KR20120128438A - Vertical structure non-volatile memory device, semiconductor device and system - Google Patents

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KR20120128438A
KR20120128438A KR1020110046387A KR20110046387A KR20120128438A KR 20120128438 A KR20120128438 A KR 20120128438A KR 1020110046387 A KR1020110046387 A KR 1020110046387A KR 20110046387 A KR20110046387 A KR 20110046387A KR 20120128438 A KR20120128438 A KR 20120128438A
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김병주
채수두
황기현
최한메
이준석
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Abstract

PURPOSE: A non-volatile memory device, a semiconductor device and a system of a vertical structure are provided to easily control current characteristics of a memory cell string by controlling a memory cell of the memory cell string and a threshold voltage of selection transistors. CONSTITUTION: A channel guiding layer(120b) is vertically extended on a substrate(100). A channel layer(120a) contacts one side of the channel guiding layer and is vertically extended. A plurality of gate electrodes(150) and a plurality of interlayer dielectric layers(160) are alternatively laminated along one side wall of the channel layer. An insulating region(170) is formed between channel guiding layers. A gate dielectric layer(140) is formed between the channel layer and the gate electrode.

Description

수직 구조의 비휘발성 메모리 소자, 반도체 소자 및 시스템{Vertical structure non-volatile memory device, semiconductor device and system}Vertical structure non-volatile memory device, semiconductor device and system

본 발명의 기술적 사상은 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 초기 문턱 전압(initial threshold voltage)을 낮추기 위해 매립 채널을 갖는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a nonvolatile memory device having a vertical structure, and more particularly, to a nonvolatile memory device having a vertical structure having a buried channel in order to lower an initial threshold voltage.

전자 제품은 그 부피가 점점 작아지면서도 고용량의 데이터 처리를 요하고 있다. 이에 따라, 이러한 전자 제품에 사용되는 반도체 메모리 소자의 집적도를 증가시킬 필요가 있다. 반도체 메모리 소자의 집적도를 향상시키기 위한 방법들 중 하나로서, 기존의 평면 트랜지스터 구조 대신 수직 트랜지스터 구조를 가지는 비휘발성 메모리 소자가 제안되고 있다. Electronic products are getting smaller and bulkier and require higher data throughput. Accordingly, there is a need to increase the degree of integration of semiconductor memory devices used in such electronic products. As one of methods for improving the degree of integration of a semiconductor memory device, a nonvolatile memory device having a vertical transistor structure instead of a conventional planar transistor structure has been proposed.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 매립 채널을 갖는 채널층을 제공하여 프로그램/소거 사이클 동안 일정한 문턱 전압을 유지할 수 있는 내구성 특성이 우수한 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device having excellent durability, which is capable of maintaining a constant threshold voltage during a program / erase cycle by providing a channel layer having a buried channel.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 초기 문턱 전압을 낮추어 소거 동작 전압이 낮은 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device having a vertical structure having a low initial operating voltage and a low erase operation voltage.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 트랜지스터의 초기 문턱 전압을 낮추어 소거(erase) 속도를 향상시키고, 신뢰성이 향상된 반도체 소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having lower initial threshold voltage of a transistor to improve erase speed and improved reliability.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 비휘발성 메모리 소자를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a system including the nonvolatile memory device.

본 발명의 일 형태에 따른 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자가 제공된다. 상기 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자는, 기판 상으로 수직 신장한 채널 유도층; 상기 채널 유도층의 일측면에 접촉하여 수직 신장되며, 제1 도전형 불순물을 포함하는 채널층; 및 상기 채널층의 일측벽을 따라 교대로 적층된 복수의 게이트 전극 및 복수의 층간 절연층;을 포함하는 트랜지스터를 포함한다.A nonvolatile memory device having a vertical structure of one embodiment of the present invention is provided. The vertical nonvolatile memory device may include a channel induction layer vertically stretched onto a substrate; A channel layer extending vertically in contact with one side of the channel inducing layer and including a first conductivity type impurity; And a plurality of gate electrodes and a plurality of interlayer insulating layers alternately stacked along one side wall of the channel layer.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 채널층의 제1 도전형 불순물은 n-형 불순물일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first conductivity type impurity of the channel layer may be an n-type impurity.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 채널층의 n-형 불순물 농도는 5×1017/cm3 내지 1×1018/cm3 일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the n-type impurity concentration of the channel layer may be 5 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 .

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 채널 유도층은 상기 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나 불순물이 도핑되지 않은 것일 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the channel induction layer may include a second conductivity type impurity that is opposite to the first conductivity type impurity or may not be doped with impurities.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 채널 유도층의 상기 제2 도전형 불순물은 p-형 불순물일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second conductivity type impurity of the channel inducing layer may be a p-type impurity.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 채널층과 상기 복수의 게이트 전극 및 복수의 층간 절연층 사이에 형성되고, 기판상으로 수직 신장한 게이트 유전막;을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the gate dielectric layer may be formed between the channel layer, the plurality of gate electrodes, and the plurality of interlayer insulating layers and extend vertically on a substrate.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 메모리 셀 스트링의 일단에 연결된 비트 라인; 및 상기 비트 라인 반대편에서 상기 메모리 셀 스트링의 타단에 연결된 공통 소스 라인을 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the invention, a bit line connected to one end of the memory cell string; And a common source line connected to the other end of the memory cell string opposite the bit line.

본 발명의 일 형태에 따른 반도체 소자가 제공된다. 상기 반도체 소자는, 채널 유도층; 및 상기 채널 유도층의 일측면에 위치하고, 매립 채널을 형성하기 위하여 제1 도전성 불순물을 포함하는 채널층;을 포함한다.The semiconductor element of one embodiment of the present invention is provided. The semiconductor device may include a channel induction layer; And a channel layer disposed on one side of the channel induction layer and including a first conductive impurity to form a buried channel.

본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 채널 유도층 층은 상기 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나 불순물이 도핑되지 않은 것일 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the channel inducing layer layer may include a second conductivity type impurity that is opposite to the first conductivity type impurity or may be non-doped.

본 발명의 일 형태에 따른 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 상기 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자를 포함하는 메모리; 상기 메모리와 버스를 통해서 통신하는 프로세서; 및 상기 버스와 통신하는 입출력 장치를 포함한다.A system of one embodiment of the present invention is provided. The system includes a memory including the vertical nonvolatile memory device; A processor in communication with the memory via a bus; And an input / output device in communication with the bus.

본 발명의 기술적 사상에 의한 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자에 따르면, 메모리 셀 스트링의 메모리 셀 및 선택 트랜지스터들의 문턱 전압을 제어함으로써, 메모리 셀 스트링의 전류 특성을 제어할 수 있다. 이에 의해, 신뢰성이 향상된 비휘발성 메모리 소자의 제조가 가능하게 된다.According to a nonvolatile memory device having a vertical structure according to the inventive concept, current characteristics of a memory cell string may be controlled by controlling threshold voltages of a memory cell and a selection transistor of a memory cell string. This makes it possible to manufacture a nonvolatile memory device having improved reliability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이의 등가회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링의 등가회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 4a 내지 도 4h는 도 3의 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 9a 내지 도 9f는 도 8의 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 카드를 보여주는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템을 보여주는 블록도이다.
1 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of a memory cell string of a nonvolatile memory device according to another exemplary embodiment of the present invention.
3 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
4A through 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the nonvolatile memory device of FIG. 3.
5 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a third embodiment of the present invention.
7 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a fifth embodiment of the present invention.
9A through 9F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the nonvolatile memory device of FIG. 8.
FIG. 10 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a sixth embodiment of the present invention.
11 is a schematic block diagram of a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram illustrating a memory card according to an embodiment of the present invention.
13 is a block diagram illustrating an electronic system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as limited to any particular shape of the regions illustrated herein, including, for example, variations in shape resulting from manufacturing. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이의 등가회로도이다. 도 1에는 수직 채널 구조를 가지는 수직 구조의 낸드(NAND) 플래시 메모리 소자의 등가회로도가 예시된다.1 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. 1 illustrates an equivalent circuit diagram of a NAND flash memory device having a vertical channel structure.

도 1을 참조하면, 메모리 셀 어레이(10)는 복수의 메모리 셀 스트링(string)(11)을 포함할 수 있다. 복수의 메모리 셀 스트링(11)은 각각 기판(미도시)의 주면의 연장 방향(즉, x 및 y 방향)에 대한 수직 방향(즉, z 방향)으로 연장되어 있는 수직 구조를 가질 수 있다. 복수의 메모리 셀 스트링(11)에 의해 메모리 셀 블록(13)이 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the memory cell array 10 may include a plurality of memory cell strings 11. Each of the plurality of memory cell strings 11 may have a vertical structure extending in a vertical direction (ie, a z direction) with respect to an extending direction (ie, x and y directions) of a main surface of a substrate (not shown). The memory cell block 13 may be configured by the plurality of memory cell strings 11.

복수의 메모리 셀 스트링(11)은 각각 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn), 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)를 구비할 수 있다. 각각의 메모리 셀 스트링(11)에서 접지 선택 트랜지스터(GST), 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn) 및 스트링 선택 트랜지스터(SST)가 수직으로(즉, z 방향으로) 직렬 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn)은 데이터를 저장할 수 있다. 복수의 워드 라인(WL1 - WLn)은 각각의 메모리 셀(MC1 - MCn)에 결합되어 이들에 결합된 메모리 셀(MC1 - MCn)을 제어할 수 있다. 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn)의 수는 반도체 메모리 소자의 용량에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.Each of the plurality of memory cell strings 11 may include a plurality of memory cells MC1 to MCn, a string select transistor SST, and a ground select transistor GST. In each memory cell string 11, the ground select transistors GST, the plurality of memory cells MC1 to MCn, and the string select transistors SST may be vertically disposed (ie, in the z direction). Here, the plurality of memory cells MC1 to MCn may store data. The plurality of word lines WL1 to WLn may be coupled to each of the memory cells MC1 to MCn to control the memory cells MC1 to MCn coupled thereto. The number of the plurality of memory cells MC1-MCn may be appropriately selected according to the capacity of the semiconductor memory device.

메모리 셀 블록(13)의 제1 내지 제m 열(column)에 배열되는 메모리 셀 스트링(11)의 일측, 예컨대, 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 드레인(drain)측에는 각각 x 방향으로 연장되는 복수의 비트 라인(BL1 - BLm)이 연결될 수 있다. 또한, 각 메모리 셀 스트링(11)의 타측, 예컨대, 접지 선택 트랜지스터(GST)의 소스(source)측에는 공통 소스 라인(CSL)이 연결될 수 있다.On one side of the memory cell string 11 arranged in the first to mth columns of the memory cell block 13, for example, on the drain side of the string select transistor SST, a plurality of lines extending in the x direction, respectively, Bit lines BL1-BLm may be connected. In addition, a common source line CSL may be connected to the other side of each memory cell string 11, for example, a source side of the ground select transistor GST.

복수의 메모리 셀 스트링들(11)의 복수의 메모리 셀들(MC1 - MCn) 중 동일 층에 배열된 메모리 셀들(MC1 - MCn)의 각 게이트들에는 y 방향으로 연장되는 워드 라인(WL1 - WLn)이 공통적으로 연결될 수 있다. 워드 라인(WL1 - WLn)의 구동에 따라 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn)에 데이터를 프로그래밍, 독출 또는 소거할 수 있다. Word lines WL1 to WLn extending in the y direction are formed in the gates of the memory cells MC1 to MCn arranged on the same layer among the plurality of memory cells MC1 to MCn of the plurality of memory cell strings 11. Can be commonly connected. As the word lines WL1 to WLn are driven, data may be programmed, read, or erased in the plurality of memory cells MC1 to MCn.

각각의 메모리 셀 스트링(11)에서 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 비트 라인(BL1 - BLm)과 메모리 셀(MC1 - MCn)과의 사이에 배열될 수 있다. 메모리 셀 블록(13)에서 각각의 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 이의 게이트에 연결되는 스트링 선택 라인(SSL)에 의해 복수의 비트 라인(BL1 - BLm)과 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn)과의 사이에서의 데이터 전송을 제어할 수 있다.In each memory cell string 11, the string select transistor SST may be arranged between the bit lines BL1-BLm and the memory cells MC1-MCn. In the memory cell block 13, each string select transistor SST is connected to a plurality of bit lines BL1-BLm and a plurality of memory cells MC1-MCn by a string select line SSL connected to a gate thereof. You can control the data transfer between them.

접지 선택 트랜지스터(GST)는 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 배열될 수 있다. 메모리 셀 블록(13)에서 각각의 접지 선택 트랜지스터(GST)는 이의 게이트에 각각 연결되는 접지 선택 라인(GSL)에 의해 상기 복수의 메모리 셀(MC1 - MCn)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에서의 데이터 전송을 제어할 수 있다.The ground select transistor GST may be arranged between the memory cells MC1 to MCn and the common source line CSL. In the memory cell block 13, each ground select transistor GST is connected between the plurality of memory cells MC1 to MCn and the common source line CSL by a ground select line GSL connected to its gate, respectively. Data transfer can be controlled.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링의 등가회로도이다. 도 2에는 수직 채널 구조를 가지는 수직 구조의 낸드 플래시 메모리 소자에 포함된 1 개의 메모리 셀 스트링(11A)의 등가회로도가 예시되어 있다. 2 is an equivalent circuit diagram of a memory cell string of a nonvolatile memory device according to another exemplary embodiment of the present invention. 2 illustrates an equivalent circuit diagram of one memory cell string 11A included in a vertical NAND flash memory device having a vertical channel structure.

