렌치 또는 도랑 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 23a 및 도 23b에 도시된 제1 개구부(264)는 도 7a 및 도 7b에 도시된 제1 개구부(217) 보다 작은 너비로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제1 개구부(264)는 셀 영역(I)을 둘러싸는 형태로 제2 및 제3 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 개구부(264)는 셀 영역(I)을 연속적으로 둘러싸는 펜스 형태로 형성될 수 있다.The first opening 264 may have a trench or trench shape extending in the third direction. Also, the first opening 264 illustrated in FIGS. 23A and 23B may have a smaller width than the first opening 217 illustrated in FIGS. 7A and 7B . According to an exemplary embodiment, the first opening 264 may be formed to surround the cell region I and extend in the second and third directions. For example, the first opening 264 may be formed in the form of a fence that continuously surrounds the cell region I.

도 24를 참조하면, 최상층의 층간 절연막 패턴(206e), 분리막 패턴(275), 패드들(260) 및 몰드 보호막(210) 상에 상부 절연막(281a)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 24 , an upper insulating layer 281a may be formed on the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e , the separation layer pattern 275 , the pads 260 , and the mold protection layer 210 .

예시적인 실시예들에 따르면, 상부 절연막(281a)은 매립 특성 및/또는 컨포멀 특성이 낮은 물질 및 공정 조건을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상부 절연막(281a)은 TEOS 또는 CVD 산화물과 같은 실리콘 산화물을 사용하여 매립 특성이 상대적으로 낮은 CVD 공정 또는 스핀 코팅 공정을 이용하여 형성될 수 있다. According to example embodiments, the upper insulating layer 281a may be formed using a material and process conditions having low filling characteristics and/or conformal characteristics. For example, the upper insulating layer 281a may be formed by using a silicon oxide such as TEOS or CVD oxide, and using a CVD process or a spin coating process having a relatively low buried characteristic.

따라서, 상부 절연막(281a)은 제1 개구부(264) 입구에서 오버행될 수 있으며, 제1 개구부(264) 내부에는 에어 갭(251)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 26에 도시된 바와 같이 상부 절연막(281a) 일부는 제1 개구부(264) 내부로 확장되어 부분 충진막(281b)이 형성될 수 있다. 부분 충진막(281b)은 제1 개구부(264)의 저부를 채우면서, 제1 개구부(264)의 측벽을 따라 형성될 수 있다. Accordingly, the upper insulating layer 281a may overhang at the entrance of the first opening 264 , and an air gap 251 may be formed inside the first opening 264 . In an embodiment, as shown in FIG. 26 , a portion of the upper insulating layer 281a may extend into the first opening 264 to form a partial filling layer 281b. The partial filling layer 281b may be formed along sidewalls of the first opening 264 while filling the bottom of the first opening 264 .

이에 따라, 제1 개구부(264) 내부에는 부분 충진막(281b) 및 에어 갭(251)을 포함하는 차단 구조물(252)이 형성되며, 도 18에 도시된 수직형 메모리 장치를 제조할 수 있다.Accordingly, the blocking structure 252 including the partial filling layer 281b and the air gap 251 is formed inside the first opening 264 , and the vertical memory device shown in FIG. 18 may be manufactured.

도 25 및 도 26은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 도 25 및 도 26에 도시된 수직형 메모리 장치는 차단 구조물을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 수직형 메모리 장치와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구조 및/또는 구성들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다. 25 and 26 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments. The vertical memory device shown in FIGS. 25 and 26 may have a structure and/or configuration substantially the same as or similar to the vertical memory device shown in FIGS. 1 to 3 , except for the blocking structure. Accordingly, a detailed description of the overlapping structure and/or components will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

도 25 및 도 26을 참조하면, 상기 수직형 메모리 장치는 차단 영역(II) 상에 복수의 더미 채널 구조물들(250a)이 배치될 수 있다.25 and 26 , in the vertical memory device, a plurality of dummy channel structures 250a may be disposed on the blocking region II.

더미 채널 구조물(250a)은 더미 채널 홀(216) 내부에 적층된 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a) 및 제2 매립막 패턴(242a)을 포함할 수 있다. 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a) 및 제2 매립막 패턴(242a) 상에는 더미 채널 홀(216) 상부를 캡핑하는 더미 패드(261)가 형성될 수 있다.The dummy channel structure 250a may include a dummy dielectric layer structure 232a , a dummy channel 237a , and a second buried layer pattern 242a stacked inside the dummy channel hole 216 . A dummy pad 261 capping an upper portion of the dummy channel hole 216 may be formed on the dummy dielectric layer structure 232a, the dummy channel 237a, and the second buried layer pattern 242a.

예시적인 실시예들에 따르면, 더미 채널 홀(216)은 셀 영역(I) 상에 형성되는 채널 홀(215)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다. 또한, 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a), 제2 매립막 패턴(242a) 및 더미 패드(261)는 각각 셀 영역(I) 상에 형성된 유전막 구조물(230), 채널(235), 제1 매립막 패턴(240) 및 패드(260)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 형상을 가질 수 있다.In example embodiments, the dummy channel hole 216 may have a shape substantially the same as or similar to that of the channel hole 215 formed in the cell region I. In addition, the dummy dielectric film structure 232a, the dummy channel 237a, the second buried film pattern 242a, and the dummy pad 261 each have a dielectric film structure 230, a channel 235, The structure and shape may be substantially the same as or similar to those of the first buried layer pattern 240 and the pad 260 .

도 25에 도시된 바와 같이, 복수의 더미 채널 구조물들(250a)이 상기 제3 방향을 따라 배치되어 더미 채널 열(dummy channel column)을 형성할 수 있다. 또한, 복수의 상기 더미 채널 열들이 상기 제2 방향을 따라 배치될 수 있다. 따라서, 일 이상의 상기 더미 채널 열을 포함하는 차단 구조물(253)이 기판(100)의 차단 영역(II) 상에 배치되어 셀 영역(I)에서 주변 회로 영역(II)의 스트레스 전파를 차단할 수 있다. 도 27에서는 차단 구조물(253)이 2개의 상기 더미 채널 열들을 포함하는 것으로 도시되었으나, 차단 구조물(253)은 3개 이상의 더미 채널 열들을 포함할 수도 있다.25 , a plurality of dummy channel structures 250a may be disposed along the third direction to form a dummy channel column. Also, the plurality of dummy channel columns may be disposed along the second direction. Accordingly, the blocking structure 253 including one or more of the dummy channel columns may be disposed on the blocking region II of the substrate 100 to block the stress propagation of the peripheral circuit region II in the cell region I. . In FIG. 27 , the blocking structure 253 is illustrated to include the two dummy channel columns, but the blocking structure 253 may include three or more dummy channel columns.

예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 상기 더미 채널 열들은 서로 다른 상기 더미 채널 열에 속한 더미 채널 구조물들(250a)이 서로 어긋나게, 예를 들면 지그-재그 형태로 배열되도록 배치될 수 있다. 따라서, 차단 영역(II) 상에서 더미 채널 구조물들(250a)의 밀집도가 증가되어, 상기 스트레스 전파를 보다 효과적으로 차단할 수 있다.In example embodiments, the plurality of dummy channel columns may be arranged such that dummy channel structures 250a belonging to different dummy channel columns are shifted from each other, for example, arranged in a zig-zag form. Accordingly, the density of the dummy channel structures 250a in the blocking region II is increased, so that the stress propagation can be more effectively blocked.

도 27 내지 도 29b는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다. 예를 들면, 도 27 내지 도 29b는 도 25 및 도 26에 도시된 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 27 to 29B are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments. For example, FIGS. 27 to 29B are diagrams for explaining a method of manufacturing the vertical memory device shown in FIGS. 25 and 26 .

구체적으로, 도 28a 및 도 29a는 상기 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 27, 도 28b 및 도 29b는 도 28a 및 도 29a에 도시된 I-I'라인을 따라 상기 제1 방향으로 절단한 단면도들이다.Specifically, FIGS. 28A and 29A are plan views illustrating a method of manufacturing the vertical memory device. 27, 28B, and 29B are cross-sectional views taken in the first direction along the line I-I' shown in FIGS. 28A and 29A.

한편, 도 4 내지 도 17b를 참조로 설명한 공정 및/또는 재료들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정 및/또는 재료들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, detailed descriptions of processes and/or materials substantially the same as or similar to the processes and/or materials described with reference to FIGS. 4 to 17B will be omitted.

도 27을 참조하면, 도 4 내지 도 6을 참조로 설명한 공정과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여 기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에 게이트 구조물(140), 게이트 스페이서(150) 및 제1 불순물 영역(103)과 이들을 커버하는 주변 회로 보호막(152)을 형성하고, 셀 영역(I) 상에 몰드 구조물(205)을 형성할 수 있다. 이후, 기판(100)의 셀 영역(I), 차단 영역(II) 및 주변 회로 영역(III) 상에 몰드 구조물(205)의 측부를 커버하는 몰드 보호막(210)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 27 , processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 4 to 6 are performed to form the gate structure 140 and the gate spacer 150 on the peripheral circuit region III of the substrate 100 . And the first impurity region 103 and the peripheral circuit protection layer 152 covering the first impurity region 103 may be formed, and the mold structure 205 may be formed on the cell region I. Thereafter, a mold protection layer 210 covering the side of the mold structure 205 may be formed on the cell region I, the blocking region II, and the peripheral circuit region III of the substrate 100 .

도 28a 및 도 28b를 참조하면, 도 7a 및 도 7b를 참조로 설명한 공정과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정을 수행하여 셀 영역(I) 상에 몰드 구조물(205)을 관통하는 복수의 채널 홀(215)들 및 차단 영역(II) 상에 몰드 보호막(210)을 관통하는 복수의 더미 채널 홀들(216)을 형성할 수 있다.28A and 28B , a plurality of channel holes 215 penetrating through the mold structure 205 in the cell region I by performing a process substantially the same as or similar to the process described with reference to FIGS. 7A and 7B . ) and the blocking region II, a plurality of dummy channel holes 216 penetrating the mold passivation layer 210 may be formed.

도 28a에 도시된 바와 같이, 셀 영역(I) 상에는 복수의 채널 홀들(215)이 상기 제2 방향을 따라 형성되어 채널 홀 행이 형성되며, 복수의 상기 채널 홀 행들이 상기 제3 방향을 따라 형성될 수 있다. 차단 영역(II) 상에는 복수의 더미 채널 홀들(216)이 상기 제3 방향을 따라 형성되어 더미 채널 홀 열이 형성되며, 복수의 상기 더미 채널 홀 열들이 상기 제2 방향을 따라 형성될 수 있다.28A , in the cell region I, a plurality of channel holes 215 are formed along the second direction to form a row of channel holes, and a plurality of rows of the channel holes are formed along the third direction. can be formed. A plurality of dummy channel holes 216 may be formed in the third direction on the blocking region II to form a dummy channel hole column, and a plurality of dummy channel hole columns may be formed along the second direction.

예시적인 실시예들에 따르면, 채널 홀(215) 및 더미 채널 홀(216) 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있으며, 실질적으로 단일 마스크를 사용하는 식각 공정에 의해 실질적으로 동시에 형성될 수 있다.According to example embodiments, the channel hole 215 and the dummy channel hole 216 may have substantially the same or similar shapes, and may be formed substantially simultaneously by an etching process using a single mask.

도 29a 및 도 29b를 참조하면, 도 8 내지 도 13을 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행할 수 있다. 이에 따라, 채널 홀(215) 내부에는 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240)이 형성되며, 채널 홀(215) 상부를 캡핑하는 패드(260)가 형성될 수 있다. 더미 채널 홀(216) 내부에는 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a) 및 제2 매립막 패턴(242a)이 형성되며, 더미 채널 홀(216) 상부를 캡핑하는 더미 패드(261)가 형성될 수 있다. 따라서, 더미 채널 홀(216) 내부에는 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a), 제2 매립막 패턴(242a) 및 더미 패드(261)를 포함하는 더미 채널 구조물(250a)이 형성될 수 있다.29A and 29B , processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 8 to 13 may be performed. Accordingly, the dielectric film structure 230 , the channel 235 , and the first buried film pattern 240 are formed inside the channel hole 215 , and the pad 260 capping the upper portion of the channel hole 215 may be formed. have. A dummy dielectric layer structure 232a , a dummy channel 237a , and a second buried layer pattern 242a are formed inside the dummy channel hole 216 , and a dummy pad 261 capping the upper portion of the dummy channel hole 216 is formed. can be Accordingly, a dummy channel structure 250a including a dummy dielectric layer structure 232a , a dummy channel 237a , a second buried layer pattern 242a , and a dummy pad 261 may be formed inside the dummy channel hole 216 . have.

도 29a에 도시된 바와 같이, 차단 영역(II) 상에는 복수의 더미 채널 구조물들(250a)이 상기 제3 방향을 따라 배열되어, 더미 채널 열이 형성될 수 있다. 또한, 일 이상의 상기 더미 채널 열들이 형성되어 차단 구조물(253)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 복수의 더미 채널 구조물들(250a)이 상기 제2 및 제3 방향을 따라 배열되어, 복수의 더미 채널 열 및 행들이 형성될 수 있다. 이 경우, 일 이상의 상기 더미 채널 열 및 행들이 셀 영역(I)을 예를 들면, 펜스 형태로 둘러싸는 차단 구조물(253)이 형성될 수 있다29A , a plurality of dummy channel structures 250a may be arranged in the third direction on the blocking region II to form a dummy channel column. In addition, one or more of the dummy channel columns may be formed to form the blocking structure 253 . According to an exemplary embodiment, a plurality of dummy channel structures 250a may be arranged along the second and third directions to form a plurality of dummy channel columns and rows. In this case, a blocking structure 253 may be formed in which one or more of the dummy channel columns and rows surround the cell region I in the form of, for example, a fence.

이후, 도 14a 내지 도 17b를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여, 도 25 및 도 26에 도시된 수직형 메모리 장치를 제조할 수 있다.Thereafter, the vertical memory device illustrated in FIGS. 25 and 26 may be manufactured by performing processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 14A to 17B .

예를 들면, 희생막들(204)을 게이트 라인들(270)로 치환하고, 게이트 라인 구조체들을 구분하는 분리막 패턴(275, 도 17a 및 도 17b 참조)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 게이트 라인 구조체, 몰드 보호막(210) 및, 차단 구조물(253) 상에 상부 절연막(280, 도 17b 참조)을 형성할 수 있다.For example, the sacrificial layers 204 may be replaced with the gate lines 270 , and a separation layer pattern 275 (refer to FIGS. 17A and 17B ) for separating the gate line structures may be formed. In addition, an upper insulating layer 280 (refer to FIG. 17B ) may be formed on the gate line structure, the mold protection layer 210 , and the blocking structure 253 .

도 30 내지 도 32는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다. 구체적으로, 도 30은 상기 수직형 메모리 장치를 나타내는 평면도이다. 도 31 및 도 32는 각각 도 30의 I-I'라인 및 II-II'라인을 따라 절단한 단면도들이다. 30 to 32 are plan views and cross-sectional views illustrating vertical memory devices according to example embodiments. Specifically, FIG. 30 is a plan view illustrating the vertical memory device. 31 and 32 are cross-sectional views taken along lines II' and II-II' of FIG. 30, respectively.

도 30 내지 도 32에 도시된 수직형 메모리 장치는 분리막 패턴 및 차단 구조물을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다. The vertical memory device illustrated in FIGS. 30 to 32 may have a structure and/or configuration substantially the same as or similar to that of the vertical memory device described with reference to FIGS. 1 to 3 , except for a separator pattern and a blocking structure. . Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

한편, 설명의 편의를 위해 도 30에서는 상부 절연막의 도시가 생략되었다.Meanwhile, illustration of the upper insulating layer is omitted in FIG. 30 for convenience of description.

도 30 내지 도 32를 참조하면, 셀 영역(I) 상에서, 게이트 라인 구조체들을 한정하기 위한 게이트 라인 컷 영역으로 제공되는 제2 개구부(265)의 측벽 상에는 인접하는 상기 게이트 라인 구조체들의 절연을 위한 분리막 패턴(271)이 형성될 수 있다. 분리막 패턴(271)의 측벽들 상에는 제2 개구부(265)의 나머지 부분을 채우는 CSL 라인(273)이 형성될 수 있다. CSL 라인(273)은 제2 개구부(265) 내부에서 분리막 패턴들(271)에 의해 샌드위치된 형상을 가질 수 있다. 30 to 32 , in the cell region I, on the sidewall of the second opening 265 serving as a gate line cut region for defining the gate line structures, a separation layer for insulating the adjacent gate line structures A pattern 271 may be formed. CSL lines 273 filling the remaining portion of the second opening 265 may be formed on sidewalls of the separation layer pattern 271 . The CSL line 273 may have a shape sandwiched by the separator patterns 271 inside the second opening 265 .

도 32에 도시된 바와 같이, CSL 라인(273)은 기판(100) 상부에 형성된 제2 불순물 영역(105)과 접촉할 수 있다. 일 실시예에 있어서, CSL 라인(273) 및 제2 불순물 영역(105) 사이에 금속 실리사이드 패턴이 더 형성되어 CSL 라인(273) 및 제2 불순물 영역(105) 사이의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.32 , the CSL line 273 may contact the second impurity region 105 formed on the substrate 100 . In an embodiment, a metal silicide pattern may be further formed between the CSL line 273 and the second impurity region 105 to reduce a contact resistance between the CSL line 273 and the second impurity region 105 . .

차단 영역(II) 상에서는 몰드 보호막(210)을 관통하며 상기 제3 방향을 따라 연장하는 제1 개구부(217)가 형성되고, 제1 개구부(217) 내부에는 더미 분리막 패턴(271a) 및 더미 도전 라인(273a)을 포함하는 차단 구조물(254)이 배치될 수 있다.A first opening 217 penetrating through the mold protection layer 210 and extending in the third direction is formed on the blocking region II, and a dummy separator pattern 271a and a dummy conductive line are formed inside the first opening 217 . A blocking structure 254 including 273a may be disposed.

더미 분리막 패턴(271a)은 제1 개구부(217)의 측벽 상에 형성되며, 더미 도전 라인(273a)은 더미 분리막 패턴(271a)의 측벽들 상에 형성되어 제1 개구부(217)의 나머지 부분을 채울 수 있다. 더미 분리막 패턴(271a) 및 더미 도전 라인(273a)은 상기 제3 방향으로 연장하는 댐 형상 혹은 펜스 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 차단 구조물(254)은 상기 제2 및 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들면, 차단 구조물(254)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 펜스 형상을 가질 수 있다.The dummy separator pattern 271a is formed on the sidewall of the first opening 217 , and the dummy conductive line 273a is formed on the sidewalls of the dummy separator pattern 271a to form the remaining portion of the first opening 217 . can be filled The dummy separator pattern 271a and the dummy conductive line 273a may have a dam shape or a fence shape extending in the third direction. According to an exemplary embodiment, the blocking structure 254 may extend along the second and third directions. For example, the blocking structure 254 may have a fence shape surrounding the cell region I.

예시적인 실시예들에 따르면, 더미 분리막 패턴(271a)은 분리막 패턴(271)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 분리막 패턴(271) 및 더미 분리막 패턴(271a)은 동일한 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. In example embodiments, the dummy separator pattern 271a may include substantially the same material as the separator pattern 271 . For example, the separator pattern 271 and the dummy separator pattern 271a may include the same silicon oxide.

예시적인 실시예들에 따르면, CSL 라인(273) 및 더미 도전 라인(273a) 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, CSL 라인(273) 및 더미 도전 라인(273a)은 실질적으로 동일한 금속, 금속 질화물 또는 도핑된 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, CSL 라인(273) 및 더미 도전 라인(273a)은 텅스텐(W)을 포함할 수 있다. In example embodiments, the CSL line 273 and the dummy conductive line 273a may include substantially the same conductive material. For example, the CSL line 273 and the dummy conductive line 273a may include substantially the same metal, metal nitride, or doped polysilicon. In an embodiment, the CSL line 273 and the dummy conductive line 273a may include tungsten (W).

예시적인 실시예들에 있어서, 차단 구조물(254)의 더미 도전 라인(273a)은 텅스텐과 같이 연성을 갖는 도전 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 셀 영역(I)으로부터 발생되는 스트레스를 흡수하거나 보다 효과적으로 완화시킬 수 있다. In example embodiments, the dummy conductive line 273a of the blocking structure 254 may include a flexible conductive material such as tungsten. Accordingly, stress generated from the cell region I can be absorbed or more effectively alleviated.

도 33 내지 도 36c는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다. 예를 들면, 도 33 내지 도 36c는 도 30 내지 도 32에 도시된 수직형 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로 도 34a 및 도 36a는 상기 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 33, 도 34b, 도 35a 및 도 36b는 도 34a 및 도 36a에 도시된 I-I'라인을 따라 상기 제1 방향으로 절단한 단면도들이다. 도 34c, 도 35b 및 도 36c는 도 34a 및 도 36a에 도시된 II-II'라인을 따라 상기 제1 방향으로 절단한 단면도들이다.33 to 36C are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments. For example, FIGS. 33 to 36C are views for explaining a method of manufacturing the vertical device shown in FIGS. 30 to 32 . Specifically, FIGS. 34A and 36A are plan views illustrating a method of manufacturing the vertical memory device. 33, 34B, 35A, and 36B are cross-sectional views taken along the line I-I' shown in FIGS. 34A and 36A in the first direction. 34C, 35B, and 36C are cross-sectional views taken along the line II-II' shown in FIGS. 34A and 36A in the first direction.

한편, 도 4 내지 도 17c, 도 19 내지 도 24, 또는 도 27 내지 도 29b를 참조로 설명한 공정 및/재료들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정 및/또는 재료들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, detailed descriptions of processes and/or materials substantially the same as or similar to the processes and/or materials described with reference to FIGS. 4 to 17C, 19 to 24, or 27 to 29B will be omitted.

도 33을 참조하면, 도 19 내지 도 21을 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행할 수 있다. 이에 따라, 기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에 게이트 구조물(140), 게이트 스페이서(150) 및 불순물 영역(103) 및 주변 회로 보호막(152)을 형성할 수 있다. 기판(100)의 셀 영역(I) 상에 몰드 구조물(205)을 형성하고, 몰드 구조물(205)의 측부를 커버하는 몰드 보호막(210)을 형성할 수 있다. 이후, 몰드 구조물(205)을 관통하는 복수의 채널 홀들(215)을 형성하고, 채널 홀(215) 내부에 유전막 구조물(230), 채널(235), 제1 매립막 패턴(240) 및 패드(260)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 33 , processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 19 to 21 may be performed. Accordingly, the gate structure 140 , the gate spacer 150 , the impurity region 103 , and the peripheral circuit protection layer 152 may be formed on the peripheral circuit region III of the substrate 100 . A mold structure 205 may be formed on the cell region I of the substrate 100 , and a mold protection layer 210 covering a side of the mold structure 205 may be formed. Thereafter, a plurality of channel holes 215 passing through the mold structure 205 are formed, and a dielectric film structure 230 , a channel 235 , a first buried film pattern 240 , and a pad are formed in the channel hole 215 . 260) can be formed.

도 34a 내지 도 34c를 참조하면, 도 14a 및 도 14b를 참조로 설명한 공정과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정을 수행하여 셀 영역(I) 상에서 몰드 구조물(205)을 관통하며 상기 제2 방향을 따라 연장하는 제2 개구부들(265)을 형성할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 차단 영역(II) 상에는 몰드 보호막(210)을 관통하여 상기 제3 방향으로 연장하는 제1 개구부(217)가 형성될 수 있다. 제1 및 제2 개구부들(217, 265)에 의해 기판(100) 상면이 노출될 수 있다.34A to 34C , a process substantially the same as or similar to the process described with reference to FIGS. 14A and 14B is performed to penetrate the mold structure 205 on the cell region I and extend along the second direction second openings 265 may be formed. In example embodiments, a first opening 217 extending in the third direction through the mold passivation layer 210 may be formed on the blocking region II. The upper surface of the substrate 100 may be exposed through the first and second openings 217 and 265 .

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 개구부들(217, 265)은 실질적으로 단일 마스크를 사용하는 동일한 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 개구부들(217, 265)은 실질적으로 동시에 형성될 수 있다.In example embodiments, the first and second openings 217 and 265 may be formed by substantially the same etching process using a single mask. In this case, the first and second openings 217 and 265 may be formed substantially simultaneously.

도 35a 및 도 35b를 참조하면, 도 15a 내지 도 16b를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여, 각 층의 희생막 패턴들(208)을 게이트 라인들(270)로 치환할 수 있다.35A and 35B , the sacrificial layer patterns 208 of each layer are replaced with gate lines 270 by performing processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 15A to 16B . can do.

도 36a 내지 도 36c를 참조하면, 제1 개구부(217) 내부에 더미 분리막 패턴(271a) 및 더미 도전 라인(273a)을 포함하는 차단 구조물(254)을 형성하고, 제2 개구부(265) 내부에 분리막 패턴(271) 및 CSL 라인(273)을 형성할 수 있다.36A to 36C , a blocking structure 254 including a dummy separator pattern 271a and a dummy conductive line 273a is formed inside the first opening 217 , and the blocking structure 254 is formed inside the second opening 265 . A separation layer pattern 271 and a CSL line 273 may be formed.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 개구부(265)에 의해 노출된 기판(100) 상부에 불순물을 주입하여 제2 불순물 영역(105)을 형성할 수 있다. 최상층의 층간 절연막 패턴(206e) 및 몰드 보호막(210) 상면, 및 제1 및 제2 개구부들(217, 265)의 측벽 및 저면 상에 분리 절연막을 형성하고, 에치-백 공정을 통해 제1 및 제2 개구부(217, 265)의 상기 저면들 상에 형성된 상기 분리 절연막 부분을 제거할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 개구부들(217, 265)에 의해 기판(100)의 상기 상면이 다시 노출될 수 있다. 상기 분리 절연막 및 기판(100)의 상기 상면 상에 제1 및 제2 개구부들(217, 265)의 나머지 부분을 채우는 도전막을 형성할 수 있다. 최상층의 층간 절연막 패턴(206e) 및 몰드 보호막(210)의 상기 상면이 노출될 때까지 상기 분리 절연막 및 상기 도전막의 상부를 예를 들면, CMP 공정을 통해 평탄화하여, 더미 분리막 패턴(271a), 더미 도전 라인(273a), 분리막 패턴(271) 및 CSL 라인(273)을 형성할 수 있다.In example embodiments, the second impurity region 105 may be formed by implanting impurities into the upper portion of the substrate 100 exposed by the second opening 265 . Separation insulating layers are formed on the uppermost layer of the interlayer insulating layer pattern 206e and the top surface of the mold protective layer 210 , and sidewalls and bottom surfaces of the first and second openings 217 and 265 , and first and A portion of the isolation insulating layer formed on the bottom surfaces of the second openings 217 and 265 may be removed. Accordingly, the upper surface of the substrate 100 may be exposed again by the first and second openings 217 and 265 . A conductive layer filling the remaining portions of the first and second openings 217 and 265 may be formed on the isolation insulating layer and the upper surface of the substrate 100 . The upper portions of the insulating insulating layer and the conductive layer are planarized through, for example, a CMP process until the uppermost surface of the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e and the mold protective layer 210 is exposed, and the dummy separation layer pattern 271a, the dummy A conductive line 273a , a separation layer pattern 271 , and a CSL line 273 may be formed.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 도전막은 금속, 금속 질화물 또는 도핑된 폴리실리콘을 사용하여 ALD 공정 또는 스퍼터링 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 도전막은 연성을 갖는 금속, 예를 들면 텅스텐을 사용하여 형성될 수 있다. 이후, 최상층의 층간 절연막 패턴(206e), 패드(260), 몰드 보호막(210), 더미 분리막 패턴(271a), 더미 도전 라인(273a), 분리막 패턴(271) 및 CSL 라인(273) 상에 상부 절연막(280)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 도 30 내지 도 32에 도시된 수직형 메모리 장치를 제조할 수 있다.In example embodiments, the conductive layer may be formed through an ALD process or a sputtering process using metal, metal nitride, or doped polysilicon. In an embodiment, the conductive layer may be formed using a metal having a ductility, for example, tungsten. Thereafter, the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e, the pad 260, the mold protection layer 210, the dummy separator pattern 271a, the dummy conductive line 273a, the separator pattern 271 and the CSL line 273 are formed on the uppermost layer. An insulating layer 280 may be formed. Accordingly, the vertical memory device shown in FIGS. 30 to 32 may be manufactured.

도 37 및 도 38은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 38은 도 37의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다. 상기 수직형 메모리 장치는 도 1 내지 도 3, 또는 도 30 내지 도 32를 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 차단 구조물을 제외하고는 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다. 37 and 38 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments. Specifically, FIG. 38 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 37 . The vertical memory device may have substantially the same or similar structure and/or configuration to that of the vertical memory device described with reference to FIGS. 1 to 3 or 30 to 32 , except for the blocking structure. Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

한편, 설명의 편의를 위해 도 37에서는 상부 절연막의 도시가 생략되었다.Meanwhile, illustration of the upper insulating layer is omitted in FIG. 37 for convenience of description.

도 37 및 도 38을 참조하면, 차단 영역(II) 상에 제1 차단 구조물(252a) 및 제2 차단 구조물(254a)이 배치될 수 있다.37 and 38 , a first blocking structure 252a and a second blocking structure 254a may be disposed on the blocking region II.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 차단 구조물(252a)은 도 1 내지 도 3에 도시된 수직형 메모리 장치의 차단 구조물(250)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 차단 구조물(252a)은 몰드 보호막(210)을 관통하며 상기 제3 방향을 따라 연장하며, 더미 유전막(232), 더미 채널(237) 및 제2 매립막 패턴(242)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 차단 구조물(252a)은 상기 제2 및 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들면, 제1 차단 구조물(252a)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 펜스 형상을 가질 수 있다.According to example embodiments, the first blocking structure 252a may have a structure and shape substantially the same as or similar to that of the blocking structure 250 of the vertical memory device illustrated in FIGS. 1 to 3 . For example, the first blocking structure 252a penetrates the mold protection layer 210 and extends in the third direction, and the dummy dielectric layer 232 , the dummy channel 237 , and the second buried layer pattern 242 are formed therein. It may have a stacked structure. In example embodiments, the first blocking structure 252a may extend along the second and third directions. For example, the first blocking structure 252a may have a fence shape surrounding the cell region I.

제2 차단 구조물(254a)은 도 30 내지 도 32에 도시된 수직형 메모리 장치의 차단 구조물(254)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 차단 구조물(254a)은 몰드 보호막(210)을 관통하며 상기 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 차단 구조물(254a)은 더미 분리막 패턴(271a) 및 더미 도전 라인(273a)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제2 차단 구조물(254a)은 상기 제2 및 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들면, 제2 차단 구조물(254a)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 펜스 형상을 가질 수 있다.The second blocking structure 254a may have a structure and shape substantially the same as or similar to that of the blocking structure 254 of the vertical memory device illustrated in FIGS. 30 to 32 . For example, the second blocking structure 254a may pass through the mold protection layer 210 and extend in the third direction. The second blocking structure 254a may include a dummy separator pattern 271a and a dummy conductive line 273a. According to an exemplary embodiment, the second blocking structure 254a may extend along the second and third directions. For example, the second blocking structure 254a may have a fence shape surrounding the cell region I.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 차단 구조물(252a)은 셀 영역(I)의 유전막 구조물(230), 채널(235) 및 제1 매립막 패턴(240) 형성을 위한 증착 공정 및/또는 식각 공정에 의해 함께 형성될 수 있다. 제2 차단 구조물(254a)은 셀 영역(I)의 분리막 패턴(271) 및 CSL 라인(273) 형성을 위한 증착 공정 및/또는 식각 공정에 의해 함께 형성될 수 있다.In example embodiments, the first blocking structure 252a may be formed by a deposition process and/or etching for forming the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , and the first buried layer pattern 240 of the cell region (I). can be formed together by a process. The second blocking structure 254a may be formed together by a deposition process and/or an etching process for forming the separation layer pattern 271 and the CSL line 273 of the cell region I.

도 37 및 도 38에 도시된 수직형 메모리 장치는 도 4 내지 17b, 및 도 33 내지 도 36c를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 조합하여 제조될 수 있다. 따라서, 도 37 및 도 38에 도시된 수직형 메모리 장치의 제조 방법에 대한 상세한 설명은 생략한다.The vertical memory device illustrated in FIGS. 37 and 38 may be manufactured by combining processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 4 to 17B and 33 to 36C . Accordingly, a detailed description of the method of manufacturing the vertical memory device shown in FIGS. 37 and 38 will be omitted.

도 39 및 도 40은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 40은 도 39의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다. 상기 수직형 메모리 장치는 도 25 및 도 26, 또는 도 30 내지 도 32를 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 차단 구조물을 제외하고는 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다. 39 and 40 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments. Specifically, FIG. 40 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 39 . The vertical memory device may have substantially the same or similar structure and/or configuration to that of the vertical memory device described with reference to FIGS. 25 and 26 or FIGS. 30 to 32 , except for the blocking structure. Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

한편, 설명의 편의를 위해 도 39에서는 상부 절연막의 도시가 생략되었다.Meanwhile, illustration of the upper insulating layer is omitted in FIG. 39 for convenience of description.

도 39 및 도 40을 참조하면, 기판(100)의 차단 영역(II) 상에는 제1 차단 구조물(253a) 및 제2 차단 구조물(254a)이 배치될 수 있다.39 and 40 , a first blocking structure 253a and a second blocking structure 254a may be disposed on the blocking region II of the substrate 100 .

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 차단 구조물(253a)은 도 25 및 도 26에 도시된 수직형 메모리 장치의 차단 구조물(253)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 차단 구조물(253a)은 복수의 더미 채널 구조물들(250a)이 배열되어 형성된 일 이상의 더미 채널 열을 포함할 수 있다. 더미 채널 구조물(250a)은 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a), 제2 매립막 패턴(242a) 및 더미 패드(261)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제1 차단 구조물(253a)은 상기 제2 및 제3 방향을 따라 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1 차단 구조물(253a)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 펜스 형태로 배열될 수 있다.According to example embodiments, the first blocking structure 253a may have a structure and shape substantially the same as or similar to that of the blocking structure 253 of the vertical memory device illustrated in FIGS. 25 and 26 . For example, the first blocking structure 253a may include one or more dummy channel columns formed by arranging a plurality of dummy channel structures 250a. The dummy channel structure 250a may include a dummy dielectric layer structure 232a , a dummy channel 237a , a second buried layer pattern 242a , and a dummy pad 261 . According to an exemplary embodiment, the first blocking structure 253a may be arranged along the second and third directions. For example, the first blocking structure 253a may be arranged in the form of a fence surrounding the cell region I.

제2 차단 구조물(254a)은 도 30 내지 도 32에 도시된 수직형 메모리 장치의 차단 구조물(254)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 차단 구조물(254a)은 몰드 보호막(210)을 관통하며 상기 제3 방향을 따라 연장하며, 더미 분리막 패턴(271a) 및 더미 도전 라인(273a)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제2 차단 구조물(254a)은 상기 제2 및 제3 방향을 따라 배열될 수 있다. 예를 들면, 제2 차단 구조물(254a)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 펜스 형상을 가질 수 있다.The second blocking structure 254a may have a structure and shape substantially the same as or similar to that of the blocking structure 254 of the vertical memory device illustrated in FIGS. 30 to 32 . For example, the second blocking structure 254a passes through the mold protection layer 210 and extends in the third direction, and may include a dummy separator pattern 271a and a dummy conductive line 273a. According to an exemplary embodiment, the second blocking structure 254a may be arranged along the second and third directions. For example, the second blocking structure 254a may have a fence shape surrounding the cell region I.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 차단 구조물(253a)은 셀 영역(I)의 유전막 구조물(230), 채널(235), 제1 매립막 패턴(240) 및 패드(260) 형성을 위한 증착 공정 및/또는 식각 공정에 의해 함께 형성될 수 있다. 제2 차단 구조물(254a)은 셀 영역(I)의 분리막 패턴(271) 및 CSL 라인(273) 형성을 위한 증착 공정 및/또는 식각 공정에 의해 함께 형성될 수 있다.In example embodiments, the first blocking structure 253a is deposited to form the dielectric layer structure 230 , the channel 235 , the first buried layer pattern 240 , and the pad 260 of the cell region I. It may be formed together by a process and/or an etching process. The second blocking structure 254a may be formed together by a deposition process and/or an etching process for forming the separation layer pattern 271 and the CSL line 273 of the cell region I.

도 39 및 도 40에 도시된 수직형 메모리 장치는 도 27 내지 29b, 및 도 33 내지 도 36c를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정들을 조합하여 형성될 수 있다. 따라서, 도 39 및 도 40에 도시된 수직형 메모리 장치의 제조 방법에 대한 상세한 설명은 생략한다.The vertical memory device illustrated in FIGS. 39 and 40 may be formed by combining processes substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 27 to 29B and 33 to 36C . Accordingly, a detailed description of the method of manufacturing the vertical memory device shown in FIGS. 39 and 40 will be omitted.

도 37 내지 도 40을 참조로 설명한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 있어서, 2중 구조의 차단 구조물이 차단 영역(II) 상에 배치됨으로써, 셀 영역(I)에서 주변 회로 영역(II)으로의 스트레스 전파가 보다 효과적으로 차단될 수 있다.As described with reference to FIGS. 37 to 40 , in exemplary embodiments, a blocking structure having a double structure is disposed on the blocking region II, thereby moving from the cell region I to the peripheral circuit region II. stress propagation can be blocked more effectively.

도 41a 및 도 41b는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 41a 및 도 41b에 도시된 수직형 메모리 장치는 차단 구조물 및/또는 게이트 구조물을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다.41A and 41B are cross-sectional views illustrating a vertical memory device according to example embodiments. The vertical memory device shown in FIGS. 41A and 41B may have a structure and/or configuration substantially the same as or similar to the vertical memory device described with reference to FIGS. 1 to 3 except for the blocking structure and/or the gate structure. can Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

도 41a를 참조하면, 차단 구조물(107)은 차단 영역(II)의 기판(100)에 매립 또는 삽입된 구조를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 차단 영역(I)의 기판(100) 부분에 트렌치(101)가 형성되며, 차단 구조물(107)은 트렌치(101)를 채우며, 상기 제3 방향으로 연장하는 라인 형상을 가질 수 있다. 차단 구조물(107)은 예를 들면, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 절연 물질을 사용하여 기판(100) 상에 트렌치(101)를 채우는 절연막을 형성한 후, 상기 절연막의 상부를 기판(100) 상면이 노출될 때까지 평탄화하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 트렌치(101) 및 차단 구조물(107)은 상기 제2 및 제3 방향을 따라 형성될 수 있다. 예를 들면, 트렌치(101) 및 차단 구조물(107)은 셀 영역(I)을 둘러싸는 펜스 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 41A , the blocking structure 107 may have a structure embedded or inserted into the substrate 100 of the blocking region II. According to exemplary embodiments, the trench 101 is formed in the portion of the substrate 100 of the blocking region I, and the blocking structure 107 fills the trench 101 and has a line shape extending in the third direction. can have The blocking structure 107 is formed by forming an insulating layer filling the trench 101 on the substrate 100 using an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, and then forming an upper portion of the insulating layer on the upper surface of the substrate 100 . It can be formed by planarizing until exposed. In example embodiments, the trench 101 and the blocking structure 107 may be formed along the second and third directions. For example, the trench 101 and the blocking structure 107 may have a fence shape surrounding the cell region I.

차단 구조물(107)이 기판(100) 내부에 매립됨에 따라, 셀 영역(I)에서 생성되는 스트레스가 기판(100)을 통해 주변 회로 영역(III)으로 전달되어 기판(100) 상면 및 게이트 구조물(140)의 저면 사이에 전위, 크랙 등의 불량을 발생시키는 현상을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.As the blocking structure 107 is buried in the substrate 100 , the stress generated in the cell region I is transferred to the peripheral circuit region III through the substrate 100 , so that the upper surface of the substrate 100 and the gate structure ( 140) can more effectively block the occurrence of defects such as dislocations and cracks between the bottom surfaces.

일 실시예에 있어서, 기판(100)에 매립된 차단 구조물(107)에 추가적으로 도 1 내지 도 3, 도 18, 도 25 및 도 26, 도 30 및 도 31, 도 37 및 도 38, 또는 도 39 및 도 40을 참조로 설명한 차단 구조물들이 차단 영역(II)의 기판(100) 상에 형성될 수도 있다.1 to 3 , 18 , 25 and 26 , 30 and 31 , 37 and 38 , or 39 in addition to the blocking structure 107 embedded in the substrate 100 in one embodiment And the blocking structures described with reference to FIG. 40 may be formed on the substrate 100 in the blocking region II.

도 41b를 참조하면, 기판(100)의 주변 회로 영역(II)에는 매립 게이트 구조를 갖는 게이트 구조물이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 41B , a gate structure having a buried gate structure may be formed in the peripheral circuit region II of the substrate 100 .

예를 들면, 주변 회로 영역(III)의 기판(100) 상부에 제1 불순물 영역(103a)을 형성한 후, 주변 회로 영역(III)의 기판(100)의 상기 상부를 식각하여 리세스(109)를 형성할 수 있다. 리세스(109)의 측벽 및 저면 상에, 예를 들면 열 산화 공정을 통해 게이트 절연막 패턴(115)을 형성할 수 있다. 게이트 절연막 패턴(115) 상에 리세스(125)를 채우는 도전막을 형성하고, 상기 도전막 상부를 에치-백 공정을 통해 제거하여 매립 게이트(125)를 형성할 수 있다. 이후, 예를 들면, 실리콘 질화물을 증착하여 매립 게이트(125) 상에 리세스(109)의 나머지 부분을 채우는 게이트 마스크(135)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판(100)의 주변 회로 영역 상에 게이트 절연막 패턴(115), 매립 게이트(125) 및 게이트 마스크(135)를 포함하는 매립 게이트 구조물(145)을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 주변 회로 영역(III)의 기판(100) 상에 불순물 영역(103a), 게이트 절연막 패턴(115) 및 게이트 마스크(135)를 덮는 주변 회로 보호막(152a)이 더 형성될 수 있다.For example, after forming the first impurity region 103a on the substrate 100 in the peripheral circuit region III, the upper portion of the substrate 100 in the peripheral circuit region III is etched to form the recess 109 ) can be formed. A gate insulating layer pattern 115 may be formed on sidewalls and a bottom surface of the recess 109 through, for example, a thermal oxidation process. The buried gate 125 may be formed by forming a conductive layer filling the recess 125 on the gate insulating layer pattern 115 , and removing an upper portion of the conductive layer through an etch-back process. Thereafter, for example, a gate mask 135 filling the remaining portion of the recess 109 may be formed on the buried gate 125 by depositing silicon nitride. Accordingly, the buried gate structure 145 including the gate insulating layer pattern 115 , the buried gate 125 , and the gate mask 135 may be formed on the peripheral circuit region of the substrate 100 . In an embodiment, a peripheral circuit protection layer 152a covering the impurity region 103a, the gate insulating layer pattern 115, and the gate mask 135 may be further formed on the substrate 100 of the peripheral circuit region III. have.

주변 회로 영역(III) 상에 도 41b에 도시된 바와 같이, 게이트 구조물이 기판(100) 내부로 매립 또는 삽입되는 경우, 기판(100)을 통해 전달되는 스트레스에 의한 상기 게이트 구조물의 불량 현상이 발생될 수 있다. 그러나, 차단 영역(II) 상에 기판(100)에 매립된 차단 구조물(107)을 형성함으로써 상기 게이트 구조물의 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.As shown in FIG. 41B on the peripheral circuit region III, when the gate structure is buried or inserted into the substrate 100 , a defect phenomenon of the gate structure occurs due to stress transmitted through the substrate 100 . can be However, by forming the blocking structure 107 buried in the substrate 100 on the blocking region II, it is possible to effectively prevent the gate structure from being defective.

도 42 내지 도 44는 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도들이다. 예를 들면, 도 42, 도 43 및 도 44는 각각 도 2, 도 18 및 도 31에 도시된 수직형 메모리 장치의 변형 실시예들을 나타내는 단면도들이다.42 to 44 are cross-sectional views illustrating vertical memory devices according to example embodiments. For example, FIGS. 42, 43, and 44 are cross-sectional views illustrating modified embodiments of the vertical memory device shown in FIGS. 2, 18, and 31, respectively.

도 42를 참조하면, 더미 유전막(233), 더미 채널(238), 및 제2 매립막 패턴(243)을 포함하는 차단 구조물(251)은 몰드 보호막(210)을 관통하며, 기판(100)의 일부에 매립되도록 기판(100) 내로 연장될 수 있다. 예를 들면, 차단 구조물(251) 형성을 위한 제1 개구부(217a) 형성 시, 차단 영역(II)의 기판(100)의 일부를 추가적으로 식각하여, 제1 개구부(217a)가 기판(100) 내로 확장될 수 있다. 이후, 도 8 내지 도 11b를 참조로 설명한 공정과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정을 통해, 제1 개구부(217a) 내부에 더미 유전막(233), 더미 채널(238) 및 제2 매립막 패턴(243)이 적층된 차단 구조물(251)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 42 , the blocking structure 251 including the dummy dielectric layer 233 , the dummy channel 238 , and the second buried layer pattern 243 passes through the mold protection layer 210 , and It may extend into the substrate 100 so as to be partially buried. For example, when the first opening 217a for forming the blocking structure 251 is formed, a portion of the substrate 100 in the blocking region II is additionally etched so that the first opening 217a is formed into the substrate 100 . can be expanded. Thereafter, the dummy dielectric layer 233 , the dummy channel 238 , and the second buried layer pattern 243 are formed in the first opening 217a through a process substantially the same as or similar to the process described with reference to FIGS. 8 to 11B . This stacked blocking structure 251 may be formed.

도 43을 참조하면, 차단 구조물(252a)은 에어 갭(251a)을 포함하며, 에어 갭(251a)은 기판(100) 내로 확장되어 연장할 수 있다. 예를 들면, 차단 구조물(251) 형성을 위한 제1 개구부(264a) 형성 시, 차단 영역(II)의 기판(100) 일부를 추가적으로 식각하여, 제1 개구부(264a)가 기판(100)의 내로 확장될 수 있다. 이후, 도 24를 참조로 설명한 바와 같이, 제1 개구부(264a) 상에 상부 절연막(281a)을 형성하여, 제1 개구부(264a)를 부분적으로 채우는 부분 충진막(281c) 및 기판(100) 내로 길이가 연장된 에어 갭(251a)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 43 , the blocking structure 252a includes an air gap 251a , and the air gap 251a may extend into the substrate 100 to extend. For example, when the first opening 264a for forming the blocking structure 251 is formed, a portion of the substrate 100 in the blocking region II is additionally etched so that the first opening 264a is formed into the substrate 100 . can be expanded. Thereafter, as described with reference to FIG. 24 , an upper insulating film 281a is formed on the first opening 264a to partially fill the first opening 264a and into the substrate 100 and the partial filling film 281c. An air gap 251a having an extended length may be formed.

도 44를 참조하면, 더미 분리막 패턴(271b) 및 더미 도전 라인(273b)을 포함하는 차단 구조물(254b)은 몰드 보호막(210)을 관통하며, 기판(100) 일부에 매립되어 기판(100) 내로 연장될 수 있다. 예를 들면, 차단 구조물(254b) 형성을 위한 제1 개구부(217a) 형성 시, 차단 영역(II)의 기판(100) 일부를 추가적으로 식각하여, 제1 개구부(217a)가 기판(100) 내로 확장될 수 있다. 이후, 도 38a 및 도 38b를 참조로 설명한 공정과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정을 통해, 제1 개구부(217a) 내부에, 기판(100) 내로 확장된 더미 분리막 패턴(271b) 및 더미 도전 라인(273b)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 44 , the blocking structure 254b including the dummy separation layer pattern 271b and the dummy conductive line 273b passes through the mold protection layer 210 , and is embedded in a portion of the substrate 100 into the substrate 100 . can be extended For example, when the first opening 217a for forming the blocking structure 254b is formed, a portion of the substrate 100 in the blocking region II is additionally etched so that the first opening 217a is expanded into the substrate 100 . can be Thereafter, through a process substantially the same as or similar to the process described with reference to FIGS. 38A and 38B , the dummy separator pattern 271b and the dummy conductive line 273b extended into the substrate 100 in the inside of the first opening 217a . ) can be formed.

도 42 내지 도 44에 도시된 실시예들에 있어서, 주변 회로 영역(III) 상에는 도 41b에 도시된 바와 같이, 매립 게이트 구조물(145)이 형성될 수도 있다,42 to 44 , a buried gate structure 145 may be formed on the peripheral circuit region III as shown in FIG. 41B .

도 45a 및 도 45b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.45A and 45B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments.

도 45a 및 도 45b에 도시된 수직형 메모리 장치는 콘택 및 배선의 추가, 및 차단 구조물의 형태를 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다.The vertical memory device shown in FIGS. 45A and 45B has a structure and/or substantially the same as or similar to that of the vertical memory device described with reference to FIGS. Or it may have a configuration. Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

도 45a 및 도 45b를 참조하면, 기판(100)의 셀 영역(I) 상에는 몰드 보호막(210) 및 각 층의 층간 절연막 패턴(206)을 관통하는 콘택들(277)이 형성될 수 있다. 콘택(277)은 각 층의 게이트 라인(270)과 접촉할 수 있다. 예를 들면, 콘택(277)은 각 게이트 라인 구조체에 속한 워드 라인 및 GSL 들의 계단마다 제공될 수 있다. 몰드 보호막(210) 상에는 콘택들(277)과 전기적으로 연결되는 배선들(279)이 형성될 수 있다. 45A and 45B , contacts 277 passing through the mold protection layer 210 and the interlayer insulating layer pattern 206 of each layer may be formed on the cell region I of the substrate 100 . The contact 277 may be in contact with the gate line 270 of each layer. For example, the contact 277 may be provided for each step of the word line and GSL belonging to each gate line structure. Wirings 279 electrically connected to the contacts 277 may be formed on the mold passivation layer 210 .

도 45a에 도시된 바와 같이, 각 배선(279)은 상기 제3 방향으로 연장하며, 서로 다른 게이트 라인 구조체들에 속한 게이트 라인들(270)과 접촉하는 복수의 콘택들(277)과 전기적으로 연결될 수 있다.45A , each wiring 279 extends in the third direction and is electrically connected to a plurality of contacts 277 in contact with gate lines 270 belonging to different gate line structures. can

예시적인 실시예들에 따르면, 기판(100)의 차단 영역(II) 상에 복수의 더미 콘택들(277a)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 더미 콘택(277a)은 차단 영역(II) 상에 형성된 몰드 보호막(210)을 관통하여 기판(100)과 접촉할 수 있다.In example embodiments, a plurality of dummy contacts 277a may be disposed on the blocking region II of the substrate 100 . For example, the dummy contact 277a may penetrate the mold passivation layer 210 formed on the blocking region II to contact the substrate 100 .

도 45a에 도시된 바와 같이, 복수의 더미 콘택들(277a)이 상기 제3 방향을 따라 배치되어 더미 콘택 열이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 더미 콘택 열들이 상기 제2 방향을 따라 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 더미 콘택들(277a)은 셀 영역(I)을 상기 제2 방향 및 제3 방향을 따라 연속적으로 둘러싸도록 배열될 수 있다.45A , a plurality of dummy contacts 277a may be disposed along the third direction to define a dummy contact column. Also, the plurality of dummy contact columns may be disposed along the second direction. In some embodiments, the dummy contacts 277a may be arranged to continuously surround the cell region I in the second direction and the third direction.

이에 따라, 일 이상의 상기 더미 콘택 열을 포함하는 차단 구조물(278)이 기판(100)의 차단 영역(II) 상에 배치되어 셀 영역(I)에서 주변 회로 영역(II)의 스트레스 전파를 차단할 수 있다. 도 45a에서는 차단 구조물(278)이 2개의 상기 더미 콘택 열들을 포함하는 것으로 도시되었으나, 차단 구조물(278)은 3개 이상의 더미 콘택 열들을 포함할 수도 있다.Accordingly, the blocking structure 278 including one or more of the dummy contact rows may be disposed on the blocking region II of the substrate 100 to block the stress propagation of the peripheral circuit region II in the cell region I. have. In FIG. 45A , the blocking structure 278 is illustrated as including the two dummy contact rows, but the blocking structure 278 may include three or more dummy contact rows.

예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 상기 더미 콘택 열들은 서로 다른 상기 더미 콘택 열에 속한 더미 콘택들(277a)이 서로 어긋나게, 예를 들면 지그-재그 형태로 배열되도록 배치될 수 있다. 따라서, 차단 영역(II) 상에서 더미 콘택들(277a)의 밀집도가 증가되어, 상기 스트레스 전파를 보다 효과적으로 차단할 수 있다.In example embodiments, the plurality of dummy contact columns may be arranged such that dummy contacts 277a belonging to different dummy contact columns are displaced from each other, for example, arranged in a zig-zag shape. Accordingly, the density of the dummy contacts 277a in the blocking region II is increased, and thus the stress propagation can be more effectively blocked.

일부 실시예들에 있어서, 주변 회로 영역(III) 상에는 몰드 보호막(210)을 관통하여 예를 들면, 제1 불순물 영역(103)과 전기적으로 연결되는 주변 회로 콘택(도시되지 않음)이 배치될 수 있다. 몰드 보호막(210) 상에는 상기 주변 회로 콘택과 전기적으로 연결되는 주변 회로 배선(도시되지 않음)이 배치될 수 있다.In some embodiments, a peripheral circuit contact (not shown) that passes through the mold protection layer 210 and is electrically connected to the first impurity region 103 may be disposed on the peripheral circuit region III. have. A peripheral circuit wiring (not shown) electrically connected to the peripheral circuit contact may be disposed on the mold passivation layer 210 .

상부 절연막(280)은 최상층의 층간 절연막 패턴(206e), 패드(260) 및 몰드 보호막(210) 상에 형성되어 배선들(279) 및 더미 콘택(277a)을 커버할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상부 절연막(280) 상에 패드(260)를 통해 신호가 인가되도록 설계되는 비트 라인이 배치될 수 있다.The upper insulating layer 280 may be formed on the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e , the pad 260 , and the mold protection layer 210 to cover the wirings 279 and the dummy contact 277a . In some embodiments, a bit line designed to apply a signal through the pad 260 may be disposed on the upper insulating layer 280 .

도 46a 내지 도 48은 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다. 예를 들면, 도 46a 내지 도 48은 도 45a 및 도 45b에 도시된 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 46A to 48 are plan views and cross-sectional views each illustrating a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments. For example, FIGS. 46A to 48 are diagrams for explaining a method of manufacturing the vertical memory device illustrated in FIGS. 45A and 45B .

구체적으로, 도 46a 및 도 47a는 상기 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 46b, 도 47b 및 도 48은 도 46a 및 도 47a에 도시된 I-I'라인을 따라 상기 제1 방향으로 절단한 단면도들이다.Specifically, FIGS. 46A and 47A are plan views illustrating a method of manufacturing the vertical memory device. 46B, 47B, and 48 are cross-sectional views taken in the first direction along the line I-I' shown in FIGS. 46A and 47A.

한편, 도 4 내지 도 17b를 참조로 설명한 공정 및/또는 재료들과 실질적으로 동일하거나 유사한 공정 및/또는 재료들에 대한 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, detailed descriptions of processes and/or materials substantially the same as or similar to the processes and/or materials described with reference to FIGS. 4 to 17B will be omitted.

도 46a 및 도 46b를 참조하면, 도 4 내지 도 17b를 참조로 설명한 공정들과 실질적으로 유사한 공정들을 수행할 수 있다. 46A and 46B , processes substantially similar to those described with reference to FIGS. 4 to 17B may be performed.

이에 따라, 기판(100)의 셀 영역(I) 상에 교대로 반복적으로 적층된 층간 절연막 패턴들(206), 게이트 라인들(270), 및 층간 절연막 패턴들(206) 및 게이트 라인들(270)을 관통하는 채널 행들을 포함하며, 제2 개구부(265) 내에 형성된 분리막 패턴(275)에 의해 절단된 게이트 라인 구조체를 형성할 수 있다. Accordingly, interlayer insulating layer patterns 206 , gate lines 270 , and interlayer insulating layer patterns 206 and gate lines 270 alternately and repeatedly stacked on the cell region I of the substrate 100 . ), the gate line structure may be cut by the separation layer pattern 275 formed in the second opening 265 .

기판(100)의 주변 회로 영역(III) 상에는 게이트 구조물(140) 및 제1 불순물 영역(103)에 의해 정의되는 트랜지스터를 포함한 주변 회로가 형성되며, 상기 주변 회로를 커버하는 주변 회로 보호막(152)이 형성될 수 있다.A peripheral circuit including a transistor defined by the gate structure 140 and the first impurity region 103 is formed on the peripheral circuit region III of the substrate 100 , and a peripheral circuit protection layer 152 covering the peripheral circuit can be formed.

몰드 보호막(210)은 상기 게이트 라인 구조체들의 측부, 차단 영역(II)의 기판(100) 부분, 및 주변 회로 보호막(152)를 커버하도록 형성될 수 있다.The mold protection layer 210 may be formed to cover the side portions of the gate line structures, the portion of the substrate 100 of the blocking region II, and the peripheral circuit protection layer 152 .

다만, 도 7a 내지 도 13을 참조로 함께 설명한 제1 개구부(217) 및 차단 구조물(250) 형성을 위한 공정들은 생략될 수 있다. 이에 따라, 차단 영역(II)은 도 46b에 도시된 바와 같이 실질적으로 몰드 보호막(II)에 의해 완전히 커버될 수 있다.However, the processes for forming the first opening 217 and the blocking structure 250 described together with reference to FIGS. 7A to 13 may be omitted. Accordingly, the blocking region II may be substantially completely covered by the mold passivation layer II as shown in FIG. 46B .

도 47a 및 도 47b를 참조하면, 셀 영역(I) 상의 몰드 보호막(210) 및 층간 절연막 패턴(206)을 부분적으로 식각하여 각 층의 게이트 라인(270)을 노출시키는 콘택 홀들(276)을 형성할 수 있다. 한편, 차단 영역(II) 상에서는 몰드 보호막(210)을 관통하는 더미 콘택 홀(276a)이 형성될 수 있다.47A and 47B , the mold protective layer 210 and the interlayer insulating layer pattern 206 on the cell region I are partially etched to form contact holes 276 exposing the gate line 270 of each layer. can do. Meanwhile, a dummy contact hole 276a passing through the mold protection layer 210 may be formed on the blocking region II.

일부 실시예들에 있어서, 콘택 홀(276)은 각 게이트 라인 구조체에 속한 워드 라인 및 GSL의 각 계단을 노출시키도록 형성될 수 있다. 더미 콘택 홀(276a)에 의해 차단 영역(II)의 기판(100) 부분이 노출될 수 있다.In some embodiments, the contact hole 276 may be formed to expose each step of a word line and a GSL belonging to each gate line structure. A portion of the substrate 100 in the blocking region II may be exposed through the dummy contact hole 276a.

복수의 더미 콘택 홀들(276a)이 상기 제3 방향을 따라 형성되어 더미 콘택 홀 열이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 더미 콘택 홀 열들이 상기 제2 방향으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 복수의 더미 콘택 홀들(276a)이 상기 제3 방향 및 상기 제2 방향을 따라 셀 영역(I)을 주변을 둘러싸도록 형성될 수도 있다.A plurality of dummy contact holes 276a may be formed along the third direction to define a column of dummy contact holes. Also, a plurality of rows of the dummy contact holes may be formed in the second direction. In some embodiments, a plurality of dummy contact holes 276a may be formed to surround the cell region I in the third and second directions.

예시적인 실시예들에 따르면, 콘택 홀(276) 및 더미 콘택 홀(276a)은 동일한 식각 마스크를 사용하는 실질적인 단일 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 주변 회로 영역(III) 상에서는 예를 들면, 제1 불순물 영역(103)과 같은 주변 회로를 노출시키는 주변 회로 콘택 홀(도시되지 않음)이 콘택 홀(276) 및 더미 콘택 홀(276a)과 함께 형성될 수도 있다.In example embodiments, the contact hole 276 and the dummy contact hole 276a may be formed through a substantially single etching process using the same etching mask. In some embodiments, on the peripheral circuit region III, a peripheral circuit contact hole (not shown) exposing a peripheral circuit such as, for example, the first impurity region 103 is provided with the contact hole 276 and the dummy contact. It may be formed together with the hole 276a.

도 48을 참조하면, 콘택 홀(276) 및 더미 콘택 홀(276a) 내부에 각각 콘택(277) 및 더미 콘택(277a)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 48 , a contact 277 and a dummy contact 277a may be formed in the contact hole 276 and the dummy contact hole 276a, respectively.

예를 들면, 몰드 보호막(210), 및 노출된 게이트 라인들(270) 및 기판(100) 상에 콘택 홀(276) 및 더미 콘택 홀(276a)을 충분히 채우는 제1 도전막을 형성할 수 있다. 이후, 상기 제1 도전막의 상부를 몰드 보호막(210) 상면이 노출될 때까지 CMP 공정 및/또는 에치-백 공정을 통해 평탄화하여 콘택들(277) 및 더미 콘택들(277a)을 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 주변 회로 콘택 홀이 형성된 경우 상기 주변 회로와 전기적으로 연결되는 주변 회로 콘택이 콘택(277) 및 더미 콘택(277a)과 함께 형성될 수 있다. For example, a first conductive layer sufficiently filling the contact hole 276 and the dummy contact hole 276a may be formed on the mold passivation layer 210 , the exposed gate lines 270 , and the substrate 100 . Thereafter, the upper portion of the first conductive layer may be planarized through a CMP process and/or an etch-back process until the top surface of the mold protective layer 210 is exposed to form contacts 277 and dummy contacts 277a. . As described above, when the peripheral circuit contact hole is formed, a peripheral circuit contact electrically connected to the peripheral circuit may be formed together with the contact 277 and the dummy contact 277a.

콘택(277)의 콘택 홀(276)의 배열에 따라, 예를 들면 각 게이트 라인 구조체에 속한 워드 라인 및 GSL의 각 계단과 접촉할 수 있다. 더미 콘택(277a)은 더미 콘택 홀(276a)의 배열에 따라 형성되어 예를 들면 복수의 더미 콘택 열이 생성될 수 있다. 상기 복수의 더미 콘택 열에 의해 도 45a에 도시된 바와 같이 차단 영역(II) 상에는 차단 구조물(278)이 정의될 수 있다.According to the arrangement of the contact holes 276 of the contacts 277 , for example, word lines belonging to each gate line structure and each step of the GSL may be in contact. The dummy contact 277a may be formed according to the arrangement of the dummy contact hole 276a to generate, for example, a plurality of dummy contact rows. As shown in FIG. 45A , a blocking structure 278 may be defined on the blocking region II by the plurality of dummy contact rows.

이후, 도 45b에 도시된 바와 같이, 몰드 보호막(210) 상에 제2 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 배선들(279)을 형성할 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 45B , a second conductive layer may be formed on the mold protective layer 210 and patterned to form wirings 279 .

각 배선(279)은 예를 들면, 상기 제3 방향으로 연장되며 상이한 게이트 라인 구조체들에 포함된 동일한 레벨의 게이트 라인들(270)과 접촉하는 콘택들(277)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 도전막으로부터 상기 주변 회로 콘택과 전기적으로 연결되는 주변 회로 배선이 함께 형성될 수도 있다.Each wiring 279 may be electrically connected to, for example, contacts 277 extending in the third direction and contacting gate lines 270 of the same level included in different gate line structures. In some embodiments, a peripheral circuit wiring electrically connected to the peripheral circuit contact may be formed together from the second conductive layer.

상기 제1 및 제2 도전막들은 금속, 금속 질화물 또는 도핑된 폴리실리콘과 같은 도전 물질을 사용하여 CVD 공정, ALD 공정, 스퍼터링 공정 등을 통해 형성될 수 있다. The first and second conductive layers may be formed through a CVD process, an ALD process, a sputtering process, or the like using a conductive material such as metal, metal nitride, or doped polysilicon.

이후, 최상층의 층간 절연막 패턴(206e), 패드(260) 및 몰드 보호막(210) 상에 배선들(279) 및 더미 콘택들(277a)을 덮는 상부 절연막(280)을 형성할 수 있다.Thereafter, an upper insulating layer 280 covering the wirings 279 and the dummy contacts 277a may be formed on the uppermost interlayer insulating layer pattern 206e , the pad 260 , and the mold protection layer 210 .

도 49a 및 도 49b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 49b는 도 49a의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다. 상기 수직형 메모리 장치는 도 1 내지 도 3, 또는 도 45a 및 도 45b를 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 차단 구조물을 제외하고는 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다.49A and 49B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments. Specifically, FIG. 49B is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 49A. The vertical memory device may have substantially the same or similar structure and/or configuration to that of the vertical memory device described with reference to FIGS. 1 to 3 or FIGS. 45A and 45B , except for a blocking structure. Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

도 49a 및 도 49b를 참조하면, 차단 영역(II) 상에는 서로 다른 구조의 복수의 차단 구조물이 배치될 수 있다.49A and 49B , a plurality of blocking structures having different structures may be disposed on the blocking region II.

예시적인 실시예들에 따르면, 도 45a 및 도 45b을 참조로 설명한 더미 콘택들(277a)에 의해 제1 차단 구조물이 정의되고, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 차단 구조물(250)에 의해 제2 차단 구조물이 정의될 수 있다. 상기 제2 차단 구조물은 예를 들면 상기 제3 방향으로 연속적으로 연장되는 더미 유전막(232), 더미 채널(237) 및 제2 매립막 패턴(242)을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the first blocking structure is defined by the dummy contacts 277a described with reference to FIGS. 45A and 45B , and the first blocking structure is defined by the blocking structure 250 described with reference to FIGS. 1 to 3 . 2 blocking structures can be defined. The second blocking structure may include, for example, a dummy dielectric layer 232 continuously extending in the third direction, a dummy channel 237 , and a second buried layer pattern 242 .

이에 따라, 상기 차단 구조물은 더미 콘택 열에 의해 정의되는 상기 제1 차단 구조물, 및 펜스 또는 링 형태의 상기 제2 차단 구조물을 포함하는 복합 구조를 가지며 셀 영역(I) 및 주변 회로 영역(III) 사이에서의 스트레스 전파를 보다 효과적으로 차단할 수 있다.Accordingly, the blocking structure has a composite structure including the first blocking structure defined by a dummy contact row, and the second blocking structure in the form of a fence or a ring, and is disposed between the cell region I and the peripheral circuit region III. It is possible to more effectively block the stress propagation in

도 50a 및 도 50b는 각각 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 50b는 도 50a의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다. 상기 수직형 메모리 장치는 도 25 및 도 26, 또는 도 45a 및 도 45b를 참조로 설명한 수직형 메모리 장치와 차단 구조물을 제외하고는 실질적으로 동일하거나 유사한 구조 및/또는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 중복되는 구성 및/또는 구조들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용한다.50A and 50B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, for explaining a vertical memory device according to example embodiments. Specifically, FIG. 50B is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 50A. The vertical memory device may have substantially the same or similar structure and/or configuration to that of the vertical memory device described with reference to FIGS. 25 and 26 or 45A and 45B except for a blocking structure. Accordingly, a detailed description of the overlapping configuration and/or structures will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components.

도 50a 및 도 50b를 참조하면, 차단 영역(II) 상에는 서로 다른 재료의 복합 구조의 차단 구조물이 배치될 수 있다.50A and 50B , a blocking structure having a composite structure of different materials may be disposed on the blocking region II.

예시적인 실시예들에 따르면, 도 45a 및 도 45b을 참조로 설명한 더미 콘택들(277a)에 의해 제1 차단 구조물이 정의되고, 도 25 및 도 26을 참조로 설명한 더미 채널 구조물들(250a)에 의해 제2 차단 구조물이 정의될 수 있다. 더미 채널 구조물들(250a)은 예를 들면 상기 제1 방향으로 연장하며 몰드 보호막(210)을 관통하는 더미 유전막 구조물(232a), 더미 채널(237a) 및 제2 매립막 패턴(242a)을 포함하며, 상부에 더미 패드(261)를 더 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the first blocking structure is defined by the dummy contacts 277a described with reference to FIGS. 45A and 45B , and is formed in the dummy channel structures 250a described with reference to FIGS. 25 and 26 . A second blocking structure may be defined by The dummy channel structures 250a include, for example, a dummy dielectric layer structure 232a extending in the first direction and penetrating the mold passivation layer 210 , a dummy channel 237a , and a second buried layer pattern 242a. , may further include a dummy pad 261 on the upper portion.

예를 들면, 상기 제1 차단 구조물은 복수의 더미 콘택들(277a)에 의해 정의되는 더미 콘택 열을 포함할 수 있다. 상기 제2 차단 구조물은 복수의 더미 채널 구조물들(250a)에 의해 정의되는 더미 채널 열을 포함할 수 있다.For example, the first blocking structure may include a dummy contact column defined by a plurality of dummy contacts 277a. The second blocking structure may include a dummy channel column defined by a plurality of dummy channel structures 250a.

도 50a에는 각각 하나의 상기 더미 콘택 열 및 상기 더미 채널 열이 도시되었으나, 각각 2 이상의 상기 더미 콘택 열들 및 상기 더미 채널 열들이 차단 영역(II) 상에 배치될 수 있다. 또한 상기 더미 콘택 열 및 상기 더미 채널 열은 셀 영역(I)을 둘러싸도록 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향을 따라 연속적으로 배치될 수도 있다.Although one dummy contact column and one dummy channel column are illustrated in FIG. 50A , respectively, two or more of the dummy contact columns and the dummy channel column may be disposed on the blocking region II. In addition, the dummy contact column and the dummy channel column may be continuously disposed along the second direction and the third direction to surround the cell region (I).

일부 예시적인 실시예들에 있어서, 상술한 더미 콘택 열은 본 출원에 개시된 차단 구조물의 다양한 예들과 조합되어 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 더미 콘택 열은 도 24에 도시된 에어 갭(251)을 포함하는 차단 구조물과 조합될 수도 있다. 또한 상기 더미 콘택 열은 도 30에 도시된 더미 도전 라인(273a)을 포함하는 차단 구조물과 조합될 수도 있다. In some exemplary embodiments, the above-described dummy contact column may be provided in combination with various examples of the blocking structure disclosed herein. For example, the dummy contact row may be combined with a blocking structure including an air gap 251 shown in FIG. 24 . In addition, the dummy contact column may be combined with a blocking structure including the dummy conductive line 273a shown in FIG. 30 .

도 51은 예시적인 실시예들에 따른 정보처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다. 51 is a block diagram showing a schematic configuration of an information processing system according to exemplary embodiments.

도 51을 참조하면, 정보처리 시스템(300)은 시스템 버스(305)에 전기적으로 연결된 중앙처리장치(CPU)(320), 램(RAM)(330), 사용자 인터페이스(User Interface)(340), 베이스밴드 칩셋(Baseband chipset)과 같은 모뎀(MODEM)(350) 및 메모리 시스템(310)을 포함할 수 있다. 메모리 시스템(310)은 메모리 소자(312)와 메모리 컨트롤러(311)를 포함할 수 있다. 메모리 소자(312)는 상술한 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 중앙처리장치(320)에서 처리된 데이터 또는 외부에서 입력된 고용량의 데이터를 안정적으로 저장할 수 있다. 메모리 컨트롤러(311)는 메모리 소자(312)를 제어할 수 있도록 구성된다. 메모리 소자(312)와 메모리 컨트롤러(311)의 결합에 의해 메모리 시스템(310)은 메모리 카드 또는 반도체 디스크 장치(Solid State Disk: SSD) 등으로 제공될 수 있다. 상기 정보처리 시스템(300)이 모바일 장치인 경우, 시스템(300)의 동작 전압을 공급하기 위한 배터리가 추가적으로 제공될 수 있다. 도시되지 않았지만, 예시적인 실시예들에 따른 정보처리 시스템(300)에는 응용 칩셋(Application chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS), 모바일 디램 등이 더 포함될 수도 있다. Referring to FIG. 51 , the information processing system 300 includes a central processing unit (CPU) 320 electrically connected to a system bus 305 , a RAM 330 , a user interface 340 , It may include a modem (MODEM) 350 and a memory system 310 such as a baseband chipset. The memory system 310 may include a memory device 312 and a memory controller 311 . The memory device 312 may include the vertical memory device according to the above-described exemplary embodiments. Accordingly, it is possible to stably store data processed by the central processing unit 320 or high-capacity data input from the outside. The memory controller 311 is configured to control the memory device 312 . Due to the combination of the memory device 312 and the memory controller 311 , the memory system 310 may be provided as a memory card or a solid state disk (SSD). When the information processing system 300 is a mobile device, a battery for supplying an operating voltage of the system 300 may be additionally provided. Although not shown, the information processing system 300 according to the exemplary embodiments may further include an application chipset, a camera image processor (CIS), a mobile DRAM, and the like.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치에서는 다양한 구조 및/또는 형태를 갖는 차단 구조물을 활용하여 셀 영역 및 주변 회로 영역 사이의 스트레스 전파를 차단할 수 있다. 따라서, 수직 방향으로 적층 수가 증가된 고집적도의 불휘발성 메모리 장치에 있어서, 상기 스트레스에 의한 불량이 제거된 고신뢰성의 수직형 메모리 장치를 구현할 수 있다.In the vertical memory device according to exemplary embodiments of the present invention, it is possible to block stress propagation between the cell region and the peripheral circuit region by using blocking structures having various structures and/or shapes. Accordingly, in a highly integrated nonvolatile memory device having an increased number of stacks in the vertical direction, it is possible to implement a highly reliable vertical memory device in which defects due to stress are removed.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to preferred embodiments of the present invention as described above, those of ordinary skill in the art can variously modify and modify the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims. You will understand that it can be changed.

I: 셀 영역 II: 차단 영역
III: 주변 회로 영역 100: 기판
101: 트렌치 103, 103a: 제1 불순물 영역
105: 제2 불순물 영역 109: 리세스
110, 115: 게이트 절연막 패턴 120: 게이트 전극
125: 매립 게이트 130, 135: 게이트 마스크
140: 게이트 구조물 145: 매립 게이트 구조물
150: 게이트 스페이서 152: 주변회로 보호막
202: 층간 절연막 204: 희생막
205: 계단형 몰드 구조물 206: 층간 절연막 패턴
208: 희생막 패턴 210: 몰드 보호막
215: 채널 홀 216: 더미 채널 홀
217, 217a, 264, 264a: 제1 개구부
220: 유전막 225: 채널막
227: 제1 매립막 230: 유전막 구조물
232a: 더미 유전막 구조물 232, 233: 더미 유전막
235: 채널 237, 237a, 238: 더미 채널
240: 제1 매립막 패턴
242, 242a, 243: 제2 매립막 패턴
107, 250, 251, 252, 252a, 253, 254, 254b, 255: 차단 구조물
252a, 253a: 제1 차단 구조물 254a: 제2 차단 구조물
250a: 더미 채널 구조물 251, 251a: 에어 갭
260: 패드 260a, 261: 더미 패드
264: 제1 개구부 265: 제2 개구부
267: 갭 270: 게이트 라인
271, 275: 분리막 패턴 271a, 271b: 더미 분리막 패턴
273a, 273b: 더미 도전 라인 273: CSL 라인
276: 콘택 홀 276a: 더미 콘택 홀
277: 콘택 277a: 더미 콘택
279: 배선 280, 281a: 상부 절연막
281b, 281c: 부분 충진막
I: cell region II: blocking region
III: peripheral circuit area 100: substrate
101: trenches 103, 103a: first impurity region
105: second impurity region 109: recess
110, 115: gate insulating layer pattern 120: gate electrode
125: buried gate 130, 135: gate mask
140: gate structure 145: buried gate structure
150: gate spacer 152: peripheral circuit protective film
202: interlayer insulating film 204: sacrificial film
205: stepped mold structure 206: interlayer insulating film pattern
208: sacrificial layer pattern 210: mold protective layer
215: channel hole 216: dummy channel hole
217, 217a, 264, 264a: first opening
220: dielectric film 225: channel film
227: first buried layer 230: dielectric layer structure
232a: dummy dielectric film structures 232, 233: dummy dielectric film
235: channels 237, 237a, 238: dummy channels
240: first buried layer pattern
242, 242a, 243: second buried layer pattern
107, 250, 251, 252, 252a, 253, 254, 254b, 255: blocking structure
252a, 253a: first blocking structure 254a: second blocking structure
250a: dummy channel structure 251, 251a: air gap
260: pad 260a, 261: dummy pad
264: first opening 265: second opening
267: gap 270: gate line
271, 275: separator pattern 271a, 271b: dummy separator pattern
273a, 273b: dummy conductive line 273: CSL line
276: contact hole 276a: dummy contact hole
277: contact 277a: dummy contact
279: wiring 280, 281a: upper insulating film
281b, 281c: partially filled film

Claims (10)

셀 영역 및 주변 회로 영역을 포함하는 기판;
상기 셀 영역 상에 배치되며, 상기 기판 상면에 대해 수직한 제1 방향으로 연장되는 채널들;
상기 채널들의 외측벽을 감싸며 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되어 적층되는 게이트 라인들; 및
상기 셀 영역 및 상기 주변 회로 영역 사이에 배치되는 차단 구조물을 포함하고,
상기 차단 구조물은 상기 채널과 동일한 물질을 포함하는 더미 채널을 포함하는 수직형 메모리 장치.
a substrate including a cell region and a peripheral circuit region;
channels disposed on the cell region and extending in a first direction perpendicular to the upper surface of the substrate;
gate lines surrounding the outer walls of the channels and stacked to be spaced apart from each other in the first direction; and
a blocking structure disposed between the cell region and the peripheral circuit region;
wherein the blocking structure includes a dummy channel including the same material as the channel.
제1항에 있어서, 상기 게이트 라인들은 상기 기판 상면에 평행한 제2 방향을 따라 연장하며, 상기 차단 구조물은 상기 기판 상면에 평행하며 상기 제2 방향과 교차하는 적어도 제3 방향을 따라 연장되는 수직형 메모리 장치.The vertical direction of claim 1 , wherein the gate lines extend in a second direction parallel to the upper surface of the substrate, and the blocking structure extends in at least a third direction parallel to the upper surface of the substrate and intersecting the second direction. type memory device. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 채널의 외측벽을 감싸는 유전막 구조물을 더 포함하고,
상기 차단 구조물은 상기 유전막 구조물과 동일한 물질을 포함하는 더미 유전막을 포함하는 수직형 메모리 장치.
According to claim 1, further comprising a dielectric film structure surrounding the outer wall of the channel,
The blocking structure includes a dummy dielectric layer including the same material as the dielectric layer structure.
제1항에 있어서, 상기 차단 구조물은 에어 갭(air gap)을 포함하는 수직형 메모리 장치.The vertical memory device of claim 1 , wherein the blocking structure includes an air gap. 제1항에 있어서, 상기 차단 구조물은 복수의 더미 채널 구조물을 포함하는 일 이상의 더미 채널 열을 포함하는 수직형 메모리 장치.The vertical memory device of claim 1 , wherein the blocking structure includes one or more dummy channel columns including a plurality of dummy channel structures. 제1항에 있어서, 상기 셀 영역 상에서 상기 게이트 라인들과 전기적으로 연결되는 콘택들을 더 포함하며,
상기 차단 구조물은 복수의 더미 콘택들을 포함하는 일 이상의 더미 콘택 열을 포함하는 수직형 메모리 장치.
The method of claim 1 , further comprising: contacts electrically connected to the gate lines on the cell region;
wherein the blocking structure includes one or more dummy contact columns including a plurality of dummy contacts.
제1항에 있어서, 상기 차단 구조물은 더미 도전 라인을 포함하는 수직형 메모리 장치.The vertical memory device of claim 1 , wherein the blocking structure includes a dummy conductive line. 제8항에 있어서, 상기 셀 영역 상에 배치되는 공통 소스 라인을 더 포함하며, 상기 공통 소스 라인 및 상기 더미 도전 라인은 서로 동일한 도전 물질을 포함하는 수직형 메모리 장치.The vertical memory device of claim 8 , further comprising a common source line disposed on the cell region, wherein the common source line and the dummy conductive line include the same conductive material. 셀 영역 및 주변 회로 영역을 포함하는 기판;
상기 셀 영역 상에 배치되며, 상기 기판 상면에 대해 수직한 제1 방향으로 연장되는 채널들;
상기 채널들의 외측벽을 감싸며 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되어 적층되는 게이트 라인들;
상기 셀 영역 상에 배치된 공통 소스 라인; 및
상기 셀 영역 및 상기 주변 회로 영역 사이에 배치되며 상기 셀 영역을 둘러싸는 차단 구조물을 포함하고,
상기 차단 구조물은 상기 채널과 동일한 물질을 포함하는 더미 채널을 포함하는 수직형 메모리 장치.
a substrate including a cell region and a peripheral circuit region;
channels disposed on the cell region and extending in a first direction perpendicular to the upper surface of the substrate;
gate lines surrounding the outer walls of the channels and stacked to be spaced apart from each other in the first direction;
a common source line disposed on the cell region; and
a blocking structure disposed between the cell region and the peripheral circuit region and surrounding the cell region;
wherein the blocking structure includes a dummy channel including the same material as the channel.
KR1020150045950A 2014-04-17 2015-04-01 Vertical memory devices and methods of manufacturing the same KR102302092B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/682,567 US9425208B2 (en) 2014-04-17 2015-04-09 Vertical memory devices

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140045727 2014-04-17
KR20140045727 2014-04-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150120285A KR20150120285A (en) 2015-10-27
KR102302092B1 true KR102302092B1 (en) 2021-09-15

Family

ID=54428562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150045950A KR102302092B1 (en) 2014-04-17 2015-04-01 Vertical memory devices and methods of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102302092B1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102485088B1 (en) * 2015-11-10 2023-01-05 삼성전자주식회사 Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR102611438B1 (en) * 2016-01-07 2023-12-08 삼성전자주식회사 Semiconductor memory device
KR102551350B1 (en) * 2016-01-28 2023-07-04 삼성전자 주식회사 Integrated circuit device including vertical memory device and method of manufacturing the same
KR102535855B1 (en) * 2016-02-01 2023-05-24 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device
KR102591057B1 (en) * 2016-04-08 2023-10-18 삼성전자주식회사 Vertical memory devices
KR102650994B1 (en) * 2016-10-14 2024-03-26 삼성전자주식회사 Memory device
KR102333173B1 (en) * 2017-03-03 2021-12-01 삼성전자주식회사 Semiconductor device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120205779A1 (en) 2011-02-15 2012-08-16 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor devices including capacitors and metal contacts, and methods of fabricating the same
US20120218836A1 (en) 2011-02-21 2012-08-30 Susumu Ozawa Semiconductor memory device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101595486B1 (en) * 2010-01-27 2016-02-18 삼성전자주식회사 Semiconductor device and method for fabricating the same
KR20120048791A (en) * 2010-11-08 2012-05-16 삼성전자주식회사 Method of manufacturing a vertical type semiconductor device
KR20130095499A (en) * 2012-02-20 2013-08-28 에스케이하이닉스 주식회사 Nonvolatile memory device, method for operating the same and method for fabricating the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120205779A1 (en) 2011-02-15 2012-08-16 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor devices including capacitors and metal contacts, and methods of fabricating the same
US20120218836A1 (en) 2011-02-21 2012-08-30 Susumu Ozawa Semiconductor memory device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150120285A (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10854622B2 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR102332359B1 (en) Vertical memory devices
KR102258369B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR102422087B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR102302092B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
US9425208B2 (en) Vertical memory devices
US9905664B2 (en) Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
KR102135181B1 (en) Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
KR102078852B1 (en) Semiconductor devices and method of manufacturing the same
KR102553126B1 (en) Memory Device Having Channel Structure
CN111564445B (en) 3D memory device and method of manufacturing the same
US8343820B2 (en) Method for fabricating vertical channel type non-volatile memory device
KR102217241B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
US8697498B2 (en) Methods of manufacturing three dimensional semiconductor memory devices using sub-plates
CN109390349B (en) 3D memory device and method of manufacturing the same
KR20150110966A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
KR20150091566A (en) Vertical memory devices
KR20160087691A (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR102483456B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR20150061429A (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR20160109989A (en) Vertical memory devices
KR102344876B1 (en) Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
KR102148819B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR102337175B1 (en) Vertical memory devices and methods of manufacturing the same
KR20220142735A (en) Vertical memory devices

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant