KR20130086778A - Manufacturing method of vertical non-volatile memory device - Google Patents
Manufacturing method of vertical non-volatile memory device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130086778A KR20130086778A KR1020120007737A KR20120007737A KR20130086778A KR 20130086778 A KR20130086778 A KR 20130086778A KR 1020120007737 A KR1020120007737 A KR 1020120007737A KR 20120007737 A KR20120007737 A KR 20120007737A KR 20130086778 A KR20130086778 A KR 20130086778A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- semiconductor
- film
- forming
- channel opening
- insulating
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 101
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 45
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 23
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
- H10B43/20—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels
- H10B43/23—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels
- H10B43/27—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels the channels comprising vertical portions, e.g. U-shaped channels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28123—Lithography-related aspects, e.g. sub-lithography lengths; Isolation-related aspects, e.g. to solve problems arising at the crossing with the side of the device isolation; Planarisation aspects
- H01L21/28141—Lithography-related aspects, e.g. sub-lithography lengths; Isolation-related aspects, e.g. to solve problems arising at the crossing with the side of the device isolation; Planarisation aspects insulating part of the electrode is defined by a sidewall spacer, e.g. dummy spacer, or a similar technique, e.g. oxidation under mask, plating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
- H01L21/76205—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/792—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with charge trapping gate insulator, e.g. MNOS-memory transistors
- H01L29/7926—Vertical transistors, i.e. transistors having source and drain not in the same horizontal plane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device.
소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해 반도체 장치의 집적도를 증가시키는 것이 요구되고 있다. 반도체 장치의 경우, 그 집적도는 제품의 가격을 결정하는 중요한 요인이기 때문에, 특히 증가된 집적도가 요구되고 있다. 종래의 2차원 또는 평면적 반도체 장치의 경우, 그 집적도는 단위 메모리 셀이 점유하는 면적에 의해 주로 결정되기 때문에, 미세패턴 형성 기술의 수준에 크게 영향을 받는다. 하지만, 패턴의 미세화를 위해서는 초고가의 장비들이 필요하기 때문에, 2차원 반도체 장치의 집적도는 증가하고는 있지만 여전히 제한적이다. It is required to increase the degree of integration of semiconductor devices in order to meet the excellent performance and low price required by consumers. In the case of semiconductor devices, since the degree of integration is an important factor in determining the price of a product, an increased degree of integration is particularly required. In the case of the conventional two-dimensional or planar semiconductor device, since the integration degree is mainly determined by the area occupied by the unit memory cell, it is greatly influenced by the level of the fine pattern formation technique. However, the integration of the two-dimensional semiconductor device is increasing, but is still limited, because of the high-cost equipment required to miniaturize the pattern.
이러한 한계를 극복하기 위한, 3차원적으로 배열되는 메모리 셀들을 구비하는 3차원 반도체 장치들이 제안되고 있다. 그러나, 3차원 반도체 장치의 대량 생산을 위해서는, 비트당 제조 비용을 2차원 반도체 장치의 그것보다 줄일 수 있으면서 신뢰성 있는 제품 특성을 구현할 수 있는 공정 기술이 요구되고 있다. In order to overcome this limitation, three-dimensional semiconductor devices having memory cells arranged three-dimensionally have been proposed. However, for mass production of three-dimensional semiconductor devices, a process technology capable of realizing reliable product characteristics while reducing manufacturing cost per bit than that of two-dimensional semiconductor devices is required.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 전기적 특성이 향상된 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vertical nonvolatile memory device having improved electrical characteristics.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 희생막들 및 절연막들을 교대로 그리고 반복적으로 적층된 기판 상에 폴리 실리콘 마스크 패턴을 형성 하는 단계; 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴을 이용하여, 상기 기판을 노출시키는 채널 개구부를 형성하는 단계; 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴 상의 상면을 덮는 스페이서막을 형성하는 단계; 선택적인 에피텍셜 성장으로 상기 채널 개구부 내에 노출된 상기 기판으로부터 반도체 기둥을 형성하는 단계; 및 상기 채널 개구부 내에 상기 반도체 기둥과 접촉하는 반도체막을 형성하는 단계를 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.One embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device. The present invention provides a method for forming a polysilicon mask pattern on a substrate in which sacrificial layers and insulating layers are alternately and repeatedly stacked; Forming a channel opening exposing the substrate by using the poly silicon mask pattern; Forming a spacer film covering an upper surface of the polysilicon mask pattern; Forming a semiconductor pillar from the substrate exposed in the channel opening with selective epitaxial growth; And forming a semiconductor film in contact with the semiconductor pillar in the channel opening.
상기 반도체 기둥은 상기 채널 개구부 내의 하부 부분을 채우도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The semiconductor pillar includes a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device, wherein the semiconductor pillar is formed to fill a lower portion of the channel opening.
