KR20100053393A - Method for fabricating nonvolatile memory device and nonvolatile memory device fabricated by the method - Google Patents

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KR20100053393A
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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a nonvolatile memory device and the nonvolatile memory device fabricated thereby are provided to improve the reliability of the device by preventing the loss of electrical charges. CONSTITUTION: A plurality of layers which is based on materials with different etching selectivity is alternately stacked on a semiconductor substrate(100). An opening passes through the layers. Expansion parts which are expanded from the opening are formed in a horizontal direction to the semiconductor substrate. An electrical charge trapping layer is conformally formed along the surface of the opening and the expanding parts. Patterns(142) of the electrical charge trapping layer are locally formed in the expansion parts.

Description

비휘발성 메모리 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 비휘발성 메모리 장치{Method for fabricating nonvolatile memory device and nonvolatile memory device fabricated by the method}Method for fabricating nonvolatile memory device and nonvolatile memory device fabricated by the method

본 발명은 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 비휘발성 메모리 장치 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 비휘발성 메모리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a nonvolatile memory device and a nonvolatile memory device manufactured according to the present invention, and more particularly, to a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure capable of improving reliability and a non-volatile memory device manufactured accordingly. A volatile memory device.

일반적으로 비휘발성 메모리 장치란, 전기적으로 데이터의 소거(erase) 및 저장(program)이 가능하고 전원이 차단되어도 데이터의 보존이 가능한 소자이다. 이에 따라 최근 다양한 분야에서 비휘발성 메모리 장치의 사용이 증가하고 있다.Generally, a nonvolatile memory device is an element capable of electrically erasing and storing data and preserving data even when a power supply is cut off. Accordingly, the use of nonvolatile memory devices has recently increased in various fields.

비휘발성 메모리 장치들은 다양한 형태의 메모리 셀 트랜지스터를 구성하고 있으며, 셀 어레이 구조에 따라 크게 낸드형(NAND type)과 노어형(NOR type)으로 구분된다. 낸드형 비휘발성 메모리 장치와 노어형 비휘발성 메모리 장치는, 고집적화와 고속성으로 대별되는 각각의 장단점을 가지고 있다.Nonvolatile memory devices constitute various types of memory cell transistors, and are classified into NAND type and NOR type according to a cell array structure. NAND type nonvolatile memory devices and NOR type nonvolatile memory devices each have advantages and disadvantages that are classified into high integration and high speed.

특히, 낸드형 비휘발성 메모리 장치는 다수의 메모리 셀 트랜지스터들을 직렬적으로 연결한 셀 스트링(string) 구조로 인해, 고집적화에 유리하다. 그리고, 낸드형 비휘발성 메모리 장치는 복수개의 메모리 셀 트랜지스터들에 저장된 정보를 동시에 변경하는 동작 방식을 채택하기 때문에, 정보 갱신(update) 속도가 상기 노어형 비휘발성 메모리 장치에 비해 월등히 빠르다. 이러한 높은 집적도 및 빠른 갱신 속도에 의해, 낸드형 비휘발성 메모리 장치는 디지털 카메라 또는 MP3 플레이어 등과 같이 대용량 저장 장치(mass storage)를 필요로 하는 휴대용 전자 제품에 주로 사용된다. 이와 같은 낸드형 비휘발성 메모리 장치들의 장점들을 계속해서 촉진 및 부각시키는 방향으로 연구 개발되고 있으며, 이에 따라 3차원 구조의 낸드형 비휘발성 메모리 장치가 개발되고 있다. In particular, NAND type nonvolatile memory devices are advantageous for high integration due to a cell string structure in which a plurality of memory cell transistors are connected in series. In addition, since the NAND type nonvolatile memory device adopts an operation method of simultaneously changing the information stored in the plurality of memory cell transistors, the information update rate is much faster than that of the NOR type nonvolatile memory device. Due to this high density and fast update rate, NAND type nonvolatile memory devices are mainly used in portable electronic products requiring mass storage such as digital cameras or MP3 players. Researches and developments continue to promote and highlight the advantages of such NAND nonvolatile memory devices. Accordingly, a NAND nonvolatile memory device having a three-dimensional structure has been developed.

또한, 비휘발성 메모리 장치들은 단위 셀을 구성하는 기억 저장층의 종류에 따라 부유 게이트(floating gate)형 비휘발성 메모리 장치와 차지 트랩(charge trap)형 비휘발성 메모리 장치 등으로 구분할 수 있다. 이 중, 차지 트랩형 비휘발성 메모리 장치는 저전력, 저전압 및 고집적화를 실현할 수 있다는 점에서 개발이 증가하고 있다. In addition, the nonvolatile memory devices may be classified into a floating gate type nonvolatile memory device and a charge trap type nonvolatile memory device according to the type of the memory storage layer constituting the unit cell. Among these, development of charge trap type nonvolatile memory devices has been increased in that low power, low voltage, and high integration can be realized.

본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰성을 향상시킬 수 있는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure that can improve the reliability.

또한, 본원 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 신뢰성을 향상시킬 수 있 는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a non-volatile memory device having a three-dimensional structure that can improve the reliability.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법은 반도체 기판 상에, 서로 다른 식각 선택비를 갖는 복수 개의 제 1 및 제 2 물질막들을 번갈아 적층하고, 복수 개의 제 1 및 제 2 물질막들을 관통하는 개구를 형성하고, 개구에 의해 노출된 제 1 물질막들을 제거하여, 개구로부터 반도체 기판과 수평한 방향으로 확장된 확장부들을 형성하고, 개구 및 확장부들의 표면을 따라 컨포말하게 전하 저장막을 형성하고, 제 2 물질막의 측벽에 형성된 전하 저장막을 제거하여, 전하 저장막 패턴들을 확장부 내에 국소적으로(locally) 형성하는 것을 포함한다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention alternately stacks a plurality of first and second material films having different etching selectivity on a semiconductor substrate. Forming an opening penetrating the plurality of first and second material films, removing the first material films exposed by the opening to form extensions extending in a direction parallel to the semiconductor substrate from the opening, and Conformally forming a charge storage film along the surface of the extensions, and removing the charge storage film formed on the sidewall of the second material film, thereby locally forming the charge storage film patterns in the extension.

상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치는 반도체 기판 상에, 절연막을 개재하여 적층된 도전막들, 도전막들을 관통하여 반도체 기판에 접속된 바디부와, 바디부로부터 도전막들의 측벽을 향해 돌출된 복수 개의 돌출부들을 포함하는 활성 기둥들 및 도전막들의 측벽과, 활성 기둥의 돌출부 사이에 형성된 전하 저장막 패턴들을 포함한다. In order to achieve the above object, a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention includes a conductive layer stacked on a semiconductor substrate through an insulating layer and a body part connected to the semiconductor substrate through the conductive layers. And active side pillars including a plurality of protrusions protruding from the body portion toward sidewalls of the conductive layers, sidewalls of the conductive layers, and charge storage layer patterns formed between the protrusions of the active pillars.

상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치는 반도체 기판 상에 3차원적으로 배열된 도전 패턴 들, 반도체 기판으로부터 연장되어 상기 도전 패턴들 사이를 지나는 반도체 패턴들 및 반도체 패턴과 도전 패턴 사이에 개재된 전하 저장막 패턴을 포함하며, 전하 저장 패턴은, 다른 도전 패턴에 접하는 상기 전하 저장막 패턴과 분리된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device including conductive patterns three-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, and a semiconductor extending from the semiconductor substrate and passing between the conductive patterns. And a charge storage film pattern interposed between the patterns and the semiconductor pattern and the conductive pattern, wherein the charge storage pattern is separated from the charge storage film pattern in contact with another conductive pattern.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 따르면, 반도체 기판과 수직한 방향으로 워드 라인들이 적층될 때, 각각의 워드 라인의 일측벽들에 대응되는 전하 저장막 패턴들을 형성할 수 있다. 그리고 상하부에 위치하는 전하 저장막 패턴들이 서로 분리될 수 있다. According to the method of manufacturing a nonvolatile memory device of the present invention, when word lines are stacked in a direction perpendicular to a semiconductor substrate, charge storage layer patterns corresponding to one side walls of each word line may be formed. The charge storage layer patterns positioned on the upper and lower portions may be separated from each other.

그러므로, 전하 저장막 내에 트랩된 전하들이 반도체 기판과 수직한 방향으로 확산되어 전하들이 손실되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 3차원 비휘발성 메모리 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the charges trapped in the charge storage film can be diffused in a direction perpendicular to the semiconductor substrate to prevent the charges from being lost. Therefore, the reliability of the three-dimensional nonvolatile memory device can be improved.

또한, 워드 라인들을 형성한 다음, 전하 저장막을 분리하여 전하 저장막 패턴들을 형성하므로, 전하 저장막 상에 게이트 도전물질이 잔류하여, 수직 방향으로 인접한 워드 라인들 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다. In addition, since the word storage lines are formed and then the charge storage layers are separated to form charge storage layer patterns, a gate conductive material remains on the charge storage layer, thereby preventing electrical short circuits between adjacent word lines in the vertical direction.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms 'comprises' and / or 'comprising' mean that the stated element, step, operation and / or element does not imply the presence of one or more other elements, steps, operations and / Or additions. Also, in the present specification, when it is mentioned that a film is on another film or substrate, it means that it may be formed directly on another film or substrate or a third film may be interposed therebetween.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and / or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Accordingly, shapes of the exemplary views may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include variations in forms generated by the manufacturing process. For example, the etched regions shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shape of the regions illustrated in the figures is intended to illustrate a particular form of region of the device and not to limit the scope of the invention.

이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 장치는 3차원 구조를 갖는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A nonvolatile memory device according to embodiments of the present invention has a three-dimensional structure.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 장치를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a nonvolatile memory device according to example embodiments.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치는, 다수의 스트링(STR)들을 포함하는 셀 어레이를 포함한다. 셀 어레이는 복수 개의 비트 라인들(BL1~BL3), 워드 라인들(WL1~WL4), 상부 및 하부 선택 라인들(USL1~USL3, LSL) 및 공통 소오스 라인(CSL)을 포함한다. 그리고, 비트 라인들(BL1~BL3)과 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 복수 개의 스트링(STR)들을 포함한다. Referring to FIG. 1, a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention includes a cell array including a plurality of strings STRs. The cell array includes a plurality of bit lines BL1 to BL3, word lines WL1 to WL4, upper and lower select lines USL1 to USL3 and LSL, and a common source line CSL. In addition, a plurality of strings STR may be included between the bit lines BL1 to BL3 and the common source line CSL.

