KR102643050B1 - Methods of manufacturing vertical memory devices - Google Patents
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Abstract
수직형 반도체 소자는 기판에 수직한 제1 방향으로 이격되면서 적층되고, 상기 기판에 수평한 제2 방향으로 연장되는 복수의 게이트 패턴들을 포함한다. 워드 라인으로 제공되는 상기 게이트 패턴들을 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 연결시키는 도전 연결 패턴을 포함한다, 상기 도전 연결 패턴의 제3 방향의 양 측으로 배치되고, 상기 게이트 패턴을 상기 제1 방향으로 관통하는 필러부 및 최하부 게이트 패턴의 제3 방향 사이를 채우면서 상기 필러부의 하부와 연결되는 브릿지 패턴을 포함하는 절연 구조물을 포함할 수 있다. 상기 수직형 반도체 소자는 상기 게이트 패턴들은 각 상부면에 굴곡이 생기지 않고, 각 상부면이 평탄할 수 있다. The vertical semiconductor device includes a plurality of gate patterns that are stacked and spaced apart in a first direction perpendicular to the substrate and extend in a second direction horizontal to the substrate. It includes a conductive connection pattern connecting the gate patterns provided as word lines in a third direction perpendicular to the second direction, disposed on both sides of the third direction of the conductive connection pattern, and connecting the gate pattern to the first direction. It may include an insulating structure including a bridge pattern connected to a lower part of the pillar part and filling a space between a pillar part penetrating in one direction and a third direction of the lowermost gate pattern. In the vertical semiconductor device, the gate patterns may have no curves on each upper surface and each upper surface may be flat.
Description
본 발명은 수직형 메모리 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 수직형 낸드 플래시 메모리 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a vertical memory device. More specifically, it relates to a vertical NAND flash memory device and a method of manufacturing the same.
최근, 기판 표면으로부터 수직하게 메모리 셀들이 적층되는 수직형 메모리 소자가 개발되고 있다. 상기 수직 방향으로 메모리 셀들이 다층으로 적층됨에 따라 수직형 메모리 소자를 제조하는 것이 용이하지 않을 수 있다. Recently, vertical memory devices in which memory cells are stacked vertically from the substrate surface have been developed. As memory cells are stacked in multiple layers in the vertical direction, it may not be easy to manufacture a vertical memory device.
본 발명의 일 과제는 상기 수직형 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method of manufacturing the vertical memory device.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 수직형 메모리 소자는 기판에 수직한 제1 방향으로 이격되면서 적층되고, 상기 기판에 수평한 제2 방향으로 연장되는 복수의 게이트 패턴들이 구비된다. 워드 라인으로 제공되는 상기 게이트 패턴들을 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 연결시키는 도전 연결 패턴이 구비되고, 상기 도전 연결 패턴의 제3 방향의 양 측으로 배치되고, 상기 게이트 패턴을 상기 제1 방향으로 관통하는 필러부 및 최하부 게이트 패턴의 제3 방향 사이를 채우면서 상기 필러부의 하부와 연결되는 브릿지 패턴을 포함하는 절연 구조물을 포함한다. In order to achieve the object of the present invention, the vertical memory elements according to embodiments of the present invention are stacked while being spaced apart in a first direction perpendicular to the substrate, and a plurality of devices extending in a second direction horizontal to the substrate. Gate patterns are provided. A conductive connection pattern is provided to connect the gate patterns provided as word lines in a third direction perpendicular to the second direction, and is disposed on both sides of the third direction of the conductive connection pattern, and connects the gate pattern to the first direction. and an insulating structure including a bridge pattern connected to a lower portion of the pillar portion and filling a space between a pillar portion penetrating in one direction and a third direction of the lowermost gate pattern.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 수직형 메모리 소자의 제조 방법으로, 기판 상에 하부 절연막 및 하부 희생막을 순차적으로 형성한다. 패턴 절단 영역에 위치하는 상기 기판, 하부 절연막 및 하부 희생막 중 적어도 하나에 희생 영역을 형성한다. 상기 하부 희생막 상에 절연막 및 희생막을 교대로 반복 적층한다. 상기 절연막 및 희생막, 하부 절연막 및 하부 희생막을 식각하여 상기 기판 표면을 노출하고, 상기 희생 영역의 제3 방향의 양 단부를 각각 노출하는 더미홀들을 형성한다. 상기 더미홀들을 통해 상기 희생 영역 및 상기 더미홀들 사이에 배치되는 상기 하부 희생막을 제거하여, 상기 더미홀들과 연결되는 연결부 및 상기 연결부에 의해 절단된 하부 희생 패턴들을 형성한다. 상기 하부 희생 패턴들 및 희생막들을 게이트 패턴으로 대체한다. In order to achieve the object of the present invention, a lower insulating film and a lower sacrificial film are sequentially formed on a substrate in a method of manufacturing a vertical memory device according to embodiments of the present invention. A sacrificial region is formed on at least one of the substrate, the lower insulating layer, and the lower sacrificial layer located in the pattern cutting area. An insulating layer and a sacrificial layer are alternately and repeatedly stacked on the lower sacrificial layer. The insulating layer, the sacrificial layer, the lower insulating layer, and the lower sacrificial layer are etched to expose the substrate surface, and dummy holes are formed to expose both ends of the sacrificial region in the third direction, respectively. The lower sacrificial film disposed between the sacrificial area and the dummy holes is removed through the dummy holes to form a connection portion connected to the dummy holes and lower sacrificial patterns cut by the connection portion. The lower sacrificial patterns and sacrificial layers are replaced with gate patterns.
예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 소자에 따르면, 그라운드 선택 트랜지스터의 게이트 패턴(GSL)을 분리하기 위하여 하부 희생막을 식각하는 공정은 계단형 예비 몰드 구조물을 형성한 이 후에 수행될 수 있다. 따라서, 상기 계단형 몰드 구조물에 포함되는 각 희생막들 및 절연막들의 상부면이 평탄할 수 있다. According to the vertical memory device according to example embodiments, a process of etching the lower sacrificial layer to separate the gate pattern (GSL) of the ground selection transistor may be performed after forming the stepped preliminary mold structure. Accordingly, the upper surfaces of each sacrificial layer and insulating layer included in the stepped mold structure may be flat.
그러므로, 상기 하부 희생막을 미리 식각하여 개구부를 형성하고, 그 위로 희생막 및 절연막을 형성하여 몰드 구조물을 형성하였을 때, 상기 개구부 위로 적층되는 막들에 굴곡이 생기는 것을 방지할 수 있다. Therefore, when the lower sacrificial film is etched in advance to form an opening, and a sacrificial film and an insulating film are formed thereon to form a mold structure, it is possible to prevent the films stacked over the opening from being curved.
또한, 상기 더미 채널홀 형성 공정들을 수행할 때, 예를들어, 하부 희생막의 계단 패턴을 함께 형성할 수 있으며, 이로써 제조 공정 단계를 감소시킬 수 있다. Additionally, when performing the dummy channel hole forming processes, for example, a step pattern of the lower sacrificial layer can be formed together, thereby reducing manufacturing process steps.
도 1 내지 도 25는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 평면도들, 단면도들 및 사시도이다.
도 26은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 27 내지 도 31은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 32 및 35는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 36 및 39는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 40 및 도 47은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 48은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 to 25 are plan views, cross-sectional views, and perspective views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
Figure 26 is a plan view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
27 to 31 are plan views and cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
32 and 35 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
36 and 39 are plan and cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
FIGS. 40 and 47 are plan views and cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
Figure 48 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 25는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 평면도들, 단면도들 및 사시도이다. 1 to 25 are plan views, cross-sectional views, and perspective views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
구체적으로, 도 1, 3, 5, 9, 15, 22 및 24는 평면도들이고, 도 2, 4, 6 내지 8, 10 내지 14, 16 내지 21 및 23은 단면도들이다. 도 25는 수직형 메모리 소자의 일부 영역을 나타내는 사시도이다. Specifically, Figures 1, 3, 5, 9, 15, 22 and 24 are plan views, and Figures 2, 4, 6 to 8, 10 to 14, 16 to 21 and 23 are cross-sectional views. Figure 25 is a perspective view showing a partial area of a vertical memory device.
도 3, 5, 9, 15, 22 및 24는 기판에서 셀 영역 및 배선 영역의 일부를 나타낸다. Figures 3, 5, 9, 15, 22 and 24 show portions of the cell area and wiring area in the substrate.
도 4, 6 및 17은 도 3의 I_I'라인을 따라 절단한 단면도이고, 도 7, 16, 18, 20 및 23은 도 3의 II_II'라인을 따라 절단한 단면도이고, 도 2, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 19 및 21은 III_III'라인을 따라 절단한 단면도이다. Figures 4, 6, and 17 are cross-sectional views cut along line II_I' of Figure 3, Figures 7, 16, 18, 20, and 23 are cross-sectional views cut along line II_II' of Figure 3, and Figures 2, 8, and 10 , 11, 12, 13, 14, 19 and 21 are cross-sectional views cut along line III_III'.
이하에서, 기판 상부면과 수직한 방향을 제1 방향이라 한다. 또한, 상기 기판 상부면과 평행하고, 서로 수직한 방향을 제2 방향 및 제3 방향이라 한다. Hereinafter, the direction perpendicular to the upper surface of the substrate is referred to as the first direction. Additionally, directions parallel to the upper surface of the substrate and perpendicular to each other are referred to as the second direction and the third direction.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 마스크 패턴(102)을 형성하고, 상기 마스크 패턴(102)에 의해 노출된 기판(100) 표면에 기판 처리 공정을 수행하여 상기 기판(100) 상부에 희생 영역(104)을 형성할 수 있다. 상기 희생 영역을 포함하는 기판 상부 표면은 평탄할 수 있다. 1 and 2, a
상기 기판(100)은 셀 영역(A), 배선 영역(B) 및 주변 영역(C)을 포함할 수 있다. 상기 셀 영역(A)은 메모리 셀들이 형성되는 영역일 수 있다. 상기 배선 영역(B)은 상기 메모리 셀들과 전기적으로 연결되는 배선들이 형성되는 영역일 수 있다. 상기 주변 영역(C)은 상기 셀 영역(A) 및 배선 영역(B) 이외의 영역일 수 있다. 상기 배선 영역(B) 및 주변 영역(C)은 상기 셀 영역(A)을 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. The
상기 배선 영역(B)에는 그라운드 선택 라인(GSL)이 절단되어야 할 부위인 제1 부위가 포함될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제1 부위는 상기 배선 영역(B)에 일전 간격을 가지면서 반복 배치될 수 있다. The wiring area B may include a first area where the ground selection line GSL is to be cut. Although not shown, the first portion may be repeatedly arranged at regular intervals in the wiring area B.
상기 마스크 패턴(102)은 상기 제1 부위에 해당되는 기판(100) 부위를 선택적으로 노출할 수 있다. 따라서, 상기 마스크 패턴(102)은 상기 셀 영역(A) 및 주변 영역(C)은 모두 덮을 수 있다. 상기 마스크 패턴(102)은 예를들어, 포토레지스트 패턴을 포함할 수 있다. The
예시적인 실시예에서, 상기 제1 부위는 상기 배선 영역(B)에서 최상부의 워드 라인의 일 단부와 상기 제1 방향으로 오버랩될 수 있다. 또한, 상기 제1 부위는 상기 제3 방향으로 이웃하는 한 쌍의 게이트 패턴들 사이 부위에 해당될 수 있다. In an exemplary embodiment, the first portion may overlap one end of the uppermost word line in the wiring area B in the first direction. Additionally, the first region may correspond to a region between a pair of neighboring gate patterns in the third direction.
상기 희생 영역(104)은 상기 희생 영역(104) 이외의 다른 기판(100) 부위와 높은 식각 선택성을 갖도록 형성될 수 있다. The
예시적인 실시예에서, 상기 기판 처리 공정은 이온 주입 공정 또는 플라즈마 처리 공정 등을 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, the substrate processing process may include an ion implantation process or a plasma treatment process.
예를들어, 상기 이온 주입 공정을 수행하면, 상기 기판(100) 상부에 불순물이 도핑된 희생 영역(104)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 희생 영역(104)은 도핑되지 않은 기판 부위보다 빠르게 식각될 수 있다. 이와는 달리, 상기 플라즈마 처리 공정을 수행하면, 상기 기판(100) 상부에 플라즈마 데미지가 발생된 희생 영역(104)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 희생 영역(104)은 상기 데미지가 발생되지 않은 기판 부위보다 더 빠르게 식각될 수 있다. For example, when the ion implantation process is performed, a
일부 다른 예시적인 실시예에서, 상기 기판 처리 공정은 기판의 식각 공정 및 식각된 부위에 매립막을 형성하는 공정을 포함할 수도 있다. 구체적으로, 상기 마스크 패턴(102)에 의해 노출된 기판(100) 부위를 식각하여 리세스부를 형성하고, 상기 리세스부 내에 매립막을 형성함으로써 상기 희생 영역(104)을 형성할 수 있다. 상기 매립막은 상기 기판(100)과 높은 식각 선택성을 갖는 물질을 포함할 수 있으며, 예를들어, 실리콘 게르마늄, 폴리실리콘 등을 포함할 수 있다.In some other exemplary embodiments, the substrate treatment process may include an etching process of the substrate and a process of forming a buried film on the etched area. Specifically, the portion of the
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기판(100) 상에 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 형성할 수 있다. 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 덮는 제1 층간 절연막(120)을 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , a preliminary
구체적으로, 상기 기판(100) 상에 하부 절연막(112a) 및 하부 희생막(114a)을 순차적으로 형성한다. 상기 하부 희생막은 평탄한 상부면을 가질 수 있다. 상기 하부 희생막 상에 절연막들(112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g) 및 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e, 114f)을 교대로 반복적으로 적층하여 몰드 구조물을 형성할 수 있다. 상기 하부 희생막 상에 형성되는 절연막들(112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g) 및 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e, 114f)은 평탄한 상부면을 가질 수 있다. Specifically, a lower
예를들어, 상기 하부 절연막 및 절연막들(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g)은 실리콘 산화물, 실리콘 탄산화물 혹은 실리콘 산불화물과 같은 산화물 계열의 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를들어, 상기 하부 희생막 및 희생막들(114a, 114b, 114c, 114d, 114e, 114f)은 실리콘 질화물(SiN) 또는 실리콘 붕질화물(SiBN)과 같은 질화물 계열의 물질을 사용하여 형성될 수 있다. For example, the lower insulating film and the insulating
이후, 상기 몰드 구조물의 가장자리 부위를 단계적으로 식각하여 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)은 상기 배선 영역(B) 및 주변 영역(C)에 위치하는 각 모서리 부위가 계단 형상을 가질 수 있다. Thereafter, the edge portion of the mold structure may be etched step by step to form the preliminary stepped
상기 하부 희생막 및 희생막들(114a, 114b, 114c, 114d, 114e, 114f, )은 후속 공정을 통해 제거되어 게이트 패턴들이 형성되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 게이트 패턴들은 GSL, 워드 라인들 및 SSL을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 하부 희생막(114a)은 GSL로 제공될 수 있고, 최상부에 형성되는 적어도 하나의 희생막(예를들어, 114f)은 SSL로 제공될 수 있다. 또한, 상기 GSL 및 SSL로 형성되는 희생막들 사이에 위치하는 희생막들(예를들어, 114b, 114c, 114d, 114e)은 워드 라인들로 제공될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 하부 희생막은 2층 이상이 구비될 수 있으며, 이로인해, 상기 GSL은 2개 이상 형성될 수 있다. The lower sacrificial film and
이하에서는, 하나의 스트링 내에 GSL 및 SSL이 각각 1개씩 구비되고, 상기 GSL 및 SSL 사이에 워드 라인들이 구비되는 것에 한하여 설명하지만, 이에 한정되지는 않는다. Hereinafter, the description will be limited to the fact that one GSL and one SSL are provided in one string, and word lines are provided between the GSL and SSL, but the present invention is not limited to this.