상기 반도체 기둥을 형성한 후, 전 세정 공정(pre-cleaning)에 의해 상기 스페이서막을 제거하는 단계를 더 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 포함한다.After the semiconductor pillars are formed, the method may further include removing the spacer layer by pre-cleaning.
상기 반도체막을 형성하기 전에, 상기 채널 개구부 내벽에 수직 절연패턴 및 반도체 스페이서을 형성하는 단계를 더 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.And forming a vertical insulating pattern and a semiconductor spacer on an inner wall of the channel opening before forming the semiconductor layer.
상기 채널 개구부 내벽에 상기 수직 절연 패턴 및 반도체 스페이서를 형성하는 단계는: 상기 수직 절연막 및 반도체 스페이서막을 차례로 형성하는 단계; 상기 반도체 기둥 상면에 형성된 상기 수직 절연막과 상기 반도체 스페이서막을 제거하여 상기 반도체 기둥을 노출시키는 단계를 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The forming of the vertical insulating pattern and the semiconductor spacer on the inner wall of the channel opening may include: sequentially forming the vertical insulating layer and the semiconductor spacer layer; And removing the vertical insulating film and the semiconductor spacer film formed on the upper surface of the semiconductor pillar to expose the semiconductor pillar.
상기 수직 절연막은 비휘발성 메모리 소자의 데이터 저장막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The vertical insulating film includes a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device, characterized in that it comprises a data storage film of the nonvolatile memory device.
상기 채널 개구부 내에 상기 반도체 기둥과 접촉하는 반도체막을 형성하는 단계는: 상기 반도체막이 형성된 상기 채널 개구부 내에 매립 절연막을 채우는 단계; 상기 채널 개구부 양측에 상기 절연막들과 상기 희생막들을 패터닝하여 트렌치들을 형성하는 단계; 상기 트렌치에 노출된 상기 희생막들을 리세스하여 상부 리세스 영역들 및 하부 리세스 영역들을 형성하는 단계; 및 상기 상부 및 상기 하부 리세스 영역들 내에 수평 절연막과 도전패턴을 차례로 형성하는 단계를 더 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The step of forming a semiconductor film in contact with the semiconductor pillar in the channel opening may include: filling a buried insulating film in the channel opening in which the semiconductor film is formed; Patterning the insulating layers and the sacrificial layers on both sides of the channel opening to form trenches; Recessing the sacrificial layers exposed in the trench to form upper and lower recess regions; And sequentially forming a horizontal insulating layer and a conductive pattern in the upper and lower recess regions, respectively.
상기 하부 리세스 영역들은 상기 반도체 기둥의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다. The lower recess regions include a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device, wherein the lower recess regions expose a portion of the semiconductor pillar.
상기 수평 절연막은 비휘발성 메모리 소자의 데이터 저장막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The horizontal insulating film includes a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device, characterized in that it comprises a data storage film of the nonvolatile memory device.
본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법은 채널 개구부를 형성할 때, 기판이 노출되도록 형성하여 상기 기판으로부터 선택적인 에피텍셜 성장을 진행한다. 이에 따라, 선택적인 에피텍셜 성장으로 형성된 반도체 기둥이 상기 기판과 반도체막을 전기적으로 연결시켜 전기적 특성이 향상된 수직형 비휘발성 메모리 소자를 제조할 수 있다.In the method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention, when the channel opening is formed, the substrate is exposed so that selective epitaxial growth is performed from the substrate. Accordingly, a semiconductor pillar formed by selective epitaxial growth may electrically connect the substrate and the semiconductor film to manufacture a vertical nonvolatile memory device having improved electrical characteristics.
본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법은 폴리 실리콘 마스크 패턴 상에 스페이서막을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판이 노출된 상기 채널 개구부 하부면에 선택적인 에피택셜 성장을 진행할 때, 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴에서의 실리콘 성장을 억제하여, 실리콘 성장이 원하는 부분에 형성될 수 있다. In the manufacturing method of the vertical nonvolatile memory device according to the exemplary embodiment of the present invention, a spacer layer may be formed on the polysilicon mask pattern. Accordingly, when the epitaxial growth is selectively performed on the lower surface of the channel opening to which the substrate is exposed, silicon growth in the polysilicon mask pattern may be suppressed, so that silicon growth may be formed in a desired portion.