각각의 스트링(STR)은, 상부 및 하부 선택 트랜지스터들(UST, LST)과, 상부 및 하부 선택 트랜지스터들(UST, LST) 사이에 직렬로 연결된 복수 개의 메모리 셀 트랜지스터(MC)들을 포함한다. 그리고, 상부 선택 트랜지스터들(UST)의 드레인은 비트 라인들(BL1~BL3)과 연결되며, 하부 선택 트랜지스터들(LST)의 소오스는 공통 소오스 라인(CSL)과 연결된다. 공통 소오스 라인(CSL)은 하부 선택 트랜지스터들(LST)의 소오스가 공통으로 연결된 라인이다. Each string STR includes upper and lower select transistors UST and LST and a plurality of memory cell transistors MC connected in series between upper and lower select transistors UST and LST. The drains of the upper select transistors UST are connected to the bit lines BL1 to BL3, and the sources of the lower select transistors LST are connected to the common source line CSL. The common source line CSL is a line to which the sources of the lower selection transistors LST are commonly connected.

또한, 상부 선택 트랜지스터들(UST)은 상부 선택 라인들(USL1~USL3)과 연결되며, 하부 선택 트랜지스터(LST)들은 각각 하부 선택 라인(LSL)과 연결된다. 또한, 각각의 메모리 셀들(MC)은 워드 라인들(WL1~WL4)에 연결된다. In addition, the upper select transistors UST are connected to the upper select lines USL1 to USL3, and the lower select transistors LST are respectively connected to the lower select line LSL. In addition, each of the memory cells MC is connected to word lines WL1 to WL4.

이와 같은 셀 어레이는 3차원 구조로 배열되어 있어, 스트링(STR)들은 기판 의 상부면과 평행한 xy 평면에 대해 수직인 z축 방향으로 메모리 셀들(MC)이 직렬 연결된 구조를 갖는다. 이에 따라, 선택 트랜지스터들(UST, LST) 및 메모리 셀 트랜지스터(MC)들의 채널이 xy 평면에 대해 수직으로 형성될 수 있다.Since the cell array is arranged in a three-dimensional structure, the strings STR have a structure in which the memory cells MC are connected in series in the z-axis direction perpendicular to the xy plane parallel to the upper surface of the substrate. Accordingly, channels of the selection transistors UST and LST and the memory cell transistors MC may be formed perpendicular to the xy plane.

3차원 구조를 갖는 비휘발성 메모리 장치는, 각각의 xy 평면마다 m개의 메모리 셀들이 형성될 수 있으며, m개의 메모리 셀들을 갖는 xy 평면이 n개의 층으로 적층될 수 있다. (여기서, m 및 n은 자연수이다.) In the nonvolatile memory device having a three-dimensional structure, m memory cells may be formed in each xy plane, and an xy plane having m memory cells may be stacked in n layers. (Where m and n are natural numbers)

이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 9.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 메모리 셀 영역의 단면을 나타낸다. 2 is a perspective view of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of a memory cell region of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 반도체 기판(100) 상에, 층간 절연막(110) 및 도전막들 (LSL, WL, USL) 이 교대로 반복되어 적층되어 있다. 2 and 3, the interlayer insulating layer 110 and the conductive layers LSL, WL, and USL are alternately and repeatedly stacked on the semiconductor substrate 100.

구체적으로, 반도체 기판(100) 내에는, 공통 소오스 라인(도 1의 CSL)으로 제공되는 불순물 영역(또는 웰; 102)이 형성되어 있으며, 불순물 영역(102) 상에 층간 절연막(110) 및 도전막(LSL, WL, USL)들이 순서대로 적층된다. 적층된 도전막들(LSL, WL, USL)에서, 최상층 및 최하층의 도전막들(LSL, USL)은 선택 라인들로 이용되며, 나머지 도전막들(WL)은 워드 라인들로 이용된다.Specifically, an impurity region (or well) 102 provided in the common source line (CSL of FIG. 1) is formed in the semiconductor substrate 100, and the interlayer insulating layer 110 and the conductive layer are formed on the impurity region 102. The films LSL, WL, USL are stacked in order. In the stacked conductive films LSL, WL, and USL, the top and bottom conductive films LSL and USL are used as selection lines, and the remaining conductive films WL are used as word lines.

최하층에 위치하는 하부 선택 라인(LSL)은 평판(plate) 형태 또는 서로 분 리된 라인 형태로 형성될 수 있다. 최상층에 위치하는 상부 선택 라인(USL)은 서로 분리된 라인 형태로 형성될 수 있다. 하부 선택 라인(LSL)과 상부 선택 라인(USL) 사이에 위치한 워드 라인들(WL)은 각각 평판 형태로 형성될 수 있다. 각 층의 워드 라인이 평판 형태로 형성되어 있어, 동일한 층에 형성되는 메모리 셀들의 워드 라인에 동일한 전압이 인가될 수 있다. The lower selection line LSL positioned at the lowermost layer may be formed in a plate form or in a line form separated from each other. The upper selection line USL positioned on the uppermost layer may be formed in a line shape separated from each other. The word lines WL positioned between the lower select line LSL and the upper select line USL may each have a flat plate shape. Since the word lines of each layer are formed in a flat plate shape, the same voltage may be applied to word lines of memory cells formed on the same layer.

또한, 워드 라인들(WL)은 상부로 갈수록 면적이 점차 감소될 수 있으며, 적층된 층간 절연막(110) 및 도전막들(LSL, WL, USL)의 가장자리 부분이 계단 형태로 적층될 수 있다. In addition, the area of the word lines WL may gradually decrease toward an upper portion thereof, and edge portions of the stacked interlayer insulating layer 110 and the conductive layers LSL, WL, and USL may be stacked in a step shape.

적층된 층간 절연막(110) 및 도전막들(LSL, WL, USL)에는 복수 개의 활성 기둥(PL)들이 관통한다. 활성 기둥(PL)들은 반도체 물질로 형성되어 있으며, 비휘발성 메모리 장치의 각 스트링들에 대응된다. 즉, 활성 기둥(PL)들을 통해, 각 스트링의 선택 트랜지스터들 및 메모리 셀 트랜지스터들의 채널이 전기적으로 연결될 수 있다. A plurality of active pillars PL penetrate the stacked interlayer insulating layer 110 and the conductive layers LSL, WL, and USL. The active pillars PL are formed of a semiconductor material and correspond to each string of the nonvolatile memory device. That is, the channel of the selection transistors and the memory cell transistors of each string may be electrically connected through the active pillars PL.

활성 기둥(PL)들은 서로 이격되어 있으며, 평면 상에서 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. 그리고, 활성 기둥(PL)들은 도전막들(LSL, WL, USL)을 관통하여 반도체 기판(100) 내의 불순물 영역(102)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 각각의 활성 기둥(PL)들은 도전막(LSL, WL, USL)들이 형성된 층들 각각에서, 도전막들(LSL, WL, USL) 방향으로 돌출된다. The active pillars PL are spaced apart from each other and may be arranged in a matrix form on a plane. In addition, the active pillars PL may be electrically connected to the impurity region 102 in the semiconductor substrate 100 through the conductive layers LSL, WL, and USL. Each of the active pillars PL may protrude in the direction of the conductive layers LSL, WL, and USL in each of the layers on which the conductive layers LSL, WL, and USL are formed.

보다 구체적으로, 활성 기둥(PL)들은 기판 상부면에 수직한 방향으로 신장된 바디부(170)와, 바디부(170)로부터 연장되어 도전막들(LSL, WL, USL)을 향해 돌 출되며, 서로 이격된 복수 개의 돌출부(172)들을 포함한다. 각각의 돌출부(172)들은 대응되는 도전막들(LSL, WL, USL)을 마주보면서, 바디부(170)의 둘레를 감싸는 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 각 층의 도전막들(LSL, WL, USL)은 돌출부(172)들에 의해 바디부(170)와 이격될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 돌출부(172)들은 적어도 전하 저장막 패턴(142)의 두께 이상으로 돌출될 수 있으며, 비휘발성 메모리 소자의 동작시, 돌출부(172)들에 채널이 형성될 수 있다. More specifically, the active pillars PL extend from the body portion 170 in a direction perpendicular to the upper surface of the substrate, and extend from the body portion 170 to protrude toward the conductive layers LSL, WL, and USL. , And a plurality of protrusions 172 spaced apart from each other. Each of the protrusions 172 may have a shape surrounding the body portion 170 while facing the corresponding conductive layers LSL, WL, and USL. Accordingly, the conductive layers LSL, WL, and USL of each layer may be spaced apart from the body 170 by the protrusions 172. According to an embodiment, the protrusions 172 may protrude at least the thickness of the charge storage layer pattern 142, and channels may be formed in the protrusions 172 when the nonvolatile memory device is operated.

한편, 본 발명의 다른 실시예 따르면, 바디부 및 돌출부들을 포함하는 활성 기둥들에서, 최상층 및 최하층의 도전막들(USL, LSL)과 접하는 돌출부들은 생략될 수도 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, in the active pillars including the body portion and the protrusions, the protrusions in contact with the top and bottom conductive films (USL, LSL) may be omitted.

전하 저장막 패턴(142)들은 활성 기둥(PL)의 돌출부(172)와 도전막(LSL, WL, USL) 들의 측벽 사이에 개재된다. 즉, 전하 저장막 패턴(142)은 각각의 도전막들(LSL, WL, USL)과 접촉하며, 활성 기둥(PL)의 돌출부(172) 표면을 덮는다. 바디부(170)의 측벽에서 전하 저장막 패턴(142)은 제거되어, 상하부에 위치하는 전하 저장막 패턴(142)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 즉, 전하 저장막 패턴(142)들은 도전막들(LSL, WL, USL)의 측벽과 접하며, 상하부의 층간 절연막(110)들 사이에 고립될 수 있다.The charge storage layer patterns 142 are interposed between the protrusion 172 of the active pillar PL and the sidewalls of the conductive layers LSL, WL, and USL. That is, the charge storage layer pattern 142 contacts the conductive layers LSL, WL, and USL, and covers the surface of the protrusion 172 of the active pillar PL. The charge storage layer patterns 142 may be removed from the sidewalls of the body unit 170 so that the charge storage layer patterns 142 positioned on the upper and lower portions thereof may be electrically separated from each other. That is, the charge storage layer patterns 142 may be in contact with sidewalls of the conductive layers LSL, WL, and USL, and may be isolated between the upper and lower interlayer insulating layers 110.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 최상층 및 최하층의 도전막들(USL, LSL)의 일측벽에 국소적으로 형성되는 전하 저장막 패턴들이 생략될 수도 있다. Meanwhile, according to another exemplary embodiment of the present disclosure, the charge storage layer patterns locally formed on one sidewalls of the uppermost and lowermost conductive layers USL and LSL may be omitted.