상기 제1 층간 절연막(120)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 사용하여 형성할 수 있다. The first
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 셀 영역(A)에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 관통하여 필러 구조물들(138)을 형성할 수 있다. 상기 필러 구조물들(138)은 반도체 패턴(127), 채널 구조물(136) 및 패드 패턴(137)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 층간 절연막(120), 예비 계단형 몰드 구조물(115) 및 필러 구조물(138)을 덮는 제2 층간 절연막(140)을 더 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 5 to 8 ,
구체적으로, 상기 셀 영역에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)의 절연막들 및 희생막들을 이방성 식각하여 채널홀(125)을 형성할 수 있다. 상기 채널홀(125)을 통해 상기 기판(100) 표면이 노출될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 채널홀(125) 저면에 선택적 에피택셜 성장 공정을 수행하여 반도체 패턴(127)을 형성할 수 있다. 상기 반도체 패턴(127) 상에서 상기 채널홀(125) 내부를 채우는 채널 구조물(136)을 형성할 수 있다. 상기 채널 구조물(136)은 유전막 구조물(130), 채널(132) 및 매립 절연 패턴(134)을 포함할 수 있다. 상기 유전막 구조물(130)은 터널 절연막, 전하 저장막 및 블록킹 절연막을 포함할 수 있다. 상기 채널 구조물(136) 상에 예를들어, 폴리실리콘을 포함하는 상기 패드 패턴(137)을 형성할 수 있다. Specifically, the
상기 제2 층간 절연막(140)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제2 층간 절연막(140)은 상기 제1 층간 절연막(120)과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 하나의 층간 절연막으로 병합될 수도 있다. The second
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 배선 영역에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)의 절연막들, 희생막들 및 제1 및 제2 층간 절연막(120, 140)을 이방성 식각하여 제1 더미홀(141) 및 제2 더미홀(142)을 각각 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2 더미홀들(141, 142)은 상기 기판(100) 표면을 노출할 수 있다. 9 and 10, the insulating films, sacrificial films, and first and second
상기 제1 더미홀(141) 내부에는 후속 공정을 통해 더미 채널 구조물(147)이 형성될 수 있다. 상기 더미 채널 구조물(147)은 게이트 패턴들을 지지하기 위한 지지 패턴으로 제공될 수 있다. A
상기 제2 더미홀(142)은 상기 제1 부위의 양쪽 가장자리 부위에 각각 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 더미홀들(142) 사이에는 상기 희생 영역(104)이 위치할 수 있고, 상기 제2 더미홀(142)의 저면에는 상기 희생 영역(104)의 가장자리가 부분적으로 노출될 수 있다. 상기 제2 더미홀(142)은 후속 공정에서, 상기 GSL을 컷팅하기 위한 개구부를 형성하기 위하여 제공될 수 있다. The second
도 11을 참조하면, 상기 희생 영역(104)의 기판(100)을 선택적으로 제거한다. 상기 제거 공정은 등방성 식각 공정을 통해 수행할 수 있다. Referring to FIG. 11, the
상기 등방성 식각 공정은 습식 식각 공정, 건식 등방성 식각 공정 등을 포함할 수 있다. 상기 식각 공정 시에 사용되는 에천트는 상기 제2 더미홀(142)을 통해 제공될 수 있다. The isotropic etching process may include a wet etching process, a dry isotropic etching process, etc. The etchant used in the etching process may be provided through the second
상기 등방성 식각 공정을 수행하면, 상기 제2 더미홀들(142)의 하부에는 상기 제2 더미홀들(142)의 하부를 서로 연결시키는 예비 제1 연결부(142a)가 형성될 수 있다. 상기 제2 더미홀들(142) 및 예비 제1 연결부(142a)는 U자 형상을 가질 수 있다. When the isotropic etching process is performed, a preliminary
도 12를 참조하면, 상기 예비 제1 연결부(142a) 상에 노출되는 하부 절연막(114a)이 제거되도록 등방성 식각 공정을 수행한다. 따라서, 최하부 희생막의 저면을 노출하는 예비 제2 연결부(142b)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12, an isotropic etching process is performed to remove the lower insulating
상기 예비 제1 연결부(142a) 상에 노출되는 하부 절연막(114a)은 상기 예비 제1 연결부(142a)를 통해 에천트들이 전달되므로, 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 다른 절연막보다 상기 에천트들과 접촉되는 면적이 더 크다. 그러므로, 상기 예비 제1 연결부(142a) 상에 노출되는 하부 절연막(112a)은 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 다른 절연막보다 더 빠르게 식각될 수 있다. 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 절연막은 일부 두께만큼 식각될 수 있으며, 이로인해 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에는 요철부가 생성될 수 있다. The lower insulating
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 식각 공정에서, 상기 제1 더미홀(141)의 측벽에 노출되는 절연막도 일부 두께만큼 될 수 있다. 따라서, 상기 제1 더미홀(141)의 측벽에도 상기 요철부가 생성될 수 있다. Meanwhile, although not shown, in the etching process, the insulating film exposed on the sidewall of the first
도 13을 참조하면, 상기 예비 제2 연결부(142b) 상에 노출되는 하부 희생막(114a)이 제거되도록 등방성 식각 공정을 수행한다. 따라서, 상기 제1 더미홀들(142) 하부를 서로 연결하는 제1 연결부(142c)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 13, an isotropic etching process is performed to remove the lower
상기 예비 제2 연결부(142b) 상에 노출되는 하부 희생막(114a)은 상기 예비 제2 연결부(142b)를 통해 에천트들이 전달되므로, 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 다른 희생막보다 상기 에천트들과 접촉되는 면적이 더 크다. 그러므로, 상기 예비 제2 연결부(142b) 상에 노출되는 하부 희생막(114a)은 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 다른 희생막보다 더 빠르게 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 희생막은 일부 두께만큼 식각될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 희생막의 식각 두께는 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 노출되는 절연막의 식각 두께와 다를 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀(142)의 측벽에 요철부가 생성될 수 있다. Since etchants are delivered to the lower
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제1 더미홀(141)의 측벽에 노출되는 희생막도 일부 두께만큼 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제1 더미홀(141)의 측벽에도 상기 요철부가 생성될 수 있다. Meanwhile, although not shown, the sacrificial film exposed on the sidewall of the first
상기 공정을 수행하면, 제1 부위의 기판(100) 상에 위치하는 최하부의 절연막 및 최하부 희생막만이 선택적으로 제거된다. When the above process is performed, only the lowermost insulating film and the lowermost sacrificial film located on the
일반적인 방법으로, 상기 최하부 절연막 및 최하부 희생막을 증착한 후, 상기 제1 부위의 최하부 절연막 및 최하부의 희생막을 식각하여 GSL 컷팅을 위한 개구부를 형성한다. 이 후, 상기 최하부 희생막 및 절단부의 기판 상에 절연막 및 희생막을 계속적으로 증착하여 예비 몰드 구조물을 형성한다. 이 경우, 상기 절단부 내부에 형성되는 절연막 및 희생막의 상부면 높이는 상기 최하부 희생막 상에 형성되는 다른 절연막 및 희생막의 상부면 높이보다 낮게 형성될 수 있다. 즉, 상기 개구부 부위에서는 상기 절연막 및 희생막이 단차를 가지게 되고, 이로인해 상기 개구부 부위에서 상기 절연막 및 희생막에 굴곡된 부위가 생성될 수 있다. 상기 굴곡된 부위에 의해 후속 공정에서 불량이 발생될 수 있다. In a general method, after depositing the lowermost insulating layer and the lowermost sacrificial layer, the lowermost insulating layer and the lowermost sacrificial layer in the first portion are etched to form an opening for GSL cutting. Afterwards, an insulating film and a sacrificial film are continuously deposited on the lowermost sacrificial film and the cut portion substrate to form a preliminary mold structure. In this case, the height of the upper surface of the insulating film and the sacrificial film formed inside the cut portion may be lower than the height of the upper surface of the other insulating film and the sacrificial film formed on the lowermost sacrificial film. That is, the insulating film and the sacrificial film have a step at the opening area, and as a result, a curved area may be created in the insulating film and the sacrificial film at the opening area. The bent portion may cause defects in subsequent processes.