도 1a 내지 도 1k는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.1A through 1K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms 'comprises' and / or 'comprising' mean that the stated element, step, operation and / or element does not imply the presence of one or more other elements, steps, operations and / Or additions.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include variations in forms generated by the manufacturing process. For example, the etched area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific types of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1a 내지 도 1k는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 1A to 1K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 기판(10) 상에 희생막들(110)과 절연막들(120, 120L, 120U)을 교대로 그리고 반복적으로 적층한다. 상기 기판(10)은 반도체 특성을 갖는 물질들, 절연성 물질들, 절연성 물질에 의해 덮인 반도체 또는 도전체 중의 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(10)은 실리콘 기판, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판 또는 화합물 반도체 기판 등 일 수 있다. Referring to FIG. 1A, the
상기 희생막들(110)은 상기 절연막들(120, 120L, 120U)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 소정의 식각 레서피를 사용하여 상기 희생막들(110)을 식각하는 공정에서, 상기 희생막들(110)은 상기 절연막들(120, 120L, 120U)의 식각을 최소화 하면서 식각될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 알려진 것처럼, 이러한 식각 선택성(etch selectivity)은 상기 절연막들(120, 120L, 120U)의 식각 속도에 대한 상기 희생막들(110)의 식각 속도의 비율을 통해 정량적으로 표현될 수 있다. The
상기 희생막들(110)은 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 카바이드, 실리콘 산질화막 및 실리콘 질화막 중의 적어도 하나일 수 있으며, 상기 절연막들(120, 120L, 120U)과 다른 물질일 수 있다. 상기 절연막들(120, 120L, 120U)은 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 카바이드, 실리콘 산질화막 및 실리콘 질화막 중의 적어도 하나일 수 있으며, 상기 희생막들(110)과 다른 물질일 수 있다. The
상기 희생막들(110)은 실질적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 절연막들(120, 120L, 120U)의 두께는 모두 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 최하부의 절연막(120L)은 상기 절연막들(120, 120U)에 비하여 얇게 형성될 수 있다. 상기 최상부의 절연막(120U)은 상기 절연막들(120, 120L)에 비하여 두껍게 형성될 수 있다. 이러한 절연막들의 두께는 도시된 것으로부터 다양하게 변형될 수 있다. 상기 희생막들(110)과 상기 절연막들(120, 120L, 120U)의 층수는 다양하게 변형될 수 있다.The
도 1b를 참조하면, 상기 최상부의 절연막(120U) 상에 폴리 실리콘 마스크 패턴(130)을 형성한다. 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴(130)을 식각 마스크로 이용하여 상기 기판(10)이 노출되도록 이방성 식각함으로써, 상기 기판(10)을 노출시키는 채널 개구부(140)를 형성한다. 상기 기판(10)은 오버 식각(over etch)에 의해 소정의 깊이로 리세스될 수 있다. 상기 채널 개구부(140)의 형성으로 상기 희생막들(110)과 상기 절연막들(120, 120L, 120U)의 측벽이 노출될 수 있다. 상기 채널 개구부(140)는 상기 이방성 식각 공정에 의하여 상기 기판(10)으로부터의 높이에 따라 다른 폭을 가질 수 있다. 즉, 상기 채널 개구부(140)는 상기 기판(10)에 대해 경사진 측벽을 가질 수 있다. 상기 채널 개구부(140)는 홀 형태일 수 있다. 상기 채널 개구부(140)는 평면적 관점(in plan view)에서 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.Referring to FIG. 1B, a
도 1c를 참조하면, 상기 채널 개구부(140)을 형성한 후, 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴(130)의 상면을 덮는 스페이서막(150)를 형성한다. 상기 스페이서막(150)은 화학 기상 증착법 또는 원자층 증착법 중 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 스페이서막(150)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 일 수 있다. 상기 스페이서막(150)은 물리적 기상 증착 또는 화학 기상 증착과 같은 증착 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 증착 공정을 이용하여 상기 스페이서막(150)을 형성할 때, 상기 스페이서막(150)은 상기 채널 개구부(140) 측벽 상부를 덮을 수 있다. 한편, 상기 채널 개구부의 종횡비(aspect ratio)가 크기 때문에 상기 채널 개구부(140)의 하부까지 증착되는 것이 어려울 수 있다. 즉, 채널 개구부(140)에 의해 노출된 상기 기판(10)의 상면에 스페이서 막(150)이 증착되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 1C, after forming the