도 2에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 요소를 의미한다. 따라서, 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. In Fig. 2, the same reference numerals as in Fig. 1 mean the same elements. Therefore, detailed description thereof is omitted here.

도 1에는 스트링 선택 트랜지스터(SST)가 단일의 트랜지스터로 구성되는 경우를 도시하였다. 그러나, 도 2의 실시예에서는 도 1의 스트링 선택 트랜지스터(SST) 대신 비트 라인(BL)과 메모리 셀(MC1 - MCn) 사이에 직렬로 배열된 한 쌍의 트랜지스터로 이루어지는 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2)가 배열되어 있다. 이 경우, 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2) 각각의 게이트에는 스트링 선택 라인(SSL)이 공통적으로 연결될 수 있다. 여기서, 스트링 선택 라인(SSL)은 도 1의 제1 스트링 선택 라인(SSL1) 또는 제2 스트링 선택 라인(SSL2)에 대응할 수 있다. FIG. 1 illustrates a case in which the string select transistor SST is composed of a single transistor. However, in the embodiment of FIG. 2, instead of the string select transistor SST of FIG. 1, the string select transistors SST1 and SST2 including a pair of transistors arranged in series between the bit line BL and the memory cells MC1 to MCn. ) Is arranged. In this case, a string select line SSL may be commonly connected to gates of the string select transistors SST1 and SST2. Here, the string select line SSL may correspond to the first string select line SSL1 or the second string select line SSL2 of FIG. 1.

또한, 도 1에는 접지 선택 트랜지스터(GST)가 단일의 트랜지스터로 구성되는 경우를 도시하였다. 그러나, 도 2의 실시예에서는 접지 선택 트랜지스터(GST) 대신 복수의 메모리 셀 (MC1 - MCn)과 공통 소스 라인(CSL)과의 사이에 직렬로 배열된 한 쌍의 트랜지스터로 이루어지는 접지 선택 트랜지스터(GST1, GST2)가 배열될 수 있다. 이 경우, 접지 선택 트랜지스터(GST1, GST2) 각각의 게이트에는 접지 선택 라인(GSL)이 공통적으로 연결될 수 있다. 접지 선택 라인(GSL)은 도 1의 제1 접지 선택 라인(GSL1) 또는 제2 접지 선택 라인(GSL2)에 대응할 수 있다. In addition, FIG. 1 illustrates a case in which the ground select transistor GST is configured of a single transistor. However, in the embodiment of FIG. 2, instead of the ground select transistor GST, the ground select transistor GST1 including a pair of transistors arranged in series between the plurality of memory cells MC1 to MCn and the common source line CSL. , GST2) may be arranged. In this case, the ground select line GSL may be commonly connected to the gates of the ground select transistors GST1 and GST2. The ground select line GSL may correspond to the first ground select line GSL1 or the second ground select line GSL2 of FIG. 1.

비트 라인(BL)은 도 1의 비트 라인 (BL1 - BLm)중 어느 하나에 대응할 수 있다.The bit line BL may correspond to any one of the bit lines BL1 to BLm of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 3 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 3에서는 도 1의 메모리 셀 스트링을 구성하는 일부 구성요소는 생략되어 도시되어 있을 수 있다. 예컨대, 메모리 셀 스트링 중 비트 라인은 생략되어 있다. In FIG. 3, some components of the memory cell string of FIG. 1 may be omitted. For example, the bit line of the memory cell string is omitted.

도 3을 참조하면, 비휘발성 메모리 소자(1000a)는, 기판(100) 상으로 수직 신장한 채널 유도층(120b), 상기 채널 유도층(120b)의 일 측면에 접촉하여 수직 신장되며 제1 도전형 불순물을 포함하는 채널층(120a), 및 상기 채널층(120a)의 일 측벽을 따라 교대로 적층된 복수의 게이트 전극(150) 및 복수의 층간 절연층(160)을 포함하는 트랜지스터를 포함한다. Referring to FIG. 3, the nonvolatile memory device 1000a extends vertically in contact with one side of the channel induction layer 120b and the channel induction layer 120b vertically extending onto the substrate 100. A channel layer 120a including a type impurity, and a transistor including a plurality of gate electrodes 150 and a plurality of interlayer insulating layers 160 alternately stacked along one sidewall of the channel layer 120a. .

도 3에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 스트링(11 또는 11A)(도 1 및 도 2 참조)은 채널층(120a)을 포함하며 기판(100)으로부터 z 방향으로 연장되어 배열될 수 있다. 각 메모리 셀 스트링(11 또는 11A)은 2개의 접지 선택 트랜지스터(GST1, GST2), 다수의 메모리 셀(MC1, MC2, MC3, MC4) 및 2개의 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the memory cell strings 11 or 11A (see FIGS. 1 and 2) may include a channel layer 120a and may extend in the z direction from the substrate 100. Each memory cell string 11 or 11A may include two ground select transistors GST1 and GST2, a plurality of memory cells MC1, MC2, MC3, and MC4, and two string select transistors SST1 and SST2. .

상기 기판(100)은 x 방향과 y 방향으로 연장되는 주면(main surface)을 가지는 기판(100)을 포함할 수 있다. 상기 기판(100)은 반도체 물질, 예컨대 IV족 반도체, III-V족 화합물 반도체 또는 II-VI족 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, IV족 반도체는 실리콘, 게르마늄 또는 실리콘-게르마늄을 포함할 수 있다. 상기 기판(100)은 벌크 웨이퍼 또는 에피택셜층으로 제공될 수도 있다.The substrate 100 may include a substrate 100 having a main surface extending in the x direction and the y direction. The substrate 100 may include a semiconductor material, such as a group IV semiconductor, a group III-V compound semiconductor, or a group II-VI oxide semiconductor. For example, the group IV semiconductor may comprise silicon, germanium or silicon-germanium. The substrate 100 may be provided as a bulk wafer or an epitaxial layer.

기둥 형상의 채널 유도층(120b)이 상기 기판(100)상에 z 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 채널 유도층(120b)은 x 방향과 y 방향으로 서로에 대하여 이격하여 배치될 수 있다. 상기 채널 유도층(120b)은 저면에서 기판(100)과 직접 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 채널 유도층(120b)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 채널층(120a)에 포함되는 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나 도핑되지 않을 수 있다. 상기 제2 도전형 불순물은 p-형 불순물일 수 있으며, 상기 p-형 불순물은 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 등일 수 있다. The column-shaped channel guide layer 120b may be disposed on the substrate 100 to extend in the z direction. The channel guide layer 120b may be spaced apart from each other in the x and y directions. The channel induction layer 120b may be in direct contact with the substrate 100 at the bottom thereof to be electrically connected to the substrate induction layer 120b. The channel induction layer 120b may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a second conductivity type impurity opposite to the first conductivity type impurity included in the channel layer 120a. It may not be doped. The second conductivity type impurity may be a p-type impurity, and the p-type impurity may be boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), zinc (Zn), or the like.

상기 채널 유도층(120b)은 예를 들어, 환형을 이룰 수 있으며, 상기 채널 유도층(120b)의 내부에 매립 절연층(130)이 형성될 수 있다. 절연 영역(170)을 사이에 두고 인접하는 채널 유도층들(120b)의 배치는 도시된 바와 같이 대칭일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.For example, the channel induction layer 120b may have an annular shape, and a buried insulation layer 130 may be formed in the channel induction layer 120b. The arrangement of adjacent channel guide layers 120b with the insulating region 170 therebetween may be symmetrical as shown, but the present invention is not limited thereto.

기둥 형상의 채널층(120a)이 상기 채널 유도층(120b)의 일측면에 접촉하여 상기 기판(100)상에 수직하여, 즉 z 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 채널층(120a)은 x 방향과 y 방향으로 서로에 대하여 이격하여 배치될 수 있다. 상기 채널층(120a)은 예를 들어, 환형(annular)으로 형성될 수 있다. 상기 채널층(120a)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 제1 도전형 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 불순물은 n-형 불순물일 수 있으며, 상기 n-형 불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등일 수 있다. 상기 채널층(120a)의 상기 n-형 불순물은 예컨대 5×1017/cm3 내지 1×1018/cm3 의 불순물 농도일 수 있다.The columnar channel layer 120a may be disposed to be in contact with one side of the channel guide layer 120b so as to be perpendicular to the substrate 100, that is, extend in the z direction. The channel layer 120a may be spaced apart from each other in the x and y directions. The channel layer 120a may be formed, for example, in an annular shape. The channel layer 120a may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a first conductivity type impurity. For example, the first conductivity type impurity may be an n-type impurity, and the n-type impurity may be phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or the like. The n-type impurity of the channel layer 120a may be, for example, an impurity concentration of 5 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 .

상기 채널층(120a)은 매립 채널(buried channel)로서, 상기 채널층(120a)과 게이트 유전막(140)의 계면에 채널이 형성되는 것이 아니라, 상기 계면으로부터 소정의 거리만큼 이격된 계면 하부에 채널이 형성된다.The channel layer 120a is a buried channel, and a channel is not formed at an interface between the channel layer 120a and the gate dielectric layer 140, but a channel below the interface spaced a predetermined distance from the interface. Is formed.

따라서, 채널층과 게이트 유전막의 계면에 생성되는 표면 채널(surface channel)과 대비하여, 본 발명의 매립 채널은 전하포획밀도(Interface Trap Density, Nit)의 영향을 덜 받게 되고, 낮은 전하포획밀도는 프로그램/소거 사이클 동안에 일정한 문턱 전압(Vth)을 유지할 수 있으므로 우수한 내구성(cycling endurance) 특성을 가질 수 있다. Therefore, in contrast to the surface channel generated at the interface between the channel layer and the gate dielectric layer, the buried channel of the present invention is less affected by the interface trap density (N it ), and has a low charge trap density. Since it can maintain a constant threshold voltage (Vth) during the program / erase cycle can have excellent endurance (cycling endurance) characteristics.

또한, 상기 채널층(120a)은 매립 채널로서, 초기 문턱 전압(Initial Threshold voltage)을 낮출 수 있으므로, 소거(erase) 동작 전압이 낮아지며 이로 인해 게이트 전극(150)으로부터 전하 저장층(144, 도 4c 참조)으로 전자들이 이동하는 백 터널링(back-tunneling)이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다. 따라서 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자의 소거 동작을 수행하는 데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있으며, 전하 저장층(144)의 전하 보존 특성이 향상되므로, 상기 비휘발성 메모리 소자의 데이터 유지(retention) 특성 및 신뢰성을 높힐 수 있다.In addition, since the channel layer 120a is a buried channel, the initial threshold voltage may be lowered, so that the erase operation voltage is lowered, which causes the charge storage layer 144 (FIG. 4C) from the gate electrode 150. FIG. Back-tunneling, in which electrons travel, can be reduced. Therefore, the time required to perform an erase operation of the nonvolatile memory device having a vertical structure can be reduced, and the charge retention property of the charge storage layer 144 is improved, so that the data retention property of the nonvolatile memory device is improved. And reliability can be improved.

또한, 도전층(190)이 상기 매립 절연층(130)의 상면을 덮고 상기 채널 유도층(120b)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 도전층(190)은 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 도전층(190)은 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2)의 드레인 영역으로 작용할 수 있다. In addition, the conductive layer 190 may be formed to cover the top surface of the buried insulating layer 130 and to be electrically connected to the channel induction layer 120b. The conductive layer 190 may include doped polysilicon. The conductive layer 190 may serve as a drain region of the string select transistors SST1 and SST2.

x 방향으로 배열된 제1 스트링 선택 트랜지스터들(SST1)은 상기 도전층(190)을 통해 비트 라인(BL)(도 1 참조)에 공통적으로 연결될 수 있다. 상기 비트 라인(미도시)은 x 방향으로 연장되는 라인 형상의 패턴으로 이루어질 수 있으며, 상기 도전층(190) 상에 형성된 콘택 전극(미도시)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, x 방향으로 배열된 제1 접지 선택 트랜지스터들(GST1)은 각각 이들에 인접한 불순물 영역(105)에 전기적으로 연결될 수 있다.The first string select transistors SST1 arranged in the x direction may be commonly connected to the bit line BL (see FIG. 1) through the conductive layer 190. The bit line (not shown) may be formed in a line-shaped pattern extending in the x direction, and may be electrically connected through a contact electrode (not shown) formed on the conductive layer 190. In addition, the first ground select transistors GST1 arranged in the x direction may be electrically connected to the impurity region 105 adjacent to each other.

복수의 불순물 영역들(105)이 상기 기판(100)의 주면에 인접하여 y 방향으로 연장되면서 서로에 대하여 x 방향으로 이격하여 배열될 수 있다. 즉, 상기 불순물 영역은(105) x 방향으로 상기 채널 유도층(120b) 사이마다 하나씩 배열될 수 있다. 상기 불순물 영역(105)은 소스 영역이 될 수 있고, 기판(100)의 다른 영역과 PN 접합을 형성할 수 있다. 도 1 및 도 2의 공통 소스 라인(CSL)은 도시되지 않은 영역 상에서 상기 불순물 영역(105)과 연결될 수 있다. 상기 불순물 영역(105)은 기판(100)의 주면에 인접하고 중앙에 위치하는 고농도 불순물 영역(미도시), 및 상기 고농도 불순물 영역의 양 단에 배치되는 저농도 불순물 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 불순물 영역들(105) 상에는 절연 영역(170)이 형성될 수 있다.A plurality of impurity regions 105 may be arranged to be spaced apart in the x direction with respect to each other while extending in the y direction adjacent to the main surface of the substrate 100. That is, the impurity regions 105 may be arranged one by one between the channel guide layers 120b in the x direction. The impurity region 105 may be a source region and form a PN junction with another region of the substrate 100. The common source line CSL of FIGS. 1 and 2 may be connected to the impurity region 105 in a region not shown. The impurity region 105 may include a high concentration impurity region (not shown) adjacent to and located at the center of the substrate 100, and a low concentration impurity region (not shown) disposed at both ends of the high concentration impurity region. have. An insulating region 170 may be formed on the impurity regions 105.

상기 절연 영역(170)은 상기 채널 유도층(120b)들 사이에 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연 영역(170)은 서로 다른 채널 유도층(120b)을 사용하는 인접한 메모리 셀 스트링의 사이에 형성될 수 있다. The insulating region 170 may be formed between the channel induction layers 120b. That is, the insulating region 170 may be formed between adjacent memory cell strings using different channel induction layers 120b.

복수의 게이트 전극들(151-158: 150)이 상기 채널 유도층(120b)의 측면을 따라 기판(100)으로부터 z 방향으로 이격하여 배열될 수 있다. 상기 게이트 전극들(150)은 각각 접지 선택 트랜지스터(GST1, GST2), 다수의 메모리 셀(MC1, MC2, MC3, MC4), 및 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2)의 게이트일 수 있다. 상기 게이트 전극들(150)은 y 방향으로 배열된 인접한 메모리 셀 스트링에 공통으로 연결될 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2)의 게이트 전극(157, 158)은 스트링 선택 라인(SSL)(도 1 참조)에 연결될 수 있다. 메모리 셀들(MC1, MC2, MC3, MC4)의 게이트 전극들(153, 154, 155, 156)은 워드 라인들(WL1, WL2, WLn-1, WLn)(도 1 및 도 2 참조)에 연결될 수 있다. 접지 선택 트랜지스터(GST1, GST2)의 게이트 전극(151, 152)은 접지 선택 라인(GSL)(도 1 참조)에 연결될 수 있다. 상기 게이트 전극들(150)은 금속막, 예컨대 텅스텐(W)을 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 게이트 전극들(150)은 확산 방지막(diffusion barrier)(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 예컨대, 상기 확산 방지막은 텅스텐 질화물(WN), 탄탈륨 질화물(TaN) 또는 티타늄 질화물(TiN)로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.A plurality of gate electrodes 151 to 158 may be spaced apart from the substrate 100 in the z direction along the side surface of the channel induction layer 120b. The gate electrodes 150 may be gates of the ground select transistors GST1 and GST2, the memory cells MC1, MC2, MC3, and MC4, and the string select transistors SST1 and SST2, respectively. The gate electrodes 150 may be commonly connected to adjacent memory cell strings arranged in the y direction. Gate electrodes 157 and 158 of the string select transistors SST1 and SST2 may be connected to the string select line SSL (see FIG. 1). Gate electrodes 153, 154, 155, and 156 of the memory cells MC1, MC2, MC3, and MC4 may be connected to word lines WL1, WL2, WLn−1 and WLn (see FIGS. 1 and 2). have. The gate electrodes 151 and 152 of the ground select transistors GST1 and GST2 may be connected to the ground select line GSL (see FIG. 1). The gate electrodes 150 may include a metal film, for example tungsten (W). In addition, although not shown, the gate electrodes 150 may further include a diffusion barrier (not shown). For example, the diffusion barrier may include tungsten nitride (WN), tantalum nitride (TaN), or titanium. It may include any one selected from nitride (TiN).

게이트 유전막(140)이 채널층(120a)과 게이트 전극들(150) 사이에 배치될 수 있다. 도 3에 구체적으로 도시되지 않았으나 게이트 유전막(140)은 채널층(120a)으로부터 차례로 적층된 터널링 절연층, 전하 저장층, 및 블록킹 절연층을 포함할 수 있다. The gate dielectric layer 140 may be disposed between the channel layer 120a and the gate electrodes 150. Although not specifically illustrated in FIG. 3, the gate dielectric layer 140 may include a tunneling insulation layer, a charge storage layer, and a blocking insulation layer that are sequentially stacked from the channel layer 120a.

상기 터널링 절연층은 F-N 방식으로 전하를 전하 저장층으로 터널링시킬 수 있다. 상기 터널링 절연층은 예를 들어, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 전하 저장층은 전하 트랩층 또는 플로팅 게이트 도전막일 수 있다. 예컨대, 상기 전하 저장층은 양자 도트(quantum dots) 또는 나노 크리스탈(nanocrystals)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 양자 도트 또는 나노 크리스탈은 도전체, 예를 들면 금속 또는 반도체의 미세 입자들로 구성될 수 있다. 상기 블록킹 절연층은 고유전율(high-k) 유전물을 포함할 수 있다. 여기서, 고유전율 유전물이란 산화막보다 높은 유전 상수(dielectric constant)를 갖는 유전물을 의미한다. The tunneling insulating layer may tunnel the charge to the charge storage layer in an F-N manner. The tunneling insulating layer may include, for example, silicon oxide. The charge storage layer may be a charge trap layer or a floating gate conductive layer. For example, the charge storage layer may include quantum dots or nanocrystals. Here, the quantum dot or nano crystal may be composed of fine particles of a conductor, for example, a metal or a semiconductor. The blocking insulating layer may include a high-k dielectric material. Here, the high dielectric constant means a dielectric having a higher dielectric constant than the oxide film.

복수의 층간 절연층들(161-169: 160)이 상기 게이트 전극들(150)의 사이에 배열될 수 있다. 상기 층간 절연층들(160)도 게이트 전극들(150)과 마찬가지로 z 방향으로 서로 이격되고 y 방향으로 연장되도록 배열될 수 있다. 상기 층간 절연층들(160)의 일 측면은 게이트 유전막(140)과 접촉될 수 있다. 상기 층간 절연층들(160)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.A plurality of interlayer insulating layers 161 to 169 and 160 may be arranged between the gate electrodes 150. Like the gate electrodes 150, the interlayer insulating layers 160 may be arranged to be spaced apart from each other in the z direction and extend in the y direction. One side of the interlayer insulating layers 160 may be in contact with the gate dielectric layer 140. The interlayer insulating layers 160 may include silicon oxide or silicon nitride.

도 3에서, 메모리 셀들(MC1, MC2, MC3, MC4)은 4개가 배열되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 예시적이며 반도체 메모리 소자(1000a)의 용량에 따라 더 많거나 더 적은 수의 메모리 셀들이 배열될 수도 있다. 또한, 메모리 셀 스트링들의 스트링 선택 트랜지스터(SST1, SST2) 및 접지 선택 트랜지스터(GST1, GST2)는 각각 한 쌍으로 배열되어 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 형태로 한정되지 않으며, 도 1에 도시된 메모리 셀 스트링의 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)와 같이 각각 하나씩 존재할 수도 있다. 또한, 상기 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)은 메모리 셀들(MC1, MC2, MC3, MC4)과 상이한 구조를 가질 수도 있다.In FIG. 3, four memory cells MC1, MC2, MC3, and MC4 are illustrated as being arranged, but this is exemplary and more or fewer memory cells are arranged according to the capacity of the semiconductor memory device 1000a. May be In addition, the string select transistors SST1 and SST2 and the ground select transistors GST1 and GST2 of the memory cell strings are arranged in pairs, respectively. However, the present invention is not limited to this form, and each of the string select transistors SST and the ground select transistors GST of the memory cell string shown in FIG. 1 may exist. In addition, the string select transistor SST and the ground select transistor GST may have a different structure from those of the memory cells MC1, MC2, MC3, and MC4.

본 실시예와 같은 3차원 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자는, 매립 채널을 갖는 채널층(120a)을 제공함으로써, 전하포획밀도의 영향을 덜 받게 되어 우수한 내구성 특성을 가질 수 있으며, 초기 문턱 전압(Initial Threshold voltage)을 낮출 수 있으므로, 소거(erase) 동작 전압이 낮아져 상기 비휘발성 메모리 소자의 데이터 유지(retention) 특성 및 신뢰성을 높힐 수 있다.The non-volatile memory device having a three-dimensional vertical structure as in the present embodiment is provided with a channel layer 120a having a buried channel, thereby being less influenced by charge trapping density and thus having excellent durability characteristics, and having an initial threshold voltage ( Since an initial threshold voltage may be lowered, an erase operation voltage may be lowered to increase data retention characteristics and reliability of the nonvolatile memory device.

반대의 실시예로서, 채널층(120a)은 p형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 형성하고, 채널 유도층(120b)은 n-형 불순물이 도핑되거나 불순물이 도핑되지 않은 반도체 물질로 형성할 수 있다. In the opposite embodiment, the channel layer 120a may be formed of a semiconductor material doped with p-type impurities, and the channel induction layer 120b may be formed of a semiconductor material doped with n-type impurities or not doped with impurities. .

도 4a 내지 도 4h는 도 3의 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들로서 공정 순서에 따라서 도 3의 사시도를 y 방향에서 바라본 단면도들이다.4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the nonvolatile memory device of FIG. 3, and are cross-sectional views of the perspective view of FIG. 3 viewed in the y direction according to a process sequence.

도 4a를 참조하면, 기판(100) 상에 복수의 희생층들(181-188: 180) 및 복수의 층간 절연층들(161-169: 160)이 교대로 적층된다. 희생층들(180)과 층간 절연층들(160)은 도시된 바와 같이 제1 층간 절연층(161)을 시작으로 기판(100) 상에 서로 교대로 적층될 수 있다. 희생층들(180)은 층간 절연층들(160)에 대해 식각 선택성을 가지고 식각될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 희생층들(180)은, 희생층들(180)을 식각하는 공정에서, 층간 절연층들(160)의 식각을 최소화하면서 식각될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 이러한 식각 선택성(etch selectivity)은 층간 절연층(160)의 식각 속도에 대한 희생층(180)의 식각 속도의 비율을 통해 정량적으로 표현될 수 있다. 예를 들면, 층간 절연층(160)은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 중의 적어도 한가지일 수 있고, 희생층(180)은 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 카바이드 및 실리콘 질화막 중에서 선택되는 층간 절연층(160)과 다른 물질일 수 있다. Referring to FIG. 4A, a plurality of sacrificial layers 181-188: 180 and a plurality of interlayer insulating layers 161-169: 160 are alternately stacked on the substrate 100. As illustrated, the sacrificial layers 180 and the interlayer insulating layers 160 may be alternately stacked on the substrate 100 starting with the first interlayer insulating layer 161. The sacrificial layers 180 may be formed of a material that can be etched with etch selectivity with respect to the interlayer insulating layers 160. That is, in the process of etching the sacrificial layers 180, the sacrificial layers 180 may be formed of a material that can be etched while minimizing the etching of the interlayer insulating layers 160. Such etch selectivity may be quantitatively expressed through a ratio of an etching rate of the sacrificial layer 180 to an etching rate of the interlayer insulating layer 160. For example, the interlayer insulating layer 160 may be at least one of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and the sacrificial layer 180 may include an interlayer insulating layer 160 selected from a silicon film, a silicon oxide film, silicon carbide, and a silicon nitride film. It may be another material.

일 실시예에 따르면, 도시된 바와 같이, 상기 층간 절연층들(160)의 두께는 모두 동일하지 않을 수 있다. 상기 층간 절연층들(160) 중 최하부의 제1 층간 절연층(161)은 얇은 두께로 형성되고, 제3 층간 절연층(163) 및 제7 층간 절연층(167)은 두껍게 형성될 수 있다. 하지만, 층간 절연층들(160) 및 희생층들(180)의 두께는 도시된 것으로부터 다양하게 변형될 수 있으며, 층간 절연층들(160) 및 희생층들(180)을 구성하는 막들의 층수 역시 다양하게 변형될 수 있다. According to one embodiment, as shown, the thickness of the interlayer insulating layers 160 may not all be the same. The lowermost first interlayer insulating layer 161 of the interlayer insulating layers 160 may be formed to have a thin thickness, and the third interlayer insulating layer 163 and the seventh interlayer insulating layer 167 may be formed to be thick. However, the thicknesses of the interlayer insulating layers 160 and the sacrificial layers 180 may be variously modified from those shown, and the number of layers constituting the interlayer insulating layers 160 and the sacrificial layers 180 may be varied. It can also be variously modified.

도 4b를 참조하면, 서로 교대로 적층된 층간 절연층들(160) 및 희생층들(180)을 관통하는 제1 개구부들(Ta)이 형성될 수 있다. 상기 제1 개구부들(Ta)은 z 방향의 깊이를 가지는 홀(hole) 형태일 수 있다. 또한, 제1 개구부들(Ta)은 x 방향 및 y 방향(도 3 참조)으로 이격되어 형성된 고립 영역일 수 있다. Referring to FIG. 4B, first openings Ta passing through the interlayer insulating layers 160 and the sacrificial layers 180 that are alternately stacked may be formed. The first openings Ta may have a hole shape having a depth in a z direction. In addition, the first openings Ta may be isolated regions formed to be spaced apart in the x direction and the y direction (see FIG. 3).

제1 개구부들(Ta)을 형성하는 단계는 서로 교대로 적층된 층간 절연층들(160) 및 희생층들(180) 상에 제1 개구부들(Ta)의 위치를 정의하는 소정의 마스크 패턴을 형성하는 단계, 및 이를 식각 마스크로 사용하여 층간 절연층들(160) 및 희생층들(180)을 이방성 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 두 종류의 서로 다른 막들을 포함한 구조를 식각하기 때문에, 상기 복수의 제1 개구부들(Ta)의 측벽은 상기 기판(100)의 상부면에 완전하게 수직하지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(100)의 상부면에 가까울수록, 상기 제1 개구부들(Ta)의 폭은 감소될 수 있다.The forming of the first openings Ta may include a predetermined mask pattern defining positions of the first openings Ta on the interlayer insulating layers 160 and the sacrificial layers 180 that are alternately stacked. Forming and anisotropically etching the interlayer insulating layers 160 and the sacrificial layers 180 using the same as an etching mask. Since the structure including two kinds of different films is etched, sidewalls of the plurality of first openings Ta may not be completely perpendicular to the top surface of the substrate 100. For example, the closer to the upper surface of the substrate 100, the width of the first openings Ta may be reduced.

상기 제1 개구부(Ta)는 도시된 바와 같이 기판(100)의 상부면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 이에 더하여, 상기 이방성 식각 단계에서 과도식각(over-etch)의 결과로서, 도시된 바와 같이 제1 개구부(Ta) 아래의 기판(100)은 소정의 깊이로 리세스(recess)될 수 있다. The first opening Ta may be formed to expose the top surface of the substrate 100 as shown. In addition, as a result of over-etching in the anisotropic etching step, the substrate 100 under the first opening Ta may be recessed to a predetermined depth as shown.

도 4c를 참조하면, 제1 개구부들(Ta)의 내벽들 및 하부면을 균일하게 덮는 게이트 유전막(140) 및 채널층(120a)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4C, a gate dielectric layer 140 and a channel layer 120a may be formed to uniformly cover inner walls and lower surfaces of the first openings Ta.

상기 게이트 유전막(140)은 블록킹 절연층(146), 전하 저장층(144) 및 터널링 절연층(142)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기의 순서로 제1 개구부들(Ta) 내부에 적층될 수 있다. 상기 블록킹 절연층(146), 전하 저장층(144) 및 터널링 절연층(142)은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)을 이용하여 형성될 수 있다. The gate dielectric layer 140 may include a blocking insulating layer 146, a charge storage layer 144, and a tunneling insulating layer 142. Therefore, the first openings Ta may be stacked in the above-described order. The blocking insulating layer 146, the charge storage layer 144, and the tunneling insulating layer 142 may include atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), or physical vapor deposition (Physical Vapor). Deposition, PVD) may be used.

다음으로 채널층(120a)이 ALD 또는 CVD를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 채널층(120a)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 제1 도전형 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 불순물은 n-형 불순물일 수 있으며, 상기 n-형 불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등일 수 있다. 상기 채널층(120a)의 상기 n-형 불순물은 예컨대 5×1017/cm3 내지 1×1018/cm3 의 불순물 농도일 수 있다.Next, channel layer 120a may be formed using ALD or CVD. The channel layer 120a may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a first conductivity type impurity. For example, the first conductivity type impurity may be an n-type impurity, and the n-type impurity may be phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or the like. The n-type impurity of the channel layer 120a may be, for example, an impurity concentration of 5 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 .

도 4d를 참조하면, 상기 채널층(120a) 상에 절연층(미도시)을 형성한다. 상기 절연층은 산화막일 수 있다.Referring to FIG. 4D, an insulating layer (not shown) is formed on the channel layer 120a. The insulating layer may be an oxide film.

다음으로, 건식 식각 공정을 수행하여 제1 개구부들(Ta)의 하면에 형성된 상기 절연층(미도시) 및 상기 채널층(120a)을 식각하고, 이를 통해 게이트 유전막(140)을 노출시킨다. Next, a dry etching process is performed to etch the insulating layer (not shown) and the channel layer 120a formed on the lower surfaces of the first openings Ta, thereby exposing the gate dielectric layer 140.

다음으로 습식 식각 공정을 수행하여, 제1 개구부들(Ta)의 하면에 형성된 터널링 절연층(142)을 제거한다.Next, a wet etching process is performed to remove the tunneling insulating layer 142 formed on the lower surfaces of the first openings Ta.

다음으로 습식 식각 공정을 수행하여, 제1 개구부들(Ta)의 하면에 형성된 전하 저장층(144)을 제거한다.Next, the wet etching process is performed to remove the charge storage layer 144 formed on the lower surfaces of the first openings Ta.

다음으로 습식 식각 공정을 수행하여, 제1 개구부들(Ta)의 하면에 형성된 블록킹 절연층(146)을 제거한다.Next, a wet etching process is performed to remove the blocking insulating layer 146 formed on the lower surfaces of the first openings Ta.

상기 건식 식각 및 습식 식각 공정을 수행하여, 제1 개구부들(Ta) 저면의 게이트 유전막(140) 및 채널층(120a)을 식각하여 기판(100)을 노출시킬 수 있고, 채널 유도층(120b)을 형성하는 과정에서 소스 영역과 채널층(120a) 간의 거리를 축소시켜, 선택 트랜지스터 하부에서의 채널 끊김 현상을 방지할 수 있다.By performing the dry etching process and the wet etching process, the gate dielectric layer 140 and the channel layer 120a of the bottom surfaces of the first openings Ta may be etched to expose the substrate 100, and the channel induction layer 120b. In this process, the distance between the source region and the channel layer 120a may be reduced to prevent channel disconnection under the select transistor.

다음으로, 제1 개구부들(Ta)의 내벽 및 저면을 균일하게 덮는 채널 유도층(120b)을 형성할 수 있다. 상기 채널 유도층(120b)은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 또는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)을 사용하여 소정의 두께로 형성될 수 있다. 제1 개구부들(Ta)의 저면에서 상기 채널 유도층(120b)은 기판(100)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다Next, a channel guide layer 120b may be formed to uniformly cover the inner wall and the bottom of the first openings Ta. The channel induction layer 120b may be formed to a predetermined thickness using atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD). At the bottoms of the first openings Ta, the channel induction layer 120b may be in direct contact with the substrate 100 to be electrically connected.

상기 채널 유도층(120b)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 상기 채널층(120a)에 포함되는 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나, 도핑되지 않은 것일 수 있다. 상기 제2 도전형 불순물은 p-형 불순물일 수 있으며, 상기 p-형 불순물은 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 등일 수 있다. The channel induction layer 120b may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a second conductivity type impurity opposite to the first conductivity type impurity included in the channel layer 120a. Or undoped. The second conductivity type impurity may be a p-type impurity, and the p-type impurity may be boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), zinc (Zn), or the like.

도 4e를 참조하면, 제1 개구부들(Ta)을 매립 절연층(130)으로 매립할 수 있다. Referring to FIG. 4E, the first openings Ta may be filled with the buried insulating layer 130.

선택적으로, 매립 절연층(130)을 형성하기 전에, 채널 유도층(120b)이 형성된 구조를 수소 또는 중수소를 포함하는 가스 분위기에서 열처리하는 수소 어닐링(annealing) 단계가 더 실시될 수 있다. 상기 수소 어닐링 단계에 의하여 채널 유도층(120b) 내에 존재하는 결정 결함들 중의 많은 부분들이 치유될 수 있다.Optionally, before forming the buried insulating layer 130, a hydrogen annealing step may be further performed to heat-treat the structure in which the channel induction layer 120b is formed in a gas atmosphere containing hydrogen or deuterium. By the hydrogen annealing step, many of the crystal defects present in the channel induction layer 120b may be healed.

다음으로, 최상부의 제9 층간 절연층(169)을 덮고 있는 불필요한 반도체 물질 및 절연 물질을 제거하기 위해 제9 층간 절연층(169)이 노출될 때까지 평탄화 공정, 예컨대, 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 또는 에치백(etch-back) 공정을 수행할 수 있다. Next, a planarization process, such as chemical mechanical polishing, until the ninth interlayer insulating layer 169 is exposed to remove unnecessary semiconductor material and insulating material covering the uppermost ninth interlayer insulating layer 169. Polishing, CMP) or etch-back process may be performed.

식각 공정 등을 이용하여 매립 절연층(130)의 상부를 일부분 제거하여, 상기 제거된 위치에 도전층(190)을 형성하기 위한 도전성 물질을 증착할 수 있다. 다시, 평탄화 공정을 수행함으로써, 매립 절연층(130) 상에 배치되고 채널 유도층(120b)에 연결되는 도전층(190)이 형성될 수 있다. 그 후, 제9 절연층(169) 상에 식각 방지막(191)을 형성할 수 있다.A portion of the upper portion of the buried insulating layer 130 may be removed using an etching process to deposit a conductive material for forming the conductive layer 190 at the removed position. Again, by performing the planarization process, the conductive layer 190 may be formed on the buried insulating layer 130 and connected to the channel induction layer 120b. Thereafter, an etch stop layer 191 may be formed on the ninth insulating layer 169.

도 4f를 참조하면, 기판(100)을 노출하는 제2 개구부(Tb)를 형성할 수 있다. 상기 제2 개구부(Tb)는 y 방향(도 3 참조)으로 연장될 수 있다. 상기 제2 개구부(Tb)를 형성하는 단계는 제2 개구부(Tb)가 정의되는 식각 마스크를 형성하는 단계, 및 기판(100)의 상부면이 노출될 때까지 상기 식각 마스크 아래의 층간 절연층들(160) 및 희생층들(180)을 이방성 식각하는 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4F, a second opening Tb exposing the substrate 100 may be formed. The second opening Tb may extend in the y direction (see FIG. 3). The forming of the second opening Tb may include forming an etching mask in which the second opening Tb is defined, and the interlayer insulating layers under the etching mask until the upper surface of the substrate 100 is exposed. Anisotropically etching the 160 and the sacrificial layers 180.

일 실시예에 따르면, 도시된 바와 같이, 제2 개구부들(Tb)은 채널 유도층들(120b) 사이마다 하나씩 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 채널 유도층(120b) 및 제2 개구부(Tb)의 상대적 배치는 달라질 수 있다.According to an embodiment, as shown in the drawing, the second openings Tb may be formed one by one between the channel guide layers 120b. However, the technical spirit of the present invention is not limited to this embodiment, and the relative arrangement of the channel guide layer 120b and the second opening Tb may vary.

다음으로, 제2 개구부들(Tb)을 통해 노출된 희생층들(180)(도 4e 참조)을 선택적으로 제거한다. 복수의 희생층들(180)이 제거됨으로써 복수의 층간 절연층(160) 각각의 사이에는 제2 개구부(Tb)와 연통되며 기판(100)에 수평한 형태의 복수의 터널들(Lt)이 형성되고, 상기 터널들(Lt)을 통해 게이트 유전막(140)의 일부 측벽들이 노출될 수 있다.Next, the sacrificial layers 180 (see FIG. 4E) exposed through the second openings Tb are selectively removed. By removing the plurality of sacrificial layers 180, a plurality of tunnels Lt communicating with the second opening Tb and horizontal to the substrate 100 are formed between each of the plurality of interlayer insulating layers 160. Some sidewalls of the gate dielectric layer 140 may be exposed through the tunnels Lt.

상기 터널(Lt)들을 형성하는 단계는 층간 절연층들(160)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 희생층들(180)을 수평적으로 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 희생층들(180)이 실리콘 질화막이고 층간 절연층들(160)이 실리콘 산화막인 경우, 상기 수평적 식각 단계는 인산을 포함하는 식각제를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 식각하는 단계는 습식 식각 또는 CDE(chemical dry etch)를 포함하는 등방성 식각 공정일 수 있다. Forming the tunnels Lt may include horizontally etching the sacrificial layers 180 using an etch recipe having etch selectivity with respect to the interlayer insulating layers 160. For example, when the sacrificial layers 180 are silicon nitride and the interlayer insulating layers 160 are silicon oxide, the horizontal etching may be performed using an etchant including phosphoric acid. The etching may be an isotropic etching process including wet etching or chemical dry etch (CDE).

도 4g를 참조하면, 도 4f의 제2 개구부(Tb) 및 터널(Lt)을 도전성 물질로 매립할 수 있다. 그 후, 상기 도전성 물질을 식각하여 상기 제2 개구부(Tb)와 실질적으로 폭과 위치가 동일한 상기 제3 개구부(Tc)를 형성하여 기판(100)을 노출할 수 있다. 이를 통해, 채널 유도층(120b)을 둘러싸는 복수의 게이트 전극들(151-158: 150)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4G, the second opening Tb and the tunnel Lt of FIG. 4F may be filled with a conductive material. Thereafter, the conductive material may be etched to form the third opening Tc substantially the same in width and position as the second opening Tb to expose the substrate 100. Through this, a plurality of gate electrodes 151-158: 150 surrounding the channel induction layer 120b may be formed.