그러나, 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 최하부 절연막 및 희생막에 GSL 컷팅을 위한 개구부를 형성하지 않고, 상기 절연막 및 희생막을 순차적으로 반복 적층하여 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 형성한다. 때문에, 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115) 내의 상기 절연막 및 희생막은 하부 단차에 의한 굴곡이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 형성한 다음에, 상기 제1 부위에 위치하는 최하부의 절연막 및 최하부의 희생막을 선택적으로 제거할 수 있다. 따라서, 후속 공정을 통해 그라운드 선택 트랜지스터의 GSL이 상기 제1 부위에서 절단되도록 할 수 있다. However, according to exemplary embodiments, an opening for GSL cutting is not formed in the lowermost insulating layer and the sacrificial layer, but the preliminary stepped
도 14를 참조하면, 상기 제2 더미홀(142) 및 제1 연결부(142c) 내부를 채우는 제1 절연 구조물(146)을 형성하고, 상기 제1 더미홀(141) 내부에 더미 채널 구조물(도 15, 147)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 14, a first
예시적인 실시예에서, 상기 제1 절연 구조물(146) 및 더미 채널 구조물(147)은 상기 희생막으로 제공되는 물질과 높은 식각 선택비를 갖는 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 예를들어, 상기 제1 절연 구조물(146) 및 더미 채널 구조물(147)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, the first
예시적인 실시예에서, 상기 제1 절연 구조물(146) 및 더미 채널 구조물(147)은 상기 제2 더미홀(142), 제1 연결부(142c) 및 제1 더미홀(141)을 완전히 채우는 절연막을 형성하고, 상기 절연막을 평탄화하여 형성할 수 있다. 상기 평탄화 공정은 제2 층간 절연막(140)의 상부면이 노출되도록 수행할 수 있다. 또는, 상기 평탄화 공정은 상기 제1 층간 절연막(120)의 상부면이 노출되도록 수행할 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 절연 구조물(146)은 상기 제2 더미홀(142) 및 제1 연결부(142c)를 완전하게 채우는 절연 패턴을 포함하고, 상기 더미 채널 구조물(147)은 상기 제1 더미홀(141)을 완전히 채우는 절연 패턴을 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, the first
일부 실시예에서, 상기 제1 절연 구조물(146) 및 더미 채널 구조물(147)은 상기 제2 더미홀(142), 제1 연결부(142c) 및 제1 더미홀(141)의 표면을 따라 컨포멀하게 절연막을 형성하고, 상기 절연막 상에 상기 제2 더미홀(142), 제1 연결부(142c) 및 제1 더미홀(141)을 완전히 채우는 매립막을 형성하고, 상기 매립막 및 절연막을 평탄화하여 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 절연 구조물(146)은 상기 제2 더미홀(142) 및 제1 연결부(142c)의 표면을 따라 컨포멀하게 형성되는 절연 패턴 및 상기 절연 패턴 상에 상기 제2 더미홀(142) 및 제1 연결부(142c)를 완전히 채우는 매립 패턴을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 더미 채널 구조물(147)은 상기 제1 더미홀(141)의 표면을 따라 컨포멀하게 형성되는 절연 패턴 및 상기 절연 패턴 상에 상기 제1 더미홀(141)을 완전히 채우는 매립 패턴을 포함할 수도 있다.In some embodiments, the first
상기 제1 절연 구조물(146)은 단면에서 볼 때 U자 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 절연 구조물(146)은 상기 제1 부위의 양 단부에 위치하고 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115) 및 제1 층간 절연막(120)을 관통하여 기판 표면까지 연장되는 필러부 및 상기 필러부 하부를 서로 연결하는 브릿지 패턴을 포함할 수 있다. The first
도 15 및 도 16을 참조하면, 적어도 상기 셀 영역의 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 절단하면서 상기 제2 방향으로 연장되는 개구부(150a)를 형성할 수 있다. 상기 공정에 의해, 상기 셀 영역의 예비 계단형 몰드 구조물(115)은 상기 제3 방향으로 서로 이격되는 계단형 몰드 구조물(115a)로 형성될 수 있다. 상기 계단형 몰드 구조물(115a)에는 절연 패턴(116) 및 희생 패턴(118)이 적층될 수 있다. Referring to FIGS. 15 and 16 , an
상기 개구부(150a)를 형성하기 위한 식각 공정에서, 상기 제1 부위의 예비 계단형 몰드 구조물(115)은 식각되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 제1 부위의 제2 방향의 양 측으로 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)이 식각될 수 있다. 따라서, 상기 식각되지 않는 부위는 상기 계단형 몰드 구조물(115a)들을 서로 연결하는 연결 패턴(150b)으로 제공될 수 있다. In the etching process to form the
예시적인 실시예에서, 연결 패턴(150b)을 포함하는 개구부(150a) 및 연결 패턴(150b)을 포함하고 있지 않은 개구부(150a)가 상기 제3 방향으로 번갈아 형성될 수 있다. 따라서, 상기 한쌍의 서로 이웃하는 계단형 몰드 구조물(115a)은 상기 제1 부위에서 상기 연결 패턴(150b)에 의해 서로 연결될 수 있다. In an exemplary embodiment,
상기 제1 부위는 최상부의 워드 라인의 상기 제2 방향의 단부에 해당되는 희생 패턴(예를들어, 118e)과 오버랩될 수 있다. 따라서, 상기 SSL로 제공되는 최상부의 희생 패턴(예를들어, 118f)은 절단된 형상을 가질 수 있다. 반면에, 그 아래에 위치하는 상기 워드 라인으로 제공되는 희생 패턴들(예를들어, 118b 내지 118e)은 상기 연결 패턴(150b)에 의해 상기 제3 방향으로 서로 연결된 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 GSL로 제공되는 최하부의 희생 패턴(118a)은 이 전의 공정에 의해 절단된 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 부위에서, 상기 SSL 및 GSL로 제공되는 희생 패턴은 구비되지 않을 수 있다. The first portion may overlap with a sacrificial pattern (eg, 118e) corresponding to an end of the uppermost word line in the second direction. Accordingly, the uppermost sacrificial pattern (eg, 118f) provided as the SSL may have a cut shape. On the other hand, the sacrificial patterns (eg, 118b to 118e) provided to the word line located below may have a shape connected to each other in the third direction by the
도 17 내지 도 19를 참조하면, 상기 개구부(150a)에 의해 측벽이 노출된 희생 패턴들(118)을 제거할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 희생 패턴들(118)은 등방성 식각 공정을 통해 제거될 수 있다. Referring to FIGS. 17 to 19 , the
상기 희생 패턴들(118)이 제거됨에 따라, 각 층의 절연 패턴들(116) 사이에 갭(gap)(152)이 형성될 수 있다. 이 때, 도 20에 도시된 것과 같이, 상기 제1 부위에 남아있는 상기 희생 패턴들(118)도 함께 제거됨으로써, 상기 갭(152)이 형성될 수 있다. As the
도 20 및 도 21을 참조하면, 상기 각 층의 갭(152) 내부에 도전 물질을 채워넣음으로써 게이트 패턴들(160)을 형성할 수 있다. 즉, 각 층의 희생 패턴(118)들은 게이트 패턴들(160)로 각각 치환될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 게이트 패턴(160)은 금속 또는 금속 질화물을 사용하여 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 20 and 21 ,
설명한 것과 같이, 최하부의 게이트 패턴(160a)은 GSL로 제공되고, 최상부의 게이트 패턴(160f)은 SSL로 제공되고, 상기 GSL과 SSL 사이의 게이트 패턴(160b, 160c, 160d, 160e)은 워드 라인으로 제공될 수 있다. As described, the
그런데, 상기 제1 부위의 갭(152)의 내부에도 상기 도전 물질이 채워지고, 이는 서로 제3 방향으로 이웃하는 2개의 워드 라인들을 서로 연결시키는 도전 연결 패턴(161)으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제3 방향으로 이웃하는 2개의 워드 라인은 전기적으로 연결될 수 있다. However, the inside of the
그러나, 상기 제1 부위에서 상기 SSL 및 GSL에 해당하는 부위에는 상기 갭(152)이 형성되지 않고 절연 물질로 채워져 있으므로, 상기 도전 연결 패턴(161)이 형성되지 않는다. 따라서, 상기 제3 방향으로 이웃하는 상기 SSL들 사이 및 GSL들 사이는 전기적으로 절연될 수 있다. However, since the
도 22 및 23을 참조하면, 이온 주입 공정을 수행하여 상기 개구부(150a)를 통해 노출된 기판(100) 상부에 불순물 영역(105)을 형성할 수 있다. 상기 불순물 영역(105) 상에 상기 개구부(150a)를 채우는 절연 패턴(155) 및 공통 소스 라인(157)을 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 22 and 23, an ion implantation process may be performed to form an
계속하여, 도시하지는 않았지만, 상기 제2 층간 절연막 상에 상부 층간 절연막을 형성하고, 상기 배선 영역에 위치하는 상기 층간 절연막들을 관통하는 콘택들을 형성하고, 상기 콘택들과 연결되는 배선들을 형성할 수 있다.Subsequently, although not shown, an upper interlayer insulating film may be formed on the second interlayer insulating film, contacts may be formed penetrating the interlayer insulating films located in the wiring region, and interconnections connected to the contacts may be formed. .