상기 스페이서막(150)을 형성한 후, 상기 채널 개구부(140)의 하부면을 채우는 반도체 기둥(155)을 형성한다. 상기 반도체 기둥(155)은 채널 개구부(140)에 노출된 상기 기판(10)을 씨드로 이용하는 선택적인 에피텍셜 성장(Selective epitaxial Growing)을 이용하여 상기 기판(10)으로부터 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판이 단결정 실리콘 기판인 경우, 상기 반도체 기둥(155)은 단결정 실리콘막일 수 있다. 상기 반도체 기둥(155)은 상기 기판(10)과 같은 도전형의 반도체 또는 진성 반도체(intrinsic semiconductor)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)이 p형 도전형을 갖는 반도체 물질(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)인 경우, 상기 반도체 기둥(155)은 p형 또는 진성 반도체일 수 있다. 상기 스페이서막(150)은 상기 선택적인 에피텍셜 성장법으로 상기 반도체 기둥(155)을 형성할 때, 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴(130)에서의 실리콘 성장을 억제한다. After forming the
도 1d를 참조하면, 상기 스페이서막(150)는 전 세정(pre-cleaning) 공정으로 제거될 수 있다. 상기 스페이서막(150)은 완전히 제거될 수 있다. 또는 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴(130)의 상부면과 상기 채널 개구부(140)의 윗 측벽의 일부분에 잔존하여 상기 스페이서(151)가 형성될 수 있다. 상기 전 세정(pre-cleaning)공정은 등방성 식각 공정 또는 이방성 식각 공정 일 수 있다. Referring to FIG. 1D, the
상기 전 공정으로 상기 스페이서(151)가 형성된 상기 채널 개구부(140) 내벽에 수직 절연막(160)과 반도체 스페이서막(162)을 차례로 형성한다. 상기 수직 절연막(160)과 상기 반도체 스페이서막(162)은 상기 채널 개구부(140)를 완전히 매립하지 않는 두께로, 상기 채널 개구부들(140)의 내벽을 컨포멀하게 덮도록 형성될 수 있다. 상기 수직 절연막(160)은 상기 채널 개구부(140)에 노출된 상기 반도체 기둥(155)의 상부면을 덮을 수 있다. In the previous process, the vertical insulating
상기 수직 절연막(160)은 하나의 박막 또는 복수의 박막들로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 수직 절연막(160)은 전하트랩형 비휘발성 메모리 트랜지스터의 메모리 요소로서 사용되는 박막들(예를 들면, 데이터 저장막) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 수직 절연막(160)은 상기 희생막들(110)에 대해 식각 선택성을 갖는 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 하나 또는 복수의 박막들을 포함할 수 있다. The vertical insulating
상기 반도체 스페이서막(162)은 원자층 증착(ALD)기술 또는 화학적 기상 증착(CVD) 기술 중 어느 하나에 의하여 형성되는 다결정 실리콘막일 수 있다. 이와 달리, 상기 반도체 스페이서막(162)은 유기 반도체막 및 탄소 나노 구조체들 중의 한가지일 수도 있다. The
도 1e를 참조하면, 상기 반도체 스페이서막(162) 및 상기 수직 절연막(160)을 이방성 식각하여 상기 반도체 기둥(155)의 상부면을 노출시키는 반도체 스페이서(163) 및 수직 절연 패턴(161)을 형성한다. 이에 따라, 상기 수직 절연 패턴(161) 및 상기 반도체 스페이서(163)는 열린 양단을 갖는 원통 모양으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1E, the
한편, 상기 이방성 식각 단계 동안, 상기 반도체 스페이서막(162)의 아래에 위치하는 상기 수직 절연막(160)의 일부분은 식각되지 않을 수 있으며, 이 경우, 상기 수직 절연패턴(161)은 상기 반도체 스페이서막(162)의 바닥면과 상기 반도체 기둥(155)의 상부면 사이에 개재되는 바닥부를 가질 수 있다. Meanwhile, during the anisotropic etching step, a portion of the vertical insulating
이에 더하여, 상기 수직 절연막(160)과 상기 반도체 스페이서막(162)에 대한 이방성 식각의 결과로서, 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴(130) 상에 잔존하고 있는 스페이서(151)의 상부면이 노출될 수 있다. 이에 따라, 상기 수직 절연 패턴(161) 및 상기 반도체 스페이서(163)은 상기 채널 개구부(140) 내에 국소화될 수 있다. 즉, 상기 수직 절연 패턴(161) 및 상기 반도체 스페이서(163)은 xy 평면 상에 2차원적으로 배열될 수 있다.In addition, an upper surface of the