활성 기둥(PL)들의 상부에는 활성 기둥(PL)들과 전기적으로 연결되는 비트 라인(BL)들이 형성될 수 있다. 비트 라인(BL)들은 상부 선택 라인들(USL)을 가로지 르며, 매트릭스로 배치된 활성 기둥(PL)들 중, 동일한 행 또는 열에 위치하는 활성 기둥(PL)들과 전기적으로 연결될 수 있다. Bit lines BL electrically connected to the active pillars PL may be formed on the active pillars PL. The bit lines BL may cross the upper selection lines USL and may be electrically connected to the active columns PL positioned in the same row or column among the active columns PL arranged in a matrix.

상술한 것처럼, 전하 저장막 패턴(142)들이 각 층별로 분리될 경우, 전하 저장막 패턴(142) 내에 트랩된 전하들이 워드 라인(WL)과 수직한 방향, 즉 상하부로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전하들이 트랩된 후, 외적 또는 내적 스트레스와, 시간의 경과에 따른 전하들의 확산에 의한 데이터 교란을 방지할 수 있어, 3차원 구조의 비휘발성 메모리 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, when the charge storage layer patterns 142 are separated for each layer, the charges trapped in the charge storage layer pattern 142 may be prevented from being diffused in a direction perpendicular to the word line WL, that is, the upper and lower portions. have. That is, after the charges are trapped, it is possible to prevent external or internal stress and data disturbance due to diffusion of charges over time, thereby improving reliability of the nonvolatile memory device having a three-dimensional structure.

이어서, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 9.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.4 through 9 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에, 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 순서대로 반복하여 적층한다. 여기서, 반도체 기판(100)은 불순물 영역(또는 웰; 102)을 포함할 수 있다. 층간 절연막(110)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 형성될 수 있으며, 도전막(120)은 폴리실리콘막 또는 금속막으로 형성될 수 있다. 적층되는 도전막들의 수는 비휘발성 메모리 소자의 용량에 따라 달라질 수 있다. Referring to FIG. 4, the interlayer insulating film 110 and the conductive film 120 are repeatedly stacked in this order on the semiconductor substrate 100. The semiconductor substrate 100 may include an impurity region (or well) 102. The interlayer insulating layer 110 may be formed of a silicon oxide layer or a silicon nitride layer, and the conductive layer 120 may be formed of a polysilicon layer or a metal layer. The number of conductive films stacked may vary depending on the capacity of the nonvolatile memory device.

층간 절연막(110) 및 도전막(120)들은 반도체 기판(100)의 메모리 셀 영역 상에 평판 형태로 적층될 수 있으며, 상부로 갈수록 면적이 점차 감소할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들의 가장 자리 부 분이 계단 형태를 형성하도록 적층될 수 있다. 계단 형태로 적층하기 위해, 도전막(120)의 증착과 패터닝을 반복하면서 도전막(120)들을 적층할 수 있으며, 이와 달리, 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 모두 적층한 후, 도전막(120)들이 가장자리 부분을 층별로 패터닝하여 형성할 수도 있다. 또한, 최상층에 위치하는 도전막(120)은 라인 형태로 패터닝할 수 있다. The interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120 may be stacked in a flat form on the memory cell region of the semiconductor substrate 100, and the area may gradually decrease toward the upper portion. That is, as shown in FIG. 3, edge portions of the interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120 may be stacked to form a step shape. In order to stack in a step shape, the conductive layers 120 may be stacked while repeating the deposition and patterning of the conductive layer 120. Alternatively, after laminating both the interlayer insulating layer 110 and the conductive layers 120, The conductive layers 120 may be formed by patterning edge portions layer by layer. In addition, the conductive layer 120 positioned on the uppermost layer may be patterned in a line shape.

이어서, 적층된 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 관통하는 복수 개의 제 1 홀(132)들을 형성한다. 구체적으로, 층간 절연막(110) 상에 마스크 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 마스크 패턴을 이용하여 적층된 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 선택적으로 이방성 식각하여 제 1 홀(132)들을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 제 1 홀(132)들은 반도체 기판(100)의 불순물 영역(102)을 노출시킬 수 있으며, 이방성 식각 공정의 특성상, 제 1 홀(132)들은 하부로 갈수록 직경이 감소할 수 있다. 이 때, 제 1 홀(132)들의 직경은 서로 인접한 제 1 홀(132)들 간의 거리보다 작게 형성할 수 있다. 또한, 적층된 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 관통하는 복수개의 제 1 홀(132)들은 평면상 매트릭스 형태로 형성될 수 있다. Subsequently, a plurality of first holes 132 penetrating through the stacked interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120 are formed. In detail, a mask pattern (not shown) is formed on the interlayer insulating layer 110, and the first interlayer insulating layer 110 and the conductive layers 120 are selectively anisotropically etched using the mask pattern to form a first hole 132. ) Can be formed. The first holes 132 formed as described above may expose the impurity region 102 of the semiconductor substrate 100. Due to the characteristics of the anisotropic etching process, the first holes 132 may decrease in diameter downward. In this case, the diameters of the first holes 132 may be smaller than the distance between the adjacent first holes 132. In addition, the plurality of first holes 132 that pass through the stacked interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120 may be formed in a planar matrix form.

도 5를 참조하면, 제 1 홀(132)들에 의해 노출된 도전막(120)들의 측벽을 선택적으로 식각하여, 확장부(134)들이 형성된 제 2 홀(136)들을 형성한다. 구체적으로, 제 1 홀(132)들 내부로 도전막(120)들을 선택적으로 식각할 수 있는 식각 용액을 공급하여, 제 1 홀(132)들에 의해 노출된 도전막(120)들의 일부를 등방성 식각할 수 있다. 제 1 홀(132)들을 통해 식각 용액이 공급될 때, 층간 절연막(110)들 보다 도전막(120)들의 식각율이 높으므로, 층간 절연막(110)에 형성된 홀의 직경보다 도전막(120)들에 형성된 홀의 직경이 증가할 수 있다. 그러므로, 도전막(120)들이 형성된 각 층에, 도전막(120)들과 수평한 방향으로 확장된 확장부(134)들이 형성될 수 있다. 즉, 적층된 층들에 걸쳐 서로 이격된 확장부(134)들을 가지며, 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들은 수직으로 관통하는 제 2 홀(136)들이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5, sidewalls of the conductive layers 120 exposed by the first holes 132 are selectively etched to form second holes 136 in which the extensions 134 are formed. Specifically, by supplying an etching solution capable of selectively etching the conductive layers 120 into the first holes 132, a portion of the conductive layers 120 exposed by the first holes 132 is isotropic. It can be etched. When the etching solution is supplied through the first holes 132, the etching rate of the conductive layers 120 is higher than that of the interlayer insulating layers 110, so that the conductive layers 120 may be larger than the diameter of the holes formed in the interlayer insulating layers 110. The diameter of the hole formed in the can be increased. Therefore, in each of the layers on which the conductive films 120 are formed, extension portions 134 extending in a direction parallel to the conductive films 120 may be formed. That is, second holes 136 vertically penetrating the interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120 may be formed with the extension parts 134 spaced apart from each other over the stacked layers.

도 6을 참조하면, 제 2 홀(136)들의 표면을 따라 컨포말하게 전하 저장막(140)을 증착한다. 즉, 제 2 홀(136)에 의해 노출된 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들의 측벽과, 불순물 영역(102) 상에, 전하 저장막(140)이 형성될 수 있다. 이 때, 전하 저장막(140)은 확장부(134)들의 표면을 따라서도 컨포말하게 형성될 수 있다. 그러므로, 확장부(134)에 의해 노출된 도전막(120)들의 측벽과, 층간 절연막(110)들의 상면 및 하면의 일부에 전하 저장막(140)이 증착될 수 있다. 여기서, 전하 저장막(140)은 전하 블록킹막, 전하 트랩핑막 및 전하 터널링막들을 순서대로 증착하여 형성할 수 있다. 즉, 제 2 홀(136)의 표면에 산화막, 질화막 및 산화막을 순서대로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 6, the charge storage layer 140 is conformally deposited along the surfaces of the second holes 136. That is, the charge storage layer 140 may be formed on the sidewalls of the interlayer insulating layer 110 and the conductive layers 120 exposed by the second hole 136 and the impurity region 102. In this case, the charge storage layer 140 may be conformally formed along the surfaces of the extension portions 134. Therefore, the charge storage layer 140 may be deposited on sidewalls of the conductive layers 120 exposed by the extension 134 and portions of the upper and lower surfaces of the interlayer insulating layers 110. The charge storage layer 140 may be formed by depositing a charge blocking layer, a charge trapping layer, and a charge tunneling layer in order. That is, the oxide film, the nitride film, and the oxide film may be sequentially formed on the surface of the second hole 136.

도 7을 참조하면, 전하 저장막(140)이 형성된 제 2 홀(136) 내에 희생막(150)을 충진시킨다. 이 때, 희생막(150)을 전하 저장막(140)의 상부까지 충분히 두껍게 형성할 수 있다. 여기서, 희생막(150)은 전하 저장막(140)에 대해 식각 선택비를 갖는 물질로 형성되며, 갭 필링(gap filling) 특성이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 희생막(150)은 BSG(Borosilicate Glass), PSG(PhosphoSilicate Glass), BPSG(BoroPhosphoSilicate Glass), TEOS(Tetra ethly ortho silicate), TOSZ(Tonen SilaZene), USG(Undoped Silicate Glass) 또는 SOG(Spin On Glass)로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the sacrificial layer 150 is filled in the second hole 136 in which the charge storage layer 140 is formed. In this case, the sacrificial layer 150 may be sufficiently thick to the upper portion of the charge storage layer 140. Here, the sacrificial layer 150 may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the charge storage layer 140, and may be formed of a material having excellent gap filling properties. For example, the sacrificial film 150 may include borosilicate glass (BSG), phosphosilicate glass (PSG), borophosphosilicate glass (BPSG), tetraethically ortho silicate (TEOS), tonen sililazene (TOSZ), undoped silicate glass (USG), or SOG. It may be formed of (Spin On Glass).