불순물을 상기 제3 개구부(Tc)를 통해 기판(100)에 주입함으로써 기판(100)의 상부면에 인접하며 y 방향(도 3 참조)으로 연장되는 불순물 영역(105)이 형성될 수 있다. 상기 불순물은 N+형 불순물들을 이온 주입하여 형성한 고농도 불순물 영역(105)일 수 있다. 상기 불순물 영역(105)을 형성하는 공정은 반드시 본 공정 단계에서 행해지는 것은 아니며, 필요에 따라 그 전 또는 후의 다른 공정 단계에서 행해질 수도 있다.By implanting impurities into the substrate 100 through the third opening Tc, an impurity region 105 adjacent to an upper surface of the substrate 100 and extending in the y direction (see FIG. 3) may be formed. The impurity may be a high concentration impurity region 105 formed by ion implantation of N + -type impurities. The process of forming the impurity region 105 is not necessarily performed in this process step, but may be performed in other process steps before or after it as necessary.

또한, x 방향에서 볼 때, 본원 발명은 p형 불순물이 도핑되거나 불순물이 도핑되지 않은 반도체 물질로 형성된 상기 채널 유도층(120b) 상에 n-형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 형성된 채널층(120a)이 형성되어 있다. 또한 상기 채널층(120a) 상에는 게이트 유전막(140) 및 게이트 전극(150)이 차례로 적층된 구조이다. 채널 유도층(120b) 및 채널층(120a)을 형성함에 있어서, 서로 다른 도전형 불순물을 포함하는 반도체 물질을 사용함으로써, 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자에 매립 채널(buried channel)을 형성할 수 있다.In addition, when viewed in the x direction, the present invention provides a channel layer 120a formed of a semiconductor material doped with n-type impurities on the channel induction layer 120b formed of a semiconductor material doped with or without p-type impurities. ) Is formed. In addition, the gate dielectric layer 140 and the gate electrode 150 are sequentially stacked on the channel layer 120a. In forming the channel induction layer 120b and the channel layer 120a, a buried channel may be formed in a nonvolatile memory device having a vertical structure by using a semiconductor material including different conductive impurities. .

따라서, 표면 채널(surface channel)과 대비하여 본 발명은 상기 채널층(120a) 및 게이트 유전막(140)의 계면으로부터 소정의 거리(d)만큼 이격된 계면 하부에 매립 채널을 형성함으로써, 전하포획밀도의 영향을 덜 받게 되어 우수한 내구성 특성을 가질 수 있다. 또한, 초기 문턱 전압(Initial Threshold voltage)을 낮출 수 있으므로, 소거(erase) 동작 전압이 낮아져 상기 비휘발성 메모리 소자의 데이터 유지(retention) 특성 및 신뢰성을 높힐 수 있다.Therefore, in contrast to the surface channel, the present invention forms a buried channel below the interface spaced apart from the interface between the channel layer 120a and the gate dielectric layer 140 by a predetermined distance d, thereby obtaining charge trapping density. It is less affected by the can have excellent durability characteristics. In addition, since an initial threshold voltage may be lowered, an erase operation voltage may be lowered to increase data retention characteristics and reliability of the nonvolatile memory device.

반대의 실시예로서, 채널층(120a)은 p형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 형성하고, 채널 유도층(120b)은 n-형 불순물이 도핑되거나 또는 불순물이 도핑되지 않은 반도체 물질로 형성할 수 있다. In the opposite embodiment, the channel layer 120a may be formed of a semiconductor material doped with p-type impurities, and the channel induction layer 120b may be formed of a semiconductor material doped with n-type impurities or not doped with impurities. have.

도 4h를 참조하면, 제3 개구부(Tc)를 매립하는 절연 영역(170)을 형성할 수 있다. 절연 영역(170)은 층간 절연층(160)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 절연 영역(170)은 절연 물질의 증착 및 평탄화 공정에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4H, an insulating region 170 may be formed to fill the third opening Tc. The insulating region 170 may be made of the same material as the interlayer insulating layer 160. The insulating region 170 may be formed by a deposition and planarization process of an insulating material.

다음으로, 도전층(190) 상에 식각 방지층(191)을 관통하는 비트 라인 콘택 플러그(195)가 형성될 수 있다. 상기 비트 라인 콘택 플러그(195)는 포토 리소그래피 공정 및 식각 공정을 이용하여 형성될 수 있다. x 방향으로 배열된 상기 비트 라인 콘택 플러그(195)들을 연결하는 비트 라인(193)이 식각 방지층(191) 및 절연 영역(170)상에 형성될 수 있다. 상기 비트 라인(193)도 포토 리소그래피 공정 및 식각 공정을 이용하여 라인 형상으로 형성될 수 있다.Next, a bit line contact plug 195 may be formed on the conductive layer 190 to penetrate the etch stop layer 191. The bit line contact plug 195 may be formed using a photolithography process and an etching process. A bit line 193 connecting the bit line contact plugs 195 arranged in the x direction may be formed on the etch stop layer 191 and the insulating region 170. The bit line 193 may also be formed in a line shape using a photolithography process and an etching process.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 5 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.

도 3에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 따라서 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 5를 참조하면, 본 실시예의 비휘발성 메모리 소자(1000b)는, 공통 소스 라인(110)이 불순물 영역(105) 상에 z 방향으로 연장되고 상기 불순물 영역(105)과 오믹 콘택(ohmic contact)하도록 배열될 수 있다. 상기 공통 소스 라인(110)은, x 방향으로 인접한 2개의 채널층(120a) 측면의 메모리 셀 스트링들의 접지 선택 트랜지스터들(GST1, GST2)에 소스 영역을 제공할 수 있다. 상기 공통 소스 라인(110)은 불순물 영역(105)을 따라 y 방향으로 연장될 수 있다. 상기 공통 소스 라인(110)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 공통 소스 라인(110)은 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 도 5에 도시되지는 않았지만, 상기 불순물 영역(105)과 공통 소스 라인(110) 사이에는 접촉 저항을 낮추기 위한 실리사이드(silicide)층이 개재될 수 있다. 상기 실리사이드층(미도시)은 메탈 실리사이드층, 예컨대 코발트 실리사이드층을 포함할 수 있다.The same reference numerals as in FIG. 3 denote the same members, and thus detailed description thereof will be omitted here. Referring to FIG. 5, in the nonvolatile memory device 1000b of the present exemplary embodiment, the common source line 110 extends in the z direction on the impurity region 105 and has an ohmic contact with the impurity region 105. Can be arranged to The common source line 110 may provide a source region to ground select transistors GST1 and GST2 of memory cell strings adjacent to two channel layers 120a adjacent to each other in the x direction. The common source line 110 may extend in the y direction along the impurity region 105. The common source line 110 may include a conductive material. For example, the common source line 110 may include at least one metal material selected from tungsten (W), aluminum (Al), or copper (Cu). Although not shown in FIG. 5, a silicide layer may be interposed between the impurity region 105 and the common source line 110 to lower the contact resistance. The silicide layer (not shown) may include a metal silicide layer, such as a cobalt silicide layer.

상기 불순물 영역(105)이 기판(100)과 반대의 도전형을 갖는 경우, 불순물 영역(105)은 접지 선택 트랜지스터들(GST1, GST2)의 소스 영역일 수 있다. 또는, 상기 불순물 영역(105)이 기판(100)과 동일한 도전형을 갖는 경우, 상기 공통 소스 라인(110)은 메모리 셀 블록 단위의 소거 동작을 위한 포켓 P 웰(pocket P well) 콘택으로 작동할 수도 있다. 이 경우, 상기 포켓 P 웰 콘택 전극을 통해 고전압이 기판(100)에 인가됨으로써, 기판(100)의 해당 메모리 셀 블록 내의 모든 메모리 셀에 저장된 데이터는 소거될 수 있다.When the impurity region 105 has a conductivity type opposite to that of the substrate 100, the impurity region 105 may be a source region of the ground select transistors GST1 and GST2. Alternatively, when the impurity region 105 has the same conductivity type as the substrate 100, the common source line 110 may operate as a pocket P well contact for an erase operation in units of memory cell blocks. It may be. In this case, by applying a high voltage to the substrate 100 through the pocket P well contact electrode, data stored in all memory cells in the corresponding memory cell block of the substrate 100 may be erased.

상기 공통 소스 라인(110)은 도 4h를 참조하여 상술한 제조 방법에서, 절연 영역(170)을 형성한 후 제3 개구부(Tc)의 측벽에 스페이서 절연 영역(170')를 형성하고 공통 소스 라인(110)을 이루는 도전성 물질을 증착함으로써 형성할 수 있다. 스페이서 절연 영역(170')은 절연성 물질을 제3 개구부 (Tc)에 매립한 후 이방성 식각을 수행함으로써 형성될 수 있다. 상기 이방성 식각에 의해 기판(100)이 과도 식각됨으로써 기판(100)은 리세스될 수도 있다. 다음으로, 도전성 물질의 증착 공정 및 에치백 공정과 같은 식각 공정을 추가하여 상기 공통 소스 라인(110)을 형성할 수 있다. In the manufacturing method described above with reference to FIG. 4H, the common source line 110 forms a spacer insulating region 170 ′ on a sidewall of the third opening Tc after forming the insulating region 170, and forms a common source line. It can be formed by depositing a conductive material constituting (110). The spacer insulating region 170 ′ may be formed by filling an insulating material in the third opening Tc and then performing anisotropic etching. The substrate 100 may be recessed by overetching the substrate 100 by the anisotropic etching. Next, the common source line 110 may be formed by adding an etching process such as a deposition process and an etch back process of the conductive material.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 6 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a third embodiment of the present invention.

도 3 및 도 5에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 따라서 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 6을 참조하면, 비휘발성 메모리 소자(1000c)는 채널층(120a)을 이방성 식각하고, 하면이 식각된 스페이서(spacer) 형태의 채널층(120a)을 이용하여 상기 게이트 유전막(140)을 식각한 후, 그 위에 형성된 채널 유도층(120b)을 형성할 수 있다.The same reference numerals as in FIGS. 3 and 5 denote the same members, and thus detailed description thereof will be omitted here. Referring to FIG. 6, the nonvolatile memory device 1000c may anisotropically etch the channel layer 120a and etch the gate dielectric layer 140 using the spacer layer channela 120a having the bottom surface etched thereon. Thereafter, the channel induction layer 120b formed thereon may be formed.

도 3의 실시예와 다른 점을 살펴보면, 이방성 식각을 통해 제1 개구부들(Ta) 저면의 게이트 유전막(140) 및 채널층(120a)을 식각하여 기판(100)을 노출시킨다. 상기 식각 공정은 채널층(120a)을 이방성 식각하고, 하면이 식각된 스페이서(spacer) 형태의 채널층(120a)을 이용하여 상기 게이트 유전막(140)을 식각하는 공정을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the substrate 100 is exposed by etching the gate dielectric layer 140 and the channel layer 120a at the bottom of the first openings Ta through anisotropic etching. The etching process may include anisotropically etching the channel layer 120a and etching the gate dielectric layer 140 using the spacer layer channela having a bottom surface etched therein.

다음으로, 제1 개구부들(Ta)의 내벽들 및 저면을 균일하게 덮는 채널 유도층(120b)을 형성할 수 있다. 상기 채널 유도층(120b)은 기판(100)과 접하도록 형성되어, 기판(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.Next, a channel guide layer 120b may be formed to uniformly cover inner walls and bottom surfaces of the first openings Ta. The channel induction layer 120b may be formed to contact the substrate 100, and may be electrically connected to the substrate 100.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 3과 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 따라서 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 7 을 참조하면, 비휘발성 메모리 소자는 기판(100) 상에 단결정 실리콘(125)을 형성하고, 상기 단결정 실리콘(125) 상에 채널층(120a) 및 채널 유도층(120b)을 형성할 수 있다.7 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in Fig. 3 denote the same members, and thus detailed description thereof will be omitted here. Referring to FIG. 7, in the nonvolatile memory device, a single crystal silicon 125 may be formed on a substrate 100, and a channel layer 120a and a channel induction layer 120b may be formed on the single crystal silicon 125. have.

도 3의 실시예와 다른 점을 살펴보면, 제1개구부들(Ta, 도 4b 참조)을 형성하고, 상기 제1 개구부들의 하부면, 즉 기판상에서 선택적 에티택셜 성장법(Selective Epitaxial Growth, SEG)을 이용하여 단결정 실리콘(125)을 성장시킨다. 다음으로 상기 단결정 실리콘(125) 상에 게이트 유전막(140) 및 채널층(120a)을 형성하고, 건식 식각 및 습식 식각 공정을 수행하여(도 4d 참조), 상기 단결정 실리콘(125) 상에 채널 유도층(120b)을 형성한다. 도 3과 달리, 상기 실시예에서는 식각된 기판(100)상에 선택적 에티택셜 성장법을 통해 단결정 실리콘(125)을 형성함으로써, 기판(100)과의 접촉 저항을 감소시킬 수 있고, 이를 통해 전류 특성을 개선할 수 있다Referring to the embodiment of FIG. 3, the first openings Ta and the second openings (see FIG. 4B) are formed, and a selective epitaxial growth (SEG) method is performed on the lower surface of the first openings, that is, on the substrate. The single crystal silicon 125 is grown. Next, a gate dielectric layer 140 and a channel layer 120a are formed on the single crystal silicon 125, and dry and wet etching processes are performed (see FIG. 4D) to induce a channel on the single crystal silicon 125. Form layer 120b. Unlike in FIG. 3, in the above embodiment, the single crystal silicon 125 is formed on the etched substrate 100 through selective epitaxial growth, thereby reducing contact resistance with the substrate 100, thereby providing current. Can improve the characteristics

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 8 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a fifth embodiment of the present invention.

도 8에서는 도 1의 메모리 셀 스트링을 구성하는 일부 구성요소는 생략되어 도시되어 있을 수 있다. 예컨대, 메모리 셀 스트링 중 비트 라인은 생략되어 있다. In FIG. 8, some components of the memory cell string of FIG. 1 may be omitted. For example, the bit line of the memory cell string is omitted.

도 8을 참조하면, 비휘발성 메모리 소자(2000a)는, 기판(200) 상에 배치된 채널 유도층(225), 상기 채널 유도층(225)의 일 측면에 접촉하여 수직 신장되며, 제1 도전형 불순물을 포함하는 채널층(220) 및 상기 채널층(220)의 일측벽을 따라 교대로 적층된 복수의 게이트 전극(250) 및 복수의 층간 절연층(260)을 포함하는 트랜지스터를 포함한다.Referring to FIG. 8, the nonvolatile memory device 2000a extends vertically in contact with one side of the channel induction layer 225 and the channel induction layer 225 disposed on the substrate 200, and has a first conductivity. A transistor includes a channel layer 220 including a type impurity, a plurality of gate electrodes 250 and a plurality of interlayer insulating layers 260 alternately stacked along one side wall of the channel layer 220.

상기 기판(200)은 x 방향과 y 방향으로 연장되는 주면(main surface)을 가지는 기판(200)을 포함할 수 있다. 상기 기판(200)은 반도체 물질, 예컨대 IV족 반도체, III-V족 화합물 반도체 또는 II-VI족 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, IV족 반도체는 실리콘, 게르마늄 또는 실리콘-게르마늄을 포함할 수 있다. 상기 기판(200)은 벌크 웨이퍼 또는 에피택셜층으로 제공될 수도 있다.The substrate 200 may include a substrate 200 having a main surface extending in the x direction and the y direction. The substrate 200 may include a semiconductor material, such as a group IV semiconductor, a group III-V compound semiconductor, or a group II-VI oxide semiconductor. For example, the group IV semiconductor may comprise silicon, germanium or silicon-germanium. The substrate 200 may be provided as a bulk wafer or an epitaxial layer.

기둥 형상의 채널 유도층(225)이 상기 기판(200)상에 z 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 채널 유도층(225)은 x 방향과 y 방향으로 서로에 대하여 이격하여 배치될 수 있다. 상기 채널 유도층(225)은 예를 들어, 환형(annular)으로 형성될 수 있다. 상기 채널 유도층(225)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 도핑되지 않거나, 또는 상기 채널층(220)에 포함되는 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 불순물은 p-형 불순물일 수 있으며, 상기 p-형 불순물은 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 등일 수 있다. The column-shaped channel guide layer 225 may be disposed on the substrate 200 to extend in the z direction. The channel guide layer 225 may be spaced apart from each other in the x and y directions. The channel guide layer 225 may be formed, for example, in an annular shape. The channel induction layer 225 may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may be undoped or have a conductivity type opposite to that of the first conductivity type impurities included in the channel layer 220. Conductive impurities may be included. The second conductivity type impurity may be a p-type impurity, and the p-type impurity may be boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), zinc (Zn), or the like.

상기 채널 유도층(225)은 예를 들어, 환형을 이룰 수 있으며, 상기 채널 유도층(225)의 내부에 매립 절연층(230)이 형성될 수 있다. 절연 영역(270)을 사이에 두고 인접하는 채널 유도층(225)들의 배치는 도시된 바와 같이 대칭일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.The channel induction layer 225 may have an annular shape, for example, and a buried insulation layer 230 may be formed in the channel induction layer 225. The arrangement of adjacent channel guide layers 225 with the insulating region 270 therebetween may be symmetrical as shown, but the present invention is not limited thereto.

기둥 형상의 채널층(220)이 상기 채널 유도층(225)의 일측면에 접촉하여 상기 기판(200)상에 수직하여, 즉 z 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 채널층(220)은 x 방향과 y 방향으로 서로에 대하여 이격하여 배치될 수 있다. The columnar channel layer 220 may be disposed to be perpendicular to the substrate 200 in contact with one side of the channel guide layer 225, that is, extend in the z direction. The channel layer 220 may be spaced apart from each other in the x direction and the y direction.

상기 채널층(220)은 예를 들어, 환형(annular)으로 형성될 수 있다. 상기 채널층(220)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 제1 도전형 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 불순물은 n-형 불순물일 수 있으며, 상기 n-형 불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등일 수 있다. 상기 채널층(220)의 상기 n-형 불순물은 예컨대 5×1017/cm3 내지 1×1018/cm3 의 불순물 농도일 수 있다.The channel layer 220 may be formed, for example, in an annular shape. The channel layer 220 may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a first conductivity type impurity. For example, the first conductivity type impurity may be an n-type impurity, and the n-type impurity may be phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or the like. The n-type impurity of the channel layer 220 may be, for example, an impurity concentration of 5 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 .

상기 채널층(220)은 매립 채널(buried channel)로서, 상기 채널층(220)과 게이트 유전막(240)의 계면에 채널(surface channel)이 형성되는 것이 아니라, 상기 계면 하부에 채널(buried channel)이 형성된다.The channel layer 220 is a buried channel, and a channel is not formed at an interface between the channel layer 220 and the gate dielectric layer 240, but is buried under the interface. Is formed.

또한, 도전층(290)이 상기 매립 절연층(230)의 상면을 덮고 상기 채널 유도층(225)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 도전층(290)은 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 도전층(290)은 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 드레인 영역으로 작용할 수 있다.In addition, the conductive layer 290 may be formed to cover the top surface of the buried insulating layer 230 and to be electrically connected to the channel induction layer 225. The conductive layer 290 may include doped polysilicon. The conductive layer 290 may serve as a drain region of the string select transistor SST.

x 방향으로 배열된 선택 트랜지스터들(SST)은 상기 도전층(290)을 통해 비트 라인(BL)(도 1 참조)에 공통적으로 연결될 수 있다. 상기 비트 라인(미도시)은 x 방향으로 연장되는 라인 형상의 패턴으로 이루어질 수 있으며, 상기 도전층(290) 상에 형성된 콘택 전극(미도시)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, x 방향으로 배열된 접지 선택 트랜지스터들(GST)은 각각 이들에 인접한 불순물 영역(205)에 전기적으로 연결될 수 있다.Select transistors SST arranged in the x direction may be commonly connected to the bit line BL (see FIG. 1) through the conductive layer 290. The bit line (not shown) may be formed in a line-shaped pattern extending in the x direction, and may be electrically connected through a contact electrode (not shown) formed on the conductive layer 290. In addition, the ground select transistors GST arranged in the x direction may be electrically connected to the impurity region 205 adjacent to each other.

불순물 영역들(205)이 상기 기판(200)의 주면에 인접하여 y 방향으로 연장되면서 x 방향으로 이격하여 배열될 수 있다. 상기 불순물 영역은(205) x 방향으로 상기 채널 유도층(225) 사이마다 하나씩 배열될 수 있다. 상기 불순물 영역(205)은 소스 영역이 될 수 있고, 기판(200)의 다른 영역과 PN 접합을 형성할 수 있다. 도 1 및 도 2의 공통 소스 라인(CSL)은 도시되지 않은 영역 상에서 상기 불순물 영역(205)과 연결될 수 있다. 상기 불순물 영역들(205) 상에는 절연 영역(270)이 형성될 수 있다.The impurity regions 205 may be arranged to be spaced apart in the x direction while extending in the y direction adjacent to the main surface of the substrate 200. The impurity regions 205 may be arranged one by one between the channel induction layers 225 in the x direction. The impurity region 205 may be a source region and form a PN junction with another region of the substrate 200. The common source line CSL of FIGS. 1 and 2 may be connected to the impurity region 205 on a region not shown. An insulating region 270 may be formed on the impurity regions 205.

상기 절연 영역(270)은 상기 채널 유도층(225)들 사이에 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연 영역(270)은 서로 다른 채널 유도층(225)을 사용하는 인접한 메모리 셀 스트링의 사이에 형성될 수 있다. The insulating region 270 may be formed between the channel induction layers 225. That is, the insulating region 270 may be formed between adjacent memory cell strings using different channel induction layers 225.

복수의 게이트 전극들(251-256: 250)이 상기 채널 유도층(225)의 x 방향의 양 측면을 따라 기판(200)으로부터 z 방향으로 이격하여 배열될 수 있다. 상기 게이트 전극들(250)은 각각 접지 선택 트랜지스터(GST), 다수의 메모리 셀(MC1, MC2, MCn-1, MCn), 및 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 게이트일 수 있다. 상기 게이트 전극들(250)은 y 방향으로 배열된 인접한 메모리 셀 스트링에 공통으로 연결될 수 있다. A plurality of gate electrodes 251 to 256 may be spaced apart from the substrate 200 in the z direction along both sides of the channel guide layer 225 in the x direction. The gate electrodes 250 may be gates of a ground select transistor GST, a plurality of memory cells MC1, MC2, MCn-1, and MCn, and a string select transistor SST, respectively. The gate electrodes 250 may be commonly connected to adjacent memory cell strings arranged in the y direction.

게이트 유전막(240)이 채널층(220)과 게이트 전극들(250) 사이에 배치될 수 있다. 상기 게이트 유전막(240)은 게이트 전극들(250)의 상면과 하면을 덮도록 배치될 수 있다. The gate dielectric layer 240 may be disposed between the channel layer 220 and the gate electrodes 250. The gate dielectric layer 240 may be disposed to cover the top and bottom surfaces of the gate electrodes 250.

또한, 게이트 유전막(240)은 채널층(220)과 접촉되지 않은 층간 절연층들(260)의 일 측면을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 게이트 유전막(240)은 도 8에 도시되지 않았으나 채널층(220)으로부터 차례로 적층된 터널링 절연층, 전하 저장층, 및 블록킹 절연층을 포함할 수 있다. In addition, the gate dielectric layer 240 may be disposed to cover one side surface of the interlayer insulating layers 260 that are not in contact with the channel layer 220. Although not illustrated in FIG. 8, the gate dielectric layer 240 may include a tunneling insulation layer, a charge storage layer, and a blocking insulation layer that are sequentially stacked from the channel layer 220.

복수의 층간 절연층들(261-267: 260)이 상기 게이트 전극들(250)의 사이에 배열될 수 있다. 상기 층간 절연층들(260)도 게이트 전극들(250)과 마찬가지로 z 방향으로 서로 이격되고 y 방향으로 연장되도록 배열될 수 있다. 상기 층간 절연층들(260)의 일 측면은 게이트 유전막(240)과 접촉될 수 있다. 상기 층간 절연층들(260)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.A plurality of interlayer insulating layers 261-267: 260 may be arranged between the gate electrodes 250. Like the gate electrodes 250, the interlayer insulating layers 260 may be arranged to be spaced apart from each other in the z direction and extend in the y direction. One side of the interlayer insulating layers 260 may be in contact with the gate dielectric layer 240. The interlayer insulating layers 260 may include silicon oxide or silicon nitride.

본 실시예와 같은 3차원 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자(2000a)는, 채널층(220)과 상기 게이트 유전막(240)의 계면에 채널(surface channel)이 형성되는 것이 아니라, 상기 계면으로부터 소정의 거리만큰 이격된 계면 하부에 채널이 형성되는 매립 채널(buried channel)을 형성함으로써, 전하포획밀도의 영향을 덜 받게 된다. 또한, 낮은 전하포획밀도는 프로그램/소거 사이클 동안에 일정한 문턱 전압(Vth)을 유지할 수 있으므로 우수한 내구성 특성을 가질 수 있다. In the non-volatile memory device 2000a having a three-dimensional vertical structure as in the present embodiment, a surface channel is not formed at an interface between the channel layer 220 and the gate dielectric layer 240. By forming a buried channel in which a channel is formed below a large distanced interface, the charge trap density is less affected. In addition, the low charge trapping density can maintain a constant threshold voltage (Vth) during the program / erase cycle can have excellent durability characteristics.

또한, 매립 채널은 초기 문턱 전압(Initial Threshold voltage)을 낮출 수 있으므로, 소거(erase) 동작 전압이 낮아지며 이로 인해 게이트 전극(250)으로부터 전하 저장층(244, 도 9f 참조)으로 전자들이 이동하는 백 터널링(back-tunneling)이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다. 따라서 소거 동작을 수행하는 데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있으며, 전하 저장층(244)의 전하 보존 특성이 향상되므로, 상기 비휘발성 메모리 소자의 데이터 유지(retention) 특성 및 신뢰성을 높힐 수 있다.Also, since the buried channel can lower the initial threshold voltage, the erase operation voltage is lowered, which causes electrons to move from the gate electrode 250 to the charge storage layer 244 (see FIG. 9F). It can reduce the occurrence of back-tunneling. Therefore, the time required to perform the erase operation can be reduced, and the charge retention characteristics of the charge storage layer 244 can be improved, thereby improving data retention characteristics and reliability of the nonvolatile memory device.

도 9a 내지 도 9f는 도 8의 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들로서 공정 순서에 따라서 도 8의 사시도를 y 방향에서 바라본 단면도들이다.9A to 9F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the nonvolatile memory device of FIG. 8, and are cross-sectional views of the perspective view of FIG. 8 viewed in the y direction according to a process sequence.

도 9a를 참조하면, 기판(200) 상에 복수의 희생층들(281-286: 280) 및 복수의 층간 절연층들(261-267: 260)이 교대로 형성될 수 있다. 층간 절연층들(260) 및 희생층들(280)은 서로 식각 선택성을 갖는 물질들로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 9A, a plurality of sacrificial layers 281-286 and 280 and a plurality of interlayer insulating layers 261-267 and 260 may be alternately formed on the substrate 200. The interlayer insulating layers 260 and the sacrificial layers 280 may be made of materials having etch selectivity with each other.

도 9b를 참조하면, 층간 절연층들(260) 및 희생층들(280)을 관통하여 기판(200)을 노출하는 제1 개구부들 (Ta)이 형성될 수 있다. 상기 제1 개구부들 (Ta)은 후속의 공정에서 채널층(220, 도 9c 참조) 및 채널 유도층(225, 도 9c 참조)이 형성될 영역들에 대응되며, 도 8에 도시된 바와 같이, x 방향 및 y 방향으로 서로 이격하여 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. Referring to FIG. 9B, first openings Ta may be formed through the interlayer insulating layers 260 and the sacrificial layers 280 to expose the substrate 200. The first openings Ta correspond to regions in which a channel layer 220 (see FIG. 9C) and a channel induction layer 225 (see FIG. 9C) will be formed in a subsequent process. As shown in FIG. 8, It may be arranged in a matrix form spaced apart from each other in the x direction and the y direction.

도 9c를 참조하면, 도 9b의 제1 개구부들(Ta)의 내벽들 및 하부면을 균일하게 덮는 채널층(220)을 형성할 수 있다. 상기 채널층(220)은 ALD 또는 CVD를 사용하여 소정의 두께, 예컨대, 제1 개구부(Ta)의 폭의 1/50 내지 1/5의 범위의 두께로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 9C, a channel layer 220 uniformly covering inner walls and lower surfaces of the first openings Ta of FIG. 9B may be formed. The channel layer 220 may be formed to have a predetermined thickness, for example, a thickness in the range of 1/50 to 1/5 of the width of the first opening Ta using ALD or CVD.

다음으로 채널층(220)이 ALD 또는 CVD를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 채널층(220)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 제1 도전형 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 불순물은 n-형 불순물일 수 있으며, 상기 n-형 불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등일 수 있다. 상기 채널층(220)의 상기 n-형 불순물은 예컨대 5×1017/cm3 내지 1×1018/cm3 의 불순물 농도일 수 있다.Next, channel layer 220 may be formed using ALD or CVD. The channel layer 220 may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a first conductivity type impurity. For example, the first conductivity type impurity may be an n-type impurity, and the n-type impurity may be phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or the like. The n-type impurity of the channel layer 220 may be, for example, an impurity concentration of 5 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 .

다음으로, 채널층(220)을 균일하게 덮는 채널 유도층(225)을 형성할 수 있다. 상기 채널 유도층(225)은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 또는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)을 사용하여 소정의 두께로 형성될 수 있다. Next, a channel induction layer 225 covering the channel layer 220 may be formed uniformly. The channel induction layer 225 may be formed to a predetermined thickness using atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD).

상기 채널 유도층(225)은 폴리 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체 물질은 상기 채널층(220)에 포함되는 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나, 또는 도핑되지 않은 것일 수 있다. 상기 제2 도전형 불순물은 p-형 불순물일 수 있으며, 상기 p-형 불순물은 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 등일 수 있다. The channel induction layer 225 may include a semiconductor material such as polysilicon, and the semiconductor material may include a second conductivity type impurity having a conductivity opposite to that of the first conductivity type impurity included in the channel layer 220. Or may be undoped. The second conductivity type impurity may be a p-type impurity, and the p-type impurity may be boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), zinc (Zn), or the like.

반대의 실시예로서, 채널층(220)은 p형 불순물이 도핑된 반도체 물질로 형성하고, 채널 유도층(225)은 n-형 불순물이 도핑된 또는 불순물이 도핑되지 않은 반도체 물질로 형성할 수 있다. In the opposite embodiment, the channel layer 220 may be formed of a semiconductor material doped with p-type impurities, and the channel induction layer 225 may be formed of a semiconductor material doped with n-type impurities or not doped with impurities. have.

다음으로, 제1 개구부(Ta)를 매립 절연층(230)으로 매립할 수 있다. 선택적으로, 매립 절연층(230)을 형성하기 전에, 채널 유도층(225)이 형성된 구조를 수소 또는 중수소를 포함하는 가스 분위기에서 열처리하는 수소 어닐링(annealing) 단계가 더 실시될 수 있다. 상기 수소 어닐링 단계에 의하여 채널 유도층(225) 내에 존재하는 결정 결함들 중의 많은 부분들이 치유될 수 있다.Next, the first opening Ta may be filled with the buried insulating layer 230. Optionally, before forming the buried insulating layer 230, a hydrogen annealing step of heat-treating the structure in which the channel induction layer 225 is formed in a gas atmosphere containing hydrogen or deuterium may be further performed. By the hydrogen annealing step, many of the crystal defects present in the channel induction layer 225 may be healed.

다음으로, 최상부의 층간 절연층(267)을 덮고 있는 불필요한 반도체 물질 및 절연 물질을 제거하기 위해 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 그 후, 식각 공정 등을 이용하여 매립 절연층(230)의 상부를 일부분 제거할 수 있으며, 상기 제거된 위치에 도전층(290)을 이루는 물질을 증착할 수 있다. 다시, 평탄화 공정을 수행하여, 도전층(290)이 형성될 수 있다.Next, a planarization process may be performed to remove unnecessary semiconductor material and insulating material covering the uppermost interlayer insulating layer 267. Thereafter, an upper portion of the buried insulating layer 230 may be partially removed by using an etching process, and a material forming the conductive layer 290 may be deposited at the removed position. Again, the planarization process may be performed to form the conductive layer 290.

도 9d를 참조하면, 기판(200)을 노출하는 제2 개구부(Tb)를 형성할 수 있다. 상기 제2 개구부(Tb)는 y 방향(도 8 참조)으로 연장될 수 있다. Referring to FIG. 9D, a second opening Tb exposing the substrate 200 may be formed. The second opening Tb may extend in the y direction (see FIG. 8).

상기 제2 개구부(Tb)는 포토 리소그래피 공정을 이용하고, 층간 절연층들(260) 및 희생층들(280, 도 9c 참조)을 이방성 식각함으로써 형성될 수 있다. 제2 개구부(Tb)는 후속의 공정에 의하여, 절연 영역(270)이 형성될 영역에 대응하며, y 방향으로 연장된다. 제2 개구부(Tb)를 통해 노출된 희생층들(280)이 식각 공정에 의해 제거될 수 있으며, 그에 따라 층간 절연층들(260)의 위와 아래로 정의되는 복수의 터널들(Lt)이 형성될 수 있다. 상기 터널들(Lt)을 통해 채널층(220)의 일부 측벽들이 노출될 수 있다.The second opening Tb may be formed by anisotropic etching of the interlayer insulating layers 260 and the sacrificial layers 280 (see FIG. 9C) using a photolithography process. The second opening Tb corresponds to a region where the insulating region 270 is to be formed by a subsequent process and extends in the y direction. The sacrificial layers 280 exposed through the second opening Tb may be removed by an etching process, thereby forming a plurality of tunnels Lt defined above and below the interlayer insulating layers 260. Can be. Some sidewalls of the channel layer 220 may be exposed through the tunnels Lt.

도 9e를 참조하면, 게이트 유전막(240)이 도 9d의 제2 개구부들(Tb) 및 터널들(Lt)에 의해 노출되는 채널층(220), 층간 절연층들(260) 및 기판(200)을 균일하게 덮도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 9E, the channel dielectric layer 240, the interlayer insulating layers 260, and the substrate 200 are exposed through the second openings Tb and the tunnels Lt of FIG. 9D. It can be formed to cover uniformly.

상기 게이트 유전막(240)은 채널층(220)으로부터 순차로 적층된 터널링 절연층(242), 전하 저장층(244) 및 블록킹 절연층(246)을 포함할 수 있다. 다음으로, 제 2 개구부들(Tb) 및 터널들(Lt)을 도전 물질(250a)로 매립할 수 있다. The gate dielectric layer 240 may include a tunneling insulating layer 242, a charge storage layer 244, and a blocking insulating layer 246 sequentially stacked from the channel layer 220. Next, the second openings Tb and the tunnels Lt may be filled with the conductive material 250a.

도 9f를 참조하면, 도 9e의 도전 물질(250a)을 일부 식각하여, 제3 개구부(Tc)를 형성할 수 있다. 이에 의하여, 도 9e의 터널(Lt) 내에만 도전 물질이 매립되어 게이트 전극(250)을 형성할 수 있다. 상기 공정은 이방성 식각에 의할 수 있으며, 기판(200)의 상부면 상에 형성된 게이트 유전막(240)도 이방성 식각에 의해 제거될 수 있다. 선택적으로, 층간 절연층들(260)의 측면에 형성된 게이트 유전막들(240)도 함께 제거할 수 있다. 그 후, 불순물을 상기 제3 개구부(Tc)를 통해 기판(200)에 주입함으로써 불순물 영역(205)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9F, the conductive material 250a of FIG. 9E may be partially etched to form a third opening Tc. As a result, the conductive material may be embedded only in the tunnel Lt of FIG. 9E to form the gate electrode 250. The process may be performed by anisotropic etching, and the gate dielectric layer 240 formed on the upper surface of the substrate 200 may also be removed by anisotropic etching. In some embodiments, gate dielectric layers 240 formed on side surfaces of the interlayer insulating layers 260 may be removed. Thereafter, an impurity region 205 may be formed by implanting impurities into the substrate 200 through the third opening Tc.

다음으로, 도 4h를 참조하여 상술한 공정을 동일하게 수행하여, 최종적으로 도 8의 비휘발성 메모리 소자(2000a)가 제조될 수 있다.Next, the same process as described above with reference to FIG. 4H may be performed to finally manufacture the nonvolatile memory device 2000a of FIG. 8.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 스트링들의 3차원 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. FIG. 10 is a schematic perspective view illustrating a three-dimensional structure of memory cell strings of a nonvolatile memory device according to a sixth embodiment of the present invention.

도 8에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 따라서 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 10을 참조하면, 비휘발성 메모리 소자(2000b)는 공통 소스 라인(210)이 불순물 영역(205) 상에 z 방향으로 연장되고 상기 불순물 영역(205)과 오믹 콘택하도록 배열될 수 있다. 상기 공통 소스 라인(210)은, x 방향으로 인접한 2개의 채널 영역들(220) 측면의 메모리 셀 스트링들의 접지 선택 트랜지스터들(GST)에 소스 영역을 제공할 수 있다. 상기 공통 소스 라인(210)은 도전성 물질 예를 들어, 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 도 9에 도시되지는 않았지만, 상기 불순물 영역(205)과 공통 소스 라인(210) 사이에는 접촉 저항을 낮추기 위한 실리사이드(silicide)층이 개재될 수 있다. 상기 실리사이드층(미도시)은 메탈 실리사이드층, 예컨대 코발트 실리사이드층을 포함할 수 있다.The same reference numerals as in FIG. 8 denote the same members, and thus detailed description thereof will be omitted here. Referring to FIG. 10, the nonvolatile memory device 2000b may be arranged such that the common source line 210 extends in the z direction on the impurity region 205 and ohmic contact with the impurity region 205. The common source line 210 may provide a source region to ground select transistors GST of memory cell strings adjacent to two channel regions 220 adjacent to each other in the x direction. The common source line 210 may include at least one metal material selected from a conductive material, for example, tungsten (W), aluminum (Al), or copper (Cu). Although not shown in FIG. 9, a silicide layer may be interposed between the impurity region 205 and the common source line 210 to lower contact resistance. The silicide layer (not shown) may include a metal silicide layer, such as a cobalt silicide layer.

상기 불순물 영역(205)이 기판(200)과 반대의 도전형을 갖는 경우, 불순물 영역(205)은 접지 선택 트랜지스터들(GST1, GST2)의 소스 영역일 수 있다. 또는, 상기 불순물 영역(205)이 기판(200)과 동일한 도전형을 갖는 경우, 상기 공통 소스 라인(210)은 메모리 셀 블록 단위의 소거 동작을 위한 포켓 P 웰(pocket P well) 콘택으로 작동할 수도 있다. 이 경우, 상기 포켓 P 웰 콘택 전극을 통해 고전압이 기판(200)에 인가됨으로써, 기판(200)의 해당 메모리 셀 블록 내의 모든 메모리 셀에 저장된 데이터는 소거될 수 있다.When the impurity region 205 has a conductivity type opposite to that of the substrate 200, the impurity region 205 may be a source region of the ground select transistors GST1 and GST2. Alternatively, when the impurity region 205 has the same conductivity type as the substrate 200, the common source line 210 may operate as a pocket P well contact for an erase operation in units of memory cell blocks. It may be. In this case, a high voltage is applied to the substrate 200 through the pocket P well contact electrode, so that data stored in all memory cells in the corresponding memory cell block of the substrate 200 may be erased.

상기 공통 소스 라인(210)은 도 9f를 참조하여 상술한 제조 방법에서, 절연 영역(270)을 형성한 후 제3 개구부(Tc)의 측벽에 스페이서 절연 영역(270')를 형성하고 공통 소스 라인(210)을 이루는 도전성 물질을 증착함으로써 형성할 수 있다. 스페이서 절연 영역(270')은 절연성 물질을 제3 개구부(Tc)에 매립한 후 이방성 식각을 수행함으로써 형성될 수 있다. 상기 이방성 식각에 의해 기판(200)이 과도 식각됨으로써 기판(200)은 리세스될 수도 있다. 다음으로, 도전성 물질의 증착 공정 및 에치백 공정과 같은 식각 공정을 추가하여 상기 공통 소스 라인(210)을 형성할 수 있다. In the manufacturing method described above with reference to FIG. 9F, the common source line 210 forms a spacer insulating region 270 ′ on a sidewall of the third opening Tc after forming the insulating region 270, and forms a common source line. It can be formed by depositing a conductive material constituting (210). The spacer insulating region 270 ′ may be formed by filling an insulating material in the third opening Tc and then performing anisotropic etching. The substrate 200 may be recessed by overetching the substrate 200 by the anisotropic etching. Next, the common source line 210 may be formed by adding an etching process such as a deposition process and an etch back process of the conductive material.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 개략적인 블록 다이어그램이다. 11 is a schematic block diagram of a nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 비휘발성 메모리 소자(700)에서 NAND 셀 어레이(750)는 코어 회로 유니트(770)와 결합될 수 있다. 예를 들면, NAND 셀 어레이(750)는 도 3, 도 5 내지 도 8 및 도 10에서 설명한 비휘발성 메모리 소자 중 어느 하나의 비휘발성 메모리 소자를 포함할 수 있다. 코어 회로 유니트(770)는 제어 로직(771), 로우 디코더(772), 칼럼 디코더(773), 감지 증폭기(774) 및 페이지 버퍼(775)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, in the nonvolatile memory device 700, the NAND cell array 750 may be combined with the core circuit unit 770. For example, the NAND cell array 750 may include any one of the nonvolatile memory devices described with reference to FIGS. 3, 5, 8, and 10. The core circuit unit 770 may include a control logic 771, a row decoder 772, a column decoder 773, a sense amplifier 774, and a page buffer 775.

제어 로직(771)은 로우 디코더(772), 칼럼 디코더(773) 및 페이지 버퍼(775)와 통신할 수 있다. 로우 디코더(772)는 복수의 스트링 선택 라인(SSL), 복수의 워드 라인(WL), 및 복수의 접지 선택 라인(GSL)을 통해 NAND 셀어레이(750)와 통신할 수 있다. 칼럼 디코더(773)는 복수의 비트 라인(BL)을 통해 NAND 셀 어레이(750)와 통신할 수 있다. 감지 증폭기(774)는 NAND 셀 어레이(750)로부터 신호가 출력될 때 칼럼 디코더(773)와 연결되고, NAND 셀 어레이(750)로 신호가 전달될 때는 칼럼 디코더(773)와 연결되지 않을 수 있다.The control logic 771 may communicate with the row decoder 772, the column decoder 773, and the page buffer 775. The row decoder 772 may communicate with the NAND cell array 750 through a plurality of string select lines SSL, a plurality of word lines WL, and a plurality of ground select lines GSL. The column decoder 773 may communicate with the NAND cell array 750 through the plurality of bit lines BL. The sense amplifier 774 may be connected to the column decoder 773 when a signal is output from the NAND cell array 750, and may not be connected to the column decoder 773 when a signal is transmitted to the NAND cell array 750. .

예를 들면, 제어 로직(771)은 로우 어드레스 신호를 로우 디코더(772)에 전달하고, 로우 디코더(772)는 이러한 신호를 디코딩하여 스트링 선택 라인(SSL), 워드 라인(WL) 및 접지 선택 라인(GSL)을 통해서 NAND 셀 어레이(750)에 로우 어드레스 신호를 전달할 수 있다. 제어 로직(771)은 칼럼 어드레스 신호를 칼럼 디코더(773) 또는 페이지 버퍼(775)에 전달하고, 칼럼 디코더(773)는 이 신호를 디코딩하여 복수의 비트 라인(BL)을 통해 NAND 셀 어레이(750)에 칼럼 어드레스 신호를 전달할 수 있다. NAND 셀 어레이(750)의 신호는 칼럼 디코더(773)를 통해서 감지 증폭기(774)에 전달되고, 여기에서 증폭되어 페이지 버퍼(775)를 거쳐서 제어 로직(771)에 전달될 수 있다.For example, control logic 771 passes a row address signal to row decoder 772, which decodes this signal to string select line SSL, word line WL, and ground select line. The row address signal may be transferred to the NAND cell array 750 through the GSL. The control logic 771 transfers the column address signal to the column decoder 773 or the page buffer 775, and the column decoder 773 decodes the signal to pass the NAND cell array 750 through the plurality of bit lines BL. The column address signal can be transmitted to The signal of the NAND cell array 750 can be delivered to the sense amplifier 774 through the column decoder 773, amplified here and passed to the control logic 771 via the page buffer 775.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 카드를 보여주는 개략도이다.12 is a schematic diagram illustrating a memory card according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 메모리 카드(800)는 하우징(830)에 내장된 제어기(810) 및 메모리(820)를 포함할 수 있다. 상기 제어기(810) 및 메모리(820)는 전기적인 신호를 교환할 수 있다. 예를 들면, 제어기(810)의 명령에 따라서 메모리(820) 및 제어기(810)는 데이터를 주고 받을 수 있다. 이에 따라, 메모리 카드(800)는 메모리(820)에 데이터를 저장하거나 또는 메모리(820)로부터 데이터를 외부로 출력할 수 있다.Referring to FIG. 12, the memory card 800 may include a controller 810 and a memory 820 embedded in the housing 830. The controller 810 and the memory 820 may exchange electrical signals. For example, the memory 820 and the controller 810 may exchange data according to a command of the controller 810. Accordingly, the memory card 800 may store data in the memory 820 or output data from the memory 820 to the outside.

예를 들면, 메모리(820)는 도 3, 도 5 내지 도 8 및 도 10 에서 설명한 비휘발성 메모리 소자 중 어느 하나의 비휘발성 메모리 소자를 포함할 수 있다. 이러한 메모리 카드(800)는 다양한 휴대용 기기의 데이터 저장 매체로 이용될 수 있다. 예를 들면, 메모리 카드(800)는 멀티미디어 카드 (multi media card: MMC) 또는 보안 디지털 카드 (secure digital card: SD)를 포함할 수 있다.For example, the memory 820 may include any one of the nonvolatile memory devices described with reference to FIGS. 3, 5, 8, and 10. The memory card 800 may be used as a data storage medium of various portable devices. For example, the memory card 800 may include a multimedia card (MMC) or a secure digital card (SD).

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템을 보여주는 블록도이다.13 is a block diagram illustrating an electronic system according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 전자 시스템(900)은 프로세서(910), 입/출력 장치(930) 및 메모리 칩(920)을 포함할 수 있고, 이들은 버스(940)를 이용하여 서로 데이터 통신을 할 수 있다. 프로세서(910)는 프로그램을 실행하고, 전자 시스템(900)을 제어하는 역할을 할 수 있다. 입/출력 장치(930)는 전자 시스템(900)의 데이터를 입력 또는 출력하는데 이용될 수 있다. 전자 시스템(900)은 입/출력 장치(930)를 이용하여 외부 장치, 예를 들면 개인용 컴퓨터 또는 네트워크에 연결되어, 외부 장치와 서로 데이터를 교환할 수 있다. 메모리 칩(920)은 프로세서(910)의 동작을 위한 코드 및 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리 칩(920)은 도 3, 도 5 내지 도 8, 및 도 10에서 설명한 비휘발성 메모리 소자 중 어느 하나의 비휘발성 메모리 소자를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the electronic system 900 may include a processor 910, an input / output device 930, and a memory chip 920, which may communicate data with each other using a bus 940. have. The processor 910 may execute a program and control the electronic system 900. The input / output device 930 may be used to input or output data of the electronic system 900. The electronic system 900 may be connected to an external device, for example, a personal computer or a network, using the input / output device 930 to exchange data with the external device. The memory chip 920 may store code and data for operating the processor 910. For example, the memory chip 920 may include any one of the nonvolatile memory devices described with reference to FIGS. 3, 5, 8, and 10.

상기 전자 시스템(900)은 메모리 칩(920)을 필요로 하는 다양한 전자 제어 장치를 구성할 수 있으며, 예를 들면 모바일 폰 (mobile phone), MP3 플레이어, 네비게이션 (navigation), 고상 디스크 (solid state disk: SSD), 가전 제품 (household appliances) 등에 이용될 수 있다.The electronic system 900 may configure various electronic control devices that require the memory chip 920, and include, for example, a mobile phone, an MP3 player, navigation, and a solid state disk. : SSD), household appliances (household appliances) and the like.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.

100, 200: 기판 105, 205: 불순물 영역
110, 210: 공통 소스 라인 120a, 220: 채널층
120b, 225: 채널 유도층 130, 230: 매립 절연층
140, 240: 게이트 유전막 142, 242: 터널링 절연층
144, 244: 전하 저장층 146, 246: 블록킹 절연층
150, 250: 게이트 전극 160, 260: 층간 절연층
170, 270: 절연 영역 170', 270': 스페이서 절연 영역
180, 280: 희생층 190, 290: 도전층
100, 200: substrate 105, 205: impurity region
110, 210: common source line 120a, 220: channel layer
120b, 225: channel induction layer 130, 230: buried insulation layer
140 and 240: gate dielectric layers 142 and 242: tunneling insulating layer
144, 244: charge storage layer 146, 246: blocking insulating layer
150, 250: gate electrode 160, 260: interlayer insulating layer
170, 270: insulation region 170 ', 270': spacer insulation region
180, 280: sacrificial layer 190, 290: conductive layer

Claims (10)

기판 상으로 수직 신장한 채널 유도층;
상기 채널 유도층의 일측면에 접촉하여 수직 신장되며, 제1 도전형 불순물을 포함하는 채널층; 및
상기 채널층의 일측벽을 따라 교대로 적층된 복수의 게이트 전극 및 복수의 층간 절연층;
을 포함하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
A channel guide layer extending vertically onto the substrate;
A channel layer extending vertically in contact with one side of the channel inducing layer and including a first conductivity type impurity; And
A plurality of gate electrodes and a plurality of interlayer insulating layers alternately stacked along one side wall of the channel layer;
Non-volatile memory device having a vertical structure comprising a transistor comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 채널층의 제1 도전형 불순물은 n-형 불순물인 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
The method according to claim 1,
And the first conductivity type impurity of the channel layer is an n-type impurity.
제2 항에 있어서,
상기 채널층의 n-형 불순물 농도는 5×1017/cm3 내지 1×1018/cm3 인 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
The method of claim 2,
The n-type impurity concentration of the channel layer is 5 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 18 / cm 3 The vertical structure of the nonvolatile memory device.
제1 항에 있어서,
상기 채널 유도층은 상기 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나 불순물이 도핑되지 않은 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
The method according to claim 1,
And the channel inducing layer includes a second conductivity type impurity opposite to the first conductivity type impurity or is not doped with impurities.
제4 항에 있어서,
상기 채널 유도층의 상기 제2 도전형 불순물은 p-형 불순물인 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
5. The method of claim 4,
And the second conductivity type impurity of the channel inducing layer is a p-type impurity.
제1 항에 있어서,
상기 채널층과 상기 복수의 게이트 전극 및 복수의 층간 절연층 사이에 형성되고, 기판상으로 수직 신장한 게이트 유전막;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
The method according to claim 1,
A gate dielectric layer formed between the channel layer, the plurality of gate electrodes and the plurality of interlayer insulating layers, and extending vertically on a substrate;
Non-volatile memory device of the vertical structure characterized in that it further comprises.
제1 항에 있어서,
상기 메모리 셀 스트링의 일단에 연결된 비트 라인; 및
상기 비트 라인 반대편에서 상기 메모리 셀 스트링의 타단에 연결된 공통 소스 라인;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자.
The method according to claim 1,
A bit line connected to one end of the memory cell string; And
A common source line connected to the other end of the memory cell string opposite the bit line;
Non-volatile memory device of the vertical structure characterized in that it further comprises.
채널 유도층; 및
상기 채널 유도층의 일측면에 위치하고, 매립 채널을 형성하기 위하여 제1 도전성 불순물을 포함하는 채널층;
을 포함하는 트랜지스터를 포함하는 반도체 소자.
Channel induction layer; And
A channel layer disposed on one side of the channel induction layer and including a first conductive impurity to form a buried channel;
A semiconductor device comprising a transistor comprising a.
제8 항에 있어서,
상기 채널 유도층 층은 상기 제1 도전형 불순물과 반대의 도전형인 제2 도전형 불순물을 포함하거나 불순물이 도핑되지 않은 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
The method of claim 8,
And the channel inducing layer layer includes a second conductivity type impurity opposite to the first conductivity type impurity or is not doped with an impurity.
제1 항의 수직 구조의 비휘발성 메모리 소자를 포함하는 메모리;
상기 메모리와 버스를 통해서 통신하는 프로세서; 및
상기 버스와 통신하는 입출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
A memory comprising a non-volatile memory device of claim 1;
A processor in communication with the memory via a bus; And
And an input / output device in communication with the bus.
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