상기 공정을 통해 수직형 메모리 소자를 제조할 수 있다. A vertical memory device can be manufactured through the above process.
도 24는 수직형 메모리 소자의 평면도이고, 도 25는 상기 수직형 메모리 소자에서 연결 패턴 부위를 나타내는 사시도이다. FIG. 24 is a plan view of a vertical memory device, and FIG. 25 is a perspective view showing a connection pattern portion of the vertical memory device.
도 22 내지 25를 참조하면, 상기 수직형 메모리 소자는 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향으로 서로 이격되면서 적층되는 게이트 패턴들(160)이 구비될 수 있다. 상기 게이트 패턴들(160)의 가장자리 부위는 배선 영역에 위치하며, 상기 가장자리 부위는 계단 형상을 가질 수 있다. Referring to FIGS. 22 to 25 , the vertical memory device may be provided with
상기 셀 영역에 위치하는 상기 게이트 패턴들(160)을 관통하여 채널 구조물들(136)이 구비되고, 상기 배선 영역에 위치하는 게이트 패턴들(160) 및 제1 층간 절연막(120)을 관통하여 더미 채널 구조물들(147)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 배선 영역에서 GSL이 절단되는 제1 부위에는 제1 절연 구조물(146)이 구비될 수 있다. 상기 제1 절연 구조물(146)은 상기 더미 채널 구조물(147)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연 구조물(146)은 상기 필러부 및 브릿지 패턴을 포함하고, 상기 브릿지 패턴에 의해 제3 방향으로 이웃하는 상기 GSL이 서로 절단될 수 있다. The first
도 21에 도시된 것과 같이, 상기 제1 절연 구조물(146)의 필러부의 측벽은 요철을 가질 수 있다. As shown in FIG. 21, the side wall of the pillar portion of the first
상기 브릿지 패턴 상에서, 상기 필러부 사이에 해당하는 부위에는 상기 도전 연결 패턴(161)이 구비되고, 상기 도전 연결 패턴(161)은 워드 라인으로 제공되는 한 쌍의 게이트 패턴들(160)을 상기 제3 방향으로 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다. On the bridge pattern, the
상기 게이트 패턴들(160)은 각 상부면에 굴곡이 생기지 않고, 각 상부면이 평탄하게 형성될 수 있다. The
도 26은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.Figure 26 is a plan view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 26을 참조하면, 먼저 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 공정을 동일하게 수행하여 상기 기판 상에 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115) 및 제1 층간 절연막을 형성한다. Referring to FIG. 26 , the process described with reference to FIGS. 1 to 4 is performed in the same manner to form the preliminary stepped
이 후, 도 9 내지 도 14를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)에 제1 절연 구조물 및 더미 채널 구조물(147)을 형성한다. Thereafter, the same process as described with reference to FIGS. 9 to 14 is performed to form a first insulating structure and a
이 후, 도 5 내지 도 8을 참조로 설명한 공정을 수행하여 상기 필러 구조물을 형성한다. Afterwards, the process described with reference to FIGS. 5 to 8 is performed to form the filler structure.
즉, 상기 셀 영역에 필러 구조물을 형성하지 않은 상태에서, 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)에 제1 절연 구조물 및 더미 채널 구조물(147)을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 셀 영역에 상기 필러 구조물을 형성한다. That is, the first insulating structure and the
계속하여, 도 15 내지 도 23을 참조로 설명한 공정을 수행하여 상기 수직형 메모리 소자를 제조할 수 있다. 상기 수직형 메모리 소자는 도 22 내지 도 25에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다. Subsequently, the vertical memory device can be manufactured by performing the process described with reference to FIGS. 15 to 23. The vertical memory device may be substantially the same as the vertical memory device shown in FIGS. 22 to 25.
도 27 내지 도 31은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.27 to 31 are plan views and cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 27을 참조하면, 기판(100) 상에 하부 절연막(112a) 및 하부 희생막(114a)을 형성한다. Referring to FIG. 27, a lower insulating
상기 하부 희생막(114a) 상에 마스크 패턴(102)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(102)은 상기 배선 영역(B)에서 그라운드 선택 라인(GSL)이 절단되어야 할 부위인 제1 부위에 해당되는 하부 희생막(114a) 부위를 선택적으로 노출할 수 있다.A
상기 마스크 패턴(102)에 의해 노출된 하부 희생막(114a)의 표면에 기판 처리 공정을 수행하여 상기 하부 희생막(114a)의 일부 부위에 희생 영역(104a)을 형성한다. A substrate treatment process is performed on the surface of the lower
상기 기판 처리 공정은 이온 주입 공정 또는 플라즈마 처리 공정 등을 포함할 수 있다. 상기 희생 영역(104a)은 상기 하부 희생막(114a) 및 이 후에 형성되는 희생막과 높은 식각 선택성을 가질 수 있다. 즉, 동일한 갖는 식각 공정을 수행하였을 때, 상기 희생 영역(104a)은 상기 하부 희생막 및 다른 희생막들보다 더 빠르게 제거될 수 있다. The substrate processing process may include an ion implantation process or a plasma treatment process. The
이 후, 상기 마스크 패턴을 제거한다. After this, the mask pattern is removed.
도 28을 참조하면, 하부 희생막(114a) 및 희생 영역(104a) 상에, 절연막들(112b, 112c, 112d, 112e, 112f) 및 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e, 114f)을 교대로 반복적으로 적층하여 몰드 구조물을 형성한다. Referring to FIG. 28, insulating
이 후, 상기 몰드 구조물의 단부를 단계적으로 식각하여 예비 계단형 몰드 구조물(115, 도 3 및 4 참조) 을 형성한다. 상기 예비 계단형 몰드 구조물을 형성하는 공정은 도 3 및 도 4를 참조로 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. Afterwards, the ends of the mold structure are gradually etched to form a preliminary stepped mold structure 115 (see FIGS. 3 and 4). The process of forming the preliminary stepped mold structure may be substantially the same as that described with reference to FIGS. 3 and 4.
계속하여, 도 5 내지 도 8을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 상기 셀 영역(A)에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 관통하여 필러 구조물들(138, 도 5 참조)을 형성할 수 있다.Continuing, by performing the same process as described with reference to FIGS. 5 to 8, filler structures 138 (see FIG. 5) are formed through the preliminary stepped
도 29를 참조하면, 상기 배선 영역에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)의 절연막들(112), 희생막들(114) 및 제1 및 제2 층간 절연막을 이방성 식각하여 제1 더미홀 및 제2 더미홀(143)을 각각 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2 더미홀(143)을 형성하는 공정은 도 9 및 도 10을 참조로 설명한 것과 동일할 수 있다. Referring to FIG. 29, the insulating
상기 제2 더미홀(143)의 하부 측벽에는 상기 하부 희생막(114a)에 형성된 희생 영역(104a)이 노출될 수 있다. A
도 30을 참조하면, 상기 희생 영역(104a)을 등방성 식각 공정을 통해 제거한다. 상기 희생 영역(104a)은 상기 하부 희생막(114a) 및 다른 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e)보다 더 빠르게 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀(142)의 하부 측벽을 서로 연결시키는 제1 연결부(143a)를 형성할 수 있다. 상기 제1 연결부(143a)는 후속 공정에서 형성되는 그라운드 선택 트랜지스터의 GSL이 절단되는 부위가 될 수 있다. 상기 제1 연결부(143a) 양 측의 하부 희생막(114a)은 후속 공정을 통해 게이트 패턴으로 대체되어 상기 GSL로 제공될 수 있다. Referring to FIG. 30, the
상기 희생 영역(104a)을 식각하는 공정에서, 상기 하부 희생막(114a) 및 다른 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e)도 일부 두께만큼 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀(143)의 측벽에 요철부가 생성될 수 있다. In the process of etching the
도 31을 참조하면, 도 14 내지 도 23을 참조로 설명한 공정들을 동일하게 수행함으로써 수직형 메모리 소자를 제조할 수 있다. Referring to FIG. 31, a vertical memory device can be manufactured by performing the same processes described with reference to FIGS. 14 to 23.