희생막(150)을 형성한 후에는, 희생막(150)의 상면을 평탄화시킬 수 있으며, 평탄화 공정은 층간 절연막(110)이 노출될 때까지 진행될 수도 있다. 이어서, 평탄화된 희생막(150) 상에, 층간 절연막(110)들의 측벽에 형성된 전하 저장막(140)을 제거하기 위한 마스크 패턴(165)을 형성한다. 이 때, 마스크 패턴(165)에 의해 노출된 희생막의 폭(W2)은, 층간 절연막(110)들에 형성된 홀의 폭(W1)보다 크게 형성될 수 있다. 이와 달리, 마스크 패턴(165)은 제 1 홀(도 4의 132)들을 형성시 이용된 마스크 패턴을 사용할 수도 있다.After the sacrificial layer 150 is formed, the top surface of the sacrificial layer 150 may be planarized, and the planarization process may be performed until the interlayer insulating layer 110 is exposed. Subsequently, a mask pattern 165 for removing the charge storage layer 140 formed on the sidewalls of the interlayer insulating layers 110 is formed on the planarized sacrificial layer 150. In this case, the width W 2 of the sacrificial layer exposed by the mask pattern 165 may be greater than the width W 1 of the holes formed in the interlayer insulating layers 110. Alternatively, the mask pattern 165 may use a mask pattern used when forming the first holes 132 of FIG. 4.

도 8을 참조하면, 마스크 패턴(165)을 이용하여, 전하 저장막(140) 및 희생막(150)들의 일부를 이방성 식각함으로써, 적층된 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 관통하는 제 3 홀(132')들을 형성할 수 있다. 제 3 홀(132')들은 불순물 영역(102)을 노출시킬 수 있으며, 적층된 층간 절연막(110)들의 측벽을 노출시킨다. 제 3 홀(132')들의 직경은 제 1 홀(132)들의 직경보다 크고, 확장부(134)들의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 제 3 홀(132')들을 형성시, 층간 절연막(110) 측벽의 전하 저장막(140)과, 층간 절연막(110) 상하면에 형성된 전하 저장막(140) 일부가 제거될 수 있다. 그리고, 적층된 층간 절연막(110)들 사이에 전하 저장막(140) 및 희생막들의 일부(152)가 잔류한다. Referring to FIG. 8, by anisotropically etching a portion of the charge storage layer 140 and the sacrificial layer 150 using the mask pattern 165, the interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120 may be penetrated. Third holes 132 ′ may be formed. The third holes 132 ′ may expose the impurity region 102, and expose sidewalls of the stacked interlayer insulating layers 110. The diameters of the third holes 132 ′ may be larger than the diameters of the first holes 132 and smaller than the diameters of the extension parts 134. When the third holes 132 ′ are formed, the charge storage layer 140 on the sidewalls of the interlayer insulating layer 110 and a portion of the charge storage layer 140 formed on the upper and lower surfaces of the interlayer insulating layer 110 may be removed. The charge storage layer 140 and a portion 152 of the sacrificial layers remain between the stacked interlayer insulating layers 110.

이와 같이, 제 3 홀(132')들을 형성함에 따라, 층간 절연막(110)들의 측벽에 형성된 전하 저장막(140)들이 제거되므로, 확장부(도 6의 134) 내에 삽입된 형태의 전하 저장막 패턴(142)들을 형성할 수 있다. 즉, 제 3 홀(132')과 도전막(120)들의 측벽 사이에, 전하 저장막 패턴과 희생막이 형성될 수 있으며, 전하 저장막 패턴(142)은 층간 절연막(110) 및 도전막(120)의 표면에 컨포말하게 형성된다. As such, as the third holes 132 ′ are formed, the charge storage layers 140 formed on the sidewalls of the interlayer insulating layers 110 are removed, and thus the charge storage layers of the type inserted into the extension part 134 of FIG. 6 are removed. Patterns 142 may be formed. That is, the charge storage layer pattern and the sacrificial layer may be formed between the third hole 132 ′ and the sidewalls of the conductive layers 120, and the charge storage layer pattern 142 may include the interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120. Conformally formed on the surface.

한편, 마스크 패턴 없이, 층간 절연막(110)들을 식각 마스크로 이용하여, 전하 저장막(140) 및 희생막(150)들을 이방성 식각하여, 확장부(134)들 내에 국소적으로 전하 저장막 패턴(142)들을 형성할 수도 있다. Meanwhile, without using the mask pattern, the charge storage layer 140 and the sacrificial layer 150 are anisotropically etched using the interlayer insulating layers 110 as an etch mask, thereby locally forming the charge storage layer pattern in the extensions 134. 142 may be formed.

도 9를 참조하면, 층간 절연막(110)들의 사이에 잔류하고 있는 희생막(152)들을 제거한다. 희생막(152)을 제거하는 것은, 전하 저장막 패턴(142) 및 층간 절연막(110)들에 대해 식각 선택비를 갖는 습식 식각 용액을 이용할 수 있다. 즉, 습식 식각 용액을 제 3 홀(132')들로 공급하여, 전하 저장막 패턴(142) 상에 잔류하는 희생막(152)들을 제거할 수 있다. 이에 따라, 층간 절연막(110)들 사이에 확장부(134')들을 갖는 제 4 홀(136')들이 형성될 수 있으며, 확장부(134')들에 의해 전하 저장막 패턴(142)의 표면이 노출된다.9, the sacrificial layers 152 remaining between the interlayer insulating layers 110 are removed. Removing the sacrificial layer 152 may use a wet etching solution having an etch selectivity with respect to the charge storage layer pattern 142 and the interlayer insulating layers 110. That is, the sacrificial layer 152 remaining on the charge storage layer pattern 142 may be removed by supplying the wet etching solution to the third holes 132 ′. Accordingly, fourth holes 136 ′ having extensions 134 ′ may be formed between the interlayer insulating layers 110, and surfaces of the charge storage layer pattern 142 may be formed by the extensions 134 ′. Is exposed.

도 10을 참조하면, 확장부(134')들을 갖는 제 4 홀(136')들 내에, 반도체 물질을 충진시켜 활성 기둥(170, 172)들을 형성한다. 이 때, 반도체 물질이, 층간 절연막(110)들 사이에 형성된 확장부(134')들 내에도 채워질 수 있다. 여기서, 반도체 물질은 다결정 또는 단결정 반도체일 수 있다. 이 후, 제 4 홀(136')들 내에 채워진 반도체 물질을 평탄화시켜, 최상층의 층간 절연막(100)의 상면을 노출시킬 수 있다. Referring to FIG. 10, in the fourth holes 136 ′ having the extensions 134 ′, semiconductor materials are filled to form active pillars 170 and 172. In this case, the semiconductor material may be filled in the extension portions 134 ′ formed between the interlayer insulating layers 110. Here, the semiconductor material may be a polycrystalline or single crystal semiconductor. Thereafter, the semiconductor material filled in the fourth holes 136 ′ may be planarized to expose the top surface of the uppermost interlayer insulating layer 100.

이와 같이, 확장부(134')들을 갖는 제 4 홀(136')들 내에 반도체 물질을 채워 활성 기둥들을 형성함에 따라, 활성 기둥들은 적층된 층간 절연막(110) 및 도전막(120)들을 관통하는 바디부(170)와, 도전막 내로 돌출된 돌출부(172)들로 이루어질 수 있다. 그리고, 전하 저장막 패턴(142)들이 확장부(134)들 내에 형성되므로, 상하부의 전하 저장막 패턴(142)들이 서로 분리된 구조를 갖는다. As such, as the active pillars are filled by filling the semiconductor material in the fourth holes 136 ′ having the extensions 134 ′, the active pillars penetrate through the stacked interlayer insulating layer 110 and the conductive layer 120. The body unit 170 and the protrusions 172 protruding into the conductive layer may be formed. In addition, since the charge storage layer patterns 142 are formed in the extension parts 134, the upper and lower charge storage layer patterns 142 may be separated from each other.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a nonvolatile memory device and a manufacturing method thereof according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 11 is a perspective view of a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 반도체 기판(200) 내에는, 공통 소오스 라인으로 제공되는 불순물 영역(또는 웰; 202)이 형성될 수 있으며, 불순물 영역(202) 상에, 절연층과 도전층이 교대로 반복되어 적층된다. 구체적으로, 절연층과 도전층은 라인 형태로 패터닝되어, 각각의 도전층들에는 서로 분리된 워드 라인(282)들이 형성될 수 있다. 다시 말해, 워드 라인(282)과 절연 라인(210)이 번갈아 적층된 구조물들이, 반도체 기판(200) 상에, 서로 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 워드 라인(282)들이 반도체 기판(200) 상에 3차원적으로 배열된다. Referring to FIG. 11, an impurity region (or well) 202 provided as a common source line may be formed in the semiconductor substrate 200, and an insulating layer and a conductive layer are alternately formed on the impurity region 202. It is repeatedly stacked. In detail, the insulating layer and the conductive layer may be patterned in a line shape, and word lines 282 separated from each other may be formed in the respective conductive layers. In other words, structures in which the word line 282 and the insulating line 210 are alternately stacked may be formed on the semiconductor substrate 200 to be spaced apart from each other. That is, the word lines 282 are three-dimensionally arranged on the semiconductor substrate 200.

워드 라인(282) 및 절연 라인(210)들의 제 1 측벽 상에, 활성 패턴(230)들이 서로 이격되어 배치되며, 제 1 측벽의 반대편의 제 2 측벽 상에는 절연막(290) 이 형성된다. 활성 패턴(230)들은 각각 반도체 기판(200)에 대해 수직한 라인 패턴으로 형성될 수 있다. 그리고, 활성 패턴(230)들은 수평적으로 인접한 워드 라인(282) 및 절연 라인(210)들의 제 1 측벽에 형성된 활성 패턴(230)들과 서로 마주보도록 형성되어 있으며, 활성 패턴(230)들 사이는 절연막(240)으로 채워져 있다. 다시 말해, 활성 패턴(230)들은 반도체 기판(200)과 수직한 방향으로 신장되어 있으며, 각 활성 패턴(230)들의 일측벽들에, 복수 개의 워드 라인(282)들이 가로질러 형성된다. The active patterns 230 are spaced apart from each other on the first sidewall of the word line 282 and the insulating line 210, and an insulating layer 290 is formed on the second sidewall opposite to the first sidewall. The active patterns 230 may be formed in a line pattern perpendicular to the semiconductor substrate 200, respectively. In addition, the active patterns 230 are formed to face the active patterns 230 formed on the first sidewalls of the horizontally adjacent word line 282 and the insulating lines 210, and are disposed between the active patterns 230. Is filled with the insulating film 240. In other words, the active patterns 230 extend in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 200, and a plurality of word lines 282 are formed on one side walls of the active patterns 230.