도 1f를 참조하면, 상기 수직 절연 패턴(161) 및 상기 반도체 스페이서(163)이 형성된 후, 상기 채널 개구부(140)의 빈 공간 내에 반도체막(170) 및 매립 절연막(180)을 차례로 형성한다. Referring to FIG. 1F, after the vertical insulating
상기 반도체막(170)의 하부영역 일부는 상기 반도체 기둥(155)의 상부면에 삽입될 수도 있다.A portion of the lower region of the
상기 반도체막(170)은 원자층 증착(ALD)기술 또는 화학적 기상 증착(CVD)기술 중의 어느 한가지를 사용하여 형성되는 다결정 실리콘막일 수 있다. 상기 반도체막(170)은 상기 채널 개구부(140)를 완전히 매립하지 않는 두께를 가지고 컨포멀하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 반도체막(170)은 상기 채널 개구부(140) 내에 파이프 형태(pipe-shaped), 중공의 실린더 형태 (hollow cylindrical shape), 또는 컵(cup) 모양으로 형성될 수 있다.The
상기 반도체막(170)은 상기 이방성 식각으로 노출된 상기 반도체 기둥(155)의 상부면과 접촉될 수 있다. 그러므로 상기 반도체 기둥(155)은 상기 기판(10)과 상기 반도체막(170)을 전기적으로 연결시켜주어 전기적 특성이 향상된 수직형 비휘발성 메모리 소자를 제조할 수 있다.The
상기 매립 절연막(180)은 상기 반도체막(170)이 형성된 상기 채널 개구부(140)를 채우도록 형성될 수 있으며, 에스오지(SOG) 기술을 이용하여 형성되는 절연성 물질들 및 실리콘 산화막 중의 하나일 수 있다. The buried insulating
상기 매립 절연막(180)을 형성하기 전에, 상기 반도체막(170)이 형성된 결과물을 수소 또는 중수소를 포함하는 가스 분위기에서 열처리하는 수소 어닐링 단계가 더 실시될 수 있다. 상기 반도체 스페이서(163) 및 상기 반도체막(170) 내에 존재하는 결정 결함들중의 많은 부분이 이러한 수소 어닐링 단계에 의해 치유될 수 있다. Before forming the buried insulating
도 1g를 참조하면, 상기 최상부의 절연막(120U)을 식각 정지막으로 사용하여, 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 상기 평탄화 공정은 에치백 공정 또는 화학적 기계적 연마(CMP) 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 평탄화 공정에 의해, 상기 최상부의 절연막(120U) 상의 상기 폴리 실리콘 마스크 패턴(130)이 제거될 수 있다. Referring to FIG. 1G, the planarization process may be performed using the uppermost insulating
상기 채널 개구부(140) 내에 형성된 상기 스페이서(151), 상기 수직 절연 패턴(161), 상기 반도체 스페이서(163), 및 상기 반도체막(170)의 상부 영역을 리세스한 후, 리세스된 영역 내에 도전 물질을 채워 도전 패드(D)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 도전 패드(D)는 상기 도전 패드(D)의 아래에 위치하는 상기 반도체막(170)과 다른 도전형의 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. 상기 도전 패드(D)를 형성으로 상기 스페이서(151)가 완전히 제거될 수 있다. 상기 도전 패드(D)는 그 하부 영역과 다이오드를 구성할 수 있다. The upper region of the
도 1h를 참조하면, 상기 희생막들(110)과 상기 절연막들(120, 120L, 120U)을 연속적으로 패터닝하여 트렌치들(210, trench)을 형성한다. 상기 트렌치들(210)은 교대로 그리고 반복적으로 적층된 희생패턴들(110a)과 절연패턴들(120a, 120La, 120Ua)을 정의한다. 상기 한 쌍의 트렌치들(210)은 상기 채널 개구부(140)의 양측에 형성되어, 상기 트렌치들(210)의 측벽에 상기 희생 패턴들(110a)과 상기 절연패턴들(120a, 120La, 120Ua)이 노출될 수 있다. 수평적 모양에 있어서, 상기 트렌치들(210)은 라인 형태 또는 직사각형으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1H,
상기 트렌치들(210)을 형성하는 방법은 상기 최상부의 절연막(120U) 상부에 식각 마스크를 형성한 후, 상기 기판(10)의 상부면이 노출될 때까지 상기 식각 마스크 아래의 막들을 이방성 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 이방성 식각 단계에서의 과도 식각(over-etch)의 결과로서, 상기 트렌치들(210) 아래의 상기 기판(10)은 소정의 깊이로 리세스될 수 있다. 또한, 상기 트렌치들(210)은 상기 기판(10)으로부터 거리에 따라 다른 폭을 가질 수 있다. The
도 1i를 참조하면, 상기 트렌치들(210)에 노출된 상기 희생 패턴들(110a)를 제거하여 상기 절연 패턴들(120a, 120La, 120Ua) 사이에 상부 리세스 영역들(220), 및 하부 리세스 영역들(222)을 형성한다. 상기 상부 및 하부 리세스 영역들(220, 222)은 상기 트렌치들(210)로부터 상기 절연패턴들(120a, 120La, 120Ua) 사이로 수평적으로 연장될 수 있다. Referring to FIG. 1I, the
상기 상부 리세스 영역들(220)은 상기 수직 절연 패턴(161)의 측벽 일부분들을 노출시킬 수 있다. 즉, 상기 상부 리세스 영역들(220)의 외곽 경계(outer boundary)는 그것의 상/하부에 위치하는 상기 절연패턴들(120a, 120Ua) 및 그것의 양측에 위치하는 상기 트렌치들(210)에 의해 한정된다. 또한, 상기 상부 리세스 영역들(220)의 내부 경계(internal boundary)는 그것을 수직하게 관통하는 상기 수직 절연 패턴(161)에 의해 정의된다. 그리고 상기 하부 리세스 영역들(222)은 상기 반도체 기둥(155)의 측벽 일부분들을 노출시킬 수 있다. 즉, 상기 하부 리세스 영역들(222)의 외곽 경계(outer boundary)는 그것의 상/하부에 위치하는 상기 절연패턴들(120a, 120La) 및 그것의 양측에 위치하는 상기 트렌치들(210)에 의해 한정된다. 또한, 상기 하부 리세스 영역들(222)의 내부 경계(internal boundary)는 그것을 수직하게 관통하는 상기 반도체 기둥(155)에 의해 정의된다. The
상기 상부 및 하부 리세스 영역들(220, 222)을 형성하는 방법은 상기 절연 패턴들(120a, 120La, 120Ua), 상기 수직 절연 패턴(161) 및 상기 반도체 기둥(155)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 상기 희생패턴들(110a)을 선택적 식각하는 것을 포함한다. 상기 선택적 식각은 습식 식각 및/또는 등방성 건식 식각일 수 있다. 예를 들면, 상기 희생패턴들(110a)이 실리콘 질화막이고 상기 절연 패턴들(120a, 120La, 120Ua)이 실리콘 산화막인 경우, 상기 수평적 식각 단계는 인산을 포함하는 식각액을 사용하여 수행될 수 있다. The method of forming the upper and
도 1j를 참조하면, 상기 상부 및 하부 리세스 영역들(220, 222)의 내벽을 덮는 수평 절연막(230) 및 상기 상부 및 하부 리세스 영역들(220, 222)의 나머지 공간을 채우는 도전 패턴(240)을 형성한다. Referring to FIG. 1J, a conductive layer filling the remaining spaces of the horizontal insulating
상기 수평 절연막(230) 및 도전 패턴(240)을 형성하는 방법은, 상기 리세스 영역들(220, 222)을 차례로 덮는 상기 수평 절연막(230) 및 도전막을 형성한 후, 상기 트렌치들(210) 내에서 상기 도전막을 제거하여 상기 리세스 영역들(220, 222) 내에 상기 도전 패턴(240)을 남기는 단계를 포함할 수 있다. The method of forming the horizontal insulating
상기 수평 절연막(230)은 상기 수직 절연막(160)과 유사하게, 하나의 박막 또는 복수의 박막들로 구성될 수 있다. 상기 수평 절연막(230)은 전하트랩형 비휘발성 메모리 트랜지스터의 블록킹 절연막을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 수평 절연막(230)은 전하저장막 또는 터널 절연막을 더 포함할 수도 있다. The horizontal insulating
상기 도전막은 도핑된 실리콘, 금속 물질들, 금속 질화막들 또는 금속 실리사이드들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도전막은 탄탈륨 질화막 또는 텅스텐과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 도전막은 상기 트렌치들(210)의 내벽을 콘포말하게 덮도록 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 도전 패턴(240)을 형성하는 단계는 상기 트렌치들(210) 내에서 상기 도전막을 등방적 식각의 방법으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 도전막은 상기 트렌치들(210)을 채우도록 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 도전 패턴(240)을 형성하는 단계는 상기 트렌치들(210) 내에서 상기 도전막을 이방성 식각하는 단계를 포함할 수 있다. The conductive layer may include at least one of doped silicon, metal materials, metal nitride layers, or metal silicides. For example, the conductive film may include a metal material such as tantalum nitride film or tungsten. The conductive layer may be formed to conformally cover the inner walls of the
도 1k를 참조하면, 상기 도전 패턴(240)을 형성한 후, 불순물 영역들(15)을 형성하는 단계가 더 실시될 수 있다. 상기 불순물 영역들(15)은 이온 주입 공정을 통해 형성될 수 있으며, 상기 트렌치들(210)를 통하여 노출된 상기 기판(10) 내에 형성될 수 있다. 한편, 상기 불순물 영역들(15)은 상기 기판(10)과 다른 도전형을 가질 수 있다. Referring to FIG. 1K, after the
상기 불순물 영역들(15)를 형성한 후, 상기 트렌치들(210)을 채우는 전극 분리 패턴(250)을 형성하고, 상기 도전 패드들(D) 각각에 접속하는 상부 플러그(265) 및 상기 상부 플러그(265)를 연결하는 상부 배선(260)을 형성한다. After forming the
상기 전극 분리 패턴(250)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화질화막 중의 적어도 한가지로 형성될 수 있다. 상기 상부 플러그들(265)은 도핑된 실리콘 또는 금속성 물질들 중의 한가지로 형성될 수 있다. The
상기 상부 배선(260)은 상기 상부 플러그(265)를 통해 제 2 스페이스(162) 및 상기 반도체막(170)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 도전 패턴(240) 또는 상기 트렌치들(210)을 가로지르도록 형성될 수 있다. The
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.
10: 기판
15: 불순물 영역들
110: 희생막들
111a: 희생패턴들
120, 120L, 120U: 절연막들
120L: 최하부 절연막
120U: 최상부 절연막
120a, 120La, 120Ua: 절연패턴들
130: 폴리실리콘 마스크 패턴
140: 채널 개구부
150: 스페이서막
151: 스페이서
155: 반도체 기둥
160: 수직 절연막
161: 수직 절연 패턴
162: 반도체 스페이서막
163: 반도체 스페이서
170: 반도체막
180: 매립절연막
210: 트렌치들
220, 222: 리세스 영역들
230: 수평 절연막
240: 도전 패턴
250: 전극분리패턴
265: 상부 플러그들10: substrate
15: impurity regions
110: Sacrifice
111a: Sacrifice patterns
120, 120L, 120U: insulating films
120L: bottom insulating film
120U: top insulating film
120a, 120La, 120Ua: insulation patterns
130: polysilicon mask pattern
140: channel opening
150: spacer film
151: Spacer
155: semiconductor pillar
160: vertical insulating film
161: vertical insulation pattern
162: semiconductor spacer film
163: semiconductor spacer
170: semiconductor film
180: buried insulating film
210: trenches
220, 222: recessed areas
230: horizontal insulating film
240: challenge pattern
250: electrode separation pattern
265: upper plugs
Claims (9)
상기 폴리 실리콘 마스크 패턴을 이용하여, 상기 기판을 노출시키는 채널 개구부를 형성하는 단계;
상기 폴리 실리콘 마스크 패턴의 상면을 덮는 스페이서막을 형성하는 단계;
선택적인 에피텍셜 성장으로 상기 채널 개구부 내에 노출된 상기 기판으로부터 반도체 기둥을 형성하는 단계; 및
상기 채널 개구부 내에 상기 반도체 기둥과 접촉하는 반도체막을 형성하는 단계를 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.Forming a polysilicon mask pattern on the substrate in which the sacrificial films and the insulating films are alternately and repeatedly stacked;
Forming a channel opening exposing the substrate by using the poly silicon mask pattern;
Forming a spacer film covering an upper surface of the polysilicon mask pattern;
Forming a semiconductor pillar from the substrate exposed in the channel opening with selective epitaxial growth; And
And forming a semiconductor film in contact with the semiconductor pillar in the channel opening.
상기 반도체 기둥은 상기 채널 개구부 내의 하부 부분을 채우도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.The method of claim 1,
And the semiconductor pillar is formed to fill a lower portion of the channel opening.
상기 반도체 기둥을 형성한 후, 전 세정 공정(pre-cleaning)에 의해 상기 스페이서막을 제거하는 단계를 더 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.The method of claim 1,
And forming the semiconductor pillar, and then removing the spacer layer by pre-cleaning.
상기 반도체막을 형성하기 전에, 상기 채널 개구부 내벽에 수직 절연패턴 및 반도체 스페이서을 형성하는 단계를 더 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법. The method of claim 1,
And forming a vertical insulating pattern and a semiconductor spacer on an inner wall of the channel opening before forming the semiconductor film.
상기 채널 개구부 내벽에 상기 수직 절연 패턴 및 반도체 스페이서를 형성하는 단계는:
수직 절연막 및 반도체 스페이서막을 차례로 형성하는 단계;
상기 반도체 기둥 상면에 형성된 상기 수직 절연막과 상기 반도체 스페이서막을 제거하여 상기 반도체 기둥을 노출시키는 단계를 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.The method of claim 4, wherein
The forming of the vertical insulating pattern and the semiconductor spacer on the inner wall of the channel opening may include:
Sequentially forming a vertical insulating film and a semiconductor spacer film;
And removing the vertical insulating film and the semiconductor spacer film formed on the upper surface of the semiconductor pillar to expose the semiconductor pillar.
상기 수직 절연막은 비휘발성 메모리 소자의 데이터 저장막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.The method of claim 5, wherein
And the vertical insulating film comprises a data storage film of a nonvolatile memory device.
상기 반도체막이 형성된 상기 채널 개구부 내에 매립 절연막을 채우는 단계;
상기 채널 개구부 양측에 상기 절연막들과 상기 희생막들을 패터닝하여 트렌치들을 형성하는 단계;
상기 트렌치에 노출된 상기 희생막들을 리세스하여 상부 리세스 영역들 및 하부 리세스 영역들을 형성하는 단계; 및
상기 상부 및 상기 하부 리세스 영역들 내에 수평 절연막과 도전패턴을 차례로 형성하는 단계를 더 포함하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.The method of claim 1,
Filling a buried insulating film into the channel opening in which the semiconductor film is formed;
Patterning the insulating layers and the sacrificial layers on both sides of the channel opening to form trenches;
Recessing the sacrificial layers exposed in the trench to form upper and lower recess regions; And
And sequentially forming a horizontal insulating layer and a conductive pattern in the upper and lower recess regions.
상기 하부 리세스 영역들은 상기 반도체 기둥의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법. The method of claim 7, wherein
And the lower recess regions expose portions of the semiconductor pillars.
상기 수평 절연막은 비휘발성 메모리 소자의 데이터 저장막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 비휘발성 메모리 소자의 제조 방법.The method of claim 7, wherein
And the horizontal insulating film comprises a data storage film of a nonvolatile memory device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120007737A KR20130086778A (en) | 2012-01-26 | 2012-01-26 | Manufacturing method of vertical non-volatile memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120007737A KR20130086778A (en) | 2012-01-26 | 2012-01-26 | Manufacturing method of vertical non-volatile memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130086778A true KR20130086778A (en) | 2013-08-05 |
Family
ID=49213861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120007737A KR20130086778A (en) | 2012-01-26 | 2012-01-26 | Manufacturing method of vertical non-volatile memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20130086778A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016046602A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 三星电子株式会社 | Semiconductor memory and preparation method therefor |
US9379134B2 (en) | 2014-11-03 | 2016-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor memory devices having increased distance between gate electrodes and epitaxial patterns and methods of fabricating the same |
US9536897B2 (en) | 2014-08-12 | 2017-01-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
KR20170042453A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-19 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US9859296B2 (en) | 2015-09-09 | 2018-01-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a conductive pattern contacting a channel pattern and methods of manufacturing the same |
US9905567B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-02-27 | SK Hynix Inc. | Semiconductor integrated circuit device relating to resistance characteristics |
US10367002B2 (en) | 2015-10-08 | 2019-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vertical semiconductor devices and methods of manufacturing the same |
US11444100B2 (en) | 2018-06-08 | 2022-09-13 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Vertical memory device with tri-layer channel |
-
2012
- 2012-01-26 KR KR1020120007737A patent/KR20130086778A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9536897B2 (en) | 2014-08-12 | 2017-01-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
WO2016046602A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 三星电子株式会社 | Semiconductor memory and preparation method therefor |
US10685972B2 (en) | 2014-09-26 | 2020-06-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor memory devices and methods for fabricating the same |
US9379134B2 (en) | 2014-11-03 | 2016-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor memory devices having increased distance between gate electrodes and epitaxial patterns and methods of fabricating the same |
US9859296B2 (en) | 2015-09-09 | 2018-01-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a conductive pattern contacting a channel pattern and methods of manufacturing the same |
KR20170042453A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-19 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US10367002B2 (en) | 2015-10-08 | 2019-07-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vertical semiconductor devices and methods of manufacturing the same |
US10700092B2 (en) | 2015-10-08 | 2020-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vertical semiconductor devices and methods of manufacturing the same |
US11152390B2 (en) | 2015-10-08 | 2021-10-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vertical semiconductor devices and methods of manufacturing the same |
US9905567B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-02-27 | SK Hynix Inc. | Semiconductor integrated circuit device relating to resistance characteristics |
US10236180B2 (en) | 2016-06-08 | 2019-03-19 | SK Hynix Inc. | Method of making semiconductor integrated circuit device relating to resistance characteristics |
US11444100B2 (en) | 2018-06-08 | 2022-09-13 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Vertical memory device with tri-layer channel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3651204B1 (en) | Three-dimensional memory device containing non-epitaxial support pillars in the support openings | |
EP3642877B1 (en) | Three-dimensional memory device having discrete direct source strap contacts and method of making thereof | |
US10593393B2 (en) | Semiconductor memory device | |
KR102549967B1 (en) | Vertical memory devices and methods of manufacturing the same | |
KR102416028B1 (en) | Three-dimensional semiconductor memory device and method for fabricating the same | |
US10068917B2 (en) | Vertical memory devices and methods of manufacturing the same | |
EP3286784B1 (en) | Method of making a multilevel memory stack structure using a cavity containing a sacrificial fill material | |
US9786681B1 (en) | Multilevel memory stack structure employing stacks of a support pedestal structure and a support pillar structure | |
US9343475B2 (en) | Vertical memory devices and methods of manufacturing the same | |
WO2020005334A1 (en) | Three-dimensional flat nand memory device having high mobility channels and methods of making the same | |
CN110391244B (en) | Semiconductor memory device having a memory cell with a memory cell having a memory cell with a memory cell | |
KR20170027924A (en) | Semiconductor memory device | |
KR20130086778A (en) | Manufacturing method of vertical non-volatile memory device | |
US10522350B2 (en) | Method of fabricating three-dimensional semiconductor devices | |
KR20170026924A (en) | Semiconductor memory device | |
KR20140022205A (en) | Nonvolatile memory device and method for fabricating the same | |
TW201409669A (en) | Semiconductor device with buried bit line and method for fabricating the same | |
KR20140025864A (en) | A vertical type semiconductor device and method of manufacturing the same | |
KR20170042127A (en) | Vertical type semiconductor devices and methods of manufacturing the same | |
KR20200078768A (en) | Three-dimensional semiconductor memory devices | |
US11456313B2 (en) | Three-dimensional semiconductor memory devices with increased integration | |
KR20140086670A (en) | Nonvolatile memory device and method for fabricating the same | |
US11158651B2 (en) | Vertical memory devices | |
KR20150129364A (en) | Vertical memory devices and methods of manufacturing the same | |
KR20210002137A (en) | Vertical memory devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |