KR20100133217A - 3d-nonvolatile memory device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A 3D structure nonvolatile memory device and a manufacturing method thereof are provided to improve the degree of integration by three-dimensionally arranging a gate line along a plurality of channel structures. CONSTITUTION: A plurality of gate structures includes a plurality of interlayer insulating layers and gate electrode layers. The plurality of gate structures are extended to a first direction in parallel. A plurality of memory cells are laminated along to the sidewall of the gate structure. The plurality of memory cells are arranged in a first direction and a second direction crossing the first direction.

Description

3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법{3D-NONVOLATILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Non-volatile memory device having a three-dimensional structure and a method of manufacturing the same {3D-NONVOLATILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 3차원 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure and a method of manufacturing the same.

비휘발성 메모리 소자는 전원공급이 차단되더라도 저장된 데이터가 그대로 유지되는 메모리 소자이다. 최근 실리콘 기판 상에 단층으로 메모리 소자를 제조하는 2차원 구조의 메모리 소자의 집적도 향상이 한계에 도달함에 따라, 실리콘 기판으로부터 수직으로 메모리 셀을 적층하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자가 제안되고 있다.A non-volatile memory device is a memory device in which stored data is retained even if power supply is interrupted. Recently, as the degree of integration of a memory device having a two-dimensional structure that manufactures a memory device in a single layer on a silicon substrate has reached its limit, a non-volatile memory device having a three-dimensional structure in which memory cells are stacked vertically from a silicon substrate has been proposed. .

이하, 도면을 참조하여 종래기술에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 구조 및 그 문제점을 상세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, a structure and a problem of a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to the prior art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래기술에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 단면도로서, 특히, BICS(bit cost scalable) 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자의 단면을 나타낸다. 단, 본 도면에서는 설명의 편의를 위하여 하부 선택 트랜지스터, 상부 선택 트랜지스터 등은 생략하고 메모리 셀을 중심으로 도시하였다. 또한, 전하차단막, 전하트랩막 및 터널절연막은 하나의 막으로 도시하였으며, 도면 부호 "13"으로 도시하였다.1 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to the prior art, and in particular, shows a cross section of a nonvolatile memory device having a bit cost scalable (BICS) structure. However, in this drawing, the bottom selection transistor, the top selection transistor, and the like are omitted for convenience of description and are shown mainly in the memory cell. In addition, the charge blocking film, the charge trap film, and the tunnel insulating film are shown as one film, and the reference numeral 13 is used.

도시된 바와 같이, 종래의 3차원 비휘발성 메모리 소자는 기판(10)으로부터 수직으로 돌출된 채널(14) 및 채널을 따라 적층된 복수의 메모리 셀을 포함하는데, 제조 공정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.As shown, a conventional three-dimensional nonvolatile memory device includes a channel 14 protruding vertically from the substrate 10 and a plurality of memory cells stacked along the channel. The manufacturing process will be briefly described as follows.

먼저, 기판(10) 상에 복수의 층간절연막(11) 및 게이트 전극용 도전막(12)을 교대로 적층한 후, 이를 식각하여 채널용 트렌치를 형성한다. 이어서, 채널용 트렌치가 형성된 결과물의 전면에 전하차단막, 전하트랩막 및 터널절연막(13)을 형성한 후, 전하차단막, 전하트랩막 및 터널절연막(13)을 에치백하여 채널용 트렌치 저면의 기판(10)을 노출시킨다. 이어서, 전하차단막, 전하트랩막 및 터널절연막(13)이 형성된 채널용 트렌치 내에 채널용 막을 매립하여 채널(14)을 형성한다. First, a plurality of interlayer insulating films 11 and conductive films 12 for gate electrodes are alternately stacked on the substrate 10, and then etched to form channel trenches. Subsequently, the charge blocking film, the charge trap film and the tunnel insulating film 13 are formed on the entire surface of the resultant in which the channel trench is formed, and then the back of the substrate on the bottom surface of the channel trench is etched by etching back the charge blocking film, the charge trap film and the tunnel insulating film 13. Expose (10). Subsequently, the channel 14 is formed by embedding the channel film in the channel trench in which the charge blocking film, the charge trap film, and the tunnel insulating film 13 are formed.

그러나, 전술한 바와 같은 종래기술에 따르면, 평판형 비휘발성 메모리 소자 제조 방법과는 역순으로 제조 공정이 진행되기 때문에, 터널절연막의 막질이 저하될 수 있다. 특히, 전하차단막, 전하트랩막 및 터널절연막(13)을 에치백하여 채널용 트렌치 저면의 기판(10)을 노출시키는 과정에서, 기 형성된 터널절연막이 손상 되어 데이터 보유 특성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 유발된다. However, according to the prior art as described above, since the manufacturing process proceeds in the reverse order to the method for manufacturing a flat panel nonvolatile memory device, the film quality of the tunnel insulating film may be reduced. In particular, in the process of etching back the charge blocking film, the charge trap film, and the tunnel insulating film 13 to expose the substrate 10 on the bottom surface of the channel trench, the previously formed tunnel insulating film is damaged, thereby degrading data retention characteristics and reliability. Triggered.

또한, 채널용 트렌치는 개구부 폭에 비해 깊이(D1)가 깊은 종횡비가 큰 형상을 갖기 때문에, 채널용 막을 매립하는 과정에서 보이드(void)가 발생할 수 있다. 특히, 채널용 막 매립시 이온을 도핑하여 메모리 셀의 문턱 전압을 조절하는데, 채널용 트렌치의 깊이(D1)가 깊기 때문에, 채널(14)의 이온 도핑 농도 조절이 용이하지 않다. 따라서, 복수의 메모리 셀들의 문턱 전압이 불균일하게 된다.In addition, since the channel trench has a shape having a large aspect ratio with a deep depth D1 compared to the opening width, voids may occur in the process of embedding the channel film. In particular, the threshold voltage of the memory cell is controlled by doping ions when the channel film is buried. Since the depth D1 of the channel trench is deep, it is not easy to adjust the ion doping concentration of the channel 14. Thus, the threshold voltages of the plurality of memory cells become nonuniform.

또한, 복수의 게이트 전극용 도전막(12)이 적층된 구조를 가지므로, 게이트 콘택 형성시 각 게이트 전극용 도전막(12)을 노출시키기 위한 식각 공정 즉, 슬리밍(slimming) 공정을 진행해야 하는데, 해당 공정이 매우 복잡하다. In addition, since the plurality of gate electrode conductive films 12 are stacked, an etching process, that is, a slimming process, is required to expose the conductive film 12 for each gate electrode when forming the gate contact. The process is very complicated.

또한, 복수의 게이트 전극용 도전막(12)을 먼저 형성한 후에 전하차단막, 전하트랩막 및 터널절연막(13), 채널(14)을 형성하기 때문에, 후속 공정에서 메탈에 의한 오염을 방지하기 위해 게이트 전극용 도전막(12)의 물질이 폴리실리콘막으로 제한된다. 즉, 메탈 전극의 형성이 불가능하다.In addition, since the charge blocking film, the charge trap film, the tunnel insulating film 13, and the channel 14 are formed after forming the plurality of gate electrode conductive films 12 first, in order to prevent contamination by metal in subsequent steps. The material of the conductive film 12 for the gate electrode is limited to the polysilicon film. That is, it is impossible to form a metal electrode.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 복수의 게이트 전극막을 적층한 게이트 구조물의 측벽에 메모리 셀을 적층함으로써, 복수의 게이트 구조물을 따라 스트링이 입체적으로 배열되는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and by stacking memory cells on sidewalls of a gate structure in which a plurality of gate electrode films are stacked, a three-dimensional nonvolatile memory having strings arranged three-dimensionally along a plurality of gate structures. It is a first object to provide an element and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명은 복수의 채널막을 적층한 채널 구조물의 측벽에 메모리 셀을 적층함으로써, 복수의 게이트 구조물을 따라 게이트 라인이 입체적으로 배열되는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a non-volatile memory device having a three-dimensional structure in which a gate line is three-dimensionally arranged along a plurality of gate structures by stacking memory cells on sidewalls of a channel structure in which a plurality of channel films are stacked. Let it be a 1st objective.

또한, 본 발명은 기판의 스트링 예정 영역을 식각한 후, 식각된 영역 내에 게이트 구조물 또는 채널 구조물을 형성함으로써, 구조물의 일측 말단에 용이하게 콘택 패드를 형성할 수 있는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.In addition, the present invention is a non-volatile memory device having a three-dimensional structure that can easily form a contact pad at one end of the structure by etching the string predetermined region of the substrate, and then forming a gate structure or a channel structure in the etched region And a manufacturing method thereof.

이러한 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명은 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법에 있어서, 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 교대로 적층하는 단계; 상기 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 식각하여 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물을 형성하는 단계; 상기 게이 트 구조물이 형성된 결과물의 전면을 따라, 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막을 차례로 형성하는 단계; 상기 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막이 형성된 결과물의 전면을 따라 채널용 막을 형성하는 단계; 및 상기 채널용 막, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 식각하여, 상기 복수의 게이트 구조물의 프로파일을 따라 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure, comprising: alternately stacking a plurality of interlayer insulating films and conductive films for a gate electrode; Etching the plurality of interlayer insulating films and the conductive films for the gate electrodes to form a plurality of gate structures extending in parallel in a first direction; Sequentially forming a charge blocking film, a charge trapping film, and a tunnel insulating film along the entire surface of the resultant product in which the gate structure is formed; Forming a channel film along the entire surface of the resultant product in which the charge blocking film, the charge trapping film, and the tunnel insulating film are formed; And etching the channel film, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film to form a plurality of channel lines extending in parallel in a second direction crossing the first direction along a profile of the plurality of gate structures. It is characterized by including a step.

또한, 본 발명은 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법에 있어서, 복수의 층간절연막 및 채널용 막을 교대로 적층하는 단계; 상기 복수의 층간절연막 및 채널용 막을 식각하여 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 구조물을 형성하는 단계; 상기 채널 구조물이 형성된 결과물의 전면을 따라, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 차례로 형성하는 단계; 상기 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막이 형성된 결과물의 전면을 따라 게이트 전극용 도전막을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 전극용 도전막, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 식각하여, 상기 복수의 채널 구조물의 프로파일을 따라 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure, comprising: alternately stacking a plurality of interlayer insulating films and channel films; Etching the plurality of interlayer insulating films and the channel films to form a plurality of channel structures extending in parallel in a first direction; Sequentially forming a tunnel insulating film, a charge trapping film, and a charge blocking film along the entire surface of the resultant product in which the channel structure is formed; Forming a conductive film for a gate electrode along an entire surface of the resultant product in which the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film are formed; And etching the gate electrode conductive film, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film to form a plurality of gate lines extending in parallel in a second direction crossing the first direction along a profile of the plurality of channel structures. It is another feature that comprises the step of forming.

또한, 본 발명은 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자에 있어서, 교대로 적층된 복수의 층간절연막 및 게이트 전극막으로 이루어지고, 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물; 상기 게이트 구조물의 측벽을 따라 적층되어, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되는 복수의 메모리 셀; 및 상기 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀들을 연결하면서, 상기 복수의 게이트 구조물의 프로파일을 따라 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 라인를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a non-volatile memory device having a three-dimensional structure, comprising: a plurality of gate structures comprising a plurality of interlayer insulating films and gate electrode films alternately stacked and extending in parallel in a first direction; A plurality of memory cells stacked along sidewalls of the gate structure and arranged in a first direction and a second direction crossing the first direction; And a plurality of channel lines extending in parallel in a second direction along profiles of the plurality of gate structures while connecting the plurality of memory cells arranged in the second direction.

또한, 본 발명은 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자에 있어서, 교대로 적층된 복수의 층간절연막 및 채널막으로 이루어지고, 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 구조물; 상기 채널 구조물의 측벽을 따라 적층되어, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되는 복수의 메모리 셀; 및 상기 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀들을 연결하면서, 상기 복수의 채널 구조물의 프로파일을 따라 상기 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 라인을 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a non-volatile memory device having a three-dimensional structure, comprising: a plurality of channel structures formed of a plurality of interlayer insulating films and channel films stacked alternately and extending in parallel in a first direction; A plurality of memory cells stacked along sidewalls of the channel structure and arranged in a first direction and a second direction crossing the first direction; And a plurality of gate lines extending in parallel in the second direction along profiles of the plurality of channel structures while connecting the plurality of memory cells arranged in the second direction.

본 발명에 따르면, 복수의 게이트 구조물을 따라 스트링을 입체적으로 배열하거나, 복수의 채널 구조물을 따라 게이트 라인을 입체적으로 배열함으로써, 메모리 소자의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있다. According to the present invention, the degree of integration of the memory device may be further improved by three-dimensionally arranging strings along a plurality of gate structures or three-dimensionally arranging gate lines along a plurality of channel structures.

또한, 채널용 막 형성시 보이드가 형성되지 않으며, 이온 도핑 농도 조절이 용이하므로 메모리 셀의 문턱 전압 균일성을 향상시킬 수 있다. In addition, no void is formed when the channel film is formed, and the ion doping concentration is easily controlled, thereby improving the threshold voltage uniformity of the memory cell.

또한, 기판의 스트링 예정 영역을 식각한 후, 식각된 영역 내에 게이트 구조물 또는 채널 구조물을 형성하므로, 구조물의 일측 말단에 용이하게 콘택 패드가 형성되어 메모리 셀 제조 공정의 난이도를 낮출 수 있다.In addition, since the gate structure or the channel structure is formed in the etched region after the string predetermined region of the substrate is etched, a contact pad may be easily formed at one end of the structure to reduce the difficulty of the memory cell manufacturing process.

또한, 채널 구조물을 이용하여 메모리 셀을 형성하는 경우, 종래의 평판형 메모리 소자와 동일한 제조 순서로 메모리 셀을 형성하게 되므로, 터널절연막의 막질을 향상시켜 데이터 보유 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 메탈 전극의 형성이 가능해진다.In addition, when the memory cell is formed using the channel structure, since the memory cells are formed in the same manufacturing order as in the conventional flat plate type memory device, the film quality of the tunnel insulating layer may be improved, thereby improving data retention characteristics and reliability. In addition, formation of a metal electrode becomes possible.

이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과정되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. In the following, the most preferred embodiment of the present invention is described. In the drawings, thicknesses and intervals are expressed for convenience of description and may be shown to be processed compared to actual physical thicknesses. In describing the present invention, well-known structures irrelevant to the gist of the present invention may be omitted. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as much as possible, even if displayed on different drawings.

이하에서는 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 형성 방법을 중심으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of forming a memory cell of a nonvolatile memory device will be described.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 특히, 게이트 구조물을 이용한 메모리 셀 형성 방법을 설명하기 위한 것이다. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention, and specifically, a method of forming a memory cell using a gate structure.

도 2a에 도시된 바와 같이, 복수의 층간절연막(21) 및 게이트 전극용 도전막(22)을 교대로 적층한다. As shown in FIG. 2A, a plurality of interlayer insulating films 21 and conductive films 22 for gate electrodes are alternately stacked.

여기서, 층간절연막(21)은 적층되는 게이트 전극용 도전막(22)을 상호 분리시키기 위한 분리막으로서 제공된다. 또한, 게이트 전극용 도전막(22)은 메모리 셀의 게이트 전극을 형성하기 위한 것으로서, 적층하고자하는 메모리 셀의 개수만큼 게이트 전극용 도전막(22)을 적층한다. 본 도면에서는 일 실시예로서, 4개의 메모리 셀을 적층하는 경우에 대해 도시하고 있다.Here, the interlayer insulating film 21 is provided as a separation film for separating the conductive films 22 for gate electrodes to be stacked. The gate electrode conductive film 22 is for forming a gate electrode of a memory cell, and the gate electrode conductive films 22 are stacked as many as the number of memory cells to be stacked. In the drawing, as an example, a case of stacking four memory cells is illustrated.

물론, 메모리 셀을 복수회로 나누어 적층하는것 또한 가능하다. 예를 들어, 20개의 메모리 셀을 적층하고자 하는 경우, 한번에 4개의 메모리 셀을 적층하되 이러한 과정을 총 5회 반복함으로써 20개의 메모리 셀을 적층시킬 수 있다.Of course, it is also possible to divide and stack memory cells in multiple times. For example, if 20 memory cells are to be stacked, 20 memory cells may be stacked by stacking four memory cells at a time, but repeating this process five times in total.

도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 층간절연막(21) 및 게이트 전극용 도전막(22)을 식각하여 제1방향(I-I')으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물(A)을 형성한다. 본 도면에서는 일 실시예로서, 4개의 게이트 구조물을 형성하는 경우에 대해 도시하고 있다.As shown in FIG. 2B, the plurality of interlayer insulating layers 21 and the conductive layers 22 for the gate electrodes are etched to form a plurality of gate structures A extending in parallel in the first direction I-I '. do. In the drawing, as an example, a case of forming four gate structures is illustrated.

이로써, 복수의 층간절연막 및 게이트 전극막으로 구성되는 게이트 구조물(A)이 형성되며, 본 도면에서, 게이트 구조물(A)을 구성하는 층간절연막은 도면 부호 "21A"로 도시되었으며, 게이트 전극막은 도면 부호 "22A"로 도시되었다.As a result, a gate structure A including a plurality of interlayer insulating films and gate electrode films is formed. In this drawing, the interlayer insulating film constituting the gate structure A is shown by reference numeral 21A, and the gate electrode film is shown in the drawings. It is shown by the symbol "22A".

여기서, 복수의 게이트 구조물(A)은 소정 간격으로 형성되는데, 후속 공정에서 전하차단막, 전하포획막, 터널절연막 및 채널용 막이 형성될 두께를 고려하여 게이트 구조물(A)을 패터닝하는 것이 바람직하다.Here, the plurality of gate structures A are formed at predetermined intervals, and the gate structure A is preferably patterned in consideration of the thicknesses in which the charge blocking film, the charge trapping film, the tunnel insulating film, and the channel film are to be formed.

이어서, 게이트 구조물(A) 간의 갭영역을 교대로 매립하도록 절연막(23)을 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 절연막(23)은 산화막으로 이루어지는 것이 바 람직하며, 절연막(23)을 교대로 매립하는 구체적인 방법은 도 5a 내지 6c에서 상세히 설명하도록 한다.Next, it is preferable to form the insulating film 23 so as to alternately fill the gap regions between the gate structures A. FIG. Here, the insulating film 23 is preferably made of an oxide film, and a specific method of alternately filling the insulating film 23 will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 6C.

도 2c에 도시된 바와 같이, 게이트 구조물(A)이 형성된 결과물의 전면을 따라, 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막을 차례로 형성한다. 본 도면에서는 설명의 편의상 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막을 하나의 막으로 도시하였으며, 도면 부호 "24"로 도시하였다.As shown in FIG. 2C, a charge blocking film, a charge trapping film, and a tunnel insulating film are sequentially formed along the entire surface of the resultant product in which the gate structure A is formed. In the figure, for convenience of description, the charge blocking film, the charge trapping film, and the tunnel insulating film are shown as one film, and are denoted by reference numeral 24.

여기서, 전하차단막은 전하포획막에 저장된 전하가 게이트 전극 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 것으로서 고유전상수(high-k)를 갖는 물질막 또는 산화막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 전하포획막은 전하를 트랩시키기 위한 전하트랩막 또는 전하를 저장시키기 위한 전하저장막으로 이루어질 수 있는데, 전하트랩막의 경우 질화막으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전하저장막의 경우 다결정 실리콘막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 터널절연막은 전하의 터널링에 따른 에너지 장벽막으로서 제공되며, 산화막으로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the charge blocking film is to prevent the charge stored in the charge trapping film from moving in the direction of the gate electrode, and is preferably made of a material film or an oxide film having a high-k constant. In addition, the charge trapping film may be formed of a charge trapping film for trapping charges or a charge storing film for storing charges. In the case of the charge trapping film, it is preferable that the charge trapping film is made of a nitride film, and in the case of the charge storage film, it is preferably made of a polycrystalline silicon film. . Further, the tunnel insulating film is provided as an energy barrier film due to tunneling of the charge, and is preferably made of an oxide film.

이어서, 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막(24)이 형성된 결과물의 전면을 따라 채널용 막(25)을 형성한다.Subsequently, a channel film 25 is formed along the entire surface of the resultant product in which the charge blocking film, the charge trapping film, and the tunnel insulating film 24 are formed.

도 2d에 도시된 바와 같이, 채널용 막(25), 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막(24)을 식각하여, 복수의 게이트 구조물(A)의 프로파일을 따라 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 라인(25A)을 형성한다. 여기서, 채널 라인(25A) 형성시 함께 패터닝된 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막(24)은 도면 부호 "24A"로 도시되었다. 본 도면에서는 일 실시예로서, 두 개의 채널 라인(25A)이 형성된 경우에 대해 도시하고 있다.As shown in FIG. 2D, the channel layer 25, the charge blocking layer, the charge trapping layer, and the tunnel insulating layer 24 are etched to extend in parallel in the second direction along the profiles of the plurality of gate structures A. FIG. A plurality of channel lines 25A are formed. Here, the charge blocking film, the charge trapping film, and the tunnel insulating film 24 patterned together when the channel line 25A is formed are shown by reference numeral 24A. In this figure, as an embodiment, the case in which two channel lines 25A are formed is illustrated.

이로써, 게이트 구조물(A)의 측벽을 따라 적층되어, 제1방향(I-I') 및 상기 제1방향(I-I')과 교차하는 제2방향(II-II')으로 배열된 복수의 메모리 셀이 형성된다. 즉, 메모리 셀들은 게이트 구조물(A)의 측벽을 따라 적층됨과 동시에, 기둥처럼 적층된 메모리 셀들이 제1방향 및 제2방향으로 배열된다. Thus, a plurality of layers stacked along the sidewalls of the gate structure A and arranged in a first direction I-I 'and in a second direction II-II' intersecting the first direction I-I '. Memory cells are formed. That is, while the memory cells are stacked along the sidewall of the gate structure A, the memory cells stacked like pillars are arranged in the first direction and the second direction.

특히, 게이트 구조물(A) 간의 갭영역에 교대로 절연막(23)이 매립된 경우, 메모리 셀들은 절연막(23)이 매립되지 않은 게이트 구조물(A)의 일측 측벽을 따라 적층될 수 있다. In particular, when the insulating layers 23 are alternately filled in the gap regions between the gate structures A, the memory cells may be stacked along one sidewall of the gate structure A in which the insulating layers 23 are not buried.

도 2e는 본 발명의 제1 실시예에 의해 형성된 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2E is a diagram for explaining the structure of a non-volatile memory device having a three-dimensional structure formed by the first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자는 제1방향(I-I')으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물(A), 게이트 구조물(A)의 측벽을 따라 적층된 복수의 메모리 셀(MC) 및 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀(MC)들을 연결하는 복수의 채널 라인(25A)을 포함한다.As shown, the non-volatile memory device having a three-dimensional structure according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of gate structures A and gate structures A extending in parallel in a first direction I-I '. And a plurality of channel lines 25A connecting the plurality of memory cells MC stacked along the sidewalls of the plurality of memory cells MC and the plurality of memory cells MC arranged in the second direction.

여기서, 복수의 채널 라인(25A)은 게이트 구조물(A)을 가로지르면서 프로파일을 따라 제2방향으로 평행하게 확장된다. 즉, 채널 라인(25A)은 복수의 게이트 구조물(A)의 측벽을 오르락 내리락하면서 복수의 게이트 구조물(A)의 측벽을 따라 입체적으로 배열된다.Here, the plurality of channel lines 25A extend parallel to the second direction along the profile while crossing the gate structure A. As shown in FIG. That is, the channel lines 25A are three-dimensionally arranged along the sidewalls of the plurality of gate structures A while up and down the sidewalls of the plurality of gate structures A. FIG.

이와 같은 구조에 따르면, 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀(MC)들, 즉, 동일한 채널 라인(25A)을 공유하는 복수의 메모리 셀(MC)들은 소스 선택 트랜지스 터와 드레인 선택 트랜지스터 사이에 연결되어 하나의 스트링(ST)을 형성하게 된다. 즉, 채널 구조물(A)을 따라 입체적으로 스트링이 배열되며, 그에 따라, 하나의 스트링(ST)에 속하는 메모리 셀의 개수를 증가시킬 수 있다.According to this structure, the plurality of memory cells MC arranged in the second direction, that is, the plurality of memory cells MC sharing the same channel line 25A, may be disposed between the source select transistor and the drain select transistor. It is connected to form a string ST. That is, strings are three-dimensionally arranged along the channel structure A, thereby increasing the number of memory cells belonging to one string ST.

또한, 제1방향으로 배열되어 게이트 전극막(22A)을 공유하는 복수의 메모리 셀(MC)들은 동일한 워드라인에 연결되며, 하나의 페이지(PAGE)를 구성하여, 읽기/쓰기 동작을 수행하게 된다. 즉, 각 게이트 구조물(A)의 동일한 층에 형성된 메모리 셀(MC)들은 하나의 페이지(PAGE)를 구성하며, 게이트 구조물(A)에 포함된 게이트 전극막(22A)의 개수에 따라 복수의 페이지(PAGE)가 적층된다. In addition, the plurality of memory cells MC arranged in the first direction and sharing the gate electrode layer 22A are connected to the same word line and form one page PAGE to perform a read / write operation. . That is, the memory cells MC formed on the same layer of each gate structure A constitute one page PAGE, and a plurality of pages are formed according to the number of gate electrode layers 22A included in the gate structure A. FIG. (PAGE) are stacked.

물론, 동일한 층에 형성된 메모리 셀(MC)일지라도, 연결된 비트라인에 따라 이븐 페이지(even PAGE) 및 오드 페이지(odd PAGE)로 구분될 수 있으나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 이븐 페이지(even PAGE)와 오드 페이지(odd PAGE)를 구분하여 도시하지는 않았다.Of course, even the memory cell MC formed on the same layer, it may be divided into an even page (odd page) and an odd page (odd PAGE) according to the connected bit line, but for convenience of description in the present specification the even page (even PAGE) ) And odd page are not shown separately.

이와 같이, 게이트 구조물(A)을 이용하여 메모리 셀(MC)을 형성함으로써, 복수의 페이지(PAGE)를 적층시키고, 스트링(ST)을 입체적으로 배열할 수 있다.As described above, by forming the memory cells MC using the gate structure A, a plurality of pages PAGE may be stacked and the strings ST may be three-dimensionally arranged.

전술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 복수의 페이지(PAGE)를 적층시키고, 스트링(ST)을 입체적으로 배열함으로써, 메모리 소자의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있다. According to the first embodiment of the present invention as described above, the degree of integration of the memory device can be further improved by stacking the plurality of pages PAGE and arranging the strings ST in three dimensions.

또한, 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막(24)이 형성된 결과물의 전면에 채널용 막(25)을 형성하므로(도 2c 참조), 종횡비가 큰 채널용 트렌치 내에 채널용 막을 매립하는 종래기술에 비해, 용이하게 이온 도핑을 수행할 수 있으며, 그에 따라, 메모리 셀(MC)들의 문턱전압 균일성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 채널용 막 형성시 보이드 발생을 방지할 수 있다. In addition, since the channel film 25 is formed on the entire surface of the resultant product in which the charge blocking film, the charge trapping film, and the tunnel insulating film 24 are formed (see FIG. 2C), the channel film is embedded in the channel trench having a high aspect ratio. In contrast, ion doping may be performed easily, and thus, threshold voltage uniformity of the memory cells MC may be improved. In addition, it is possible to prevent the generation of voids when forming the channel film.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 특히, 채널 구조물을 이용한 메모리 셀 형성 방법을 설명하기 위한 것이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention. In particular, FIGS. 3A to 3D illustrate a method of forming a memory cell using a channel structure.

도 3a에 도시된 바와 같이, 복수의 층간절연막(31) 및 채널용 막(32)을 교대로 적층한다. As shown in Fig. 3A, a plurality of interlayer insulating films 31 and channel films 32 are alternately stacked.

여기서, 층간절연막(31)은 적층되는 채널용 막(32)을 상호 분리시키기 위한 분리막으로서 제공된다. 또한, 채널막(32)은 메모리 셀의 채널을 형성하기 위한 것으로서, 적층하고자 하는 메모리 셀의 개수만큼 채널용 막(32)을 적층한다. 본 도면에서는 일 실시예로서, 4개의 메모리 셀을 적층하는 경우에 대해 도시하고 있다.Here, the interlayer insulating film 31 is provided as a separation film for separating the channel films 32 to be stacked. In addition, the channel film 32 is used to form channels of memory cells, and the channel films 32 are stacked as many as the number of memory cells to be stacked. In the drawing, as an example, a case of stacking four memory cells is illustrated.

물론, 메모리 셀을 복수회로 나누어 적층하는것 또한 가능하다. 예를 들어, 20개의 메모리 셀을 적층하고자 하는 경우, 한번에 4개의 메모리 셀을 적층하되 이러한 과정을 총 5회 반복함으로써 20개의 메모리 셀을 적층시킬 수 있다.Of course, it is also possible to divide and stack memory cells in multiple times. For example, if 20 memory cells are to be stacked, 20 memory cells may be stacked by stacking four memory cells at a time, but repeating this process five times in total.

도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 층간절연막(31) 및 채널용 막(32)을 식각하여 제1방향(I-I')으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 구조물(B)을 형성한다. 본 도면에서는 일 실시예로서, 4개의 채널 구조물(B)을 형성하는 경우에 대해 도시하고 있다.As shown in FIG. 3B, the plurality of interlayer insulating layers 31 and the channel layers 32 are etched to form a plurality of channel structures B extending in parallel in the first direction I-I '. In the drawing, as an embodiment, a case of forming four channel structures B is illustrated.

이로써, 복수의 층간절연막 및 채널막으로 구성되는 채널 구조물(B)이 형성되며, 본 도면에서, 채널 구조물(B)을 구성하는 층간절연막은 도면 부호 "31A"로 도시되었으며, 채널막은 도면 부호 "32A"로 도시되었다.As a result, a channel structure B including a plurality of interlayer insulating films and a channel film is formed. In this figure, the interlayer insulating film constituting the channel structure B is shown by reference numeral 31A, and the channel film is denoted by " 32A ".

여기서, 복수의 채널 구조물(B)은 소정 간격으로 형성되는데, 후속 공정에서 전하차단막, 전하포획막, 터널절연막 및 게이트 전극이 형성될 두께를 고려하여 채널 구조물(B)을 패터닝하는 것이 바람직하다.Here, the plurality of channel structures B are formed at predetermined intervals. In the subsequent process, the channel structures B are preferably patterned in consideration of the thicknesses of the charge blocking film, the charge trapping film, the tunnel insulating film, and the gate electrode.

이어서, 채널 구조물(B) 간의 갭영역을 교대로 매립하도록 절연막(33)을 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 절연막(33)은 산화막으로 이루어지는 것이 바람직하며, 절연막(33)을 교대로 매립하는 구체적인 방법은 도 5a 내지 6c에서 상세히 설명하도록 한다.Subsequently, the insulating film 33 is preferably formed so as to alternately fill gap regions between the channel structures B. Here, the insulating film 33 is preferably made of an oxide film, and a specific method of alternately filling the insulating film 33 will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 6C.

도 3c에 도시된 바와 같이, 채널 구조물(B)이 형성된 결과물의 전면을 따라, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 차례로 형성한다. 본 도면에서는 설명의 편의상 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 하나의 막으로 도시하였으며, 도면 부호 "34"로 도시하였다.As shown in FIG. 3C, a tunnel insulating film, a charge trapping film, and a charge blocking film are sequentially formed along the entire surface of the resultant product in which the channel structure B is formed. In this figure, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film are shown as one film for convenience of description, and are denoted by reference numeral 34.

여기서, 터널절연막은 전하의 터널링에 따른 에너지 장벽막으로서 제공되며, 산화막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 전하포획막은 전하를 트랩시키기 위한 전하트랩막 또는 전하를 저장시키기 위한 전하저장막으로 이루어질 수 있는데, 전하트랩막의 경우 질화막으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전하저장막의 경우 다결정 실리콘막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 전하차단막은 전하포획막에 저장된 전하가 게이트 전극 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 것으로 서 고유전상수(high-k)를 갖는 물질막 또는 산화막으로 이루어지는 것이 바람직하다. Here, the tunnel insulating film is provided as an energy barrier film due to tunneling of the charge, and is preferably made of an oxide film. In addition, the charge trapping film may be formed of a charge trapping film for trapping charges or a charge storing film for storing charges. In the case of the charge trapping film, it is preferable that the charge trapping film is made of a nitride film, and in the case of the charge storage film, it is preferably made of a polycrystalline silicon film. . In addition, the charge blocking film is intended to prevent the charge stored in the charge trapping film from moving in the direction of the gate electrode, and is preferably made of a material film or an oxide film having a high dielectric constant (high-k).

이어서, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막(34)이 형성된 결과물의 전면을 따라 게이트 전극용 도전막(35)을 형성한다. 여기서, 게이트 전극용 도전막(35)은 금속막으로 이루어지는 것이 바람직하다.Subsequently, a conductive film 35 for the gate electrode is formed along the entire surface of the resultant product in which the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film 34 are formed. Here, it is preferable that the conductive film 35 for gate electrodes consists of a metal film.

도 3d에 도시된 바와 같이, 게이트 전극용 도전막(35), 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막(34)을 식각하여, 복수의 채널 구조물(B)의 프로파일을 따라 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 라인(35A)을 형성한다. 여기서, 게이트 라인(35A) 형성시 함께 패터닝된 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막(34)은 도면 부호 "34A"로 도시되었다. 본 도면에서는 일 실시예로서, 두 개의 게이트 라인(35A)이 형성된 경우에 대해 도시하고 있다.As shown in FIG. 3D, the conductive film 35 for the gate electrode, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film 34 are etched so as to be parallel to the second direction along the profiles of the plurality of channel structures B. FIG. A plurality of gate lines 35A extending are formed. Here, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film 34 patterned together at the time of forming the gate line 35A are shown by reference numeral 34A. In the drawing, as an example, the case where two gate lines 35A are formed is illustrated.

이로써, 채널 구조물(B)의 측벽을 따라 적층되어, 제1방향(I-I') 및 상기 제1방향(I-I')과 교차하는 제2방향(II-II')으로 배열된 복수의 메모리 셀이 형성된다. 즉, 메모리 셀들은 채널 구조물(B)의 측벽을 따라 적층됨과 동시에, 기둥처럼 적층된 메모리 셀들이 제1방향 및 제2방향으로 배열된다. Thus, a plurality of layers stacked along the sidewall of the channel structure B and arranged in a first direction I-I 'and in a second direction II-II' intersecting the first direction I-I '. Memory cells are formed. That is, while the memory cells are stacked along the sidewall of the channel structure B, the memory cells stacked like columns are arranged in the first direction and the second direction.

특히, 채널 구조물(B) 간의 갭영역에 교대로 절연막(33)이 매립된 경우, 메모리 셀들은 절연막(33)이 매립되지 않은 채널 구조물(B)의 일측 측벽을 따라 적층될 수 있다. In particular, when the insulating layers 33 are alternately filled in the gap regions between the channel structures B, the memory cells may be stacked along one sidewall of the channel structure B in which the insulating layers 33 are not buried.

도 3e는 본 발명의 제2 실시예에 의해 형성된 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3E is a diagram for explaining the structure of a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure formed by a second embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자는 제1방향(I-I')으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 구조물(B), 채널 구조물(B)의 측벽을 따라 적층된 복수의 메모리 셀(MC) 및 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀(MC)들을 연결하는 복수의 게이트 라인(35A)을 포함한다.As shown, the non-volatile memory device having a three-dimensional structure according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of channel structures B and channel structures B extending in parallel in a first direction I-I '. And a plurality of gate lines 35A connecting the plurality of memory cells MC stacked along sidewalls of the plurality of memory cells MC and the plurality of memory cells MC arranged in a second direction.

여기서, 복수의 게이트 라인(35A)은 채널 구조물(B)을 가로지르면서 프로파일을 따라 제2방향으로 평행하게 확장된다. 즉, 게이트 라인(35A)은 복수의 채널 구조물(B)의 측벽을 오르락 내리락하면서 복수의 채널 구조물(B)의 측벽을 따라 입체적으로 배열된다. Here, the plurality of gate lines 35A extend in parallel in the second direction along the profile while crossing the channel structure B. As shown in FIG. That is, the gate lines 35A are three-dimensionally arranged along the sidewalls of the plurality of channel structures B, while the sidewalls of the plurality of channel structures B move up and down.

이와 같은 구조에 따르면, 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀(MC)들, 즉, 동일한 게이트 라인(15A)을 공유하는 복수의 메모리 셀(MC)들은 동일한 워드라인에 연결되어 하나의 페이지(PAGE)를 구성하여 읽기/쓰기 동작을 수행하게 된다. 즉, 채널 구조물(B)을 따라 입체적으로 페이지(PAGE)가 배열되며, 그에 따라, 하나의 페이지(PAGE)에 속하는 메모리 셀의 개수를 증가시킬 수 있다.According to such a structure, the plurality of memory cells MC arranged in the second direction, that is, the plurality of memory cells MC sharing the same gate line 15A, are connected to the same word line to form one page ( PAGE) to perform read / write operations. That is, pages PAGE are arranged three-dimensionally along the channel structure B, thereby increasing the number of memory cells belonging to one page PAGE.

물론, 동일한 게이트 라인(35A)에 연결된 메모리 셀(MC)일지라도, 연결된 비트라인에 따라 페이지(PAGE)가 구분될 수 있으며, 이븐 비트라인(even BL)에 연결된 페이지(PAGE)는 이븐 페이지(even PAGE)로 동작하고, 오드 비트라인(odd BL)에 연결된 페이지(PAGE)는 오드 페이지(odd PAGE)로 동작할 수 있다. 단, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 이븐 페이지(even PAGE)와 오드 페이지(odd PAGE)를 구분하여 도시하지는 않았다.Of course, even in the memory cell MC connected to the same gate line 35A, the page PAGE may be divided according to the connected bit line, and the page PAGE connected to the even bit line even BL may be even page. PAGE), and a page PAGE connected to the odd bit line odd BL may operate as an odd page. However, in the present specification, an even page and an odd page are not illustrated separately for convenience of description.

또한, 제1방향으로 배열되어 채널막(12A)을 공유하는 복수의 메모리 셀(MC) 들은 소스 선택 트랜지스터 및 드레인 선택 트랜지스터 사이에 연결되어 하나의 스트링(ST)을 구성하게 된다. 즉, 각 채널 구조물(B)의 동일한 층에 형성된 메모리 셀(MC)들은 하나의 스트링(ST)을 구성하며, 채널 구조물(B)에 포함된 채널막(32A)의 개수에 따라 복수의 스트링(ST)이 적층된다.In addition, the plurality of memory cells MC arranged in the first direction and sharing the channel film 12A are connected between the source select transistor and the drain select transistor to form one string ST. That is, the memory cells MC formed on the same layer of each channel structure B constitute one string ST, and a plurality of strings may be formed according to the number of channel layers 32A included in the channel structure B. ST) is laminated.

이와 같이, 채널 구조물(B)을 이용하여 메모리 셀(MC)을 형성함으로써, 페이지(PAGE)를 입체적으로 배열하고, 복수의 스트링(ST)을 적층시킬 수 있다.As such, by forming the memory cells MC using the channel structure B, the pages PAGE may be three-dimensionally arranged and a plurality of strings ST may be stacked.

전술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 복수의 스트링(PAGE)을 적층시키고, 게이트 라인(35A)을 입체적으로 배열함으로써, 메모리 소자의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있다. According to the second exemplary embodiment of the present invention as described above, by stacking a plurality of strings PAGE and arranging the gate lines 35A in three dimensions, the degree of integration of the memory device may be further improved.

또한, 채널막(32A), 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막(34)을 먼저 형성한 후에, 게이트 전극용 도전막(35)을 형성하므로, 평판형 메모리 소자 제조 순서와 동일한 순서로 메모리 셀이 형성된다. 따라서, 금속막으로 이루어지는 게이트 전극용 도전막(35)을 형성하는 것이 가능해진다.In addition, since the channel film 32A, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film 34 are formed first, then the conductive film 35 for the gate electrode is formed. Is formed. Therefore, it becomes possible to form the gate electrode conductive film 35 which consists of a metal film.

또한, 층간절연막(31)과 교대로 채널용 막(32)을 적층하므로(도 3a 참조), 종횡비가 큰 채널용 트렌치 내에 채널용 막을 매립하는 종래기술에 비해, 용이하게 이온 도핑을 수행할 수 있으며, 그에 따라, 메모리 셀(MC)들의 문턱전압 균일성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 채널용 막 형성시 보이드 발생을 방지할 수 있다. In addition, since the channel film 32 is alternately stacked with the interlayer insulating film 31 (see FIG. 3A), ion doping can be performed more easily than in the prior art in which the channel film is embedded in the channel trench having a high aspect ratio. As a result, the threshold voltage uniformity of the memory cells MC may be improved. In addition, it is possible to prevent the generation of voids when forming the channel film.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메 모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 특히, 구조물의 일측 말단에 콘택 패드를 형성하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 여기서, 구조물은 앞서 제1 실시예에서 설명한 게이트 구조물 또는 제2 실시예에서 설명한 채널 구조물일 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의상, 게이트 구조물을 일 예로 설명하지만, 채널 구조물 형성시에도 동일하게 적용이 가능하다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a third embodiment of the present invention. In particular, a method of forming a contact pad at one end of the structure will be described. Do it. Here, the structure may be the gate structure described in the first embodiment or the channel structure described in the second embodiment. In the present embodiment, for convenience of description, the gate structure is described as an example, but the same applies to the formation of the channel structure.

도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(40)의 스트링 예정 영역(도면 부호 "①" 참조)을 소정 깊이로 식각한다. 여기서, 스트링 예정 영역은 후속 공정에 의해 복수의 스트링이 형성될 영역을 말하며, 후속 공정에 의해 형성된 게이트 구조물의 너비, 길이 및 높이 등을 감안하여 식각 공정을 수행하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 4A, the string predetermined region (see reference numeral “1”) of the substrate 40 is etched to a predetermined depth. Here, the string planning region refers to a region where a plurality of strings are to be formed by a subsequent process, and it is preferable to perform an etching process in consideration of the width, length and height of the gate structure formed by the subsequent process.

도 4b에 도시된 바와 같이, 스트링 예정 영역이 식각된 결과물의 전면을 따라 복수의 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)을 교대로 적층한 후, 기판(40)의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행한다.As shown in FIG. 4B, after a plurality of interlayer insulating films 41 and conductive films 42 for gate electrodes are alternately stacked along the entire surface of the resultant portion where the string predetermined region is etched, the surface of the substrate 40 is exposed. The planarization process is performed until

여기서, 좌측 도면은 기판(40)의 스트링 예정 영역 내에 복수의 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)이 매립된 중간 결과물의 구조를 도시한 것이고, 우측 도면은 스트링 예정 영역 내에 매립된 복수의 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)만을 확대하여 도시한 것이다.Here, the left figure shows the structure of the intermediate product in which the plurality of interlayer insulating films 41 and the conductive film 42 for the gate electrode are embedded in the string predetermined region of the substrate 40, and the right figure shows the embedded structure in the string predetermined region. Only the plurality of interlayer insulating films 41 and the conductive films 42 for gate electrodes are shown enlarged.

우측 도면에 도시된 바와 같이, 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)의 적층물과 기판(40)의 식각 측면이 맞닿은 위치(도면 부호 "②" 참조)를 살펴보면, 기판(40)의 식각 측면을 따라 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)이 수직으로 적층됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기판(40)의 식각 측면을 따 라 적층된 복수의 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)을 평탄화함으로써, 상기 적층물의 말단에서 복수의 게이트 전극용 도전막(42)을 노출시키게 된다. As shown in the drawing on the right, the position where the stack of the interlayer insulating film 41 and the conductive film 42 for the gate electrode and the etch side of the substrate 40 abut (see reference numeral “2”) is examined. It can be seen that the interlayer insulating film 41 and the conductive film 42 for the gate electrode are vertically stacked along the etching side of the substrate. Therefore, the plurality of interlayer insulating films 41 and the gate electrode conductive films 42 stacked along the etch side of the substrate 40 are planarized to form the plurality of gate electrode conductive films 42 at the ends of the stack. Exposed.

도 4c에 도시된 바와 같이, 기판(40)의 스트링 예정 영역 내에 매립된 복수의 층간절연막(41) 및 게이트 전극용 도전막(42)을 식각하여 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물(A)을 형성한다. 이어서, 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막(43A) 및 채널 라인(44A)을 형성한다. As shown in FIG. 4C, a plurality of gate structures which extend in parallel in a first direction by etching the plurality of interlayer insulating layers 41 and the gate electrode conductive layers 42 embedded in the string predetermined regions of the substrate 40. (A) is formed. Subsequently, a charge blocking film, a charge trapping film, a tunnel insulating film 43A, and a channel line 44A are formed.

단, 게이트 구조물(A) 등의 형성 공정은 앞서 제1 실시예에서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 공정은 생략하도록 한다. 또한, 본 도면에서는 설명의 편의를 위해, 기판(40)의 스트링 영역 내에 형성된 게이트 구조물(A) 및 채널 라인(44A)만을 확대하여 도시하였다.However, since the process of forming the gate structure A and the like is the same as described above in the first embodiment, a detailed process will be omitted. In addition, in this drawing, only the gate structure A and the channel line 44A formed in the string region of the substrate 40 are enlarged for convenience of description.

앞서 설명한 바와 같이, 평탄화 공정에 의해 게이트 구조물의 일측 말단에 게이트 구조물(A)을 구성하는 복수의 게이트 전극막(42A)이 각각 노출된다. 즉, 평탄화 공정을 통해서 게이트 구조물(A)은 일측 말단에 복수의 게이트 전극막(42A)을 각각 노출시키는 복수의 콘택 패드(도면 부호 "③" 참조)를 구비하게 된다.As described above, the plurality of gate electrode layers 42A constituting the gate structure A are exposed at one end of the gate structure by the planarization process. That is, through the planarization process, the gate structure A includes a plurality of contact pads (see reference numeral “③”) that expose the plurality of gate electrode films 42A, respectively, at one end thereof.

이어서, 본 도면에는 도시되지 않았으나, 복수의 콘택 패드에 각각 연결되는 콘택 플러그를 형성한 후, 각 콘택 플러그에 연결되는 복수의 워드라인을 형성한다. 먼저, 채널 라인(45A)이 형성된 결과물의 전체 구조 상에 절연막을 형성한 후, 절연막을 식각하여 복수의 콘택 패드를 각각 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이어서, 콘택홀 내에 도전막을 매립하여 콘택 플러그를 형성한 후, 콘택 플러그와 연결되는 복수의 워드라인을 형성한다.Next, although not shown in the drawing, after forming contact plugs respectively connected to the plurality of contact pads, a plurality of word lines connected to each contact plug are formed. First, an insulating film is formed on the entire structure of the resultant product in which the channel line 45A is formed, and then the insulating film is etched to form contact holes for exposing a plurality of contact pads, respectively. Subsequently, a contact plug is formed by filling a conductive layer in the contact hole, and then a plurality of word lines connected to the contact plug are formed.

앞서 설명한 제2 실시예와 같이, 기판의 스트링 예정 영역 내에 채널 구조물(B)을 형성하는 경우에는, 복수의 콘택 패드에 각각 연결되는 콘택 플러그를 형성한 후, 각 콘택 플러그에 연결되는 복수의 비트라인을 형성한다. 먼저, 게이트 라인(45A)이 형성된 결과물의 전체 구조 상에 절연막을 형성한 후, 절연막을 식각하여 복수의 콘택 패드를 각각 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이어서, 콘택홀 내에 도전막을 매립하여 콘택 플러그를 형성한 후, 콘택 플러그와 연결되는 복수의 비트라인을 형성한다.As in the above-described second embodiment, when the channel structure B is formed in the string predetermined region of the substrate, after forming contact plugs connected to the plurality of contact pads, a plurality of bits connected to the contact plugs, respectively. Form a line. First, an insulating film is formed on the entire structure of the resultant product in which the gate lines 45A are formed, and then the insulating film is etched to form contact holes for exposing a plurality of contact pads, respectively. Subsequently, a contact plug is formed by filling a conductive layer in the contact hole, and then a plurality of bit lines connected to the contact plug are formed.

전술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 복수의 층간절연막(41) 및 게이트 전극막(42A)을 평탄화하는 과정에 의해 게이트 구조물(A)의 일측 말단에 콘택 패드(도면 부호 "③" 참조)가 형성된다. 따라서, 복잡한 공정을 요하는 슬리밍(slimming) 공정을 수행할 필요가 없으며, 그에 따라, 제조 공정이 간단해지고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.According to the third embodiment of the present invention as described above, a contact pad (reference numeral “③” at one end of the gate structure A) is formed by planarizing the plurality of interlayer insulating films 41 and the gate electrode films 42A. ") Is formed. Thus, there is no need to perform a slimming process that requires a complicated process, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 특히, 구조물 간의 갭영역에 교대로 절연막을 매립하는 방법을 설명하도록 한다. 본 실시예에서는 설명의 편의상, 게이트 구조물을 일 예로 설명하지만, 채널 구조물 형성시에도 동일하게 적용이 가능하다.5A to 5C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a fourth embodiment of the present invention. In particular, FIGS. 5A to 5C illustrate a method of alternately filling an insulating film in a gap region between structures. do. In the present embodiment, for convenience of description, the gate structure is described as an example, but the same applies to the formation of the channel structure.

도 5a에 도시된 바와 같이, 복수의 층간절연막(51) 및 게이트 전극용 도전 막(52)을 교대로 적층한 후, 적층물 상에 1차 식각을 위한 제1마스크 패턴(53)을 형성한다. As shown in FIG. 5A, after a plurality of interlayer insulating films 51 and conductive films 52 for gate electrodes are alternately stacked, a first mask pattern 53 for primary etching is formed on the stack. .

여기서, 1차 식각은 게이트 구조물(A) 간의 갭영역에 교대로 절연막을 매립할 트렌치를 형성하기 위한 것으로서, 1차 식각에 의해 최종적으로 형성하고자하는 게이트 구조물(A)에 비해 큰 폭의 1차 패턴이 형성된다.Here, the primary etching is to form a trench to alternately fill the insulating layer in the gap region between the gate structures A, and has a larger primary than the gate structure A to be finally formed by the primary etching. A pattern is formed.

제1마스크 패턴(53)은 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 라인 패턴으로 형성된다. 특히, 제1마스크 패턴(53)은 인접한 게이트 구조물(A)들 및 그 사이의 갭영역을 덮으면서, 절연막이 매립될 갭영역을 노출하도록 형성된다. 예를 들어, 제1마스크 패턴(53)의 라인 폭(W1)은 두 개의 게이트 구조물(A)과 하나의 갭영역을 합친 폭에 해당되고, 스페이스 폭(W2)은 하나의 갭영역의 폭에 해당되는 것이 바람직하다.The first mask pattern 53 is formed of a plurality of line patterns extending in parallel in the first direction. In particular, the first mask pattern 53 is formed to cover the adjacent gate structures A and the gap region therebetween, and to expose the gap region where the insulating film is to be filled. For example, the line width W1 of the first mask pattern 53 corresponds to the width of two gate structures A and one gap region, and the space width W2 corresponds to the width of one gap region. It is preferable to apply.

이어서, 제1마스크 패턴(53)을 식각베리어로, 복수의 층간절연막(51) 및 게이트 전극용 도전막(52)을 식각하여 1차 패턴을 형성한다. Subsequently, the first mask pattern 53 is used as an etching barrier to form a primary pattern by etching the plurality of interlayer insulating films 51 and the conductive films 52 for gate electrodes.

도 5b에 도시된 바와 같이, 1차 패턴 간의 갭영역에 절연막(54)을 형성한 후, 절연막(54)이 매립된 결과물 상에 2차 식각을 위한 제2마스크 패턴(55)을 형성한다. As shown in FIG. 5B, after forming the insulating film 54 in the gap region between the primary patterns, a second mask pattern 55 for secondary etching is formed on the resultant material in which the insulating film 54 is embedded.

여기서, 2차 식각은 2차 패턴 즉, 게이트 구조물(A)을 형성하기 위한 것으로서, 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 라인 패턴으로 형성된다. 특히, 제2마스크 패턴(55)은 절연막(54) 및 절연막과 맞닿은 두 개의 게이트 구조물(A)을 덮도록 형성된다. 예를 들어, 제2 마스크 패턴의 라인 폭(W3)은 절연막 및 절연막과 맞 닿은 두 개의 게이트 구조물(A)을 합친 폭에 해당되고, 스페이스 폭(W4)은 하나의 갭영역의 폭이 해당되는 것이 바람직하다.Here, the secondary etching is to form a secondary pattern, that is, the gate structure A, and is formed in a plurality of line patterns extending in parallel in the first direction. In particular, the second mask pattern 55 is formed to cover the insulating film 54 and the two gate structures A in contact with the insulating film. For example, the line width W3 of the second mask pattern corresponds to the width of the insulating film and the two gate structures A contacting the insulating film, and the space width W4 corresponds to the width of one gap region. It is preferable.

도 5c에 도시된 바와 같이, 제2마스크 패턴(55)을 식각베리어로, 층간절연막(51) 및 게이트 전극용 도전막(52)을 식각하여 2차 패턴, 즉, 게이트 구조물(A)을 형성한다. As shown in FIG. 5C, the second mask pattern 55 is used as an etch barrier, and the interlayer insulating layer 51 and the conductive layer 52 for the gate electrode are etched to form a secondary pattern, that is, a gate structure A. FIG. do.

이로써, 복수의 게이트 구조물(A) 및 복수의 게이트 구조물(A)들 간의 갭영역에 교대로 매립된 절연막(54)이 형성된다.As a result, the insulating layer 54 alternately buried in the gap region between the plurality of gate structures A and the plurality of gate structures A is formed.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 특히, 구조물 간의 갭영역에 교대로 절연막을 매립하는 방법을 설명하도록 한다. 본 실시예에서는 설명의 편의상, 게이트 구조물을 일 예로 설명하지만, 채널 구조물 형성시에도 동일하게 적용이 가능하다.6A to 6C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a fifth embodiment of the present invention. In particular, a method of alternately filling an insulating film in a gap region between structures will be described. do. In the present embodiment, for convenience of description, the gate structure is described as an example, but the same applies to the formation of the channel structure.

도 6a에 도시된 바와 같이, 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 교대로 적층한 후, 적층물 상에 게이트 구조물 예정 영역을 덮으면서 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 마스크 패턴(미도시됨)을 형성한다.As shown in FIG. 6A, after a plurality of interlayer insulating films and conductive films for gate electrodes are alternately stacked, a plurality of mask patterns extending in parallel in a first direction while covering a predetermined area of the gate structure on the stack (not shown) Form).

이어서, 상기 마스크 패턴을 식각 베리어로 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 식각함으로써, 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물(A)을 형성한다.Subsequently, the plurality of gate structures A that extend in parallel in the first direction are formed by etching the plurality of interlayer insulating films and the gate electrode conductive films using the mask pattern as an etching barrier.

도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 게이트 구조물(A)이 형성된 결과물의 전 체 구조 상에 절연막을 형성한 후, 게이트 구조물(A)의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행하여 복수의 게이트 구조물(A)들 간의 갭영역에 절연막(63)을 매립한다. 이어서, 절연막이 형성된 결과물 상에, 절연막(63)을 교대로 덮는 마스크 패턴(64)을 형성한다. 특히, 마스크 패턴(64)은 절연막 및 절연막과 맞닿은 양측의 게이트 구조물(A)을 함께 덮도록 형성된다. 즉, 마스크 패턴(64)에 의해 게이트 구조물(A)들 간의 갭영역에 매립된 절연막(63)들이 교대로 노출된다.As shown in FIG. 6B, an insulating film is formed on the entire structure of the resultant product in which the plurality of gate structures A are formed, and then the planarization process is performed until the surface of the gate structure A is exposed, thereby providing a plurality of gates. An insulating film 63 is buried in the gap region between the structures A. Subsequently, a mask pattern 64 that alternately covers the insulating film 63 is formed on the resultant on which the insulating film is formed. In particular, the mask pattern 64 is formed so as to cover the insulating film and the gate structure A on both sides in contact with the insulating film. That is, the insulating layers 63 buried in the gap regions between the gate structures A are alternately exposed by the mask pattern 64.

도 6c에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(64)을 식각 베리어로 절연막(63)을 식각한다. 이로써, 복수의 게이트 구조물(A)들 간의 갭영역에 교대로 매립된 절연막(63)이 형성된다.As illustrated in FIG. 6C, the insulating layer 63 is etched using the mask pattern 64 as an etch barrier. As a result, an insulating layer 63 that is alternately buried in a gap region between the plurality of gate structures A is formed.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been specifically recorded in accordance with the above-described preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 단면도1 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to the prior art.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도2A to 2D are perspective views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a first embodiment of the present invention.

도 2e는 본 발명의 제1 실시예에 따라 형성된 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 구조를 설명하기 위한 사시도2E is a perspective view illustrating a structure of a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure formed in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도3A to 3D are perspective views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure according to a second embodiment of the present invention.

도 3e는 본 발명의 제2 실시예에 따라 형성된 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자의 구조를 설명하기 위한 사시도3E is a perspective view illustrating a structure of a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure formed according to the second embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도4A to 4C are perspective views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure, according to a third embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도5A through 5C are perspective views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure, according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도6A through 6C are perspective views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure, according to a fifth embodiment of the present invention.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

21: 층간절연막 22: 게이트 전극용 도전막21: interlayer insulating film 22: conductive film for gate electrode

22A: 게이트 전극막 23: 절연막22A: gate electrode film 23: insulating film

24: 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막 25: 채널용 막24: charge blocking film, charge trapping film and tunnel insulating film 25: channel film

25A: 채널막 A: 게이트 구조물25A: channel film A: gate structure

Claims (24)

복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 교대로 적층하는 단계;Alternately stacking a plurality of interlayer insulating films and conductive films for gate electrodes; 상기 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 식각하여 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물을 형성하는 단계;Etching the plurality of interlayer insulating films and the conductive films for the gate electrodes to form a plurality of gate structures extending in parallel in a first direction; 상기 게이트 구조물이 형성된 결과물의 전면을 따라, 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막을 차례로 형성하는 단계;Sequentially forming a charge blocking film, a charge trapping film, and a tunnel insulating film along the entire surface of the resultant product in which the gate structure is formed; 상기 전하차단막, 전하포획막 및 터널절연막이 형성된 결과물의 전면을 따라 채널용 막을 형성하는 단계; 및Forming a channel film along the entire surface of the resultant product in which the charge blocking film, the charge trapping film, and the tunnel insulating film are formed; And 상기 채널용 막, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 식각하여, 상기 복수의 게이트 구조물의 프로파일을 따라 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 라인을 형성하는 단계Etching the channel layer, the tunnel insulating layer, the charge trapping layer, and the charge blocking layer to form a plurality of channel lines extending in parallel in a second direction crossing the first direction along a profile of the plurality of gate structures; 를 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막 적층 단계는,In the stacking of the plurality of interlayer insulating films and the conductive films for the gate electrodes, 기판의 스트링 예정 영역을 식각하는 단계;Etching the string predetermined area of the substrate; 상기 스트링 예정 영역이 식각된 결과물의 전면을 따라, 상기 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 교대로 적층하는 단계; 및Alternately stacking the plurality of interlayer insulating films and the conductive films for gate electrodes along the entire surface of the resultant portion of which the string predetermined region is etched; And 상기 기판의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행하는 단계Performing a planarization process until the surface of the substrate is exposed 를 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 채널 라인 형성 단계 후에,After the channel line forming step, 상기 채널 라인이 형성된 결과물의 전체 구조 상에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on the entire structure of the resultant product in which the channel lines are formed; 상기 절연막을 식각하여 상기 복수의 게이트 구조물의 복수의 콘택 패드를 각각 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계;Etching the insulating layer to form a contact hole for exposing a plurality of contact pads of the plurality of gate structures, respectively; 상기 콘택홀 내에 도전막을 매립하여 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및Embedding a conductive film in the contact hole to form a contact plug; And 상기 콘택플러그와 연결되는 복수의 워드 라인을 형성하는 단계Forming a plurality of word lines connected to the contact plugs 를 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 콘택 패드는,The contact pad, 상기 게이트 구조물을 구성하는 복수의 게이트 전극용 도전막이 노출되는 게이트 구조물의 말단에 위치하며, 상기 기판의 식각 측면을 따라 적층된 복수의 층간절연막 및 게이트 전극용 도전막을 평탄화하는 과정에서 형성된 A plurality of gate electrode conductive layers constituting the gate structure are positioned at ends of the gate structure to be exposed, and are formed in the process of planarizing a plurality of interlayer insulating layers and gate electrode conductive layers stacked along the etching side of the substrate. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.A method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 게이트 구조물 간의 갭영역을 교대로 매립하도록 절연막을 형성하는 단계Forming an insulating layer to alternately fill gap regions between the plurality of gate structures; 를 더 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Non-volatile memory device manufacturing method of the three-dimensional structure further comprising. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 게이트 구조물은,The gate structure, 상기 절연막이 매립되지 않은 상기 게이트 구조물의 일측 측벽을 따라 메모리 셀이 적층되는Memory cells are stacked along one sidewall of the gate structure in which the insulating layer is not buried. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.A method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure. 복수의 층간절연막 및 채널용 막을 교대로 적층하는 단계;Alternately stacking a plurality of interlayer insulating films and channel films; 상기 복수의 층간절연막 및 채널용 막을 식각하여 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 구조물을 형성하는 단계;Etching the plurality of interlayer insulating films and the channel films to form a plurality of channel structures extending in parallel in a first direction; 상기 채널 구조물이 형성된 결과물의 전면을 따라, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 차례로 형성하는 단계;Sequentially forming a tunnel insulating film, a charge trapping film, and a charge blocking film along the entire surface of the resultant product in which the channel structure is formed; 상기 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막이 형성된 결과물의 전면을 따라 게이트 전극용 도전막을 형성하는 단계; 및Forming a conductive film for a gate electrode along an entire surface of the resultant product in which the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film are formed; And 상기 게이트 전극용 도전막, 터널절연막, 전하포획막 및 전하차단막을 식각하여, 상기 채널 구조물의 프로파일을 따라 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 라인을 형성하는 단계Etching the gate electrode conductive film, the tunnel insulating film, the charge trapping film, and the charge blocking film to form a plurality of gate lines extending in parallel in a second direction crossing the first direction along a profile of the channel structure; 를 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수의 층간절연막 및 채널용 막 적층 단계는,In the stacking of the plurality of interlayer insulating films and channels, 기판의 스트링 예정 영역을 식각하는 단계;Etching the string predetermined area of the substrate; 상기 스트링 예정 영역이 식각된 결과물의 전면을 따라, 복수의 층간절연막 및 채널용 막을 적층하는 단계; 및Stacking a plurality of interlayer insulating films and channel films along the entire surface of the resultant portion of which the string predetermined region is etched; And 상기 기판의 표면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 수행하는 단계Performing a planarization process until the surface of the substrate is exposed 를 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 게이트 라인 형성 단계 후에,After the gate line forming step, 상기 게이트 라인이 형성된 결과물의 전체 구조 상에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on the entire structure of the resultant product in which the gate line is formed; 상기 절연막을 식각하여 상기 복수의 채널 구조물의 복수의 콘택 패드를 각각 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계;Etching the insulating layer to form a contact hole for exposing a plurality of contact pads of the plurality of channel structures, respectively; 상기 콘택홀 내에 도전막을 매립하여 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및Embedding a conductive film in the contact hole to form a contact plug; And 상기 콘택플러그와 연결되는 복수의 비트 라인을 형성하는 단계Forming a plurality of bit lines connected to the contact plugs 를 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Method of manufacturing a non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 콘택 패드는,The contact pad, 상기 채널 구조물을 구성하는 복수의 채널막이 노출되는 채널 구조물의 말단에 위치하며, 상기 기판의 식각 측면을 따라 적층된 복수의 층간절연막 및 채널용 막을 평탄화하는 과정에서 형성된 A plurality of channel layers constituting the channel structure are positioned at ends of the channel structure to which the channel structure is exposed. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.A method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수의 채널 구조물 간의 갭영역을 교대로 매립하도록 절연막을 형성하는 단계Forming an insulating layer so as to alternately fill gap regions between the plurality of channel structures. 를 더 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.Non-volatile memory device manufacturing method of the three-dimensional structure further comprising. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 채널 구조물은,The channel structure, 상기 절연막이 매립되지 않은 상기 채널 구조물의 일측 측벽을 따라 메모리 셀이 적층되는Memory cells are stacked along one sidewall of the channel structure in which the insulating layer is not embedded. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자 제조 방법.A method of manufacturing a nonvolatile memory device having a three-dimensional structure. 교대로 적층된 복수의 층간절연막 및 게이트 전극막으로 이루어지고, 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 구조물;A plurality of gate structures including a plurality of interlayer insulating films and gate electrode films stacked alternately and extending in parallel in a first direction; 상기 게이트 구조물의 측벽을 따라 적층되어, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되는 복수의 메모리 셀; 및A plurality of memory cells stacked along sidewalls of the gate structure and arranged in a first direction and a second direction crossing the first direction; And 상기 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀들을 연결하면서, 상기 복수의 게이트 구조물의 프로파일을 따라 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 라인A plurality of channel lines extending in parallel in a second direction along profiles of the plurality of gate structures while connecting the plurality of memory cells arranged in the second direction 을 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제2방향으로 배열되어 상기 채널 라인을 공유하는 복수의 메모리 셀들은, A plurality of memory cells arranged in the second direction to share the channel line, 하나의 스트링을 구성하는Make up a string 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제1방향으로 배열되어 상기 게이트 전극막을 공유하는 복수의 메모리 셀들은,A plurality of memory cells arranged in the first direction and sharing the gate electrode film, 하나의 페이지(PAGE)로서, 읽기/쓰기 동작을 수행하는One page (PAGE) that performs read / write operations. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 복수의 게이트 구조물은,The plurality of gate structures, 기판의 스트링 예정 영역을 소정 깊이 식각한 후, 식각된 영역 내에 형성된After etching the predetermined region of the string of the substrate to a predetermined depth, formed in the etched region 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 게이트 구조물은,The gate structure, 상기 기판의 식각 측면과 맞닿은 상기 게이트 구조물의 일측 말단에 위치하 며, 상기 게이트 구조물을 구성하는 복수의 게이트 전극막을 각각 노출시키는 복수의 콘택 패드를 포함하는A plurality of contact pads positioned at one end of the gate structure in contact with an etched side of the substrate and exposing a plurality of gate electrode layers constituting the gate structure, respectively; 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 게이트 구조물은,The gate structure, 인접한 게이트 구조물들 간의 갭 영역이 절연막으로 매립되어, 상기 절연막이 매립되지 않은 게이트 구조물의 일측 측벽에만 메모리 셀이 적층된The gap region between adjacent gate structures is filled with an insulating film, and memory cells are stacked only on one sidewall of the gate structure in which the insulating film is not buried. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 교대로 적층된 복수의 층간절연막 및 채널막으로 이루어지고, 제1방향으로 평행하게 확장되는 복수의 채널 구조물;A plurality of channel structures formed of a plurality of interlayer insulating films and channel films stacked alternately and extending in parallel in a first direction; 상기 채널 구조물의 측벽을 따라 적층되어, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 배열되는 복수의 메모리 셀; 및A plurality of memory cells stacked along sidewalls of the channel structure and arranged in a first direction and a second direction crossing the first direction; And 상기 제2방향으로 배열된 복수의 메모리 셀들을 연결하면서, 상기 복수의 채널 구조물의 프로파일을 따라 상기 제2방향으로 평행하게 확장되는 복수의 게이트 라인A plurality of gate lines extending in parallel in the second direction along profiles of the plurality of channel structures while connecting the plurality of memory cells arranged in the second direction 을 포함하는 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure comprising a. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 제1방향으로 배열되어 상기 채널막을 공유하는 복수의 메모리 셀들은,A plurality of memory cells arranged in the first direction to share the channel film, 하나의 스트링을 구성하는Make up a string 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 게이트 라인을 공유하는 복수의 메모리 셀들은,The plurality of memory cells sharing the gate line, 하나의 페이지(PAGE)로서, 읽기/쓰기 동작을 수행하는One page (PAGE) that performs read / write operations. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 복수의 채널 구조물은,The plurality of channel structures, 기판의 스트링 예정 영역을 소정 깊이 식각한 후, 식각된 영역 내에 형성된After etching the predetermined region of the string of the substrate to a predetermined depth, formed in the etched region 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 채널 구조물은,The channel structure, 상기 기판의 식각 측면과 맞닿은 상기 채널 구조물의 일측 말단에 위치하며, 상기 채널 구조물을 구성하는 복수의 채널막을 각각 노출시키는 복수의 콘택 패드를 포함하는A plurality of contact pads positioned at one end of the channel structure in contact with an etched side of the substrate and exposing a plurality of channel films constituting the channel structure, respectively; 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 채널 구조물은,The channel structure, 인접한 채널 구조물들 간의 갭 영역이 절연막으로 매립되어, 상기 절연막이 매립되지 않은 채널 구조물의 일측 측벽에만 메모리 셀이 적층된The gap region between adjacent channel structures is filled with an insulating film, and memory cells are stacked only on one sidewall of the channel structure in which the insulating film is not buried. 3차원 구조의 비휘발성 메모리 소자.Non-volatile memory device having a three-dimensional structure.
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