또한, 활성 패턴(230)과 워드 라인(282) 사이에는 전하 저장막 패턴(252)이 개재되며, 전하 저장막 패턴(252)은 워드 라인(282) 방향으로 신장될 수 있다. 그리고, 전하 저장막 패턴(252)들은 수직적으로 인접한 층간 절연막 패턴(210)들의 사이에 국소적으로 형성된다.In addition, the charge storage layer pattern 252 may be interposed between the active pattern 230 and the word line 282, and the charge storage layer pattern 252 may extend in the direction of the word line 282. In addition, the charge storage layer patterns 252 are locally formed between the vertically adjacent interlayer insulating layer patterns 210.

보다 구체적으로, 전하 저장막 패턴(252)은 활성 패턴(230)들의 측벽 일부와, 수직적으로 인접한 층간 절연막(210) 패턴들의 상면 및 하면을 컨포말하게 덮을 수 있다. 즉, 전하 저장막 패턴(252)들은 이격되어 적층된 층간 절연막(210)들 사이에 형성되며, 상하부에 위치하는 다른 전하 저장막 패턴(252)들과 서로 전기적으로 분리된다. More specifically, the charge storage layer pattern 252 may conformally cover a portion of sidewalls of the active patterns 230 and upper and lower surfaces of the vertically adjacent interlayer insulating layer 210 patterns. That is, the charge storage layer patterns 252 are formed between the interlayer insulating layers 210 that are spaced apart from each other, and are electrically separated from each other by the other charge storage layer patterns 252 positioned above and below.

또한, 반도체 기판(200)과 수직한 방향으로 신장된 활성 패턴(230)들은 워드 라인(282)들을 가로지르는 비트 라인들(BL)과 전기적으로 연결된다. 비트 라인(BL)들은, 활성 패턴(230)의 상면과 직접 접촉하거나, 비트 라인 콘택들을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. In addition, the active patterns 230 extending in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 200 are electrically connected to bit lines BL crossing the word lines 282. The bit lines BL may be in direct contact with the top surface of the active pattern 230 or may be electrically connected through the bit line contacts.

이와 같이, 전하 저장막 패턴(252)들이 반도체 기판(200)과 수직한 방향으로 서로 분리되어 있으므로, 전하 저장막 패턴(252)들 내에 트랩된 전하들이 활성 패턴(230)의 표면을 따라 상하부로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 3차원 비휘발성 메모리 장치에서 전하들의 손실에 의한 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. As such, since the charge storage layer patterns 252 are separated from each other in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 200, the charges trapped in the charge storage layer patterns 252 may be moved up and down along the surface of the active pattern 230. The spread can be prevented. Therefore, it is possible to prevent deterioration of reliability due to loss of charges in the three-dimensional nonvolatile memory device.

이하, 도 12 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 21.

도 12를 참조하면, 반도체 기판(200) 상에, 서로 다른 식각 선택비를 갖는 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)을 번갈아 적층한다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)은 습식 식각율이 서로 다른 물질들로 형성된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 층간 절연막들(210, 215)은 예를 들어, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 각각 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12, first and second insulating layers 210 and 215 having different etching selectivity are alternately stacked on the semiconductor substrate 200. In detail, the first and second insulating layers 210 and 215 are formed of materials having different wet etch rates. For example, the first and second interlayer insulating films 210 and 215 may be formed of, for example, a silicon oxide film and a silicon nitride film.

적층된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)에 라인 형태의 제 1 트렌치(220)들을 형성한다. 제 1 트렌치(220)들은 통상의 사진 및 식각 공정을 진행하여 형성할 수 있다. 제 1 트렌치(220)들을 형성함에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)의 제 1 측벽이 노출될 수 있다. Line-type first trenches 220 are formed in the stacked first and second insulating layers 210 and 215. The first trenches 220 may be formed by performing a conventional photo and etching process. As the first trenches 220 are formed, first sidewalls of the stacked first and second insulating layers 210 and 215 may be exposed.

도 13을 참조하면, 제 1 트렌치(220)들에 의해 노출된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)의 제 1 측벽 상에 반도체층(230)을 형성한다. 반도체층(230)의 형성 방법에 대해 간단히 설명하면, 적층된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)의 제 1 측벽을 따라 컨포말하게 반도체 물질을 증착한다. 이후, 반도체층(230)을 이방성 식 각하여, 불순물 영역(202) 및 제 1 절연막(210) 상면에 형성된 반도체층(230)을 제거할 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)의 제 1 측벽을 덮는 반도체층(230)이 형성될 수 있다. 반도체층(230)을 형성한 다음에는, 제 1 트렌치(220) 내에 절연 물질을 매립하고 평탄화하여, 반도체층(230)들 사이에 절연막(240)을 형성한다. Referring to FIG. 13, the semiconductor layer 230 is formed on the first sidewalls of the first and second insulating layers 210 and 215 exposed by the first trenches 220. A method of forming the semiconductor layer 230 will be briefly described. The semiconductor material is conformally deposited along the first sidewalls of the stacked first and second insulating layers 210 and 215. Thereafter, the semiconductor layer 230 may be anisotropically etched to remove the semiconductor layer 230 formed on the impurity region 202 and the upper surface of the first insulating layer 210. Accordingly, the semiconductor layer 230 covering the first sidewalls of the first and second insulating layers 210 and 215 may be formed. After forming the semiconductor layer 230, an insulating material is buried and planarized in the first trench 220 to form an insulating layer 240 between the semiconductor layers 230.

한편, 제 1 트렌치(220)들에 의해 노출된 반도체 기판(200)을 씨드층(seed layer)으로 이용하는 에피택시얼 공정을 수행하여, 제 1 트렌치(220)들 내에 반도체층을 형성할 수도 있다. Meanwhile, an epitaxial process using the semiconductor substrate 200 exposed by the first trenches 220 as a seed layer may be performed to form semiconductor layers in the first trenches 220. .

도 14를 참조하면, 절연막(240)이 매립된 제 1 트렌치(도 12의 220)들 사이에, 라인 형태의 제 2 트렌치(222)들을 형성한다. 제 2 트렌치들(222)은 적층된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)의 제 2 측벽을 노출시킬 수 있다. 제 2 트렌치(222)들을 형성함에 따라, 적층된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)이 라인 형태로 패터닝될 수 있다. Referring to FIG. 14, second trenches 222 having a line shape are formed between the first trenches 220 (FIG. 12) in which the insulating layer 240 is filled. The second trenches 222 may expose second sidewalls of the stacked first and second insulating layers 210 and 215. As the second trenches 222 are formed, the stacked first and second insulating layers 210 and 215 may be patterned in a line shape.

도 15를 참조하면, 적층된 제 1 및 제 2 절연막들(210, 215)의 제 2 측벽을 노출시키는 제 2 트렌치(222)들에, 제 2 절연막(215)에 대한 식각 선택비가 높은 식각 용액을 공급하여 제 2 절연막(215)들을 제거한다. 즉, 적층된 제 1 절연막(210)들 사이에 반도체 기판(200)과 수평한 방향으로 확장된 확장부(226)가 형성될 수 있으며, 반도체층(230)의 측벽 일부가 확장부(226)에 노출될 수 있다. 다시 말해, 제 1 트렌치(도 12의 220) 내에 매립된 절연막(230)들 사이에, 불순물 영역(202)을 노출시키며, 반도체층(230)의 측벽을 노출시키는 확장부(226)들을 갖는 제 3 트렌치(224)들이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 15, an etching solution having a high etching selectivity with respect to the second insulating layer 215 may be formed in the second trenches 222 exposing the second sidewalls of the stacked first and second insulating layers 210 and 215. Is supplied to remove the second insulating layers 215. That is, the extended portion 226 extended in the horizontal direction with the semiconductor substrate 200 may be formed between the stacked first insulating layers 210, and a portion of the sidewall of the semiconductor layer 230 is extended. May be exposed. In other words, between the insulating layers 230 buried in the first trench 220 (eg, FIG. 12), the impurity region 202 is exposed and the extension portions 226 are formed to expose sidewalls of the semiconductor layer 230. Three trenches 224 may be formed.

도 16을 참조하면, 제 3 트렌치(224)들의 표면을 따라 컨포말하게 전하 저장막(250)을 형성한다. 즉, 반도체층(230)의 측벽 일부분들을 노출시키는 확장부(226)들의 표면을 따라, 컨포말하게 전하 저장막(250)을 형성한다. 전하 저장막(250)은 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 반도체층(230)의 측벽 일부 및 제 1 절연막(210)의 제 2 측벽들과, 제 1 절연막(210) 패턴들의 상면 및 하면에 형성될 수 있다. 그리고, 전하 저장막(250)은 전하 터널링막, 전하 트랩핑막 및 전하 블록킹막들을 순서대로 증착하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 전하 터널링막은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 산화질화막(SiON)으로 형성될 수 있다. 또한, 전하 터널링막은 Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, Ta2O3, TiO2, SrTiO3(STO), (Ba,Sr)TiO3(BST)와 같은 고유전율 물질 또는 이들의 조합으로 적층된 복합층으로 형성할 수도 있다. 이 때, 전하 터널링막은 전하 블록킹막보다 유전유이 낮은 물질로 형성될 수 있다. 전하 트랩핑막은 실리콘 질화막 및/또는 실리콘 산질화막으로 형성될 수 있다. 전하 블록킹막은 예를 들어, Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3, Ta2O3, TiO2, SrTiO3(STO), (Ba,Sr)TiO3(BST)와 같은 고유전율 물질 또는 이들의 조합으로 적층된 복합층으로 형성할 수 있다. 그리고, 전하 블록킹막은 전하 터널링막 보다 유전율이 높은 물질로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 16, the charge storage layer 250 is conformally formed along the surfaces of the third trenches 224. That is, along the surface of the extension portions 226 exposing sidewall portions of the semiconductor layer 230, the charge storage layer 250 is conformally formed. The charge storage layer 250 may be formed using a chemical vapor deposition method, and a part of a sidewall of the semiconductor layer 230, second sidewalls of the first insulating layer 210, and top surfaces of the first insulating layer 210 patterns. And a lower surface. The charge storage layer 250 may be formed by sequentially depositing the charge tunneling layer, the charge trapping layer, and the charge blocking layer. For example, the charge tunneling film may be formed of a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon oxynitride film (SiON). In addition, the charge tunneling film is a high dielectric constant material such as Al 2 O 3 , HfO 2 , ZrO 2 , La 2 O 3 , Ta 2 O 3 , TiO 2 , SrTiO 3 (STO), (Ba, Sr) TiO 3 (BST) Or it may form as a composite layer laminated by a combination of these. In this case, the charge tunneling layer may be formed of a material having a lower dielectric oil than the charge blocking layer. The charge trapping film may be formed of a silicon nitride film and / or a silicon oxynitride film. Charge blocking films are inherent, for example, Al 2 O 3 , HfO 2 , ZrO 2 , La 2 O 3 , Ta 2 O 3 , TiO 2 , SrTiO 3 (STO), (Ba, Sr) TiO 3 (BST) It may be formed of a composite layer laminated with an electrifying material or a combination thereof. The charge blocking layer may be formed of a material having a higher dielectric constant than the charge tunneling layer.

도 17을 참조하면, 전하 저장막(250)이 형성된 제 3 트렌치(224)들 내에 희 생 물질을 충진시켜 희생막(260)을 형성한다. Referring to FIG. 17, sacrificial layers 260 are formed by filling sacrificial materials in the third trenches 224 in which the charge storage layers 250 are formed.

희생막(260)으로는 갭 필링 특성이 우수한 물질이 이용될 수 있으며, 최상층에 위치하는 제 1 절연막(210) 상부까지 충분한 두께로 형성한다. 이 때, 희생막(260)의 상면을 평탄화할 수 있으며, 나아가 제 1 절연막(210)의 상면이 노출될 때까지 평탄화할 수도 있다. 그리고 나서, 희생막(260) 또는 제 1 절연막(210) 상에, 제 1 절연막(210)들의 제 2 측벽을 노출시키기 위한 마스크 패턴(275)을 형성한다. 마스크 패턴(275)은 제 2 트렌치(도 14의 222)를 형성하기 위한 마스크 패턴과 동일할 수 있다.As the sacrificial layer 260, a material having excellent gap filling property may be used, and the sacrificial layer 260 may be formed to a sufficient thickness up to the upper portion of the first insulating layer 210 positioned on the top layer. In this case, the top surface of the sacrificial layer 260 may be planarized, and further, may be planarized until the top surface of the first insulating layer 210 is exposed. Then, a mask pattern 275 for exposing the second sidewalls of the first insulating layers 210 is formed on the sacrificial layer 260 or the first insulating layer 210. The mask pattern 275 may be the same as the mask pattern for forming the second trench 222 of FIG. 14.

도 18을 참조하면, 마스크 패턴(275)을 이용하여, 희생막(260) 및 제 1 절연막(210)의 제 2 측벽에 형성된 전하 저장막(260)을 식각한다. 이에 따라, 제 1 트렌치(도 12의 220) 내에 매립된 절연막(240)들 사이에 제 4 트렌치(222')들이 형성될 수 있다. 제 4 트렌치(222')들은 제 1 절연막(240)의 제 2 측벽과 불순물 영역(202)을 다시 노출시킨다. 이 때, 제 4 트렌치(222')의 폭은 2 트렌치(도 14의 222)의 폭과 같거나 클 수 있다. Referring to FIG. 18, the sacrificial layer 260 and the charge storage layer 260 formed on the second sidewall of the first insulating layer 210 are etched using the mask pattern 275. Accordingly, fourth trenches 222 ′ may be formed between the insulating layers 240 embedded in the first trench 220 (see FIG. 12). The fourth trenches 222 ′ expose the second sidewall of the first insulating layer 240 and the impurity region 202 again. In this case, the width of the fourth trench 222 ′ may be equal to or larger than the width of the two trenches (222 of FIG. 14).

또한, 제 4 트렌치(222')들을 형성함에 따라, 제 2 트렌치(도 14의 222)들의 표면에 컨포말하게 형성된 전하 저장막(250)들이, 전하 저장막 패턴(252)들로 분리될 수 있다. 즉, 전하 저장막 패턴(252)들이, 적층된 제 1 절연막(210)들 사이에 형성된 확장부들(도 16의 226) 내에 국소적으로 형성될 수 있다. 그리고, 확장부들(도 16의 226) 내의 전하 저장막 패턴(252) 상에 희생막의 일부(262)가 잔류한다. In addition, as the fourth trenches 222 ′ are formed, the charge storage layers 250 conformally formed on the surfaces of the second trenches 222 of FIG. 14 may be separated into the charge storage layer patterns 252. have. That is, the charge storage layer patterns 252 may be locally formed in the extension portions 226 of FIG. 16 formed between the stacked first insulating layers 210. A portion of the sacrificial layer 262 remains on the charge storage layer pattern 252 in the extensions 226 of FIG. 16.

도 19를 참조하면, 습식 식각 공정을 통해 확장부들(도 16의 226) 내에 잔류하는 희생막(262)들을 제거한다. 습식 식각 공정은 희생막(262)들에 대한 식각율이 높은 식각 용액을 이용함으로써, 잔류하는 희생막(262)들만 선택적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 전하 저장막 패턴(252)들의 표면이 확장부(226')들을 갖는 제 5 트렌치(224')에 의해 노출될 수 있다. Referring to FIG. 19, the sacrificial layers 262 remaining in the extensions (226 of FIG. 16) are removed through a wet etching process. In the wet etching process, only the remaining sacrificial layers 262 may be selectively removed by using an etching solution having a high etching rate with respect to the sacrificial layers 262. Accordingly, the surface of the charge storage layer patterns 252 may be exposed by the fifth trench 224 ′ having the extensions 226 ′.

도 20을 참조하면, 전하 저장막 패턴(252)들 상에 제 5 트렌치(224')들을 완전히 채우는 게이트 도전막(280)을 형성한다. 게이트 도전막(280')은 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 따라 게이트 도전막(280)이 확장부(226')들 내에 채워질 수 있다. 즉, 확장부(226')들 내의 게이트 도전막(280)들이 서로 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다. 여기서, 게이트 도전막(280)은 폴리실리콘막 또는 금속막으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 20, a gate conductive layer 280 is formed on the charge storage layer patterns 252 to completely fill the fifth trenches 224 ′. The gate conductive layer 280 ′ may be formed using a chemical vapor deposition method, such that the gate conductive layer 280 may be filled in the extensions 226 ′. That is, the gate conductive layers 280 in the extension portions 226 ′ may be electrically connected to each other. The gate conductive layer 280 may be formed of a polysilicon layer or a metal layer.

도 21을 참조하면, 확장부(226')들 내에 전하 저장 패턴(252) 및 도전 라인(282)들이 형성될 수 있도록 게이트 도전막(280)을 패터닝한다. 즉, 게이트 도전막(280)을 라인 형태의 워드 라인(282)들로 분리할 수 있다. 이에 따라, 적층된 제 1 절연막(210)들 사이에 워드 라인(282)들이 형성될 수 있으며, 워드 라인(282)들 및 제 1 절연막(210) 패턴들은 반도체 기판(200)에 대해 수직한 방향으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 워드 라인(282)들을 각각 분리한 후에는, 적층된 워드 라인(282)들 및 제 1 절연막(210) 패턴들 사이에 절연막(290)을 매립하고, 절연막(290)의 상면을 평탄화한다. Referring to FIG. 21, the gate conductive layer 280 is patterned so that the charge storage pattern 252 and the conductive lines 282 may be formed in the extension portions 226 ′. That is, the gate conductive layer 280 may be separated into word lines 282 having a line shape. Accordingly, word lines 282 may be formed between the stacked first insulating layers 210, and the word lines 282 and the first insulating layers 210 patterns may be perpendicular to the semiconductor substrate 200. It may have a stacked structure. After separating the word lines 282, the insulating layer 290 is buried between the stacked word lines 282 and the first insulating layer 210 patterns, and the top surface of the insulating layer 290 is planarized.

이후, 전하 저장막 패턴(252)들의 제 1 측벽들을 덮는 반도체층(230)을 각 각 라인들로 분리하는 공정을 진행할 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 반도체층(230)들은, 적층된 워드 라인(282)들의 제 1 측벽에 라인 형태로 서로 이격되어 형성될 수 있다. 라인 형태로 분리된 반도체층(230)들 상에는, 워드 라인(282)들을 가로지르며, 반도체층(230)들과 전기적으로 연결되는 비트 라인(BL)들을 형성할 수 있다. Thereafter, a process of separating the semiconductor layer 230 covering the first sidewalls of the charge storage layer patterns 252 into respective lines may be performed. That is, as illustrated in FIG. 11, the semiconductor layers 230 may be formed to be spaced apart from each other in a line shape on the first sidewalls of the stacked word lines 282. On the semiconductor layers 230 separated in a line shape, bit lines BL may be formed to cross the word lines 282 and be electrically connected to the semiconductor layers 230.

이와 같이, 3차원 비휘발성 메모리 장치에서, 워드 라인(282)들이 반도체 기판(200)과 수직 방향으로 적층될 때, 워드 라인(282)과 접촉하는 전하 저장 패턴(252)들이, 상부 및 하부에 위치하는 전하 저장 패턴(252)들과 서로 분리될 수 있다. 그러므로, 전하 저장 패턴(252)들에 트랩된 전하들이 반도체 기판(200)에 대해 수직 방향으로 확산되어 손실되는 것을 방지할 수 있다. As such, in the three-dimensional nonvolatile memory device, when the word lines 282 are stacked in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 200, charge storage patterns 252 contacting the word lines 282 may be disposed on the upper and lower portions thereof. The charge storage patterns 252 may be separated from each other. Therefore, it is possible to prevent the charges trapped in the charge storage patterns 252 from being diffused and lost in the vertical direction with respect to the semiconductor substrate 200.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 도 17 내지 도 19에 도시된 희생막을 사용하지 않으면서, 전하 저장막 패턴(252)들을 국소적으로 형성할 수 있다. 이에 대해, 도 22 내지 도 24를 참조하여 상세히 설명한다. Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the charge storage layer patterns 252 may be locally formed without using the sacrificial layers illustrated in FIGS. 17 to 19. This will be described in detail with reference to FIGS. 22 to 24.

도 16에 이어서 도 22를 참조하면, 확장부(도 16의 226)들을 포함하는 제 3 트렌치(도 16의 224)의 표면을 따라 컨포말하게 전하 저장막(250)을 형성한 다음, 제 3 트렌치(도 16의 224) 게이트 도전막(280)을 매립한다. 도전 물질로는 폴리실리콘막 또는 금속막이 이용될 수 있으며, 게이트 도전막(280)을 매립한 후, 전하 저장막(250) 및 게이트 도전막(280)의 상부를 평탄화할 수 있다. Referring to FIG. 16 and FIG. 22, the charge storage layer 250 is conformally formed along the surface of the third trench 224 of FIG. 16 including the extensions 226 of FIG. A trench (224 in FIG. 16) gate conductive film 280 is buried. As the conductive material, a polysilicon film or a metal film may be used. After filling the gate conductive film 280, the upper portion of the charge storage film 250 and the gate conductive film 280 may be planarized.

도 23을 참조하면, 수평적으로 인접한 제 1 절연막(210)들 사이에 형성된 게이트 도전막(280)을 제거하여, 게이트 도전막(280)을 워드 라인(282)들로 분리할 수 있다. 즉, 확장부(도 16의 222)들 내에 각각 워드 라인(282)들이 형성될 수 있다. 도전 물질로 이루어진 게이트 도전막을 이방성 식각하는 동안, 제 1 절연막(210)들 측벽의 전하 저장막(250)이 게이트 도전막(280) 함께 제거되거나, 일부 잔류할 수 있다. 즉, 수평적으로 인접한 제 1 절연막(210)들 사이에 다시 트렌치(233)를 형성한다. Referring to FIG. 23, a gate conductive layer 280 formed between horizontally adjacent first insulating layers 210 may be removed to separate the gate conductive layer 280 into word lines 282. That is, word lines 282 may be formed in the extension portions 222 of FIG. 16. During the anisotropic etching of the gate conductive layer made of the conductive material, the charge storage layer 250 of the sidewalls of the first insulating layers 210 may be removed together or partially remain. That is, trenches 233 are formed again between the horizontally adjacent first insulating layers 210.

도 24를 참조하면, 워드 라인(282)들을 형성한 다음, 제 1 절연막(210)들의 측벽 상에 형성된 전하 저장막(250)을 제거한다. 이에 따라, 확장부(도 16의 226)들 내에, 워드 라인(282)의 일측벽과 상하면을 덮는 전하 저장막 패턴들(252)을 국소적으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 24, after the word lines 282 are formed, the charge storage layer 250 formed on the sidewalls of the first insulating layers 210 is removed. Accordingly, the charge storage layer patterns 252 covering one side wall and the top and bottom surfaces of the word line 282 may be locally formed in the extension portions 226 of FIG. 16.

전하 저장막(250)을 전하 저장막 패턴(252)들로 분리하는 것은, 이방성 또는 등방성 식각 공정을 수행하여 진행될 수 있다. 전하 저장막(250)을 제거시, 식각 가스 또는 식각 용액으로 게이트 도전막에 대해 식각 선택비를 갖는 물질을 이용하여, 제 1 절연막(210)들 측벽의 전하 저장막(250)을 선택적으로 식각할 수 있다. 예를 들어, 등방성 식각 공정을 통해, 제 1 절연막(210)들 측벽의 전하 저장막(250)을 제거하는 경우, HF, O3/HF, 인산, 황산 및 LAL과 같은 식각 용액이 이용될 수 있다. 또한, 전하 저장막(250)을 제거하기 위해, 불화물(fluoride) 계열의 식각 용액과, 인산 또는 황산 용액이 순차적으로 이용될 수도 있다. Separating the charge storage layer 250 into the charge storage layer patterns 252 may be performed by performing an anisotropic or isotropic etching process. When the charge storage layer 250 is removed, the charge storage layer 250 on the sidewalls of the first insulating layers 210 may be selectively etched using a material having an etching selectivity with respect to the gate conductive layer using an etching gas or an etching solution. can do. For example, when the charge storage layer 250 of the sidewalls of the first insulating layers 210 is removed through an isotropic etching process, an etching solution such as HF, O 3 / HF, phosphoric acid, sulfuric acid, and LAL may be used. have. In addition, in order to remove the charge storage layer 250, a fluoride-based etching solution and a phosphoric acid or sulfuric acid solution may be sequentially used.

한편, 워드 라인(283)들을 형성한 다음, 제 1 절연막(210)들 측벽 상의 전하 저장막(도 23의 250)을 제거할 때, 전하 저장막(도 23의 250) 표면에 잔류하는 게이트 도전 물질이 함께 제거될 수 있다. 그러므로, 전하 저장막 패턴(252)들이 서로 분리되어 있어, 전하 저장 패턴(252)들에 트랩된 전하들이 반도체 기판(200)에 대해 수직 방향으로 확산되어 손실되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전하 저장막(250) 상에 도전 물질이 잔류하여, 워드 라인(282)들 간의 전기적 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, when the word lines 283 are formed and then the charge storage layer 250 of FIG. 23 is removed on the sidewalls of the first insulating layers 210, gate conduction remaining on the surface of the charge storage layer 250 of FIG. 23. The materials can be removed together. Therefore, the charge storage layer patterns 252 are separated from each other, so that the charges trapped in the charge storage patterns 252 can be prevented from being diffused and lost in the vertical direction with respect to the semiconductor substrate 200, as well as the charges. The conductive material may remain on the storage layer 250 to prevent an electrical short between the word lines 282.

도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템의 개략도이다. 25 is a schematic diagram of a memory system including a nonvolatile memory device according to example embodiments.

도 25를 참조하면, 메모리 시스템(1100)은 PDA, 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card), 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 소자에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 25, the memory system 1100 may include a PDA, a portable computer, a web tablet, a wireless phone, a mobile phone, a digital music player, It can be applied to a memory card or any device capable of transmitting and / or receiving information in a wireless environment.

메모리 시스템(1100)은 컨트롤러(1110), 키패드(keypad), 키보드 및 디스플레이와 같은 입출력 장치(1120), 메모리(1130), 인터페이스(1140), 및 버스(1150)를 포함한다. 메모리(1130)와 인터페이스(1140)는 버스(1150)를 통해 상호 소통된다.The memory system 1100 includes a controller 1110, an input / output device 1120 such as a keypad, a keyboard, and a display, a memory 1130, an interface 1140, and a bus 1150. The memory 1130 and the interface 1140 communicate with each other via the bus 1150.

컨트롤러(1110)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서, 디지털 시그널 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 또는 그와 유사한 다른 프로세스 장치들을 포함한다. 메모리(1130)는 컨트롤러에 의해 수행된 명령을 저장하는 데에 사용될 수 있다. 입출력 장치(1120)는 시스템(1100) 외부로부터 데이터 또는 신호를 입력받거나 또는 시스템(1100) 외부로 데이터 또는 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입출력 장 치(1120)는 키보드, 키패드 또는 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.The controller 1110 includes at least one microprocessor, digital signal processor, microcontroller, or similar other processing devices. Memory 1130 may be used to store instructions performed by the controller. The input / output device 1120 may receive data or a signal from the outside of the system 1100 or output data or a signal to the outside of the system 1100. For example, the input / output device 1120 may include a keyboard, a keypad, or a display element.

메모리(1130)는 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 소자를 포함한다. 메모리(1130)는 또한 다른 종류의 메모리, 임의의 수시 접근이 가능한 휘발성 메모리, 기타 다양한 종류의 메모리를 더 포함할 수 있다.The memory 1130 includes a nonvolatile memory device according to embodiments of the present invention. The memory 1130 may also further include other types of memory, volatile memory that can be accessed at any time, and various other types of memory.

인터페이스(1140)는 데이터를 통신 네트워크로 송출하거나, 네트워크로부터 데이터를 받는 역할을 한다.The interface 1140 transmits data to the communication network or receives data from the network.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래시 메모리 장치를 구비하는 메모리 카드(1200)의 일 예를 간략히 도시한 블록도이다. FIG. 26 is a block diagram schematically illustrating an example of a memory card 1200 including a flash memory device according to an exemplary embodiment.

도 26을 참조하면, 고용량의 데이터 저장 능력을 지원하기 위한 메모리 카드(1200)는 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치(1210)를 장착한다. 본 발명에 따른 메모리 카드(1200)는 호스트(Host)와 플래시 메모리 장치(1210) 간의 제반 데이터 교환을 제어하는 메모리 컨트롤러(1220)를 포함한다. Referring to FIG. 26, a memory card 1200 for supporting a high capacity of data storage capability includes a flash memory device 1210 according to the present invention. The memory card 1200 according to the present invention includes a memory controller 1220 that controls overall data exchange between the host and the flash memory device 1210.

SRAM(1221)은 프로세싱 유닛(1222)의 동작 메모리로써 사용된다. 호스트 인터페이스(1223)는 메모리 카드(1200)와 접속되는 호스트의 데이터 교환 프로토콜을 구비한다. 에러 정정 블록(1224)은 멀티 비트 플래시 메모리 장치(1210)로부터 독출된 데이터에 포함되는 에러를 검출 및 정정한다. 메모리 인터페이스(1225)는 본 발명의 플래시 메모리 장치(1210)와 인터페이싱 한다. 프로세싱 유닛(1222)은 메모리 컨트롤러(1220)의 데이터 교환을 위한 제반 제어 동작을 수행한다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 메모리 카드(1200)는 호스트(Host)와의 인터페이싱을 위한 코드 데이터를 저장하는 ROM(미도시됨) 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다. SRAM 1221 is used as an operating memory of the processing unit 1222. The host interface 1223 includes a data exchange protocol of a host that is connected to the memory card 1200. The error correction block 1224 detects and corrects an error included in data read from the multi-bit flash memory device 1210. The memory interface 1225 interfaces with the flash memory device 1210 of the present invention. The processing unit 1222 performs various control operations for exchanging data of the memory controller 1220. Although not shown in the drawings, the memory card 1200 according to the present invention may further be provided with a ROM (not shown) for storing code data for interfacing with a host. Self-explanatory to those who have learned.

이상의 본 발명의 플래시 메모리 장치 및 메모리 카드 또는 메모리 시스템에 따르면, 더미 셀들의 소거 특성이 개선된 플래시 메모리 장치(1210)를 통해서 신뢰성 높은 메모리 시스템을 제공할 수 있다. 특히, 최근 활발히 진행되는 반도체 디스크 장치(Solid State Disk: 이하 SSD) 장치와 같은 메모리 시스템에서 본 발명의 플래시 메모리 장치가 제공될 수 있다. 이 경우, 더미 셀로부터 야기되는 읽기 에러를 차단함으로써 신뢰성 높은 메모리 시스템을 구현할 수 있다. According to the flash memory device and the memory card or the memory system of the present invention, a highly reliable memory system can be provided through the flash memory device 1210 having improved erase characteristics of dummy cells. In particular, the flash memory device of the present invention may be provided in a memory system, such as a solid state disk (SSD) device, which is actively progressing recently. In this case, it is possible to implement a reliable memory system by blocking the read error caused by the dummy cell.

도 27은 본 발명에 따른 플래시 메모리 시스템(1310)을 장착하는 정보 처리 시스템(1300)을 간략히 보여주는 블록도이다. 27 is a block diagram schematically illustrating an information processing system 1300 incorporating a flash memory system 1310 according to the present invention.

도 27을 참조하면, 모바일 기기나 데스크 톱 컴퓨터와 같은 정보 처리 시스템에 본 발명의 플래시 메모리 시스템(1310)이 장착된다. 본 발명에 따른 정보 처리 시스템(1300)은 플래시 메모리 시스템(1310)과 각각 시스템 버스(1360)에 전기적으로 연결된 모뎀(1320), 중앙처리장치(1330), 램(1340), 유저 인터페이스(1350)를 포함한다. 플래시 메모리 시스템(1310)은 앞서 언급된 메모리 시스템 또는 플래시 메모리 시스템과 실질적으로 동일하게 구성될 것이다. 플래시 메모리 시스템(1310)에는 중앙처리장치(1330)에 의해서 처리된 데이터 또는 외부에서 입력된 데이터가 저장된다. 여기서, 상술한 플래시 메모리 시스템(1310)이 반도체 디스크 장치(SSD)로 구성될 수 있으며, 이 경우 정보 처리 시스템(1300)은 대용량의 데이터를 플래시 메모리 시스템(1310)에 안정적으로 저장할 수 있다. 그리고 신뢰성의 증대에 따라, 플래시 메모리 시스템(1310)은 에러 정정에 소요되는 자원을 절감할 수 있어 고속의 데이터 교환 기능을 정보 처리 시스템(1300)에 제공할 것이다. 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 정보 처리 시스템(1300)에는 응용 칩셋(Application Chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS), 입출력 장치 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.Referring to FIG. 27, the flash memory system 1310 of the present invention is mounted in an information processing system such as a mobile device or a desktop computer. The information processing system 1300 according to the present invention includes a flash memory system 1310 and a modem 1320, a central processing unit 1330, a RAM 1340, and a user interface 1350 electrically connected to a system bus 1360, respectively. It includes. The flash memory system 1310 may be configured substantially the same as the above-described memory system or flash memory system. The flash memory system 1310 stores data processed by the CPU 1330 or data externally input. Here, the above-described flash memory system 1310 may be configured as a semiconductor disk device (SSD), in which case the information processing system 1300 can stably store large amounts of data in the flash memory system 1310. As the reliability increases, the flash memory system 1310 may reduce resources required for error correction, thereby providing a high speed data exchange function to the information processing system 1300. Although not shown, the information processing system 1300 according to the present invention may be further provided with an application chipset, a camera image processor (CIS), an input / output device, and the like. Self-explanatory to those who have learned.

또한, 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치 또는 메모리 시스템은 다양한 형태들의 패키지로 실장 될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치 또는 메모리 시스템은 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지화되어 실장될 수 있다.In addition, the flash memory device or the memory system according to the present invention may be mounted in various types of packages. For example, a flash memory device or a memory system according to the present invention may be a package on package (PoP), ball grid arrays (BGAs), chip scale packages (CSPs), plastic leaded chip carrier (PLCC), plastic dual in-line package. (PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQFP), Thin Quad Flatpack (TQFP), Small Outline ( SOIC), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package (WFP), Wafer- It can be packaged and mounted in the same manner as Level Processed Stack Package (WSP).

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 장치의 간략 회로도이다.1 is a simplified circuit diagram of a nonvolatile memory device according to embodiments of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 사시도이다.2 is a perspective view of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.4 through 10 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device, according to an exemplary embodiment.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 11 is a perspective view of a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.

도 12 내지 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.12 to 21 are views sequentially illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.

도 22 내지 도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다. 22 through 24 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device, according to another exemplary embodiment.

도 25은 본 발명의 실시예들에 따른 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템의 개략도이다. 25 is a schematic diagram of a memory system including a nonvolatile memory device according to example embodiments.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래시 메모리 장치를 구비하는 메모리 카드의 일 예를 간략히 도시한 블록도이다. FIG. 26 is a block diagram schematically illustrating an example of a memory card including a flash memory device according to an exemplary embodiment. Referring to FIG.

도 27은 본 발명에 따른 플래시 메모리 시스템을 장착하는 정보 처리 시스템을 간략히 보여주는 블록도이다. 27 is a block diagram schematically showing an information processing system equipped with a flash memory system according to the present invention.

Claims (14)

반도체 기판 상에, 서로 다른 식각 선택비를 갖는 복수 개의 제 1 및 제 2 물질막들을 번갈아 적층하고,Alternately stacking a plurality of first and second material films having different etching selectivity on the semiconductor substrate, 상기 복수 개의 제 1 및 제 2 물질막들을 관통하는 개구를 형성하고,An opening penetrating the plurality of first and second material films, 상기 개구에 의해 노출된 상기 제 1 물질막들을 제거하여, 상기 개구로부터 상기 반도체 기판과 수평한 방향으로 확장된 확장부들을 형성하고,Removing the first material films exposed by the opening to form extended portions extending from the opening in a direction parallel to the semiconductor substrate, 상기 개구 및 확장부들의 표면을 따라 컨포말하게 전하 저장막을 형성하고,Forming a charge storage film conformally along the surface of the openings and extensions, 상기 제 2 물질막의 측벽에 형성된 상기 전하 저장막을 제거하여, 전하 저장막 패턴들을 상기 확장부 내에 국소적으로(locally) 형성하는 것을 포함하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And removing the charge storage layer formed on sidewalls of the second material layer to locally form charge storage layer patterns in the extension. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개구들을 형성하는 것은, 상기 제 1 및 제 2 물질막들을 관통하는 홀 또는 트렌치들을 형성하는 것인 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And forming the openings form holes or trenches through the first and second material layers. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전하 저장막 패턴들을 형성하는 것은,Forming the charge storage layer patterns, 상기 전하 저장막이 형성된 상기 개구 및 확장부들 내에 희생막을 충진시키고,Filling a sacrificial layer in the openings and extensions in which the charge storage layer is formed; 상기 제 2 물질막들 상부를 덮는 마스크 패턴을 형성하고,Forming a mask pattern covering an upper portion of the second material layers, 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여, 상기 개구 내의 상기 희생막 및 상기 전하 저장막을 제거하고,Using the mask pattern as an etching mask, removing the sacrificial layer and the charge storage layer in the opening, 상기 확장부들에 충진된 상기 희생막을 제거하여, 상기 전하 저장막 패턴들을 형성하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And removing the sacrificial layer filled in the extension parts to form the charge storage layer patterns. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 확장부들은 상기 제 1 물질막들의 일부를 제거하여 형성하고,The extensions are formed by removing some of the first material layers, 상기 전하 저장막 패턴들은 상기 제 1 물질막의 측벽과 접촉하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.The charge storage layer patterns may be in contact with sidewalls of the first material layer. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1 물질막들은 도전막으로 형성되는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And the first material layers are formed of a conductive layer. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전하 저장막 패턴은 전하 블록킹막, 전하 트랩막 및 전하 터널링막을 포함하며, 상기 전하 블록킹막이 상기 제 1 물질막의 측벽과 접촉하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.The charge storage layer pattern may include a charge blocking layer, a charge trapping layer, and a charge tunneling layer, wherein the charge blocking layer is in contact with sidewalls of the first material layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전하 저장막 패턴들을 형성한 후, 상기 개구 및 상기 확장부들 내에, 반도체 물질을 매립하여 반도체 기둥을 형성하는 것을 더 포함하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And forming a semiconductor pillar by filling a semiconductor material in the openings and the extension portions after forming the charge storage layer patterns. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개구들을 형성하기 전에, 상기 제 1 및 제 2 물질막들을 관통하는 반도체 패턴들을 형성하는 것을 더 포함하며,Before forming the openings, further comprising forming semiconductor patterns passing through the first and second material films, 상기 개구들은 한 쌍의 상기 반도체 패턴들 사이에 형성하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And the openings are formed between a pair of the semiconductor patterns. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 확장부들은 상기 제 1 물질막들의 전부를 제거하여 형성하고,The extensions are formed by removing all of the first material layers, 상기 전하 저장막 패턴들은 상기 반도체 패턴들의 측벽과 접촉하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.The charge storage layer patterns may be in contact with sidewalls of the semiconductor patterns. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전하 저장막 패턴들을 형성하기 전,Before forming the charge storage layer patterns, 상기 전하 저장막이 형성된 상기 각각의 확장부들 내에, 도전 패턴을 형성하는 것을 더 포함하는 비휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And forming a conductive pattern in each of the extension portions in which the charge storage layer is formed. 반도체 기판 상에, 절연막을 개재하여 적층된 도전막들;Conductive films stacked on the semiconductor substrate via an insulating film; 상기 도전막들을 관통하여 상기 반도체 기판에 접속된 바디부와, 상기 바디부로부터 상기 도전막들의 측벽을 향해 돌출된 복수 개의 돌출부들을 포함하는 활성 기둥들; 및Active pillars including a body portion penetrating the conductive layers and connected to the semiconductor substrate, and a plurality of protrusions protruding from the body portion toward sidewalls of the conductive layers; And 상기 도전막들의 측벽과, 상기 활성 기둥의 돌출부 사이에 형성된 전하 저장막 패턴들을 포함하는 비휘발성 메모리 장치.And a charge storage layer pattern formed between sidewalls of the conductive layers and a protrusion of the active pillar. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 돌출부들은 수직 방향에서 서로 인접한 절연막들 사이에 형성되고, 상기 전하 저장막 패턴들은 상기 돌출부와 상기 절연막들 사이로 연장된 비휘발성 메모리 장치.The protrusions are formed between insulating layers adjacent to each other in a vertical direction, and the charge storage layer patterns extend between the protrusions and the insulating layers. 반도체 기판 상에 3차원적으로 배열된 도전 패턴들;Conductive patterns three-dimensionally arranged on a semiconductor substrate; 상기 반도체 기판으로부터 연장되어 상기 도전 패턴들 사이를 지나는 반도체 패턴들; 및Semiconductor patterns extending from the semiconductor substrate and passing between the conductive patterns; And 상기 반도체 패턴과 상기 도전 패턴 사이에 개재된 전하 저장막 패턴을 포함하며,A charge storage layer pattern interposed between the semiconductor pattern and the conductive pattern; 상기 전하 저장 패턴은, 상기 다른 도전 패턴에 접하는 상기 전하 저장막 패턴과 분리된 비휘발성 메모리 장치.The charge storage pattern is separated from the charge storage layer pattern in contact with the other conductive pattern. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 전하 저장막 패턴은 상기 도전 패턴의 상면 및 하면으로 연장된 비휘발성 메모리 장치.The charge storage layer pattern extends to an upper surface and a lower surface of the conductive pattern.
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