즉, 상기 제2 더미홀(143) 및 제1 연결부(143a, 도 30) 내부를 채우는 제1 절연 구조물(146)을 형성하고, 상기 제1 더미홀(141) 내부에 더미 채널 구조물(도 15, 147)을 형성할 수 있다. That is, a first
이 때, 상기 제1 절연 구조물(146)은 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115) 및 제1 층간 절연막(120)을 관통하여 기판(100) 표면까지 연장되는 필러부 및 상기 필러부 하부를 서로 연결하는 브릿지 패턴을 포함할 수 있다. 상기 브릿지 패턴의 상,하부면 높이는 각각 상기 최하부 희생 패턴의 상, 하부면 높이와 동일할 수 있다. At this time, the first
예시적인 실시예에서, 상기 브릿지 패턴과 하부 절연막(112a)은 동일한 절연물질을 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 브릿지 패턴과 하부 절연막(112a)은 하나의 막으로 병합될 수 있다. In an exemplary embodiment, the bridge pattern and the lower insulating
이 후, 적어도 상기 셀 영역의 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 절단하면서 상기 제2 방향으로 연장되는 개구부(도 22, 150a)를 형성할 수 있다. 상기 희생 패턴들을 게이트 패턴들(160)로 대체할 수 있다. Afterwards, an opening extending in the second direction (FIG. 22, 150a) may be formed while cutting the preliminary stepped
상기 수직형 메모리 소자는 상기 기판에 리세스가 생성되지 않고, 상기 제1 절연 구조물(146)의 브릿지 패턴이 기판 상부면과 이격되게 구비되는 것을 제외하고는, 도 22 내지 도 25에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다.The vertical memory device is a vertical memory device shown in FIGS. 22 to 25, except that no recess is created in the substrate and the bridge pattern of the first
도 32 및 35는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 32 and 35 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 32를 참조하면, 기판(100) 상에 하부 절연막(112a)을 형성한다. Referring to FIG. 32, a lower insulating
상기 하부 절연막(112a) 상에 마스크 패턴(102)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(102)은 상기 배선 영역(B)에서 그라운드 선택 라인(GSL)이 절단되어야 할 부위인 제1 부위에 해당되는 하부 절연막(112a) 부위를 선택적으로 노출할 수 있다.A
상기 마스크 패턴(102)에 의해 노출된 하부 절연막(112a)의 표면에 기판 처리 공정을 수행하여 상기 하부 절연막(112a) 부위에 희생 영역(104b)을 형성한다. A substrate treatment process is performed on the surface of the lower insulating
상기 기판 처리 공정은 이온 주입 공정 또는 플라즈마 처리 공정 등을 포함할 수 있다. 상기 희생 영역(104b)은 상기 하부 절연막(112a) 및 이 후에 형성되는 절연막들과 높은 식각 선택성을 가질 수 있다. 즉, 동일한 갖는 식각 공정을 수행하였을 때, 상기 희생 영역(104b)은 상기 하부 절연막(112a) 및 다른 절연막들보다 더 빠르게 제거될 수 있다. The substrate processing process may include an ion implantation process or a plasma treatment process. The
이 후, 상기 마스크 패턴(102)을 제거한다. After this, the
도 33을 참조하면, 상기 하부 절연막(112a) 및 희생 영역(104b) 상에, 하부 희생막(114a)을 형성한다. 상기 하부 희생막(114a) 상에 절연막들(112b, 112c, 112d, 112e, 112f) 및 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e)을 교대로 반복적으로 적층하여 몰드 구조물을 형성한다. 이 후, 상기 몰드 구조물의 단부를 단계적으로 식각하여 예비 계단형 몰드 구조물(115, 도 3 및 4 참조)을 형성한다. 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 형성하는 공정은 도 3 및 도 4를 참조로 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. Referring to FIG. 33, a lower
계속하여, 도 5 내지 도 8을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 상기 셀 영역(A)에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 관통하여 필러 구조물들(138, 도 5)을 형성할 수 있다. Continuing, the same process as described with reference to FIGS. 5 to 8 is performed to form filler structures 138 (FIG. 5) by penetrating the preliminary stepped
이 후, 상기 배선 영역에 위치하는 예비 계단형 몰드 구조물(115)의 절연막들, 희생막들, 하부 절연막, 하부 희생막 및 제1 및 제2 층간 절연막을 이방성 식각하여 제1 더미홀 및 제2 더미홀(143b)을 각각 형성한다. 상기 제1 및 제2 더미홀(143b)을 형성하는 공정은 도 9 및 도 10을 참조로 설명한 것과 동일할 수 있다. 상기 제2 더미홀(143b)의 측벽에는 상기 최하부 절연막(112a)에 형성된 희생 영역(104b)이 노출될 수 있다. Thereafter, the insulating films, sacrificial films, lower insulating film, lower sacrificial film, and first and second interlayer insulating films of the preliminary stepped
도 34를 참조하면, 상기 희생 영역(104b)을 등방성 식각 공정을 통해 제거한다. 상기 희생 영역은 상기 하부 절연막(112a) 및 다른 절연막들(112b, 112c, 112d, 112e, 112f) 보다 더 빠르게 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀(143b)의 하부 측벽을 서로 연결시키는 예비 제1 연결부(143c)를 형성할 수 있다. 상기 예비 제1 연결부(143c)에 의해 기판 표면 및 하부 희생막의 저면이 각각 노출될 수 있다. Referring to FIG. 34, the
상기 희생 영역을 식각하는 공정에서, 상기 최하부 절연막 및 다른 절연막도 일부 두께만큼 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀(143b)의 측벽에 요철부가 생성될 수 있다. In the process of etching the sacrificial region, the lowermost insulating layer and other insulating layers may also be etched to a certain thickness. Accordingly, uneven portions may be created on the sidewall of the second
도 35를 참조하면, 상기 예비 제1 연결부(143c)에 의해 노출되는 하부 희생막(114a)이 제거되도록 등방성 식각 공정을 수행한다. 따라서, 상기 제2 더미홀들(143b) 하부를 서로 연결하는 제1 연결부(143d)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 35, an isotropic etching process is performed to remove the lower
상기 예비 제1 연결부(143c) 상에 노출되는 하부 희생막(114a)은 상기 제2 더미홀(143b)의 측벽에 노출되는 다른 희생막들(114b, 114c, 114d, 114e)보다 더 빠르게 식각될 수 있다. 따라서, 상기 식각 공정을 통해, 상기 제2 더미홀(143b)의 측벽에 요철부가 생성될 수 있다.The lower
이 후, 도 14 내지 23을 참조로 설명한 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여 수직형 메모리 소자를 제조한다. Afterwards, substantially the same process as described with reference to FIGS. 14 to 23 is performed to manufacture a vertical memory device.
상기 수직형 메모리 소자에서, 상기 제1 절연 구조물(146b)은 기판(100) 표면까지 연장되는 필러부 및 상기 필러부 하부를 서로 연결하는 브릿지 패턴을 포함할 수 있다. 상기 브릿지 패턴의 상부면 높이는 각각 상기 최하부 게이트 패턴(118a)의 상부면 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 상기 브릿지 패턴은 상기 기판(100) 상부면과 접촉될 수 있다. In the vertical memory device, the first
상기 수직형 메모리 소자는 기판에 리세스가 생성되지 않는 것을 제외하고는, 도 22 내지 도 25에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다.The vertical memory device may be substantially the same as the vertical memory device shown in FIGS. 22 to 25, except that no recess is created in the substrate.
도 36 및 39는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.36 and 39 are plan and cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 36을 참조하면, 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행한다. 따라서, 기판(100) 상에 예비 계단형 몰드 구조물(도 4, 115)을 형성할 수 있다. 상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)을 덮는 제1 층간 절연막(120)을 형성할 수 있다.Referring to Figure 36, the same process as described with reference to Figures 1 to 4 is performed. Accordingly, a preliminary stepped mold structure (FIG. 4, 115) can be formed on the
상기 예비 계단형 몰드 구조물(115)의 절연막들 및 희생막들을 이방성 식각하여 채널 홀(125a), 제1 더미홀(141) 및 제2 더미홀(142)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 채널 홀(125a), 제1 더미홀(141) 및 제2 더미홀(142)은 상기 이방성 식각 공정을 통해 동시에 형성할 수 있다. The
도 37을 참조하면, 상기 채널 홀(125a)의 저면에 선택적 에피택셜 성장 공정을 수행하여 반도체 패턴(127)을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 제1 더미홀(141) 및 제2 더미홀(142)의 저면에는 상기 반도체 패턴이 형성되지 않도록, 상기 배선 영역은 블록킹될 수 있다. Referring to FIG. 37, a
이 후, 도 11 내지 도 13을 참조로 설명한 공정을 동일하게 수행한다. 따라서, 상기 제2 더미홀들(142) 하부를 서로 연결하는 제1 연결부(도 13, 142c)를 형성할 수 있다. Afterwards, the processes described with reference to FIGS. 11 to 13 are performed in the same manner. Accordingly, a first connection portion (FIG. 13, 142c) connecting the lower portions of the second dummy holes 142 to each other can be formed.
상기 공정들을 수행하면, 상기 제1 및 제2 더미홀(142)의 측벽에 각각 요철부가 생성될 수 있다. 또한, 상기 채널 홀(125a)의 측벽에 노출되는 절연 패턴 및 희생 패턴이 일부 두께만큼 식각될 수 있다. 그러므로, 상기 채널 홀(125a)의 측벽에도 상기 요철부가 생성될 수 있다. When the above processes are performed, uneven portions may be created on the side walls of the first and second dummy holes 142, respectively. Additionally, the insulating pattern and sacrificial pattern exposed on the sidewall of the
도 38 및 도 39를 참조하면, 상기 채널홀 내부에는 필러 구조물(138)을 형성할 수 있다. 상기 필러 구조물(138)은 반도체 패턴(127), 채널 구조물(136a) 및 패드 패턴(137)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 더미홀 내부에는 각각 더미 채널 구조물 및 제1 절연 구조물(136b)을 형성할 수 있다. 상기 제1 절연 구조물(136b), 더미 채널 구조물 및 상기 채널 구조물(136a)은 동일한 공정을 통해 형성할 수 있으며, 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 38 and 39, a
구체적으로, 상기 채널 구조물은 제1 유전막 구조물(130a), 제1 채널(132a) 및 제1 매립 절연 패턴(134a)을 포함할 수 있다. 상기 더미 채널 구조물 및 제1 절연 구조물(136b)은 제2 유전막 구조물(130b), 제2 채널(132b) 및 제2 매립 절연 패턴(134b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연 구조물은 상기 제2 더미홀 측벽에 형성되며 절연 물질이 포함하는 제2 유전막 구조물(130b)을 포함하므로, 절연 구조물로 제공될 수 있다. 상기 채널홀 내에서, 상기 채널 구조물(136a) 상에는 패드 패턴(137)이 형성될 수 있다. Specifically, the channel structure may include a first
상기 채널 구조물(136a), 더미 채널 구조물 및 제1 절연 구조물(136b)은 상기 채널홀, 제1 및 제2 더미홀들의 요철부에 의해 측벽에 요철부가 형성될 수 있다. The
이 후, 도 15 내지 도 23을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여 수직형 메모리 소자를 제조한다. Afterwards, the same process as described with reference to FIGS. 15 to 23 is performed to manufacture a vertical memory device.
상기 수직형 메모리 소자에서, 상기 채널 구조물, 더미 채널 구조물 및 제1 절연 구조물은 측벽에 요철을 가지고, 서로 동일한 물질들이 적층될 수 있다. 그 외에는, 도 22 내지 도 25에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다.In the vertical memory device, the channel structure, the dummy channel structure, and the first insulating structure have uneven sidewalls, and the same materials may be stacked on each other. Other than that, it may be substantially the same as the vertical memory device shown in FIGS. 22 to 25.
일부 실시예에서, 상기 수직형 메모리 소자는 기판에 리세스가 생성되지 않을 수도 있다. In some embodiments, the vertical memory device may not have a recess created in the substrate.
도 40 및 도 47은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.FIGS. 40 and 47 are plan views and cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 40 내지 도 42를 참조하면, 도 1 및 2를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행한다. Referring to FIGS. 40 to 42, the same process as described with reference to FIGS. 1 and 2 is performed.
이 후, 상기 기판(100) 상에 절연막들(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g) 및 희생막들(114a, 114b, 114c, 114d, 114e, 114f)을 교대로 반복적으로 적층하여 몰드 구조물을 형성할 수 있다. 이후, 상기 몰드 구조물의 가장자리 부위를 단계적으로 식각하여 상기 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115a)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115b)은 상기 배선 영역 및 주변 영역에 위치하는 각 모서리 부위가 계단 형상을 가질 수 있다. Afterwards, insulating
이 때, 상기 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115a)에 포함되는 하부 절연막(112a), 하부 희생막(114a) 및 상기 하부 희생막(114a) 상에 형성되는 절연막(112b)은 식각하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115b)은 최하부에 1층의 계단이 형성되지 않을 수 있다. At this time, the lower insulating
다음에, 상기 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115b)을 덮는 제1 층간 절연막(120)을 형성할 수 있다.Next, a first
도 43을 참조하면, 상기 셀 영역(A)에 위치하는 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115b)을 관통하여 필러 구조물들(138)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 43,
상기 공정은 도 5 내지 도 8을 참조로 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. The process may be substantially the same as that described with reference to FIGS. 5 to 8.
도 44 내지 도 46을 참조하면, 상기 배선 영역에 위치하는 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115b)의 절연막들, 희생막들 및 제1 및 제2 층간 절연막(120, 140)을 이방성 식각하여 제1 더미홀(141) 및 제2 더미홀(142)을 각각 형성할 수 있다. 또한, 상기 식각 공정에서, 제1 예비 계단형 몰드 구조물(115b)에서 최하부에 1층의 계단을 함께 형성할 수 있다. 그러므로, 제2 예비 계단형 몰드 구조물(115c)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 44 to 46, the insulating films, sacrificial films, and first and second
즉, 상기 제1 및 제2 더미홀들을 형성하기 위한 식각 공정에서, 상기 제1 및 제2 층간 절연막(120, 140)과 상기 하부 절연막(112a), 하부 희생막(114a) 및 상기 하부 희생막(114a) 상에 형성되는 절연막(112b)을 식각하여 최하부 계단을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 층간 절연막(120, 140)과 상기 하부 절연막(112a), 하부 희생막(114a) 및 상기 하부 희생막(114a) 상에 형성되는 절연막(112b)을 관통하는 제1 개구부(161)를 형성할 수 있으며, 평면도에서 볼 때 상기 제1 개구부(161)는 상기 셀 영역(A)의 외부를 둘러싸는 링 형상을 가질 수 있다. That is, in the etching process for forming the first and second dummy holes, the first and second
상기 제1 개구부(161)의 측벽에는 각각 상기 하부 절연막(112a, 111a), 하부 희생막(114a, 113a) 및 그 위의 하부 절연막(114b, 111b)의 일부가 노출될 수 있다. Parts of the lower insulating
도 47을 참조하면, 도 11 내지 도 14를 참조로 설명한 공정을 동일하게 수행할 수 있다. Referring to Figure 47, the processes described with reference to Figures 11 to 14 can be performed in the same manner.
상기 공정들을 수행하면, 상기 제2 더미홀(142) 및 제1 연결부(142c) 내부를 채우는 제1 절연 구조물(146)이 형성되고, 상기 제1 더미홀(141) 내부에 더미 채널 구조물(도 14, 147)이 형성될 수 있다. When the above processes are performed, a first
공정을 수행하면, 상기 제1 개구부(161)의 측벽의 절연막 및/또는 희생막도 일부 식각되어 상기 제1 개구부(161)의 폭이 다소 확장될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(161) 내부에도 절연 물질이 채워지게 되어, 상기 제1 개구부(161) 내부에 제2 절연 구조물(162)이 형성될 수 있다. When the process is performed, the insulating film and/or sacrificial film on the sidewall of the
이 후, 도 15 내지 도 23을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여 수직형 메모리 소자를 제조한다. Afterwards, the same process as described with reference to FIGS. 15 to 23 is performed to manufacture a vertical memory device.
