KR102634963B1 - Vertical semiconductor devices and methods of forming the same - Google Patents

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KR102634963B1
KR102634963B1 KR1020200130494A KR20200130494A KR102634963B1 KR 102634963 B1 KR102634963 B1 KR 102634963B1 KR 1020200130494 A KR1020200130494 A KR 1020200130494A KR 20200130494 A KR20200130494 A KR 20200130494A KR 102634963 B1 KR102634963 B1 KR 102634963B1
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Abstract

반도체 소자 제조 방법은, 베이스 절연층 상에 제1상측 절연층, 제1상측 희생층, 제2상측 절연층, 제2상측 희생층, 및 상측 버퍼층을 포함한 상측 적층체를 형성한다. 상측 적층체를 관통하는 제1수직홀들을 형성하고, 제1리세스부들, 및 제2리세스부들을 형성한다. 제1 및 제2리세스부들의 측면을 덮는 게이트 유전층 패턴들 및 채널층 패턴들을 형성한다. 바디 절연층을 형성하고, 제2수직홀들을 형성한다. 제2수직홀들을 채우는 비트 라인 필라들을 형성하고, 제1트렌치를 형성한다. 제1트렌치에 노출된 제1상측 희생층을 제거하여 제3리세스부들을 형성하고, 제3리세스부들을 채우는 워드 라인들을 형성한다. 제1트렌치에 노출된 제2상측 희생층 및 상측 버퍼층을 제거하여 제4리세스부 및 제5리세스부들을 형성하고, 제4리세스부 및 제 5리세스부들을 채우는 플레이트 라인들을 형성한다.The semiconductor device manufacturing method forms an upper laminate including a first upper insulating layer, a first upper sacrificial layer, a second upper insulating layer, a second upper sacrificial layer, and an upper buffer layer on a base insulating layer. First vertical holes penetrating the upper laminate are formed, and first recesses and second recesses are formed. Gate dielectric layer patterns and channel layer patterns are formed to cover the side surfaces of the first and second recesses. A body insulating layer is formed, and second vertical holes are formed. Bit line pillars are formed to fill the second vertical holes, and a first trench is formed. The first upper sacrificial layer exposed in the first trench is removed to form third recesses, and word lines are formed to fill the third recesses. The second upper sacrificial layer and the upper buffer layer exposed in the first trench are removed to form fourth and fifth recesses, and plate lines are formed to fill the fourth and fifth recesses. .

Figure R1020200130494
Figure R1020200130494

Description

수직형 반도체 소자 및 제조 방법{Vertical semiconductor devices and methods of forming the same}Vertical semiconductor devices and methods of forming the same}

본 출원은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히, 수직형 반도체 소자 및 제조하는 방법에 관한 것이다. This application relates to semiconductor devices, and in particular, to vertical semiconductor devices and methods of manufacturing them.

반도체 소자의 성능 및 반도체 소자의 집적도를 증가시키는 것은 계속 요구되고 있다. 반도체 소자의 단위 셀(cell)들을 2차원 평면에 배치하는 것으로는, 반도체 소자의 집적도를 계속 증가시키는 데 한계에 다다르고 있다. 반도체 소자의 단위 셀들을 3차원적으로 집적함으로써, 반도체 소자의 집적도를 크게 증가시키는 기술에 대한 시도들이 이루어지고 있다. 낸드(NAND) 소자나 디램(DRAM) 소자와 같은 메모리(memory) 소자의 집적도를 증가시키려는 시도들이 다양한 형태로 시도되고 있다. There is a continuing need to increase the performance of semiconductor devices and the degree of integration of semiconductor devices. Placing unit cells of semiconductor devices on a two-dimensional plane is reaching its limit in continuously increasing the degree of integration of semiconductor devices. Attempts are being made to develop technologies that greatly increase the degree of integration of semiconductor devices by three-dimensionally integrating their unit cells. Attempts to increase the integration of memory devices such as NAND devices and DRAM devices are being attempted in various forms.

본 출원은 수직형 반도체 소자를 제조하는 방법을 제시하고자 한다. 본 출원은 수직형 반도체 소자를 제시하고자 한다. This application seeks to propose a method of manufacturing a vertical semiconductor device. This application seeks to present a vertical semiconductor device.

본 출원에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들이 다음의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved in this application is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 출원의 일 관점은 반도체 소자 제조 방법을 제시한다. 상기 반도체 소자 제조 방법은, 베이스 절연층 상에 제1상측 절연층, 제1상측 희생층, 제2상측 절연층, 제2상측 희생층, 및 상측 버퍼층을 포함한 상측 적층체를 형성하는 단계; 상기 상측 적층체를 관통하는 제1수직홀들을 형성하는 단계; 상기 제1수직홀들에 노출된 상기 제1 및 제2상측 희생층들, 상기 제1 및 제2상측 절연층들을 일부 제거하여 제1리세스부들을 형성하는 단계; 상기 제1리세스부들에 노출된 상기 제2상측 희생층을 더 제거하여 제2리세스부들을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2리세스부들의 측면을 덮는 게이트 유전층 패턴들 및 채널층 패턴들을 형성하는 단계; 상기 채널층 패턴들을 덮고 상기 제1수직홀들을 채우는 바디 절연층을 형성하는 단계; 상기 바디 절연층을 관통하면서 상기 채널층 패턴들의 일측 단부들을 노출하는 제2수직홀들을 형성하는 단계; 상기 제2수직홀들을 채우는 비트 라인 필라들을 형성하는 단계; 상기 비트 라인 필라들의 사이 부분을 가로질러 연장되고 상기 상측 적층체를 관통하는 제1트렌치를 형성하는 단계; 상기 제1트렌치에 노출된 상기 제1상측 희생층을 제거하여 제3리세스부들을 형성하는 단계; 및 상기 제3리세스부들을 채우는 워드 라인들을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. One aspect of the present application presents a method of manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device manufacturing method includes forming an upper laminate including a first upper insulating layer, a first upper sacrificial layer, a second upper insulating layer, a second upper sacrificial layer, and an upper buffer layer on a base insulating layer; forming first vertical holes penetrating the upper laminate; forming first recesses by partially removing the first and second upper sacrificial layers and the first and second upper insulating layers exposed to the first vertical holes; forming second recesses by further removing the second upper sacrificial layer exposed to the first recesses; forming gate dielectric layer patterns and channel layer patterns covering side surfaces of the first and second recesses; forming a body insulating layer that covers the channel layer patterns and fills the first vertical holes; forming second vertical holes penetrating the body insulating layer and exposing one ends of the channel layer patterns; forming bit line pillars filling the second vertical holes; forming a first trench extending across a portion between the bit line pillars and penetrating the upper stack; forming third recesses by removing the first upper sacrificial layer exposed in the first trench; and forming word lines that fill the third recessed portions.

본 출원의 다른 일 관점에 따른 반도체 소자 제조 방법은, 하측 버퍼층, 제2하측 희생층, 제2하측 절연층, 제1하측 희생층, 및 제1하측 절연층을 포함한 하측 적층체를 형성하는 단계; 상기 하측 적층체 상에 베이스 절연층을 형성하는 단계; 상기 베이스 절연층 상에 제1상측 절연층, 제1상측 희생층, 제2상측 절연층, 제2상측 희생층, 및 상측 버퍼층을 포함한 상측 적층체를 형성하는 단계; 상기 상측 및 하측 적층체, 상기 베이스 절연층를 관통하는 제1수직홀들을 형성하는 단계; 상기 제1수직홀들에 노출된 상기 제1 및 제2상측 희생층들, 상기 제1 및 제2상측 절연층들, 상기 제1 및 제2하측 희생층들, 상기 제1 및 제2하측 절연층들을 일부 제거하여 제1리세스부들을 형성하는 단계; 상기 제1리세스부들에 노출된 상기 제2하측 및 제2상측 희생층들을 더 제거하여 제2리세스부들을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2리세스부들의 측면을 덮는 게이트 유전층 패턴들 및 채널층 패턴들을 형성하는 단계; 상기 채널층 패턴들을 덮고 상기 제1수직홀들을 채우는 바디 절연층을 형성하는 단계; 상기 바디 절연층을 관통하면서 상기 채널층 패턴들의 일측 단부들을 노출하는 제2수직홀들을 형성하는 단계; 상기 제2수직홀들을 채우는 비트 라인 필라들을 형성하는 단계; 상기 비트 라인 필라들의 사이 부분을 가로질러 연장되고 상기 상측 및 하측 적층체들을 관통하는 제1트렌치를 형성하는 단계; 상기 제1트렌치에 노출된 상기 제1상측 및 상기 제1하측 희생층들을 제거하여 제3리세스부들을 형성하는 단계; 및 상기 제3리세스부들을 채우는 워드 라인들을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. A semiconductor device manufacturing method according to another aspect of the present application includes forming a lower laminate including a lower buffer layer, a second lower sacrificial layer, a second lower insulating layer, a first lower sacrificial layer, and a first lower insulating layer. ; forming a base insulating layer on the lower laminate; forming an upper laminate including a first upper insulating layer, a first upper sacrificial layer, a second upper insulating layer, a second upper sacrificial layer, and an upper buffer layer on the base insulating layer; forming first vertical holes penetrating the upper and lower laminates and the base insulating layer; The first and second upper sacrificial layers exposed to the first vertical holes, the first and second upper insulating layers, the first and second lower sacrificial layers, and the first and second lower insulating layers. forming first recesses by removing some of the layers; forming second recesses by further removing the second lower and second upper sacrificial layers exposed to the first recesses; forming gate dielectric layer patterns and channel layer patterns covering side surfaces of the first and second recesses; forming a body insulating layer that covers the channel layer patterns and fills the first vertical holes; forming second vertical holes penetrating the body insulating layer and exposing one ends of the channel layer patterns; forming bit line pillars filling the second vertical holes; forming a first trench extending across a portion between the bit line pillars and penetrating the upper and lower stacked structures; forming third recesses by removing the first upper and first lower sacrificial layers exposed in the first trench; and forming word lines that fill the third recesses.

본 출원의 일 관점에 따른 반도체 소자는, 수직한 비트 라인 필라; 상기 비트 라인 필라의 외주면을 감싸는 베이스부, 상기 베이스부로부터 측방향으로 1차 돌출된 제1돌출부, 및 상기 제1돌출부로부터 측방향으로 2차 돌출된 제2돌출부를 포함한 바디 절연층; 상기 바디 절연층의 외주면을 덮도록 수직하게 연장된 채널층 패턴; 상기 채널층 패턴을 덮는 게이트 유전층 패턴; 상기 바디 절연층의 상기 제1돌출부에 측면이 중첩되도록 연장된 워드 라인; 및 상기 바디 절연층의 상기 제2돌출부 상에 중첩되록 연장된 플레이트 라인;을 포함한 상부 셀을 포함하고, 상기 채널층 패턴의 일 단부가 상기 비트 라인 필라에 접속한 구성을 제시할 수 있다. A semiconductor device according to one aspect of the present application includes a vertical bit line pillar; a body insulating layer including a base portion surrounding an outer peripheral surface of the bit line pillar, a first protrusion portion primarily protruding laterally from the base portion, and a second protrusion portion secondarily protruding laterally from the first protrusion portion; a channel layer pattern extending vertically to cover the outer peripheral surface of the body insulating layer; a gate dielectric layer pattern covering the channel layer pattern; a word line extending so that a side surface overlaps the first protrusion of the body insulating layer; and an upper cell including a plate line extending to overlap the second protrusion of the body insulating layer, wherein one end of the channel layer pattern is connected to the bit line pillar.

본 출원의 실시예들에 따르면, 수직형 반도체 소자를 제조하는 방법을 제시할 수 있다. 수직형 반도체 소자는 수직형 디램 소자를 포함하여 구성될 수 있다. According to embodiments of the present application, a method of manufacturing a vertical semiconductor device can be presented. The vertical semiconductor device may include a vertical DRAM device.

도 1 내지 도 32는 일 예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 보여주는 개략적인 도면들이다.
도 33은 일 예에 따른 반도체 소자를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 34는 일 예에 따른 반도체 소자를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 35는 일 예에 따른 반도체 소자를 보여주는 개략적인 단면도이다.
1 to 32 are schematic diagrams showing a semiconductor device manufacturing method according to an example.
Figure 33 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device according to an example.
Figure 34 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device according to an example.
Figure 35 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device according to an example.

본 출원의 예의 기재에서 사용하는 용어들은 제시된 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 기술 분야에서의 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 사용된 용어의 의미는 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우 정의된 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석될 수 있다. The terms used in the example description of this application are terms selected in consideration of the functions in the presented embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the intention or custom of the user or operator in the technical field. The meaning of the terms used, if specifically defined in this specification, follows the defined definition, and if there is no specific definition, the meaning may be interpreted as generally recognized by those skilled in the art.

본 출원의 예의 기재에서 "제1" 및 "제2", "상부(top)"및 "하부(bottom or lower)"와 같은 기재는 부재를 구분하기 위한 것이며, 부재 자체를 한정하거나 특정한 순서를 의미하는 것으로 사용된 것은 아니고, 상대적인 위치 관계를 의미하는 것이지 그 부재에 직접 접촉하거나 또는 사이 계면에 다른 부재가 더 도입되는 특정한 경우를 한정하는 것은 아니다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들에서도 마찬가지의 해석이 적용될 수 있다. In the example description of this application, descriptions such as “first” and “second”, “top” and “bottom or lower” are intended to distinguish members, limit the members themselves, or indicate a specific order. It is not used to mean, but rather refers to a relative positional relationship and does not limit specific cases where the member is in direct contact or another member is introduced into the interface between them. The same interpretation can be applied to other expressions that describe relationships between components.

본 출원의 실시예들은 DRAM 소자나, PcRAM 소자나 ReRAM 소자와 같은 집적 회로들을 구현하는 기술 분야에 적용될 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들은 SRAM, FLASH, MRAM 또는 FeRAM과 같은 메모리 소자나, 논리 집적회로가 집적된 로직(logic) 소자를 구현하는 기술 분야에도 적용될 수 있다. 본 출원의 실시예들은 미세 패턴들을 요구하는 다양한 제품을 구현하는 기술 분야에 적용될 수 있다. Embodiments of the present application can be applied to the technical field of implementing integrated circuits such as DRAM devices, PcRAM devices, or ReRAM devices. Additionally, embodiments of the present application can also be applied to the technical field of implementing memory devices such as SRAM, FLASH, MRAM, or FeRAM, or logic devices with integrated logic circuits. Embodiments of the present application can be applied to the technical field of implementing various products requiring fine patterns.

명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다. The same reference signs may refer to the same elements throughout the specification. The same or similar reference signs may be described with reference to other drawings even if they are not mentioned or described in the corresponding drawings. Additionally, even if reference signs are not indicated, description may be made with reference to other drawings.

도 1 내지 도 32는 일 예에 따른 수직형 반도체 소자를 제조하는 방법을 보여주는 도면들이다. 1 to 32 are diagrams showing a method of manufacturing a vertical semiconductor device according to an example.

도 1은 일 예에 따라 베이스 절연층(base insulating layer: 100) 상에 상측 적층체(upper stack of layers: S1)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 1은 X-Y-Z 좌표계에서 X-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming an upper stack of layers (S1) on a base insulating layer (base insulating layer: 100) according to an example. Figure 1 schematically shows the shape of the X-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system.

도 1을 참조하면, 기판(1000) 상에 베이스 절연층(100)을 형성할 수 있다. 기판(1000)은 반도체 소자 제조 공정 단계들이 수행될 때 핸들링 기판(handling substrate) 또는 서포팅 기판(supporting substrate)로서 도입될 수 있다. 기판(1000)은 다양한 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 기판(1000)은 반도체 재질 또는 절연 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 기판(1000)은 반도체 웨이퍼(wafer)를 포함할 수 있다. 기판(100))은 벌크 실리콘 기판(bulk silicon substrate), 실리콘-온-인슐레이터(silicon on insulator: SOI) 기판, 저매니움 기판, 저매니움-온-인슐레이터(germanium on insulator: GOI) 기판, 실리콘-저매이움 기판 또는 에피택셜 성장(epitaxial growth) 공정으로 형성된 기판을 포함할 수도 있다. Referring to FIG. 1, a base insulating layer 100 may be formed on a substrate 1000. The substrate 1000 may be introduced as a handling substrate or a supporting substrate when semiconductor device manufacturing process steps are performed. The substrate 1000 may be made of various materials. The substrate 1000 may include a semiconductor material or an insulating material. The substrate 1000 may include a semiconductor wafer. Substrate 100) is a bulk silicon substrate, a silicon-on-insulator (SOI) substrate, a germanium substrate, a germanium-on-insulator (GOI) substrate, It may include a silicon-germium substrate or a substrate formed through an epitaxial growth process.

기판(1000) 상에 베이스 절연층(100)이 증착 공정으로 형성될 수 있다. 베이스 절연층(100)은 실리콘 산화물(SiO2)과 같은 절연 물질(insulating material)의 층을 포함할 수 있다. The base insulating layer 100 may be formed on the substrate 1000 through a deposition process. The base insulating layer 100 may include a layer of insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ).

베이스 절연층(100) 상에 복수의 층들이 순차적으로 증착될 수 있다. 복수의 층들은 상측 적층체(S1)를 구성할 수 있다. 상측 적층체(S1)는 수직형 반도체 소자의 단위 셀(unit cell)을 형성하기 위한 예비 구조체로 형성될 수 있다. 베이스 절연층(100) 상에 제1상측 절연층(200), 제1상측 희생층(upper sacrificial layer: 300), 제2상측 절연층(400), 제2상측 희생층(500), 및 상측 버퍼층(upper layer: 600)을 증착할 수 있다. 상측 적층체(S1)는 제1상측 절연층(200), 제1상측 희생층(300), 제2상측 절연층(400), 제2상측 희생층(500), 및 상측 버퍼층(600)을 포함하는 적층 구조로 구성될 수 있다. A plurality of layers may be sequentially deposited on the base insulating layer 100. A plurality of layers may constitute the upper laminate (S1). The upper stack S1 may be formed as a preliminary structure for forming a unit cell of a vertical semiconductor device. On the base insulating layer 100, a first upper insulating layer 200, a first upper sacrificial layer (300), a second upper insulating layer 400, a second upper sacrificial layer 500, and an upper A buffer layer (upper layer: 600) can be deposited. The upper laminate (S1) includes a first upper insulating layer 200, a first upper sacrificial layer 300, a second upper insulating layer 400, a second upper sacrificial layer 500, and an upper buffer layer 600. It may be composed of a layered structure including:

제1상측 절연층(200)은 베이스 절연층(100)과 다른 층으로 증착될 수 있다. 제1상측 절연층(200)은 후속의 식각 공정 단계에서 베이스 절연층(100)과 다른 식각율을 가지는 층으로 형성될 수 있다. 제1상측 절연층(200)은 다공성 실리콘 산화물(porous SiO2)을 포함하여 구성될 수 있다. 베이스 절연층(100)은 제1상측 절연층(200) 보다 치밀한 실리콘 산화물층을 포함하여 형성될 수 있다. 제1상측 절연층(200)은 베이스 절연층(100)에 비해 얇은 두께를 가지도록 형성될 수 있다.The first upper insulating layer 200 may be deposited as a layer different from the base insulating layer 100. The first upper insulating layer 200 may be formed as a layer having an etch rate different from that of the base insulating layer 100 in a subsequent etching process step. The first upper insulating layer 200 may be composed of porous silicon oxide (porous SiO 2 ). The base insulating layer 100 may be formed to include a silicon oxide layer that is more dense than the first upper insulating layer 200 . The first upper insulating layer 200 may be formed to have a thinner thickness than the base insulating layer 100.

제1상측 절연층(200) 상에 제1상측 희생층(300)을 증착할 수 있다. 제1상측 희생층(300)은 제1상측 절연층(200) 및 베이스 절연층(100)과 다른 물질의 층으로 형성될 수 있다. 제1상측 희생층(300)은 후속의 식각 공정 단계에서 제1상측 절연층(200), 및 베이스 절연층(100)과 다른 식각율을 가지는 층으로 형성될 수 있다. 제1상측 희생층(300)과 제1상측 절연층(200) 및 베이스 절연층(100)은 서로 식각 선택비를 가길 수 있다. 제1상측 희생층(300)은 실리콘 질화물(silicon nitride)의 층을 포함할 수 있다. 제1상측 희생층(300)은 제1상측 절연층(200)에 비해 두꺼운 두께를 가지도록 형성될 수 있다. The first upper sacrificial layer 300 may be deposited on the first upper insulating layer 200. The first upper sacrificial layer 300 may be formed of a material different from the first upper insulating layer 200 and the base insulating layer 100. The first upper sacrificial layer 300 may be formed as a layer having an etch rate different from that of the first upper insulating layer 200 and the base insulating layer 100 in a subsequent etching process step. The first upper sacrificial layer 300, the first upper insulating layer 200, and the base insulating layer 100 may have an etch selectivity to each other. The first upper sacrificial layer 300 may include a layer of silicon nitride. The first upper sacrificial layer 300 may be formed to have a greater thickness than the first upper insulating layer 200.

제1상측 희생층(300) 상에 제2상측 절연층(400)을 증착할 수 있다. 제2상측 절연층(400)은 제1상측 희생층(300)과 다른 물질의 층으로 증착될 수 있다. 제2상측 절연층(400)은 후속의 식각 공정 단계에서 제1상측 희생층(300) 및 베이스 절연층(100)과 다른 식각율을 가지는 층으로 형성될 수 있다. 제2상측 절연층(400)은 다공성 실리콘 산화물(porous SiO2)을 포함하여 구성될 수 있다. 제2상측 절연층(400)은 제1상측 절연층(200)과 실질적으로 동일한 물질의 층으로 형성될 수 있다. The second upper insulating layer 400 may be deposited on the first upper sacrificial layer 300. The second upper insulating layer 400 may be deposited as a layer of a material different from the first upper sacrificial layer 300. The second upper insulating layer 400 may be formed as a layer having an etch rate different from that of the first upper sacrificial layer 300 and the base insulating layer 100 in a subsequent etching process step. The second upper insulating layer 400 may be composed of porous silicon oxide (porous SiO 2 ). The second upper insulating layer 400 may be formed of a layer of substantially the same material as the first upper insulating layer 200.

제2상측 절연층(400) 상에 제2상측 희생층(500)을 증착할 수 있다. 제2상측 희생층(500)은 제2상측 절연층(400) 및 베이스 절연층(100)과 다른 물질의 층으로 형성될 수 있다. 제2상측 희생층(500)은 후속의 식각 공정 단계에서 제2상측 절연층(400), 및 베이스 절연층(100)과 다른 식각율을 가지는 층으로 형성될 수 있다. 제2상측 희생층(500)과 제2상측 절연층(400) 및 베이스 절연층(100)은 서로 식각 선택비를 가질 수 있다. 제2상측 희생층(500)은 제1상측 희생층(300)과 다른 식각율을 가지는 층으로 형성될 수 있다. A second upper sacrificial layer 500 may be deposited on the second upper insulating layer 400. The second upper sacrificial layer 500 may be formed of a material different from the second upper insulating layer 400 and the base insulating layer 100. The second upper sacrificial layer 500 may be formed as a layer having an etch rate different from the second upper insulating layer 400 and the base insulating layer 100 in a subsequent etching process step. The second upper sacrificial layer 500, the second upper insulating layer 400, and the base insulating layer 100 may have an etch selectivity to each other. The second upper sacrificial layer 500 may be formed as a layer having an etch rate different from that of the first upper sacrificial layer 300.

제2상측 희생층(500)은 실리콘 질화물의 층을 포함할 수 있다. 제2상측 희생층(500)은 제1상측 희생층(300)과 다른 조성비를 가지는 실리콘 질화물을 포함하여 형성될 수 있다. 예컨대, 제1상측 희생층(300)은 SiNX1의 조성을 가지는 실리콘 질화물의 층을 포함하고, 제2상측 희생층(500)은 SiNX2의 조성을 가지는 실리콘 질화물의 층을 포함할 수 있다. "X1"과 "X2"는 서로 다른 수일 수 있다. 제1상측 희생층(300)과 제2상측 희생층(500)이 서로 다른 조성의 실리콘 질화물의 층들로 구성되므로, 후속 식각 공정 단계에서 제1상측 희생층(300)과 제2상측 희생층(500)은 서로 식각 선택비를 가질 수 있다. The second upper sacrificial layer 500 may include a layer of silicon nitride. The second upper sacrificial layer 500 may be formed of silicon nitride having a composition ratio different from that of the first upper sacrificial layer 300. For example, the first upper sacrificial layer 300 may include a layer of silicon nitride having a composition of SiN “X1” and “X2” may be different numbers. Since the first upper sacrificial layer 300 and the second upper sacrificial layer 500 are composed of layers of silicon nitride with different compositions, the first upper sacrificial layer 300 and the second upper sacrificial layer ( 500) may have an etch selectivity to each other.

제2상측 희생층(500) 상에 상측 버퍼층(600)을 증착할 수 있다. 상측 버퍼층(600)은 후속 식각 공정 단계에서 제2상측 희생층(500), 제1상측 희생층(300), 제2상측 절연층(400), 및 제1상측 절연층(200)과 다른 식각율을 가지는 물질의 층으로 형성될 수 있다. 상측 버퍼층(600)은 제2상측 희생층(500)이나 제2상측 절연층(400)과는 서로 다른 물질의 층을 포함할 수 있다. 상측 버퍼층(600)은 폴리실리콘층(polysilicon layer)을 포함하여 형성될 수 있다. An upper buffer layer 600 may be deposited on the second upper sacrificial layer 500. The upper buffer layer 600 is etched differently from the second upper sacrificial layer 500, the first upper sacrificial layer 300, the second upper insulating layer 400, and the first upper insulating layer 200 in the subsequent etching process step. It can be formed as a layer of a material with a certain rate. The upper buffer layer 600 may include a layer of a different material from the second upper sacrificial layer 500 or the second upper insulating layer 400. The upper buffer layer 600 may be formed including a polysilicon layer.

베이스 절연층(100) 상에 상측 적층체(S1)를 구성하기 이전에, 베이스 절연층(100)과 기판(1000) 사이에 하측 적층체(S2)를 더 형성할 수 있다. 하측 적층체(S2)는 베이스 절연층(100)을 형성하기 이전에 기판(1000) 상에 형성될 수 있다. 하측 적층체(S2)는 베이스 절연층(100)을 가운데 두고 상측 적층체(S1)가 역전된 구조와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 하측 적층체(S2)는 베이스 절연층(100)을 가운데 두고 상측 적층체(S1)에 대해 데칼코마니 형상(decalcomanie configuration) 또는 미러 이미지(mirror image)의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. Before constructing the upper laminate (S1) on the base insulating layer 100, the lower laminate (S2) may be further formed between the base insulating layer 100 and the substrate 1000. The lower stack S2 may be formed on the substrate 1000 before forming the base insulating layer 100. The lower laminated body S2 may have a structure substantially the same as the structure in which the upper laminated body S1 is reversed with the base insulating layer 100 in the center. The lower laminate S2 may be formed to have a decalcomanie configuration or a mirror image shape with respect to the upper laminate S1 with the base insulating layer 100 in the center.

하측 적층체(S2)는 베이스 절연층(100) 아래에 제1하측 절연층(201), 제1하측 희생층(301), 제2하측 절연층(401), 제2하측 희생층(501), 및 하측 버퍼층(601)이 역순으로 증착하여 형성될 수 있다. 즉, 하측 버퍼층(601), 제2하측 희생층(501), 제2하측 절연층(401), 제1하측 희생층(301), 및 제1하측 절연층(201)이 순차적으로 형성되고, 하측 적층체(S2)의 제1하측 절연층(201) 상에 베이스 절연층(100)이 형성될 수 있다. 제1하측 절연층(201), 제1하측 희생층(301), 제2하측 절연층(401), 제2하측 희생층(501), 및 하측 버퍼층(601)은 제1상측 절연층(200), 제1상측 희생층(300), 제2상측 절연층(400), 제2상측 희생층(500), 및 상측 버퍼층(600) 각각과 실질적으로 동일한 층들로 증착될 수 있다. 제1하측 절연층(201), 제1하측 희생층(301), 제2하측 절연층(401), 제2하측 희생층(501), 및 하측 버퍼층(601)은 제1상측 절연층(200), 제1상측 희생층(300), 제2상측 절연층(400), 제2상측 희생층(500), 및 상측 버퍼층(600)이 증착된 순서와는 역순으로 순차적으로 증착될 수 있다. The lower laminate (S2) includes a first lower insulating layer 201, a first lower sacrificial layer 301, a second lower insulating layer 401, and a second lower sacrificial layer 501 below the base insulating layer 100. , and the lower buffer layer 601 may be formed by depositing in the reverse order. That is, the lower buffer layer 601, the second lower sacrificial layer 501, the second lower insulating layer 401, the first lower sacrificial layer 301, and the first lower insulating layer 201 are formed sequentially, The base insulating layer 100 may be formed on the first lower insulating layer 201 of the lower laminate S2. The first lower insulating layer 201, the first lower sacrificial layer 301, the second lower insulating layer 401, the second lower sacrificial layer 501, and the lower buffer layer 601 are the first upper insulating layer 200. ), may be deposited as layers that are substantially the same as each of the first upper sacrificial layer 300, the second upper insulating layer 400, the second upper sacrificial layer 500, and the upper buffer layer 600. The first lower insulating layer 201, the first lower sacrificial layer 301, the second lower insulating layer 401, the second lower sacrificial layer 501, and the lower buffer layer 601 are the first upper insulating layer 200. ), the first upper sacrificial layer 300, the second upper insulating layer 400, the second upper sacrificial layer 500, and the upper buffer layer 600 may be deposited sequentially in the reverse order of the deposition order.

하측 적층체(S2), 베이스 절연층(100), 및 상측 적층체(S1)는 복수의 층들이 적층된 하나의 단위 적층체(SU)를 구성할 수 있다. 기판(1000) 상에 단위 적층체(SU)들이 복수 개로 서로 적층되도록 형성될 수 있다. 기판(1000)과 단위 적층체(SU) 사이에 정수인 N개의 단위 적층체들이 적층된 구조체(SU-N)가 형성될 수 있다. The lower stack S2, the base insulating layer 100, and the upper stack S1 may form one unit stack (SU) in which a plurality of layers are stacked. A plurality of unit stacks SU may be formed on the substrate 1000 to be stacked on top of each other. A structure (SU-N) in which an integer number of unit stacks are stacked (SU-N) may be formed between the substrate 1000 and the unit stack (SU).

개개의 층들을 증착하는 공정들은 다양한 증착 기술들을 사용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 층들은 열적 화학기상증착(Thermal CVD), 플라즈마 인핸스드(Plasma enhanced CVD), 물리적 화학기상증착(physical CVD) 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 원자층 증착 기술이 얇은 층을 증착하는 데 유효하게 사용될 수 있다. The processes for depositing individual layers can be performed using a variety of deposition techniques. For example, the layers may be deposited using Thermal CVD, Plasma enhanced CVD, physical CVD, or Atomic Layer Deposition (ALD) techniques. Atomic layer deposition technology can be effectively used to deposit thin layers.

도 2는 일 예에 따라 상측 적층체(S1)를 관통하는 제1수직홀(vertical hole: H1)들을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 2는 X-Y-Z 좌표계에서 X-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. 도 3은 도 2의 제1수직홀(H1)들이 형성된 평면 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 3은 X-Y-Z 좌표계에서 Y-X 평면의 형상을 개략적으로 보여준다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming first vertical holes (H1) penetrating the upper laminate (S1) according to an example. Figure 2 schematically shows the shape of the X-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system. FIG. 3 is a schematic plan view showing the planar shape in which the first vertical holes H1 of FIG. 2 are formed. Figure 3 schematically shows the shape of the Y-X plane in the X-Y-Z coordinate system.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상측 적층체(S1)를 실질적으로 관통하고, 상측 적층체(S1) 아래에 위치한 베이스 절연층(100)을 관통하는 제1수직홀(H1)들을 형성한다. 제1수직홀(H1)들은 베이스 절연층(100) 아래의 하측 적층체(S2), 및 적층된 구조체(SU-N)를 더 관통하도록 수직하게 더 연장될 수 있다. 제1수직홀(H1)들은 단위 적층체(SU) 및 적층된 구조체(SU-N)의 일부 부분을 제거하는 선택적 식각 과정으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상측 적층체(S1)의 상측 버퍼층(600) 상에 포토레지스트 패턴과 같은 식각 마스크(etch mask: 도시되지 않음)를 형성하고, 식각 마스크에 노출된 부분을 건식 식각(dry etching)으로 제거하여, 수직하게 연장된 제1수직홀(H1)들을 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , first vertical holes H1 are formed that substantially penetrate the upper laminate S1 and penetrate the base insulating layer 100 located below the upper laminate S1. The first vertical holes H1 may extend vertically further to penetrate the lower stack S2 below the base insulating layer 100 and the stacked structure SU-N. The first vertical holes H1 may be formed through a selective etching process to remove some portions of the unit stack (SU) and the stacked structure (SU-N). For example, an etch mask (not shown) such as a photoresist pattern is formed on the upper buffer layer 600 of the upper stack S1, and the portion exposed to the etch mask is removed by dry etching. Thus, first vertical holes H1 extending vertically can be formed.

도 4는 일 예에 따라 제1수직홀(H1) 측면에 제1리세스부(recess: R1)들을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming first recesses (R1) on the side of the first vertical hole (H1) according to an example.

도 4를 참조하면, 제1수직홀(H1)에 노출된 제1 및 제2상측 희생층들(300, 500), 제1 및 제2상측 절연층들(200, 400)의 측면들을 제1리세스(recess)하여, 측 방향으로 오목한 제1리세스부(R1)를 형성한다. 제1리세스부(R1)는 제1수직홀(H1)을 가운데 두고 제1수직홀(H1)의 둘레를 에워싸는 환형 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제1리세스부(R1)의 환형 형상은 제1수직홀(H1)에 열린 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 4, the side surfaces of the first and second upper sacrificial layers 300 and 500 and the first and second upper insulating layers 200 and 400 exposed to the first vertical hole H1 are exposed to the first vertical hole H1. It recesses to form a first recessed portion R1 that is concave in the lateral direction. The first recess (R1) may be formed to have an annular shape surrounding the first vertical hole (H1) with the first vertical hole (H1) in the center. The annular shape of the first recess (R1) may have an open shape in the first vertical hole (H1).

제1리세스 단계는 제1수직홀(H1) 내에 습식 에천트(wet etchant)를 도입하여 각각의 층들이 리세스되도록 유도하는 과정을 포함할 수 있다. 제1리세스 단계에 의해서, 베이스 절연층(100)과 상측 적층체(S1), 및 하측 적층체(S2)를 이루는 층들이 일정 부분 측 방향으로 리세스될 수 있다. The first recess step may include a process of introducing a wet etchant into the first vertical hole H1 to induce each layer to be recessed. By the first recess step, the layers forming the base insulating layer 100, the upper stack S1, and the lower stack S2 may be partially recessed in the lateral direction.

제1 및 제2상측 희생층들(300, 500), 제1 및 제2상측 절연층들(200, 400)은 베이스 절연층(100) 보다 측방향으로 더 크게 리세스될 수 있다. 상측 버퍼층(600)은 제1 및 제2상측 희생층들(300, 500), 제1 및 제2상측 절연층들(200, 400) 보다 상대적으로 측방향으로 더 작게 리세스될 수 있다. 상측 버퍼층(600)은 베이스 절연층(100) 보다는 측방향으로 더 크게 리세스될 수 있다. 베이스 절연층(100), 상측 버퍼층(600), 그리고 나머지 층들의 순서로 리세스되는 정도가 작을 수 있다.The first and second upper sacrificial layers 300 and 500 and the first and second upper insulating layers 200 and 400 may be recessed laterally larger than the base insulating layer 100 . The upper buffer layer 600 may be recessed laterally smaller than the first and second upper sacrificial layers 300 and 500 and the first and second upper insulating layers 200 and 400. The upper buffer layer 600 may be recessed laterally larger than the base insulating layer 100 . The degree of recess in the order of the base insulating layer 100, the upper buffer layer 600, and the remaining layers may be small.

상측 버퍼층(600)은 제1 및 제2상측 희생층들(300, 500), 제1 및 제2상측 절연층들(200, 400)의 제1리세스된 측면들에 대해 제1길이(RD1)만큼 제1수직홀(H1)을 향해서 돌출될 수 있다. 베이스 절연층(100)은 상측 버퍼층(600)의 돌출된 단부 보다는 제2길이(RD2)만큼 제1수직홀(H1)을 향해서 돌출될 수 있다. 베이스 절연층(100)은 제1 및 제2상측 희생층들(300, 500), 제1 및 제2상측 절연층들(200, 400)의 제1리세스된 측면들에 대해 제1길이(RD1)와 제2길이(RD2)를 더한 합만큼 제1수직홀(H1)을 향해서 돌출될 수 있다.The upper buffer layer 600 has a first length RD1 with respect to the first recessed sides of the first and second upper sacrificial layers 300 and 500 and the first and second upper insulating layers 200 and 400. ) may protrude toward the first vertical hole (H1). The base insulating layer 100 may protrude toward the first vertical hole H1 by a second length RD2 rather than the protruding end of the upper buffer layer 600. The base insulating layer 100 has a first length ( It may protrude toward the first vertical hole (H1) by an amount equal to the sum of the RD1) and the second length (RD2).

제1수직홀(H1)에 노출된 제1 및 제2하측 희생층들(301, 501), 제1 및 제2하측 절연층들(201, 401)의 측면들 또한 제1리세스되어, 또 하나의 제1리세스부(R1)가 더 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제1 및 제2하측 희생층들(301, 501), 제1 및 제2하측 절연층들(201, 401)은 베이스 절연층(100) 보다 측방향으로 더 크게 리세스될 수 있다. 하측 버퍼층(601)은 제1 및 제2하측 희생층들(301, 501), 제1 및 제2하측 절연층들(201, 401) 보다 상대적으로 측방향으로 더 작게 리세스될 수 있다. 하측 버퍼층(601)은 베이스 절연층(100) 보다는 측방향으로 더 크게 리세스될 수 있다. 베이스 절연층(100), 하측 버퍼층(601), 그리고 나머지 층들의 순서로 리세스되는 정도가 작을 수 있다. The side surfaces of the first and second lower sacrificial layers 301 and 501 and the first and second lower insulating layers 201 and 401 exposed to the first vertical hole H1 are also first recessed, and One first recess portion R1 may be further formed. Likewise, the first and second lower sacrificial layers 301 and 501 and the first and second lower insulating layers 201 and 401 may be recessed laterally larger than the base insulating layer 100 . The lower buffer layer 601 may be recessed laterally smaller than the first and second lower sacrificial layers 301 and 501 and the first and second lower insulating layers 201 and 401. The lower buffer layer 601 may be recessed laterally larger than the base insulating layer 100. The degree of recess in the order of the base insulating layer 100, the lower buffer layer 601, and the remaining layers may be small.

이러한 제1리세스 과정에 의해서, 제1수직홀(H1)이 연장된 적층된 구조체(SU-N) 내에도 제1리세스부(R1)들이 형성될 수 있다. Through this first recess process, first recess portions R1 may be formed within the stacked structure SU-N from which the first vertical hole H1 is extended.

도 5는 일 예에 따라 제1리세스부(R1)에 제2리세스부(R2)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming the second recess portion R2 in the first recess portion R1 according to an example.

도 5를 참조하면, 제1리세스부(R1) 내에 측방향으로 더 리세스된 제2리세스부(R2)를 형성한다. 제2리세스부(R2)는 후속 공정 과정에서 커패시터부가 위치할 부분으로 형성될 수 있다. 제1리세스부(R1)에 노출된 제2상측 희생층(500)의 측면을 선택적으로 식각 제거하여 제2리세스시킴으로써, 제2리세스부(R2)가 형성될 수 있다. 제2리세스 과정은 습식 에천트를 이용한 습식 식각 과정으로 수행될 수 있다. Referring to FIG. 5, a second recessed portion R2 that is further recessed laterally is formed within the first recessed portion R1. The second recess portion R2 may be formed as a portion where the capacitor portion will be located in a subsequent process. A second recess (R2) may be formed by selectively etching and removing the side surface of the second upper sacrificial layer 500 exposed to the first recess (R1) to form a second recess. The second recess process may be performed as a wet etching process using a wet etchant.

제2리세스부(R2)는 제1수직홀(H1)을 가운데 두고 제1수직홀(H1)의 둘레를 에워싸는 환형 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제2리세스부(R2)의 환형 형상은 제1수직홀(H1)에 열린 형상을 가질 수 있다. 제1 및 제2리세스부들(R1, R2)를 포함하는 결과의 리세스 구조는 측방향인 X축 방향으로 계단 형상의 단차 구조를 가지는 형상으로 형성될 수 있다. The second recess (R2) may be formed to have an annular shape surrounding the first vertical hole (H1) with the first vertical hole (H1) in the center. The annular shape of the second recess (R2) may have an open shape in the first vertical hole (H1). The resulting recess structure including the first and second recess portions R1 and R2 may be formed in a shape having a stepped structure in the lateral X-axis direction.

제1수직홀(H1)이 연장된 하측 적층체(S2) 내에 위치하는 다른 제1리세스부(R1) 내에도, 제2상측 희생층(500)에 대응되는 제2하측 희생층(501)이 추가로 더 리세스되면서 제2리세스부(R2)가 형성될 수 있다. 제1수직홀(H1)이 더 연장되는 적층된 구조체(SU-N)내의 다른 제1리세스부(R1)들 내에도 마찬가지로 제2리세스부(R2)들이 더 형성될 수 있다. A second lower sacrificial layer 501 corresponding to the second upper sacrificial layer 500 is also present in the other first recessed portion (R1) located in the lower laminate (S2) from which the first vertical hole (H1) extends. This additional recess may be further formed to form a second recessed portion (R2). Likewise, second recesses R2 may be further formed in other first recesses R1 in the stacked structure SU-N from which the first vertical hole H1 extends further.

도 6은 일 예에 따라 제1 및 제2리세스부들(R1, R2)의 측면을 덮는 게이트 유전층(gate dielectric layer: 700) 및 채널층(channel layer: 800)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 6 is a schematic diagram showing the steps of forming a gate dielectric layer 700 and a channel layer 800 covering the sides of the first and second recesses R1 and R2 according to an example. This is a cross-sectional view.

도 6을 참조하면, 제1수직홀(H1) 및 제1 및 제2리세스부들(R1, R2)이 형성된 결과 구조의 측면을 덮도록 게이트 유전층(700)을 증착한다. 제1수직홀(H1) 및 제1 및 제2리세스부들(R1, R2)이 형성된 결과 구조의 측면은 굴곡진 표면 형상을 가지고 있다. 게이트 유전층(700)은 이러한 결과 구조의 측면을 컨포멀(conformal)하게 덮도록 연장되는 층으로 형성될 수 있다. 채널층(800)은 게이트 유전층(700)의 표면을 덮도록 연장되는 층으로 형성될 수 있다. 채널층(800)은 게이트 유전층(700)의 굴곡진 표면 형상을 컨포멀하게 덮도록 연장된 층으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6, a gate dielectric layer 700 is deposited to cover the side surfaces of the structure where the first vertical hole H1 and the first and second recesses R1 and R2 are formed. As a result of the formation of the first vertical hole H1 and the first and second recesses R1 and R2, the side surface of the structure has a curved surface shape. The gate dielectric layer 700 may be formed as a layer that extends to conformally cover the sides of the resulting structure. The channel layer 800 may be formed as a layer extending to cover the surface of the gate dielectric layer 700. The channel layer 800 may be formed as an extended layer to conformally cover the curved surface shape of the gate dielectric layer 700.

게이트 유전층(700)은 다양한 유전 물질의 층을 포함하여 형성될 수 있다. 게이트 유전층(700)은 실리콘 산화물의 층을 포함하여 형성될 수 있다. 채널층(800)은 다양한 반도체 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 채널층(800)은 불순물이 도핑된 실리콘층, 비정질 인듐갈륨지르코늄산화물(InGaZnO:IGZO)층 또는 지르코늄스탄늄산화물((Zn,Sn)O:ZTO)층, 인듐스탄늄산화물((In,Sn)O:ITO)층, ITO/IGZO의 이중층, 또는 비정질 산화물층 등을 포함하여 형성될 수 있다. 채널층(800)은 박막 트랜지스터(TFT: Thing Film Transistor)에 적용되는 게이트 유전 물질을 포함하는 층으로 형성될 수 있다. 채널층(800)은 컨포멀한 막질 형성에 유효한 원자층 증착 공정으로 형성될 수 있다. The gate dielectric layer 700 may be formed including layers of various dielectric materials. The gate dielectric layer 700 may be formed including a layer of silicon oxide. The channel layer 800 may be formed including various semiconductor materials. The channel layer 800 is a silicon layer doped with impurities, an amorphous indium gallium zirconium oxide (InGaZnO:IGZO) layer, a zirconium stannium oxide ((Zn,Sn)O:ZTO) layer, or an indium stannium oxide ((In,Sn) layer. )O:ITO) layer, a double layer of ITO/IGZO, or an amorphous oxide layer. The channel layer 800 may be formed of a layer containing a gate dielectric material applied to a thin film transistor (TFT). The channel layer 800 may be formed through an atomic layer deposition process that is effective in forming a conformal film.

도 7은 일 예에 따라 게이트 유전층 패턴(710)들 및 채널층 패턴(810)들로 분리하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the steps of separating gate dielectric layer patterns 710 and channel layer patterns 810 according to an example.

도 7을 참조하면, 베이스 절연층(100)의 제1수직홀(H1)을 마주보는 측면을 덮고 있는 게이트 유전층(도 6의 700) 부분과 채널층(도 6의 800) 부분을 선택적으로 제거하여, 베이스 절연층(100)의 측면을 노출시킨다. 상측 버퍼층(600)의 제1수직홀(H1)을 마주보는 측면을 덮고 있는 게이트 유전층(도 6의 700) 부분과 채널층(도 6의 800) 부분을 선택적으로 제거하여, 상측 버퍼층(600)의 측면을 노출시킨다. 이와 같이, 게이트 유전층(도 6의 700)의 일부 부분들과 채널층(도 6의 800)의 일부 부분들을 선택적으로 제거함으로써, 게이트 유전층(700) 및 채널층(800)을 게이트 유전층 패턴(710)들 및 채널층 패턴(810)들로 분리할 수 있다. 게이트 유전층 패턴(710)들 및 채널층 패턴(810)들은 제1수직홀(H1)이 연장되는 방향을 따라 서로 수직하게 적층된 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 7, the gate dielectric layer (700 in FIG. 6) and the channel layer (800 in FIG. 6) covering the side of the base insulating layer 100 facing the first vertical hole (H1) are selectively removed. Thus, the side surface of the base insulating layer 100 is exposed. The upper buffer layer 600 is formed by selectively removing the gate dielectric layer (700 in FIG. 6) and the channel layer (800 in FIG. 6) covering the side facing the first vertical hole (H1) of the upper buffer layer 600. expose the side of In this way, by selectively removing some parts of the gate dielectric layer (700 in FIG. 6) and some parts of the channel layer (800 in FIG. 6), the gate dielectric layer 700 and the channel layer 800 are formed into the gate dielectric layer pattern 710. ) and channel layer patterns 810. The gate dielectric layer patterns 710 and the channel layer patterns 810 may have a structure in which they are stacked perpendicularly to each other along the direction in which the first vertical hole H1 extends.

도 8은 일 예에 따라 제1수직홀(H1)을 채우는 바디 절연층(body insulating layer: 900)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming a body insulating layer 900 that fills the first vertical hole H1 according to an example.

도 8을 참조하면, 제1수직홀(도 7의 H1)을 채우고, 제1 및 제2리세스부들(도 7의 R1, R2)를 절연 물질로 채워 바디 절연층(900)을 형성한다. 바디 절연층(900)은 채널층 패턴(810)을 덮도록 형성되므로, 게이트 유전층 패턴(710)의 반대편에 위치하면서 채널층 패턴(810)을 절연하는 층으로 형성될 수 있다. 바디 절연층(900)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the first vertical hole (H1 in FIG. 7) is filled, and the first and second recesses (R1 and R2 in FIG. 7) are filled with an insulating material to form a body insulating layer 900. Since the body insulating layer 900 is formed to cover the channel layer pattern 810, it may be formed as a layer located on the opposite side of the gate dielectric layer pattern 710 and insulating the channel layer pattern 810. The body insulating layer 900 may include an insulating material such as silicon oxide.

도 9는 일 예에 따라 바디 절연층(900)을 관통하는 제2수직홀(H2)들을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming second vertical holes H2 penetrating the body insulating layer 900 according to an example.

도 9를 참조하면, 바디 절연층(900)의 일부 부분을 선택적으로 제거하여, 바디 절연층(900)에 제2수직홀(H2)을 형성할 수 있다. 바디 절연층(900)의 일부 부분은 건식 식각 공정으로 제거될 수 있다. 제2수직홀(H2)은 제1수직홀(도 2의 H1)과 실질적으로 동일한 위치에 위치할 수 있다. 제2수직홀(H2)은 제1수직홀(H1)과 실질적으로 동일한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제2수직홀(H2)은 상측 적층체(S1)로부터 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N)를 관통하도록 연장될 수 있다. 제2수직홀(H2)은 베이스 절연층(100)의 측면을 노출하도록 형성될 수 있다. 제2수직홀(H2)은 채널층 패턴(810)들의 베이스 절연층(100)에 인근한 일측 단부들을 측면으로 노출하도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 9 , a portion of the body insulating layer 900 may be selectively removed to form a second vertical hole H2 in the body insulating layer 900 . Some portions of the body insulating layer 900 may be removed through a dry etching process. The second vertical hole H2 may be located at substantially the same position as the first vertical hole (H1 in FIG. 2). The second vertical hole (H2) may be formed to have substantially the same shape as the first vertical hole (H1). The second vertical hole H2 may extend from the upper stack S1 to penetrate the lower stack S2 and the stacked structure SU-N. The second vertical hole H2 may be formed to expose the side surface of the base insulating layer 100. The second vertical hole H2 may be formed to expose one end portion of the channel layer pattern 810 adjacent to the base insulating layer 100 to the side.

도 10은 일 예에 따라 비트 라인 필라(pillar of bit line: 1100)들을 형성하는 단계를 보여주는 단면도이다. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the steps of forming pillars of bit lines (1100) according to an example.

도 10을 참조하면, 제2수직홀(H2)들을 도전 물질로 채워 수직한 비트 라인 필라(1100)들을 형성한다. 비트 라인 필라(1100)는 셀 트랜지스터에 접속되는 비트 라인으로 역할하는 부재일 수 있다. 비트 라인 필라(1100)는 상측 적층체(S1)로부터 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N)를 관통하도록 연장된 원 기둥 형상을 가질 수 있다. 비트 라인 필라(1100)는 측 방향으로 채널층 패턴(810)의 일 단부에 전기적으로 접속될 수 있다. Referring to FIG. 10, the second vertical holes H2 are filled with a conductive material to form vertical bit line pillars 1100. The bit line pillar 1100 may be a member that serves as a bit line connected to a cell transistor. The bit line pillar 1100 may have a cylindrical shape extending from the upper stack S1 to penetrate the lower stack S2 and the stacked structure SU-N. The bit line pillar 1100 may be electrically connected to one end of the channel layer pattern 810 in the lateral direction.

채널층 패턴(810)은 일 단부가 비트 라인 필라(1100)의 측면에 연결되면서, 제1리세스부(R1) 및 제2리세스부(R2)의 구조 형상을 따라 굴곡진 형상을 가지도록 연장될 수 있다. 채널층 패턴(810)은 비트 라인 필라(1100)을 가운데 두고 비트 라인 필라(1100)를 감싸는 실린더 형상(cylindric shape)를 가질 수 있다. 실린더 형상의 일 단부는 비트 라인 필라(1110)에 연결되고, 실린더 형상의 몸체 부분은 바디 절연층(900)에 의해서 비트 라인 필라(1110)의 측면과 이격되고 절연될 수 있다. 제1리세스부(R1) 및 제2리세스부(R2)가 계단 형상을 제공하므로, 채널층 패턴(810)의 실린더 형상 또한 측벽이 계단 형상을 제공하도록 굴곡진 실린더 측벽을 가질 수 있다. 게이트 유전층 패턴(710)은 채널층 패턴(810)과 겹쳐지면서 형성되므로, 채널층 패턴(810)과 실질적으로 동일한 형상의 실린더 형상을 가질 수 있다. The channel layer pattern 810 has one end connected to the side of the bit line pillar 1100 and has a curved shape following the structural shape of the first recess portion R1 and the second recess portion R2. It may be extended. The channel layer pattern 810 may have a cylindric shape surrounding the bit line pillar 1100 with the bit line pillar 1100 in the center. One end of the cylindrical shape is connected to the bit line pillar 1110, and the cylindrical body part may be spaced apart from and insulated from the side of the bit line pillar 1110 by the body insulating layer 900. Since the first recess portion R1 and the second recess portion R2 provide a step shape, the cylindrical shape of the channel layer pattern 810 may also have a cylinder side wall curved to provide a step shape. Since the gate dielectric layer pattern 710 is formed while overlapping the channel layer pattern 810, it may have a cylindrical shape substantially the same as the channel layer pattern 810.

도 11은 일 예에 따라 제1트렌치(trench: T1)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 11은 X-Y-Z 좌표계에서 X-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. 도 12는 도 11의 제1트렌치(T1)가 형성된 평면 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 12는 X-Y-Z 좌표계에서 Y-X 평면의 형상을 개략적으로 보여준다.FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming a first trench (T1) according to an example. Figure 11 schematically shows the shape of the X-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system. FIG. 12 is a schematic plan view showing the planar shape of the first trench T1 of FIG. 11. Figure 12 schematically shows the shape of the Y-X plane in the X-Y-Z coordinate system.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상측 적층체(S1)의 일부 부분을 선택적으로 제거하여, 일 방향으로 길게 연장되는 제1트렌치(T1)를 형성한다. 선택적인 제거 과정은 건식 식각 공정을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 11 and 12 , a portion of the upper stack S1 is selectively removed to form a first trench T1 extending long in one direction. The optional removal process may include a dry etch process.

제1트렌치(T1)는 베이스 절연층(100), 하측 적층체(S2), 및 층들이 적층된 구조체(SU-N)을 관통하도록 연장될 수 있다. 제1트렌치(T1)는 비트 라인 필라(1110)와 이웃하는 다른 비트 라인 필라 사이 부분을 분리하면서 길게 연장되는 형태로 형성될 수 있다. 제1트렌치(T1)는 비트 라인 필라(1110)을 포함하는 하나의 단위 셀과 이웃하는 다른 단위 셀 사이를 분리하는 형태로 형성될 수 있다. The first trench T1 may extend to penetrate the base insulating layer 100, the lower stack S2, and the structure in which the layers are stacked (SU-N). The first trench T1 may be formed to extend long while separating the bit line pillar 1110 from other neighboring bit line pillars. The first trench T1 may be formed to separate one unit cell including the bit line pillar 1110 from another neighboring unit cell.

도 13은 일 예에 따라 제1트렌치(T1)에 제3리세스부(R3)들을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming third recesses R3 in the first trench T1 according to an example.

도 13을 참조하면, 제1상측 희생층(도 11의 300)을 제거하여, 제1상측 희생층(300)이 위치하던 부분에 제3리세스부(R3)를 형성한다. 제1트렌치(T1)를 통해 습식 에천트를, 제1트렌치(T1)에 노출된 제1상측 희생층(300)으로 침투시켜, 제1상측 희생층(300)을 선택적으로 습식 식각할 수 있다. 제1상측 희생층(300)과 실질적으로 대등한 층인 제1하측 희생층(도 11의 301)이 제1상측 희생층(300)과 함께 선택적으로 제거될 수 있다. 제1하측 희생층(301)에 제거되면서 또 하나의 제3리세스부(R3)가 하측 적층체(S2)에 형성될 수 있다. 적층된 구조체(SU-N) 내에 위치할 수 있는 또 다른 제1상측 및 제1하측 희생층들 또한 함께 제거되면서 제3리세스부들이 적층된 구조체(SU-N) 내에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 13, the first upper sacrificial layer (300 in FIG. 11) is removed to form a third recess (R3) in the portion where the first upper sacrificial layer 300 was located. The first upper sacrificial layer 300 can be selectively wet-etched by infiltrating the wet etchant into the first upper sacrificial layer 300 exposed in the first trench (T1) through the first trench (T1). . The first lower sacrificial layer (301 in FIG. 11), which is a layer substantially equal to the first upper sacrificial layer 300, may be selectively removed along with the first upper sacrificial layer 300. As the first lower sacrificial layer 301 is removed, another third recess (R3) may be formed in the lower laminate (S2). Other first upper and first lower sacrificial layers that may be located in the stacked structure (SU-N) may also be removed, and third recesses may be formed in the stacked structure (SU-N).

도 14는 일 예에 따라 제1트렌치(T1) 및 제3리세스부(R3)에 워드 라인층(layer of word line: 1200)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming a layer of word line 1200 in the first trench T1 and the third recess R3 according to an example.

도 14를 참조하면, 제1트렌치(T1) 및 제3리세스부(R3)를 채우는 도전 물질을 증착하여, 워드 라인층(1200)을 형성할 수 있다. 상측 적층체(S1), 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 위치하는 제3리세부(R3)들을 모두 채우도록 워드 라인층(1200)이 형성될 수 있다. 워드 라인층(1200)은 도전성 실리콘층이나 금속층을 포함하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 14 , the word line layer 1200 may be formed by depositing a conductive material that fills the first trench T1 and the third recess R3. The word line layer 1200 may be formed to fill all of the third recesses R3 located in the upper stack S1, the lower stack S2, and the stacked structure SU-N. The word line layer 1200 may be formed including a conductive silicon layer or a metal layer.

도 15는 일 예에 따라 제3리세스부(R3)들을 채우는 워드 라인(1210)들을 패터닝하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the steps of patterning the word lines 1210 that fill the third recesses R3 according to an example.

도 15를 참조하면, 워드 라인층(도 14의 1200)을 식각하여 워드 라인(1210)들로 분리할 수 있다. 워드 라인(1210)들은 제3리세스부(R3)들을 각각 채우는 도전 패턴들로 형성될 수 있다. 워드 라인(1210)들로 분리하는 과정은 워드 라인층(1200)을 건식 식각하여, 제1트렌치(T1)의 형상이 복원되도록 하는 과정을 포함하여 수행될 수 있다. 상측 적층체(S1), 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 위치하는 제3리세부(R3)들을 모두 채우도록 워드 라인층(1200)이 형성될 수 있다. 워드 라인층(1200)은 도전성 실리콘층이나 금속층을 포함하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 15, the word line layer (1200 in FIG. 14) can be etched to separate it into word lines 1210. The word lines 1210 may be formed of conductive patterns that respectively fill the third recesses R3. The process of separating the word lines 1210 may include dry etching the word line layer 1200 to restore the shape of the first trench T1. The word line layer 1200 may be formed to fill all of the third recesses R3 located in the upper stack S1, the lower stack S2, and the stacked structure SU-N. The word line layer 1200 may be formed including a conductive silicon layer or a metal layer.

워드 라인(1210)들은 상측 적층체(S1)에 형성된 제3리세스부(R3)를 채우는 상측 워드 라인(1211)을 포함하고, 하측 적층체(S2)에 형성된 하측 워드 라인(1212)를 포함할 수 있다. 또한, 워드 라인(1210)들은 적층된 구조체(SU-N) 내에 위치하도록 패터닝될 수 있다. The word lines 1210 include an upper word line 1211 that fills the third recess (R3) formed in the upper stack (S1) and a lower word line (1212) formed in the lower stack (S2). can do. Additionally, the word lines 1210 may be patterned to be located within the stacked structure (SU-N).

워드 라인 (1210)은 제3리세스부(R3)만을 채우도록 제한된 도전 패턴으로 형성될 수 있다. 워드 라인 (1210)은 게이트 유전층 패턴(710)에 일 측면이 접촉하고, 비트 라인 필라(1100)을 둘러싸는 형상을 가지는 도전 패턴으로 형성될 수 있다. 워드 라인(1210), 게이트 유전층 패턴(710), 채널층 패턴(810), 및 비트 라인 필라(1100)가 하나의 셀 트랜지스터를 구성할 수 있다. 워드 라인(1210)에 측 방향으로 중첩된 채널층 패턴(810) 부분(811)이 기판(1000)에 대해 수직하게 연장된 형태를 가지므로, 셀 트랜지스터는 수직한 트랜지스터 구조일 수 있다. The word line 1210 may be formed as a conductive pattern limited to fill only the third recess R3. The word line 1210 may be formed as a conductive pattern having one side in contact with the gate dielectric layer pattern 710 and surrounding the bit line pillar 1100. The word line 1210, the gate dielectric layer pattern 710, the channel layer pattern 810, and the bit line pillar 1100 may form one cell transistor. Since the portion 811 of the channel layer pattern 810 laterally overlapping the word line 1210 extends perpendicularly to the substrate 1000, the cell transistor may have a vertical transistor structure.

도 16은 일 예에 따라 제1트렌치(T1)에 제4리세스부(R4)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다.FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming the fourth recess portion R4 in the first trench T1 according to an example.

도 16을 참조하면, 제2상측 희생층(도 15의 500)을 제거하여, 제2상측 희생층(500)이 위치하던 부분에 제4리세스부(R4)를 형성한다. 제1트렌치(T1)를 통해 습식 에천트를, 제1트렌치(T1)에 노출된 제2상측 희생층(500)으로 침투시켜, 제2상측 희생층(500)을 선택적으로 습식 식각할 수 있다. 제2상측 희생층(500)과 실질적으로 대등한 층들, 예컨대, 제2하측 희생층(도 15의 501) 또한 선택적으로 제거되면서, 또 다른 제4리세스부(R4)들이 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 16, the second upper sacrificial layer (500 in FIG. 15) is removed to form a fourth recess (R4) in the portion where the second upper sacrificial layer 500 was located. The second upper sacrificial layer 500 can be selectively wet-etched by infiltrating the wet etchant into the second upper sacrificial layer 500 exposed in the first trench (T1) through the first trench (T1). . Layers substantially equivalent to the second upper sacrificial layer 500, for example, the second lower sacrificial layer (501 in FIG. 15) are also selectively removed, and another fourth recessed portion (R4) is formed in the lower laminate (S2). ) and can be formed in a stacked structure (SU-N).

도 17은 일 예에 따라 제1트렌치(T1)에 제5리세스부(R5)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다.FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming the fifth recess portion R5 in the first trench T1 according to an example.

도 17을 참조하면, 상측 버퍼층(도 16의 600)을 제거하여, 상측 버퍼층(600)이 위치하던 부분에 제5리세스부(R5)를 형성한다. 제5리세스부(R5)는 제4리세스부(R4)와 연결되면서 제4리세스부(R4)를 확장시킬 수 있다. 이에 따라, 채널층 패턴(810)의 제4 및 제5리세스부들(R4, R5)에 노출된 부분은, 제4리세스부(R4)에만 노출된 부분 보다 더 넓게 확장될 수 있다. Referring to FIG. 17, the upper buffer layer (600 in FIG. 16) is removed to form a fifth recess (R5) in the portion where the upper buffer layer 600 was located. The fifth recess portion R5 may be connected to the fourth recess portion R4 and expand the fourth recess portion R4. Accordingly, the portion exposed to the fourth and fifth recesses R4 and R5 of the channel layer pattern 810 may be expanded wider than the portion exposed only to the fourth recess portion R4.

상측 버퍼층(600)과 실질적으로 대등한 층들, 예컨대, 하측 버퍼층(도 16의 601) 또한 선택적으로 제거되면서, 또 다른 제5리세스부(R5)들이 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 형성될 수 있다. 습식 에천트를 상측 버퍼층(600)에 습식 에천트를 제공하여, 상측 버퍼층(600)을 습식 제거할 수 있다. 이와 함께, 제1트렌치(T1)를 통해 습식 에천트를, 제1트렌치(T1)에 노출된 하측 버퍼층(601)으로 침투시켜, 하측 버퍼층(601)을 선택적으로 습식 식각할 수 있다. Layers substantially equivalent to the upper buffer layer 600, for example, the lower buffer layer (601 in FIG. 16), are also selectively removed, and another fifth recessed portion (R5) is formed in the lower stacked body (S2) and the stacked structure ( SU-N) can be formed within. By providing a wet etchant to the upper buffer layer 600, the upper buffer layer 600 can be wet removed. At the same time, the lower buffer layer 601 can be selectively wet-etched by infiltrating the wet etchant into the lower buffer layer 601 exposed in the first trench (T1) through the first trench (T1).

도 18은 일 예에 따라 제4 및 제5리세스부들(R4, R5)를 채우는 플레이트층(plate layer: 1300)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming a plate layer 1300 that fills the fourth and fifth recesses R4 and R5 according to an example.

도 18을 참조하면, 제4리세스부(R4)와 제5리세스부(R5)를 채우는 도전 물질을 증착하여 플레이트층(1300)을 형성할 수 있다. 플레이트층(1300)은 제4리세스부(R4)와 제5리세스부(R5)를 채우면서, 제1트렌치(T1)를 채우도록 연장될 수 있다. Referring to FIG. 18 , the plate layer 1300 may be formed by depositing a conductive material that fills the fourth recess (R4) and the fifth recess (R5). The plate layer 1300 may extend to fill the fourth recess R4 and the fifth recess R5 and the first trench T1.

도 19는 일 예에 따라 제4 및 제5리세스부들(R4, R5)를 채우는 플레이트 라인(plate line: 1310)들을 패터닝하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 19는 X-Y-Z 좌표계에서 X-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. 도 20은 도 19의 플레이트 라인(1310)이 패터닝된 평면 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 20은 X-Y-Z 좌표계에서 Y-X 평면의 형상을 개략적으로 보여준다.FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a step of patterning plate lines 1310 filling the fourth and fifth recesses R4 and R5 according to an example. Figure 19 schematically shows the shape of the X-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system. FIG. 20 is a schematic plan view showing the planar shape in which the plate line 1310 of FIG. 19 is patterned. Figure 20 schematically shows the shape of the Y-X plane in the X-Y-Z coordinate system.

도 19 및 도 20을 참조하면, 플레이트층(도 18의 1300)을 식각하여 플레이트 라인(1310)들로 분리할 수 있다. 플레이트 라인(1310)들은 제4리세스부(R4)와 제5리세스부(R5)를 포함한 리세스 구조들을 각각 채우는 형상을 가지도록 패터닝 수 있다. 플레이트 라인(1310)들로 분리하는 과정은 건식식각 공정을 플레이트층(1300)에 수행하여, 제2트렌치(T2)가 플레이트 라인(1310)들을 분리하도록 유도할 수 있다. 제2트렌치(T2)는 제1트렌치(T1)의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가지며 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 19 and 20, the plate layer (1300 in FIG. 18) can be etched and separated into plate lines 1310. The plate lines 1310 may be patterned to have a shape that fills the recess structures including the fourth recess portion R4 and the fifth recess portion R5, respectively. The process of separating the plate lines 1310 may be performed by performing a dry etching process on the plate layer 1300, thereby causing the second trench T2 to separate the plate lines 1310. The second trench T2 may be formed to have substantially the same shape as the first trench T1.

비트 라인 필라(1100)의 상측 표면이 노출되고, 바디 절연층(900)의 상측 표면이 함께 노출되도록 플레이트층(1300)이 에치백(etch back)될 수 있다. 이에 따라, 플레이트 라인(1310)이 비트 라인 필라(1100)와 전기적으로 분리될 수 있다. 워드 라인(1210)의 일 측면이 제2트렌치(T2)에 노출되도록 플레이트층(1300)이 더 식각될 수 있다. 이에 따라, 워드 라인(1210)과 플레이트 라인(1310)이 전기적으로 분리될 수 있다. The plate layer 1300 may be etched back so that the upper surface of the bit line pillar 1100 is exposed and the upper surface of the body insulating layer 900 is also exposed. Accordingly, the plate line 1310 may be electrically separated from the bit line pillar 1100. The plate layer 1300 may be further etched so that one side of the word line 1210 is exposed to the second trench T2. Accordingly, the word line 1210 and the plate line 1310 may be electrically separated.

플레이트 라인(1310)은 제4리세스부(R3) 및 제5리세스부(R5)만을 채우도록 제한된 도전 패턴으로 형성될 수 있다. 플레이트 라인(1310)은 게이트 유전층 패턴(710)의 굴곡진 형상을 따라 게이트 유전층 패턴(710)을 덮으면서 연장되고, 비트 라인 필라(1100)을 둘러싸는 형상을 가지는 도전 패턴으로 형성될 수 있다. 플레이트 라인(1310), 게이트 유전층 패턴(710)의 일부 부분, 및 채널층 패턴(810)의 일부 부분이 하나의 셀 커패시터를 구성할 수 있다. 이러한 커패시터는 채널층 패턴(810)의 일부 부분과 플레이트 라인(1310)을 서로 대향하는 커패시터 전극(capacitor node)들로 구성하고, 채널층 패턴(810)의 일부 부분과 플레이트 라인(1310) 사이에 연장된 게이트 유전층 패턴(710)의 일부 부분을 커패시터 유전층으로 구성할 수 있다. The plate line 1310 may be formed as a conductive pattern limited to fill only the fourth recess (R3) and the fifth recess (R5). The plate line 1310 extends along the curved shape of the gate dielectric layer pattern 710, covering the gate dielectric layer pattern 710, and may be formed as a conductive pattern having a shape surrounding the bit line pillar 1100. The plate line 1310, a portion of the gate dielectric layer pattern 710, and a portion of the channel layer pattern 810 may constitute one cell capacitor. This capacitor consists of capacitor electrodes (capacitor nodes) that face a portion of the channel layer pattern 810 and the plate line 1310, and is formed between a portion of the channel layer pattern 810 and the plate line 1310. A portion of the extended gate dielectric layer pattern 710 may be configured as a capacitor dielectric layer.

바디 절연층(900)은 제1리세스부(R1)를 채우는 부분(901)과 제2리세스부(R2)를 채우는 부분(902)가 측 방향으로 서로 단차를 가져 계단 형상을 이루고 있다. 플레이트 라인(1310)은 바디 절연층(900)의 제2리세스부(R2)를 채우는 부분(902)에 중첩되도록 형성된다. 이에 따라, 플레이트 라인(1310)이 게이트 유전층 패턴(710) 및 채널층 패턴(810)에 중첩되는 면적은 제2리세스부(R2)가 측방향으로 확장된 길이에 비례하여 증가될 수 있다. 플레이트 라인(1310)이 게이트 유전층 패턴(710) 및 채널층 패턴(810)에 중첩된 면적이 증가되므로, 셀 커패시터가 제공할 수 있는 커패시턴스(capacitance)는 제2리세스부(R2)가 도입되지 않은 경우에 비해 증가할 수 있다. The body insulating layer 900 has a step shape in which the portion 901 that fills the first recess (R1) and the portion 902 that fills the second recess (R2) have a step difference in the lateral direction. The plate line 1310 is formed to overlap the portion 902 that fills the second recess portion R2 of the body insulating layer 900. Accordingly, the area where the plate line 1310 overlaps the gate dielectric layer pattern 710 and the channel layer pattern 810 may increase in proportion to the length in which the second recess portion R2 extends in the lateral direction. Since the area where the plate line 1310 overlaps the gate dielectric layer pattern 710 and the channel layer pattern 810 increases, the capacitance that can be provided by the cell capacitor is reduced without introducing the second recess (R2). It may increase compared to other cases.

이와 같이 셀 커패시터 및 셀 트랜지스터를 포함하는 메모리 셀을 형성할 수 있다. 메모리 셀은 디램 메모리 셀 구조를 가질 수 있다. 이러한 메모리 셀은 상측 및 하측 적층체들(S1, S2)과 그 아래에 추가로 배치된 적층된 구조체(SU-N) 내에도 형성될 수 있다. 이와 같은 메모리 셀들에 전기적으로 접속하는 도전성 콘택 플러그들(contact plugs)을 형성하는 공정을 더 수행할 수 있다. In this way, a memory cell including a cell capacitor and a cell transistor can be formed. The memory cell may have a DRAM memory cell structure. These memory cells may also be formed in the upper and lower stacks S1 and S2 and in the stacked structure SU-N additionally disposed below them. A process of forming conductive contact plugs that electrically connect such memory cells may be further performed.

도 21은 일 예에 따라 플레이트 라인(1310)의 일부 부분을 노출하는 포토레지스트 제1패턴(1400)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 21는 X-Y-Z 좌표계에서 Y-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. 도 21은 도 20의 평면도에서 플레이트 라인(1310)이 연장되는 방향을 따라 절취한 단면 형상을 보여줄 수 있다. 플레이트 라인(1310)이 연장되는 방향은 워드 라인(1210)이 연장되는 방향일 수 있다. FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming the first photoresist pattern 1400 exposing a portion of the plate line 1310 according to an example. Figure 21 schematically shows the shape of the Y-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system. FIG. 21 may show a cross-sectional shape cut along the direction in which the plate line 1310 extends in the plan view of FIG. 20. The direction in which the plate line 1310 extends may be the direction in which the word line 1210 extends.

도 21을 참조하면, 복수의 워드 라인(1210)들은 서로 적층된 구조로 형성되고 있다. 워드 라인(1210)은 상측 워드 라인(1211)과 하측 워드 라인(1212)를 포함할 수 있다. 적층체(S1)에 형성된 상측 워드 라인(1211)과 하측 적층체(S2)에 형성된 하측 워드 라인(1212)이 서로 다른 층 레벨(layer label)에 위치하고 있다. 이들 상측 및 하측 워드 라인들(1211, 1212)에 각각 전기적으로 접속하는 콘택 플러그들을 형성하는 공정을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 21, a plurality of word lines 1210 are formed in a stacked structure. The word line 1210 may include an upper word line 1211 and a lower word line 1212. The upper word line 1211 formed in the stacked structure S1 and the lower word line 1212 formed in the lower stacked structure S2 are located at different layer levels (layer labels). A process of forming contact plugs that are electrically connected to the upper and lower word lines 1211 and 1212, respectively, may be performed.

최상층에 위치하는 플레이트 라인(1310)의 일부 부분을 노출하는 포토레지스트 제1패턴(1400)을 형성할 수 있다. 포토레지스트 제1패턴(1400)은 비트 라인 필라(1100)을 덮고, 플레이트 라인(1310)의 다른 일부 부분을 덮는 패턴으로 형성될 수 있다. A first photoresist pattern 1400 that exposes a portion of the plate line 1310 located on the uppermost layer may be formed. The first photoresist pattern 1400 may be formed as a pattern that covers the bit line pillar 1100 and some other portions of the plate line 1310.

도 22는 일 예에 따라 제1상측 절연층(200)의 일부 부분을 노출하는 제1계단 형상(S1400)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming a first step shape S1400 exposing a portion of the first upper insulating layer 200 according to an example.

도 22를 참조하면, 포토레지스트 제1패턴(1400)을 식각 마스크로 이용하는 선택적 식각 과정을 수행한다. 최상층에 위치하는 플레이트 라인(1310)의 일부 부분이 포토레지스트 제1패턴(1400)에 의해 노출되고 있어, 플레이트 라인(1310)의 노출된 부분이 선택적 식각에 의해서 제거될 수 있다. 플레이트 라인(1310)의 노출된 부분이 제거되며 드러난 제2상측 절연층(400)의 일부 부분이 제거될 수 있다. 제2상측 절연층(400)의 일부 부분이 제거되며 드러난 상측 워드 라인(1211)의 일부 부분이 제거되고, 제1상측 절연층(200)의 일부 부분이 드러날 수 있다. Referring to FIG. 22, a selective etching process is performed using the first photoresist pattern 1400 as an etch mask. A portion of the plate line 1310 located on the uppermost layer is exposed by the first photoresist pattern 1400, and the exposed portion of the plate line 1310 can be removed by selective etching. The exposed portion of the plate line 1310 may be removed and a portion of the exposed second upper insulating layer 400 may be removed. A portion of the second upper insulating layer 400 may be removed, a portion of the exposed upper word line 1211 may be removed, and a portion of the first upper insulating layer 200 may be exposed.

선택적 식각 과정은 제1상측 절연층(200)의 일부 부분이 드러나도록, 플레이트 라인(1310), 제2상측 절연층(400), 및 상측 워드 라인(1211)의 일부 부분들을 선택적으로 제거한다. 이러한 선택적 제거 과정에 의해서, 플레이트 라인(1310), 제2상측 절연층(400), 및 상측 워드 라인(1211)의 일부 부분들이 제거된 제1계단 형상(S1400)이 형성될 수 있다. The selective etching process selectively removes portions of the plate line 1310, the second upper insulating layer 400, and the upper word line 1211 to expose a portion of the first upper insulating layer 200. Through this selective removal process, a first step shape S1400 may be formed in which portions of the plate line 1310, the second upper insulating layer 400, and the upper word line 1211 are removed.

도 23은 일 예에 따라 플레이트 라인(1310)의 일부 부분을 노출하는 포토레지스트 제2패턴(1410)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming the second photoresist pattern 1410 exposing a portion of the plate line 1310 according to an example.

도 23을 참조하면, 플레이트 라인(1310) 상에 제1계단 형상(S1400)과 제1계단 형상(S1400)에 인근하는 플레이트 라인(1310)의 일부 부분을 노출하는 포토레지스트 제2패턴(1410)을 형성할 수 있다. 포토레지스트 제2패턴(1410)은 다양한 공정으로 형성될 수 있다. 예컨대, 포토레지스트 제1패턴(도 22의 1400)을 쉬링크(shrink)시켜, 포토레지스트 제1패턴(1400)의 폭을 축소시킴으로써 포토레지스트 제2패턴(1410)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 23, a first step shape (S1400) on the plate line 1310 and a second photoresist pattern 1410 exposing a portion of the plate line 1310 adjacent to the first step shape (S1400). can be formed. The second photoresist pattern 1410 can be formed through various processes. For example, the second photoresist pattern 1410 can be formed by shrinking the first photoresist pattern (1400 in FIG. 22) to reduce the width of the first photoresist pattern (1400).

도 24는 일 예에 따라 워드 라인(1210)의 일부 부분을 노출하는 제2계단 형상(S1500)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming a second step shape S1500 exposing a portion of the word line 1210 according to an example.

도 24를 참조하면, 포토레지스트 제2패턴(1410)을 식각 마스크로 이용하는 선택적 식각 과정을 수행한다. 최상층에 위치하는 플레이트 라인(1310)의 일부 부분이 포토레지스트 제2패턴(1410)에 의해 2차 노출되고 있어, 플레이트 라인(1310)의 노출된 부분이 선택적 식각에 의해서 제거될 수 있다. 플레이트 라인(1310)의 노출된 부분이 제거되며 2차로 드러난 제2상측 절연층(400)의 일부 부분이 제거될 수 있다. 제2상측 절연층(400)의 일부 부분이 제거되며 상측 워드 라인(1211)의 일부 부분이 드러날 수 있다. Referring to FIG. 24, a selective etching process is performed using the second photoresist pattern 1410 as an etch mask. A portion of the plate line 1310 located on the uppermost layer is secondaryly exposed by the second photoresist pattern 1410, and the exposed portion of the plate line 1310 can be removed by selective etching. The exposed portion of the plate line 1310 may be removed, and a portion of the second upper insulating layer 400 that is secondarily exposed may be removed. A portion of the second upper insulating layer 400 may be removed and a portion of the upper word line 1211 may be exposed.

선택적 식각 과정은 상측 워드 라인(1211)의 일부 부분이 드러나도록, 플레이트 라인(1310), 및 제2상측 절연층(400)의 일부 부분들을 선택적으로 제거한다. 선택적 식각 과정은 제1계단 형상(도 23의 S1400)에 드러나 있는 제1상측 절연층(200)의 드러난 일부 부분을 제거할 수 있다. 제1상측 절연층(200)의 일부 부분이 제거되면서 드러난 베이스 절연층(100)의 일부 부분이 식각 과정으로 제거될 수 있다. 베이스 절연층(100)의 일부 부분이 제거되면서 드러난 제1하측 절연층(201)의 드러난 일부 부분이 제거될 수 있다. 제1하측 절연층(201)의 일부 부분이 제거되면서 하측 워드 라인(1212)의 일부 부분이 드러날 수 있다. The selective etching process selectively removes portions of the plate line 1310 and the second upper insulating layer 400 to expose portions of the upper word line 1211. The selective etching process may remove some exposed portions of the first upper insulating layer 200 exposed in the first step shape (S1400 in FIG. 23). A portion of the base insulating layer 100 exposed as part of the first upper insulating layer 200 is removed may be removed through an etching process. As part of the base insulating layer 100 is removed, part of the exposed first lower insulating layer 201 may be removed. As a portion of the first lower insulating layer 201 is removed, a portion of the lower word line 1212 may be exposed.

이러한 선택적 제거 과정에 의해서, 상측 워드 라인(1211)의 일부 부분 및 하측 워드 라인(1212)의 일부 부분을 노출하여 드러내는 제2계단 형상(S1500)이 형성될 수 있다. 포토레지스트 제2패턴(1410)을 축소하는 과정 및 선택적 식각 과정을 더 수행하여, 하부의 적층된 구조체(Su-N) 내에 위치하는 워드 라인들의 일부 부분들을 순차적으로 드러내는 계단 형상을 가지도록 제2계단 형상(S1500)을 더 확장시킬 수 있다. 이후에 포토레지스트 제2패턴(1410)을 제거할 수 있다. Through this selective removal process, a second step shape S1500 that exposes a portion of the upper word line 1211 and a portion of the lower word line 1212 may be formed. A process of reducing the second photoresist pattern 1410 and a selective etching process are further performed to have a step shape that sequentially exposes some portions of the word lines located in the lower stacked structure (Su-N). The step shape (S1500) can be further expanded. Afterwards, the second photoresist pattern 1410 can be removed.

도 25는 일 예에 따라 제2계단 형상(S1500)을 채우는 절연 필러(insulating filler: 1600)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 25 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming an insulating filler (1600) that fills the second step shape (S1500) according to an example.

도 25를 참조하면, 제2계단 형상(S1500)을 채우는 절연 물질을 증착하여, 절연 필러(1600)을 형성할 수 있다. 절연 필러(1600)는 실리콘 산화물을 포함하는 다양한 절연 물질로 구성될 수 있다. 절연 필러(1600)는 제2계단 형상(S1500)에 드러난 워드 라인(1210)의 드러난 부분들을 덮어, 후속 공정으로부터 보호할 수 있다. Referring to FIG. 25 , the insulating filler 1600 may be formed by depositing an insulating material that fills the second step shape (S1500). The insulating filler 1600 may be made of various insulating materials including silicon oxide. The insulating filler 1600 may cover exposed portions of the word line 1210 exposed in the second staircase shape S1500 and protect them from subsequent processes.

도 26은 일 예에 따라 제3트렌치(T3)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 26은 X-Y-Z 좌표계에서 Y-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. 도 27은 도 26의 제3트렌치(T3)가 형성된 평면 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 27은 X-Y-Z 좌표계에서 Y-X 평면의 형상을 개략적으로 보여준다.FIG. 26 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming the third trench T3 according to an example. Figure 26 schematically shows the shape of the Y-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system. FIG. 27 is a schematic plan view showing the plan shape of the third trench T3 of FIG. 26. Figure 27 schematically shows the shape of the Y-X plane in the X-Y-Z coordinate system.

도 26 및 도 27을 참조하면, 복수의 플레이트 라인(1310)들이 상측 적층체(S1), 하측 적층체(S2), 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 층층이 적층된 형태로 형성되어 있다. 이들 플레이트 라인(1310)들을 서로 전기적으로 연결하고, 플레이트 라인(1310)에 접속하는 콘택 플러그를 형성하는 공정이 수행될 수 있다. 이를 위해서, 플레이트 라인(1310)들이 형성된 상측 적층체(S1), 하측 적층체(S2), 및 적층된 구조체(SU-N)를 관통하는 제3트렌치(T3)를 선택적 식각 과정으로 형성할 수 있다. 제3트렌치(T3)는 제2트렌치(T2) 및 제1트렌치(T1)과 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 제2트렌치(T2) 및 제1트렌치(T1)가 Y축 방향으로 연장된다면, 제3트렌치(T3)는 X축 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 제3트렌치(T3)는 비트 라인 필라(1100)을 사이에 두고 제2계단 형상(1500) 및 절연 필러(1600)의 반대측에 위치할 수 있다. 제3트렌치(T3)는 청구항의 기재에서는 기재의 편의를 위해서 제2트렌치로 기재될 수 있다. Referring to FIGS. 26 and 27 , a plurality of plate lines 1310 are formed in a stacked form in an upper stack (S1), a lower stack (S2), and a stacked structure (SU-N). A process of electrically connecting these plate lines 1310 to each other and forming a contact plug connected to the plate lines 1310 may be performed. To this end, the third trench (T3) penetrating the upper stack (S1), the lower stack (S2), and the stacked structure (SU-N) in which the plate lines 1310 are formed can be formed through a selective etching process. there is. The third trench T3 may extend in a direction substantially perpendicular to the second trench T2 and the first trench T1. If the second trench T2 and the first trench T1 extend in the Y-axis direction, the third trench T3 may be formed to extend in the X-axis direction. The third trench T3 may be located on the opposite side of the second step shape 1500 and the insulating pillar 1600 with the bit line pillar 1100 interposed therebetween. The third trench (T3) may be described as a second trench in the claims for convenience of description.

제3트렌치(T3)는 상측 적층체(S1), 하측 적층체(S2), 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 층층이 적층된 복수의 플레이트 라인(1310)들을 실질적으로 모두 관통하는 형태로 형성될 수 있다. 제3트렌치(T3)는 복수의 플레이트 라인(1310)들 사이에 배치되고 있는 층들 또한 모두 관통하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 워드 라인(1210)들의 측면(1210S)들이 제3트렌치(T3)에 노출될 수 있다. 워드 라인(1210)들의 제3트렌치(T3)에 노출되는 측면(1210S)들은, 비트 라인 필라(1100)을 사이에 두고 제2계단 형상(1500) 및 절연 필러(1600)의 반대측에 위치하는 측면일 수 있다. The third trench T3 is formed to penetrate substantially all of the upper stack S1, the lower stack S2, and the plurality of plate lines 1310 stacked in layers in the stacked structure SU-N. It can be. The third trench T3 may be formed to penetrate all of the layers disposed between the plurality of plate lines 1310. Accordingly, side surfaces 1210S of the word lines 1210 may be exposed to the third trench T3. The side surfaces 1210S exposed to the third trench T3 of the word lines 1210 are sides located on the opposite side of the second step shape 1500 and the insulating pillar 1600 with the bit line pillar 1100 in between. It can be.

도 28은 일 예에 따라 제3트렌치(T3)에 제6리세스부(R6)를 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다.FIG. 28 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming the sixth recess portion R6 in the third trench T3 according to an example.

도 28을 참조하면, 제3트렌치(T3)에 노출된 워드 라인(1210)들의 측면(도 26의 1210S)들을 리세스하여, 워드 라인(1210)들의 일부 부분들을 선택적으로 제거한다. 워드 라인(1210)들의 일부 부분들이 제거되면서 제6리세스부(R6)들이 형성될 수 있다. 제6리세스부(R6)들은 상측 적층체(S1), 하측 적층체(S2) 및 적층된 구조체(SU-N) 내에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 28, the side surfaces (1210S in FIG. 26) of the word lines 1210 exposed in the third trench T3 are recessed to selectively remove some portions of the word lines 1210. As some portions of the word lines 1210 are removed, sixth recesses R6 may be formed. The sixth recesses R6 may be formed in the upper stack S1, the lower stack S2, and the stacked structure SU-N.

도 29는 일 예에 따라 제6리세스부(R6)에 중간 절연층(1700)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다.FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing the step of forming the intermediate insulating layer 1700 in the sixth recess R6 according to an example.

도 29를 참조하면, 제6리세스부(R6)들 및 제3트렌치(T3)를 절연 물질로 채우고, 제3트렌치(T3)가 드러나 복원되도록 증착된 절연 물질의 일부 부분을 제거한다. 이에 따라, 제6리세스부(R6) 내에 제한된 절연 패턴 형상을 가지는 중간 절연층(1700)이 형성될 수 있다. 복수의 제6리세스부(R6)들 각각에 채워진 중간 절연층(1700)들은 워드 라인(1210)들과 제3트렌치(T3)를 분리시키는 층들로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 29, the sixth recesses R6 and the third trench T3 are filled with an insulating material, and a portion of the deposited insulating material is removed so that the third trench T3 is exposed and restored. Accordingly, an intermediate insulating layer 1700 having a limited insulating pattern shape may be formed in the sixth recess R6. The intermediate insulating layers 1700 filled in each of the plurality of sixth recesses R6 may be formed as layers that separate the word lines 1210 and the third trench T3.

도 30은 일 예에 따라 공통 플레이트(common plate: 1800)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다.Figure 30 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming a common plate (common plate: 1800) according to one example.

도 30을 참조하면, 제3트렌치(T3)을 채우도록 도전 물질을 증착하여 공통 플레이트(1800)를 형성할 수 있다. 공통 플레이트(1800)는 제3트렌치(T3) 내에 위치하도록 제한될 수 있다. 공통 플레이트(1800)는 수직 방향 및 수평 방향으로 서로 이격되어 있는 플레이트 라인(1310)들을 서로 연결시켜 줄 수 있다. Referring to FIG. 30 , a common plate 1800 may be formed by depositing a conductive material to fill the third trench T3. The common plate 1800 may be limited to being located within the third trench T3. The common plate 1800 may connect plate lines 1310 that are spaced apart from each other in the vertical and horizontal directions.

도 31은 일 예에 따라 도전성 콘택 플러그들(1910, 1950)을 형성하는 단계를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 31은 X-Y-Z 좌표계에서 Y-Z 단면의 형상을 개략적으로 보여준다. 도 32는 도 31의 도전성 콘택 플러그들(1910, 1950)이 형성된 평면 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 도 32는 X-Y-Z 좌표계에서 Y-X 평면의 형상을 개략적으로 보여준다.FIG. 31 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming conductive contact plugs 1910 and 1950 according to one example. Figure 31 schematically shows the shape of the Y-Z cross section in the X-Y-Z coordinate system. FIG. 32 is a schematic plan view showing the planar shape of the conductive contact plugs 1910 and 1950 of FIG. 31 . Figure 32 schematically shows the shape of the Y-X plane in the X-Y-Z coordinate system.

도 31 및 도 32를 참조하면, 제2계단 형상(S1500)에 드러난 워드 라인(1210)들의 드러난 부분들에 접속하는 워드 라인 콘택 플러그(1910)들을 형성할 수 있다. 워드 라인 콘택 플러그(1910)들은 서로 다른 길이를 가지는 콘택 플러그들일 수 있다. 제1워드 라인 콘택 플러그(1911)는 제2계단 형상(S1500)에 드러난 상측 워드 라인(1211)의 드러난 일부 부분에 접속되도록 형성될 수 있다. 제2워드 라인 콘택 플러그(1912)는 제2계단 형상(S1500)에 드러난 하측 워드 라인(1212)의 드러난 일부 부분에 접속되도록 형성될 수 있다. 절연 필러(도 30의 1600)은 선택적으로 제거될 수 있다. Referring to FIGS. 31 and 32 , word line contact plugs 1910 connected to exposed portions of the word lines 1210 exposed in the second staircase shape (S1500) may be formed. The word line contact plugs 1910 may be contact plugs having different lengths. The first word line contact plug 1911 may be formed to be connected to a portion of the upper word line 1211 exposed in the second step shape (S1500). The second word line contact plug 1912 may be formed to be connected to a portion of the lower word line 1212 exposed in the second step shape S1500. The insulating filler (1600 in FIG. 30) can be selectively removed.

플레이트 콘택 플러그(1950)가 공통 플레이트(1800)에 접속하도록 형성될 수 있다. The plate contact plug 1950 may be formed to connect to the common plate 1800.

도 33은 일 예에 따라 도전성 콘택 플러그들(1910, 1950)이 형성된 구조를 보여주는 개략적인 단면도이다.FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing a structure in which conductive contact plugs 1910 and 1950 are formed according to an example.

도 33을 참조하면, 상측 적층체(S1) 아래에 하측 적층체(S2)가 배치되고, 단위 적층체(SU)들이 제1단위 적층체(SU-1)에서 제n단위 적층체(SU-n)까지 배치된 적층된 구조체(SU-N)에서, 각각의 워드 라인(1210)들의 일부 부분들을 순차적으로 노출하도록 제2계단 형상(S1500)이 형성될 수 있다. 제2계단 형상(S1500) 노출된 워드 라인(1210)들의 노출된 부분들 각각에 워드 라인 콘택 플러그(1910)들이 각각 접속될 수 있다. Referring to FIG. 33, the lower stack (S2) is disposed below the upper stack (S1), and the unit stack (SU) is divided from the first unit stack (SU-1) to the nth unit stack (SU-). In the stacked structure SU-N arranged up to n), a second step shape S1500 may be formed to sequentially expose some portions of each word line 1210. Word line contact plugs 1910 may be connected to each exposed portion of the word lines 1210 exposed in the second staircase shape (S1500).

플레이트 콘택 플러그(1950)은 공통 플레이트(1800)에 접속되도록 형성되면서, 실질적으로 모든 플레이트 라인(1310)들에 공통적으로 접속될 수 있다. 반면에, 워드 라인 콘택 플러그(1910)들은 워드 라인(1210)들에 개별적으로 접속되므로, 플레이트 콘택 플러그(1950)가 배치된 면적은 워드 라인 콘택 플러그(1910)들이 배치된 면적에 비해 작을 수 있다. The plate contact plug 1950 is formed to be connected to the common plate 1800 and can be commonly connected to substantially all plate lines 1310. On the other hand, since the word line contact plugs 1910 are individually connected to the word lines 1210, the area where the plate contact plug 1950 is placed may be smaller than the area where the word line contact plugs 1910 are placed. .

도 34는 일 예에 따른 반도체 소자(10)를 보여주는 개략적인 단면도이다. FIG. 34 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device 10 according to an example.

도 34를 참조하면, 일 예에 따른 반도체 소자(10)는 비트 라인 필라(1100), 바디 절연층(900), 채널층 패턴(810), 게이트 유전층 패턴(710), 워드 라인(1210), 및 플레이트 라인(1310)을 포함한 수직형 반도체 소자로 구성될 수 있다. 비트 라인 필라(1100)는 실질적으로 수직하게 연장된 도전 기둥 형상을 가질 수 있다. 바디 절연층(900)은 비트 라인 필라(1100)의 외주면을 감싸는 실린더 형상으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 34, the semiconductor device 10 according to an example includes a bit line pillar 1100, a body insulating layer 900, a channel layer pattern 810, a gate dielectric layer pattern 710, a word line 1210, and a vertical semiconductor device including a plate line 1310. The bit line pillar 1100 may have the shape of a conductive pillar extending substantially vertically. The body insulating layer 900 may be formed in a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the bit line pillar 1100.

바디 절연층(900)은 계단 형상의 외주면 구조를 가지는 실린더 형상의 부재로 구성될 수 있다. 바디 절연층(900)은 비트 라인 필라(1100)의 외주면을 덮도록 연장된 부분인 베이스부(910)와, 베이스부(910)로부터 측방향으로 1차 돌출된 제1돌출부(920), 및 제1돌출부(920)로부터 측방향으로 2차 돌출된 제2돌출부(930)를 포함한 구조물일 수 있다. 제1돌출부(920)와 제2돌출부(930)는 비트 라인 필라(1100)의 외주면에 수직한 방향으로 연장된 부분들일 수 있다. The body insulating layer 900 may be composed of a cylindrical member with a step-shaped outer peripheral surface structure. The body insulating layer 900 includes a base portion 910 that extends to cover the outer peripheral surface of the bit line pillar 1100, a first protrusion 920 that primarily protrudes laterally from the base portion 910, and It may be a structure including a second protrusion 930 that secondarily protrudes laterally from the first protrusion 920. The first protrusion 920 and the second protrusion 930 may be parts extending in a direction perpendicular to the outer peripheral surface of the bit line pillar 1100.

플레이트 라인(1310)과 비트 라인 필라(1100) 사이로 바디 절연층(900)의 베이스부(910)이 연장되고, 연장된 베이스부(910)는 플레이트 라인(1310)과 비트 라인 필라(1100)을 전기적으로 격리시킬 수 있다. The base portion 910 of the body insulating layer 900 extends between the plate line 1310 and the bit line pillar 1100, and the extended base portion 910 connects the plate line 1310 and the bit line pillar 1100. Can be electrically isolated.

제1 및 제2돌출부들(920, 930)이 제공하는 계단 형상의 외주면 구조의 외주면을 덮도록 채널층 패턴(810)이 형성되고, 채널층 패턴(810)의 일측 단부는 비트 라인 필라(1100)과 전기적으로 연결된다. 채널층 패턴(810)을 덮는 게이트 유전층 패턴(710)이 채널층 패턴(810)과 중첩된 형상으로 연장될 수 있다. A channel layer pattern 810 is formed to cover the outer peripheral surface of the stepped outer peripheral surface structure provided by the first and second protrusions 920 and 930, and one end of the channel layer pattern 810 is formed with a bit line pillar 1100. ) is electrically connected to the The gate dielectric layer pattern 710 covering the channel layer pattern 810 may extend in a shape that overlaps the channel layer pattern 810.

워드 라인(1210)은 바디 절연층(900)의 제1돌출부(920)에 측 방향으로 일 측면(1210L)이 중첩되도록 위치할 수 있다. 워드 라인(1210)의 측면(1210L)에 중첩된 채널층 패턴(810)의 제1중첩 부분(811)과, 채널층 패턴(810)의 제1중첩 부분(811)에 중첩된 게이트 유전층 패턴(710)의 제1중첩 부분(711), 채널층 패턴(810)에 전기적으로 연결된 비트 라인 필라(1100)는 단위 셀의 셀 트랜지스터를 구성할 수 있다. 워드 라인(1210)에 측 방향으로 중첩된 채널층 패턴(810)의 제1중첩 부분(811)은 실질적으로 수직하게 연장되는 층이므로, 셀 트랜지스터는 수직형 트랜지스터 구조를 가질 수 있다. The word line 1210 may be positioned so that one side 1210L laterally overlaps the first protrusion 920 of the body insulating layer 900. A first overlapping portion 811 of the channel layer pattern 810 overlapping the side surface 1210L of the word line 1210, and a gate dielectric layer pattern overlapping the first overlapping portion 811 of the channel layer pattern 810 ( The bit line pillar 1100 electrically connected to the first overlapping portion 711 of 710 and the channel layer pattern 810 may constitute a cell transistor of a unit cell. Since the first overlapping portion 811 of the channel layer pattern 810 laterally overlapping the word line 1210 is a layer extending substantially vertically, the cell transistor may have a vertical transistor structure.

플레이트 라인(1310)은 바디 절연층(900)의 제2돌출부(930)를 덮고 제1돌출부(920)의 일측 상면을 덮도록 연장될 수 있다. 플레이트 라인(1310)과 바디 절연층(900) 사이에 채널층 패턴(810)의 제2중첩 부분(812) 및 게이트 유전층 패턴(710)의 제2중첩 부분(712)이 위치할 수 있다. 플레이트 라인(1310)과 채널층 패턴(810)의 제2중첩 부분(812) 및 게이트 유전층 패턴(710)의 제2중첩 부분(712)은 셀 트랜지스터에 전기적으로 접속하는 셀 커패시터를 구성할 수 있다. 셀 커패시터는 수직형 셀 트랜지스터에 실질적으로 수직하게 연결될 수 있다. 셀 커패시터와 셀 트랜지스터는 단위 셀을 이루고, 반도체 소자(10)는 이러한 단위 셀을 포함하여 구성될 수 있다. The plate line 1310 may extend to cover the second protrusion 930 of the body insulating layer 900 and one upper surface of the first protrusion 920. A second overlapping portion 812 of the channel layer pattern 810 and a second overlapping portion 712 of the gate dielectric layer pattern 710 may be located between the plate line 1310 and the body insulating layer 900. The plate line 1310, the second overlapping portion 812 of the channel layer pattern 810, and the second overlapping portion 712 of the gate dielectric layer pattern 710 may form a cell capacitor electrically connected to the cell transistor. . The cell capacitor may be connected substantially vertically to the vertical cell transistor. The cell capacitor and the cell transistor form a unit cell, and the semiconductor device 10 may be configured to include such a unit cell.

플레이트 라인(1310)과 채널층 패턴(810)의 제2중첩 부분(812)는 셀 커패시터의 서로 대향된 두 커패시터 전극들을 구성할 수 있다. 제2돌출부(930)가 제1돌출부(910) 측 방향으로 돌출되고 있으므로, 제2돌출부(930)에 중첩된 플레이트 라인(1310)의 면적은 제2돌출부(920)이 돌출되는 정도에 비례하여 증가할 수 있다. 플레이트 라인(1310)의 면적이 증가함에 따라, 셀 커패시터의 커패시턴스의 증가를 유도할 수 있다. The plate line 1310 and the second overlapping portion 812 of the channel layer pattern 810 may form two capacitor electrodes facing each other of a cell capacitor. Since the second protrusion 930 protrudes in the side direction of the first protrusion 910, the area of the plate line 1310 overlapping the second protrusion 930 is proportional to the degree to which the second protrusion 920 protrudes. It can increase. As the area of the plate line 1310 increases, the capacitance of the cell capacitor may increase.

채널층 패턴(810)은 셀 커패시터를 셀 트랜지스터에 전기적으로 연결시키고, 셀 트랜지스터를 비트 라인 필라(1100)에 전기적으로 연결시키는 매개로 형성될 수 있다. The channel layer pattern 810 may be formed as a medium for electrically connecting the cell capacitor to the cell transistor and the cell transistor to the bit line pillar 1100.

도 35는 일 예에 따른 반도체 소자(11)를 보여주는 개략적인 단면도이다.Figure 35 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device 11 according to an example.

도 35를 참조하면, 일 예에 따른 반도체 소자(11)는 베이스 절연층(100) 상에 구성된 상부 셀과 베이스 절연(100) 아래에 구성된 하부 셀을 포함하여 구성될 수 있다. 하부 셀과 상부 셀은 모두 디램 메모리 셀로 구성될 수 있으므로, 반도체 소자(11)는 디램 소자로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 35 , the semiconductor device 11 according to an example may include an upper cell constructed on the base insulating layer 100 and a lower cell constructed below the base insulating layer 100. Since both the lower cell and the upper cell may be composed of DRAM memory cells, the semiconductor device 11 may be composed of a DRAM device.

상부 셀과 하부 셀은 비트 라인 필라(1100)을 공통으로 공유할 수 있다. 비트 라인 필라(1100)에 상부 셀과 하부 셀이 전기적으로 연결되므로, 상부 셀과 하부 셀 사이의 RC 지연이 감소될 수 있다. 상부 셀은 상부 커패시터와 상부 트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있다. 상부 커패시터는 플레이트 라인(1310)과 채널층 패턴(810)의 일부 부분 및 게이트 유전층 패턴(710)의 일부 부분을 포함하여 구성될 수 있다. 상부 트랜지스터는 워드 라인(1210), 채널층 패턴(810)의 다른 일부 부분, 게이트 유전층 패턴(710)의 다른 일부 부분, 및 비트 라인 필라(1100)의 일부 부분을 포함하여 구성될 수 있다. The upper cell and the lower cell may commonly share the bit line pillar 1100. Since the upper cell and the lower cell are electrically connected to the bit line pillar 1100, the RC delay between the upper cell and the lower cell can be reduced. The upper cell may include an upper capacitor and an upper transistor. The upper capacitor may include the plate line 1310, a portion of the channel layer pattern 810, and a portion of the gate dielectric layer pattern 710. The upper transistor may include the word line 1210, another portion of the channel layer pattern 810, another portion of the gate dielectric layer pattern 710, and a portion of the bit line pillar 1100.

하부 셀은 상부 셀이 역전된 구조와 실질적으로 동일한 형상(same configuration)을 가질 수 있다. 하부 셀은 상부 셀에 대해 데칼코마니 형상 또는 미러 이미지의 형상을 가질 수 있다. The lower cell may have substantially the same configuration as the upper cell inverted. The lower cell may have a decalcomania shape or a mirror image shape with respect to the upper cell.

하부 셀은 하부 커패시터와 하부 트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있다. 하부 커패시터는 하부 플레이트 라인(1310-1)과 하부 채널층 패턴(810-1)의 일부 부분 및 하부 게이트 유전층 패턴(710-1)의 일부 부분을 포함하여 구성될 수 있다. 하부 트랜지스터는 하부 워드 라인(1210-1), 하부 채널층 패턴(810-1)의 다른 일부 부분, 하부 게이트 유전층 패턴(710-1)의 다른 일부 부분, 및 비트 라인 필라(1100)의 다른 일부 부분을 포함하여 구성될 수 있다. 하부 셀 트랜지스터 및 하부 셀 커패시터는 베이스 절연층 아래에서 상부 셀 트랜지스터 및 상부 셀 커패시터가 역전된 형상을 가지며 구성될 수 있다. The lower cell may include a lower capacitor and a lower transistor. The lower capacitor may include the lower plate line 1310-1, a portion of the lower channel layer pattern 810-1, and a portion of the lower gate dielectric layer pattern 710-1. The lower transistor is connected to the lower word line 1210-1, another portion of the lower channel layer pattern 810-1, another portion of the lower gate dielectric layer pattern 710-1, and another portion of the bit line pillar 1100. It may be composed of parts. The lower cell transistor and the lower cell capacitor may be configured to have a shape in which the upper cell transistor and the upper cell capacitor are inverted under the base insulating layer.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on the embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

710: 게이트 유전층 패턴,
810: 채널층 패턴,
900: 바디 절연층,
1100: 비트 라인 필라,
1210: 워드 라인,
1310; 플레이트 라인.
710: gate dielectric layer pattern,
810: channel layer pattern,
900: body insulation layer,
1100: bit line pillar,
1210: word line,
1310; plate line.

Claims (20)

베이스 절연층 상에 제1상측 절연층, 제1상측 희생층, 제2상측 절연층, 제2상측 희생층, 및 상측 버퍼층을 포함한 상측 적층체를 형성하는 단계;
상기 상측 적층체를 관통하는 제1수직홀들을 형성하는 단계;
상기 제1수직홀들에 노출된 상기 제1 및 제2상측 희생층들, 상기 제1 및 제2상측 절연층들을 일부 제거하여 제1리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제1리세스부들에 노출된 상기 제2상측 희생층을 더 제거하여 제2리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2리세스부들의 측면을 덮는 게이트 유전층 패턴들 및 채널층 패턴들을 형성하는 단계;
상기 채널층 패턴들을 덮고 상기 제1수직홀들을 채우는 바디 절연층을 형성하는 단계;
상기 바디 절연층을 관통하면서 상기 채널층 패턴들의 일측 단부들을 노출하는 제2수직홀들을 형성하는 단계;
상기 제2수직홀들을 채우는 비트 라인 필라들을 형성하는 단계;
상기 비트 라인 필라들의 사이 부분을 가로질러 연장되고 상기 상측 적층체를 관통하는 제1트렌치를 형성하는 단계;
상기 제1트렌치에 노출된 상기 제1상측 희생층을 제거하여 제3리세스부들을 형성하는 단계; 및
상기 제3리세스부들을 채우는 워드 라인들을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
Forming an upper laminate including a first upper insulating layer, a first upper sacrificial layer, a second upper insulating layer, a second upper sacrificial layer, and an upper buffer layer on the base insulating layer;
forming first vertical holes penetrating the upper laminate;
forming first recesses by partially removing the first and second upper sacrificial layers and the first and second upper insulating layers exposed to the first vertical holes;
forming second recessed portions by further removing the second upper sacrificial layer exposed to the first recessed portions;
forming gate dielectric layer patterns and channel layer patterns covering side surfaces of the first and second recesses;
forming a body insulating layer that covers the channel layer patterns and fills the first vertical holes;
forming second vertical holes penetrating the body insulating layer and exposing one ends of the channel layer patterns;
forming bit line pillars filling the second vertical holes;
forming a first trench extending across a portion between the bit line pillars and penetrating the upper stack;
forming third recesses by removing the first upper sacrificial layer exposed in the first trench; and
A method of manufacturing a semiconductor device comprising: forming word lines that fill the third recesses.
제1항에 있어서,
상기 제1트렌치에 노출된 상기 제2상측 희생층을 제거하여 제4리세스부를 형성하는 단계;
상기 제1트렌치에 노출된 상기 상측 버퍼층을 제거하여 상기 제4리세스부에 연결된 제5리세스부를 형성하는 단계; 및
상기 제4 및 제5리세스부들을 채우는 플레이트 라인들을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 1,
forming a fourth recess by removing the second upper sacrificial layer exposed in the first trench;
forming a fifth recess connected to the fourth recess by removing the upper buffer layer exposed in the first trench; and
A semiconductor device manufacturing method further comprising forming plate lines filling the fourth and fifth recesses.
제2항에 있어서,
상기 워드 라인, 상기 게이트 유전층 패턴 및 채널층 패턴의 상기 워드 라인에 중첩된 부분들, 및 상기 비트 라인 필라는 상부 셀 트랜지스터를 구성하고,
상기 플레이트 라인, 및 상기 게이트 유전층 패턴 및 채널층 패턴의 상기 플레이트 라인에 중첩된 부분들은 상부 셀 커패시터를 구성하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 2,
The word line, portions of the gate dielectric layer pattern and the channel layer pattern overlapping the word line, and the bit line pillar constitute an upper cell transistor,
The plate line, and portions of the gate dielectric layer pattern and the channel layer pattern overlapping the plate line constitute an upper cell capacitor.
제3항에 있어서,
상기 채널층 패턴은
상기 상부 셀 커패시터를 상기 상부 셀 트랜지스터에 전기적으로 연결시키고,
상기 상부 셀 트랜지스터를 상기 비트 라인 필라에 전기적으로 연결시키는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 3,
The channel layer pattern is
Electrically connecting the upper cell capacitor to the upper cell transistor,
A semiconductor device manufacturing method of electrically connecting the upper cell transistor to the bit line pillar.
제4항에 있어서,
상기 채널층 패턴은
반도체 물질의 층을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 4,
The channel layer pattern is
A method of manufacturing a semiconductor device comprising a layer of semiconductor material.
제3항에 있어서,
상기 베이스 절연층 아래에
상기 상부 셀 트랜지스터 및 상기 상부 셀 커패시터가 역전된 형상을 가지는
하부 셀 트랜지스터 및 하부 셀 커패시터가 형성되는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 3,
Below the base insulating layer
The upper cell transistor and the upper cell capacitor have an inverted shape.
A semiconductor device manufacturing method in which a lower cell transistor and a lower cell capacitor are formed.
제2항에 있어서,
상기 플레이트 라인들 및 상기 제2상측 절연층의 일부 부분들을 제거하여 상기 워드 라인의 일부 부분을 노출하는 계단 형상을 형성하는 단계;
상기 계단 형상을 채우는 절연 필러를 형성하는 단계;
상기 비트 라인 필라를 사이에 두고 상기 계단 형상의 반대측에 상기 베이스 절연층을 관통하는 제2트렌치를 형성하는 단계;
상기 제2트렌치에 노출된 상기 워드 라인들의 일부 부분을 제거하여 제6리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제6리세스부들을 채워 상기 워드 라인들을 상기 제2트렌치와 분리시키는 중간 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 제2트렌치를 채워 상기 플레이트 라인들을 서로 연결시키는 공통 플레이트를 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 2,
forming a staircase shape exposing a portion of the word line by removing portions of the plate lines and the second upper insulating layer;
forming an insulating filler that fills the step shape;
forming a second trench penetrating the base insulating layer on an opposite side of the step shape with the bit line pillar interposed therebetween;
forming sixth recesses by removing a portion of the word lines exposed to the second trench;
forming an intermediate insulating layer that fills the sixth recesses to separate the word lines from the second trench; and
A semiconductor device manufacturing method further comprising: filling the second trench to form a common plate connecting the plate lines to each other.
제7항에 있어서,
상기 공통 플레이트에 접속되는 플레이트 콘택 플러그; 및
상기 계단 형상에 노출된 상기 워드 라인에 접속된 워드 라인 콘택 플러그를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
In clause 7,
a plate contact plug connected to the common plate; and
A method of manufacturing a semiconductor device further comprising forming a word line contact plug connected to the word line exposed in the step shape.
제7항에 있어서,
상기 계단 형상을 형성하는 단계는
상기 플레이트 라인의 일부 부분을 노출하는 포토레지스트 제1패턴을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트 제1패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 플레이트 라인, 상기 제2상측 절연층, 및 상기 워드 라인의 일부 부분들을 선택적으로 제거하여 상기 제1상측 절연층의 일부 부분을 노출하는 단계;
상기 포토레지스트 제1패턴을 쉬링크시켜 포토레지스트 제2패턴을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트 제2패턴을 식각 마스크로 사용하여, 상기 플레이트 라인 및 상기 제2상측 절연층의 다른 일부 부분들을 선택적으로 더 제거하여, 상기 워드 라인의 다른 일부 부분을 노출하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
In clause 7,
The step of forming the staircase shape is
forming a first photoresist pattern exposing a portion of the plate line;
exposing a portion of the first upper insulating layer by selectively removing portions of the plate line, the second upper insulating layer, and the word line using the first photoresist pattern as an etch mask;
forming a second photoresist pattern by shrinking the first photoresist pattern; and
A semiconductor device further comprising using the second photoresist pattern as an etch mask to selectively remove the plate line and other portions of the second upper insulating layer to expose other portions of the word line. Device manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 베이스 절연층 아래에
상기 상측 적층체가 역전된 형상을 가지는 하측 적층체를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 1,
Below the base insulating layer
A semiconductor device manufacturing method further comprising forming a lower laminated body having a shape in which the upper laminated body is inverted.
제1항에 있어서,
상기 제1상측 희생층과 상기 제2상측 희생층은
서로 다른 조성의 실리콘 질화물층들을 각각 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 1,
The first upper sacrificial layer and the second upper sacrificial layer are
A method of manufacturing a semiconductor device each including silicon nitride layers of different compositions.
제1항에 있어서,
상기 상측 버퍼층은
폴리실리콘층을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 1,
The upper buffer layer is
Method for manufacturing a semiconductor device including a polysilicon layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2상측 절연층들은
실리콘 산화물층을 포함하여 형성되고,
상기 베이스 절연층은 상기 제1 및 제2상측 절연층들 보다 더 치밀한 실리콘 산화물층을 포함하여 형성되는 반도체 소자 제조 방법.
According to paragraph 1,
The first and second upper insulating layers are
It is formed including a silicon oxide layer,
The method of manufacturing a semiconductor device wherein the base insulating layer includes a silicon oxide layer more dense than the first and second upper insulating layers.
하측 버퍼층, 제2하측 희생층, 제2하측 절연층, 제1하측 희생층, 및 제1하측 절연층을 포함한 하측 적층체를 형성하는 단계;
상기 하측 적층체 상에 베이스 절연층을 형성하는 단계;
상기 베이스 절연층 상에 제1상측 절연층, 제1상측 희생층, 제2상측 절연층, 제2상측 희생층, 및 상측 버퍼층을 포함한 상측 적층체를 형성하는 단계;
상기 상측 및 하측 적층체, 상기 베이스 절연층를 관통하는 제1수직홀들을 형성하는 단계;
상기 제1수직홀들에 노출된 상기 제1 및 제2상측 희생층들, 상기 제1 및 제2상측 절연층들, 상기 제1 및 제2하측 희생층들, 상기 제1 및 제2하측 절연층들을 일부 제거하여 제1리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제1리세스부들에 노출된 상기 제2하측 및 제2상측 희생층들을 더 제거하여 제2리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2리세스부들의 측면을 덮는 게이트 유전층 패턴들 및 채널층 패턴들을 형성하는 단계;
상기 채널층 패턴들을 덮고 상기 제1수직홀들을 채우는 바디 절연층을 형성하는 단계;
상기 바디 절연층을 관통하면서 상기 채널층 패턴들의 일측 단부들을 노출하는 제2수직홀들을 형성하는 단계;
상기 제2수직홀들을 채우는 비트 라인 필라들을 형성하는 단계;
상기 비트 라인 필라들의 사이 부분을 가로질러 연장되고 상기 상측 및 하측 적층체들을 관통하는 제1트렌치를 형성하는 단계;
상기 제1트렌치에 노출된 상기 제1상측 및 상기 제1하측 희생층들을 제거하여 제3리세스부들을 형성하는 단계; 및
상기 제3리세스부들을 채우는 워드 라인들을 형성하는 단계; 를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
forming a lower laminate including a lower buffer layer, a second lower sacrificial layer, a second lower insulating layer, a first lower sacrificial layer, and a first lower insulating layer;
forming a base insulating layer on the lower laminate;
forming an upper laminate including a first upper insulating layer, a first upper sacrificial layer, a second upper insulating layer, a second upper sacrificial layer, and an upper buffer layer on the base insulating layer;
forming first vertical holes penetrating the upper and lower laminates and the base insulating layer;
The first and second upper sacrificial layers exposed to the first vertical holes, the first and second upper insulating layers, the first and second lower sacrificial layers, and the first and second lower insulating layers. forming first recesses by removing some of the layers;
forming second recesses by further removing the second lower and second upper sacrificial layers exposed to the first recesses;
forming gate dielectric layer patterns and channel layer patterns covering side surfaces of the first and second recesses;
forming a body insulating layer that covers the channel layer patterns and fills the first vertical holes;
forming second vertical holes penetrating the body insulating layer and exposing one ends of the channel layer patterns;
forming bit line pillars filling the second vertical holes;
forming a first trench extending across a portion between the bit line pillars and penetrating the upper and lower stacked structures;
forming third recesses by removing the first upper and first lower sacrificial layers exposed in the first trench; and
forming word lines filling the third recessed portions; A semiconductor device manufacturing method comprising.
제14항에 있어서,
상기 제1트렌치에 노출된 상기 제2상측 및 상기 제2하측 희생층들을 제거하여 제4리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제1트렌치에 노출된 상기 상측 및 하측 버퍼층들을 제거하여 상기 제4리세스부들에 연결된 제5리세스부들을 형성하는 단계; 및
상기 제4 및 제5리세스부들을 채우는 플레이트 라인들을 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to clause 14,
forming fourth recesses by removing the second upper and second lower sacrificial layers exposed in the first trench;
forming fifth recessed portions connected to the fourth recessed portions by removing the upper and lower buffer layers exposed in the first trench; and
A semiconductor device manufacturing method further comprising forming plate lines filling the fourth and fifth recesses.
제15항에 있어서,
상기 플레이트 라인들 및 상기 제2상측 및 상기 제1하측 절연층들의 일부 부분들을 제거하여 상기 워드 라인들의 일부 부분들을 노출하는 계단 형상을 형성하는 단계;
상기 계단 형상을 채우는 절연 필러를 형성하는 단계;
상기 비트 라인 필라를 사이에 두고 상기 계단 형상의 반대측에 제2트렌치를 형성하는 단계;
상기 제2트렌치에 노출된 상기 워드 라인들의 일부 부분들을 제거하여 제6리세스부들을 형성하는 단계;
상기 제6리세스부들을 채워 상기 워드 라인들을 상기 제2트렌치와 분리시키는 중간 절연층들을 형성하는 단계; 및
상기 제2트렌치를 채워 상기 플레이트 라인들을 서로 연결시키는 공통 플레이트를 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to clause 15,
forming a staircase shape exposing some portions of the word lines by removing portions of the plate lines and the second upper and first lower insulating layers;
forming an insulating filler that fills the step shape;
forming a second trench on an opposite side of the step shape with the bit line pillar in between;
forming sixth recesses by removing portions of the word lines exposed to the second trench;
forming intermediate insulating layers that fill the sixth recesses to separate the word lines from the second trench; and
A semiconductor device manufacturing method further comprising: filling the second trench to form a common plate connecting the plate lines to each other.
제16항에 있어서,
상기 공통 플레이트에 접속되는 플레이트 콘택 플러그; 및
상기 계단 형상에 노출된 상기 워드 라인에 접속된 워드 라인 콘택 플러그를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to clause 16,
a plate contact plug connected to the common plate; and
A method of manufacturing a semiconductor device further comprising forming a word line contact plug connected to the word line exposed in the step shape.
제16항에 있어서,
상기 계단 형상을 형성하는 단계는
최상층에 위치하는 상기 플레이트 라인의 일부 부분을 노출하는 포토레지스트 제1패턴을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트 제1패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 최상층의 플레이트 라인, 상기 제2상측 절연층, 및 상기 워드 라인의 일부 부분들을 선택적으로 제거하여 상기 제1상측 절연층의 일부 부분을 노출하는 단계;
상기 포토레지스트 제1패턴을 쉬링크시켜 포토레지스트 제2패턴을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트 제2패턴을 식각 마스크로 사용하여, 상기 최상층의 플레이트 라인, 상기 제2상측 절연층의 다른 일부 부분들, 상기 제1상측 절연층의 일부 부분, 상기 베이스 절연층의 일부 부분, 및 상기 제1하측 절연층의 일부 부분을 선택적으로 더 제거하여, 상기 워드 라인들의 다른 일부 부분들을 노출하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
According to clause 16,
The step of forming the staircase shape is
forming a first photoresist pattern exposing a portion of the plate line located on the uppermost layer;
Using the first photoresist pattern as an etch mask to selectively remove portions of the uppermost plate line, the second upper insulating layer, and the word line to expose a portion of the first upper insulating layer. ;
forming a second photoresist pattern by shrinking the first photoresist pattern; and
Using the second photoresist pattern as an etch mask, the plate line of the uppermost layer, some other parts of the second upper insulating layer, some parts of the first upper insulating layer, some parts of the base insulating layer, and A semiconductor device manufacturing method further comprising selectively removing a portion of the first lower insulating layer to expose other portions of the word lines.
수직한 비트 라인 필라;
상기 비트 라인 필라의 외주면을 감싸는 베이스부,
상기 베이스부로부터 측방향으로 1차 돌출된 제1돌출부, 및
상기 제1돌출부로부터 측방향으로 2차 돌출된 제2돌출부를 포함한 바디 절연층;
상기 바디 절연층의 외주면을 덮도록 수직하게 연장된 채널층 패턴;
상기 채널층 패턴을 덮는 게이트 유전층 패턴;
상기 바디 절연층의 상기 제1돌출부에 측면이 중첩되도록 연장된 워드 라인; 및
상기 바디 절연층의 상기 제2돌출부 상에 중첩되록 연장된 플레이트 라인;을 포함한 상부 셀을 포함하고,
상기 채널층 패턴의 일 단부가 상기 비트 라인 필라에 접속한 반도체 소자.
vertical bit line pillars;
A base portion surrounding the outer peripheral surface of the bit line pillar,
A first protrusion that primarily protrudes laterally from the base portion, and
a body insulating layer including a second protrusion that secondarily protrudes laterally from the first protrusion;
a channel layer pattern extending vertically to cover the outer peripheral surface of the body insulating layer;
a gate dielectric layer pattern covering the channel layer pattern;
a word line extending so that a side surface overlaps the first protrusion of the body insulating layer; and
an upper cell including a plate line extending to overlap the second protrusion of the body insulating layer;
A semiconductor device in which one end of the channel layer pattern is connected to the bit line pillar.
제19항에 있어서,
상기 상부 셀 아래에
상기 상부 셀에 역전된 형상을 가지는 하부 셀을 더 포함하는 반도체 소자.
According to clause 19,
below the upper cell
A semiconductor device further comprising a lower cell having a shape inverted from the upper cell.
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