상기 수직형 메모리 소자는 상기 배선 영역을 둘러싸는 링 형상의 제2 절연 구조물(162)이 포함될 수 있다. 그 외에는, 도 22 내지 도 25에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다.The vertical memory device may include a ring-shaped second
도 48은 예시적인 실시예들에 따른 수직형 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. Figure 48 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a vertical memory device according to example embodiments.
상기 수직형 메모리 소자는 제2 절연 구조물을 제외하고는 도 47에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다. The vertical memory device may be substantially the same as the vertical memory device shown in FIG. 47 except for the second insulating structure.
도 40 내지 도 46을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 상기 제1 개구부를 형성한다. The first opening is formed by performing the same process as described with reference to FIGS. 40 to 46.
도 48을 참조하면, 도 11 내지 도 13을 참조로 설명한 공정을 동일하게 수행할 수 있다. 따라서, 상기 제2 더미홀들(142) 하부를 서로 연결하는 제1 연결부(142c)가 형성될 수 있다. Referring to Figure 48, the processes described with reference to Figures 11 to 13 can be performed in the same manner. Accordingly, a
이 후, 상기 제2 더미홀(142) 및 제1 연결부(142c) 내부를 채우는 제1 절연 구조물(146)을 형성하고, 상기 제1 더미홀(141) 내부에 더미 채널 구조물(도 15, 147)을 형성할 수 있다. Afterwards, a first
그리고, 상기 제1 개구부(161) 내부에도 절연 물질이 증착되어, 상기 제1 개구부(161) 내부에 제2 절연 구조물(162a)이 형성될 수 있다.Additionally, an insulating material may be deposited inside the
이 때, 상기 제2 절연 구조물(162a)은 상기 제1 개구부(161) 측벽 및 저면을 따라 형성되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 개구부(161) 내부에 공간이 남아있도록 할 수 있다. At this time, the second
이 후, 상기 제2 층간 절연막(140) 상에, 상기 제1 개구부(161)의 상부를 덮는 제3 층간 절연막(166)을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제1 개구부 내부에는 에어갭(164)이 생성될 수 있다. Afterwards, a third
이 후, 도 15 내지 도 23을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여 수직형 메모리 소자를 제조한다. Afterwards, the same process as described with reference to FIGS. 15 to 23 is performed to manufacture a vertical memory device.
상기 수직형 메모리 소자는 상기 배선 영역을 둘러싸는 링 형상의 제2 절연 구조물(162b)이 포함되며, 상기 제2 절연 구조물(162b)은 에어갭(164)을 포함할 수 있다. 그 외에는, 도 22 내지 도 25에 도시된 수직형 메모리 소자와 실질적으로 동일할 수 있다.The vertical memory device includes a ring-shaped second insulating structure 162b surrounding the wiring area, and the second insulating structure 162b may include an
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but those skilled in the art can make various modifications and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the patent claims. You will understand that you can change it.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 방법에 의해 수직형 메모리 소자를 제조할 수 있다. A vertical memory device can be manufactured by a method according to exemplary embodiments of the present invention.
100 : 기판 102 : 마스크 패턴
104 : 희생 영역 105 : 예비 계단형 몰드 구조물
120 : 제1 층간 절연막 112a : 하부 절연막
114a : 하부 희생막
112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g : 절연막들
114b, 114c, 114d, 114e, 114f : 희생막들
136, 136a : 채널 구조물
136b : 제1 절연 구조물
147 : 더미 채널 구조물
138 : 필러 구조물들 140 : 제2 층간 절연막
125 : 채널홀 143a : 제1 연결부
143b : 제2 더미홀 146 : 제1 절연 구조물
161 : 제1 개구부 160 : 게이트 패턴100: substrate 102: mask pattern
104: Sacrificial area 105: Preliminary stepped mold structure
120: first
114a: lower sacrificial film
112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g: insulating films
114b, 114c, 114d, 114e, 114f: sacrificial films
136, 136a: Channel structure
136b: first insulating structure
147: Dummy channel structure
138: Filler structures 140: Second interlayer insulating film
125:
143b: second dummy hole 146: first insulating structure
161: first opening 160: gate pattern
Claims (10)
상기 워드 라인으로 제공되는 각 층의 게이트 패턴들 중 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 서로 이웃하는 각 층의 게이트 패턴들을 직접 연결시키고, 상기 게이트 패턴들과 동일한 도전 물질로 이루어지는 도전 연결 패턴; 및
상기 도전 연결 패턴의 제3 방향의 양 측으로 배치되고 상기 게이트 패턴을 상기 제1 방향으로 관통하고 절연 물질을 포함하는 필러부, 및 최하부 게이트 패턴의 상기 제3 방향의 사이에 개재되어 상기 제3 방향으로 이웃하는 최하부 게이트 패턴들을 전기적으로 절연시키고,상기 필러부의 하부와 연결되고, 절연 물질을 포함하는 브릿지 패턴을 포함하는 절연 구조물을 포함하는 수직형 반도체 소자. a plurality of gate patterns stacked and spaced apart in a first direction perpendicular to the substrate, extending in a second direction horizontal to the substrate, and including a lowermost gate pattern and gate patterns provided as a word line;
Among the gate patterns of each layer provided as the word line, a conductive connection pattern that directly connects the gate patterns of each layer adjacent to each other in a third direction perpendicular to the second direction and is made of the same conductive material as the gate patterns. ; and
A filler portion disposed on both sides of the third direction of the conductive connection pattern, penetrating the gate pattern in the first direction, and including an insulating material, and interposed between the third direction of the lowermost gate pattern and extending in the third direction. A vertical semiconductor device comprising an insulating structure that electrically insulates neighboring lowermost gate patterns, is connected to a lower part of the pillar part, and includes a bridge pattern containing an insulating material.
패턴 절단 영역에 위치하는 상기 기판, 하부 절연막 및 하부 희생막 중 적어도 하나에 희생 영역을 형성하고;
상기 하부 희생막 상에 절연막 및 희생막을 교대로 반복 적층하고;
상기 절연막 및 희생막, 하부 절연막 및 하부 희생막을 식각하여 상기 기판 표면을 노출하고, 상기 희생 영역의 제3 방향의 양 단부를 각각 노출하는 더미홀들을 형성하고;
상기 더미홀들을 통해 상기 희생 영역 및 상기 더미홀들 사이에 배치되는 상기 하부 희생막을 제거하여, 상기 더미홀들의 하부와 연통하는 연결부 및 상기 연결부에 의해 상기 제3 방향으로 절단된 하부 희생 패턴들을 형성하고;
상기 하부 희생 패턴들 및 희생막들을 도전 물질로 대체하여, 상기 제3 방향으로 절단된 최하부 게이트 패턴 및 그 위에 배치되는 게이트 패턴들을 형성하고,
상기 더미홀들 및 연결부 내에 절연 물질을 채워넣어, 필러부 및 상기 최하부 게이트 패턴의 제3 방향 사이에 개재되어 상기 제3 방향으로 이웃하는 최하부 게이트 패턴을 전기적으로 절연시키는 브릿지 패턴을 포함하는 절연 구조물을 형성하는 것을 포함하는 수직형 반도체 소자의 제조 방법. sequentially forming a lower insulating film and a lower sacrificial film on the substrate;
forming a sacrificial region on at least one of the substrate, a lower insulating film, and a lower sacrificial film located in a pattern cutting area;
repeatedly stacking an insulating layer and a sacrificial layer alternately on the lower sacrificial layer;
exposing the surface of the substrate by etching the insulating layer, the sacrificial layer, the lower insulating layer, and the lower sacrificial layer, and forming dummy holes exposing both ends of the sacrificial region in a third direction, respectively;
The lower sacrificial layer disposed between the sacrificial area and the dummy holes is removed through the dummy holes to form a connection portion communicating with lower portions of the dummy holes and a lower sacrificial pattern cut in the third direction by the connection portion. do;
Replacing the lower sacrificial patterns and sacrificial films with a conductive material to form a lowermost gate pattern cut in the third direction and gate patterns disposed thereon,
An insulating structure that fills the dummy holes and the connection portion with an insulating material and includes a bridge pattern that is interposed between the filler portion and the third direction of the lowermost gate pattern and electrically insulates the lowermost gate pattern adjacent to the third direction. A method of manufacturing a vertical semiconductor device comprising forming a.
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