KR20160147629A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present technology includes a semiconductor device and a manufacturing method thereof. The semiconductor device comprises: a first wiring group including a plurality of wirings stacked by being mutually separated in a step shape; and a second wiring group including the wirings stacked by mutually separated in the step, and mutually separated from the first wiring group. By forming stacked wirings, a size of the semiconductor device can be reduced.

Description

반도체 장치 및 이의 제조 방법{Semiconductor device and method of manufacturing the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same,

본 발명은 반도체 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 적층형 배선들을 포함하는 3차원 반도체 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a three-dimensional semiconductor device including stacked wirings and a method of manufacturing the same.

반도체 장치는 데이터가 저장되는 메모리 셀 어레이와, 메모리 셀 어레이의 프로그램, 리드 및 소거 동작을 수행하도록 구성된 주변회로와, 커맨드에 응답하여 주변회로를 제어하는 제어회로를 포함한다. 메모리 셀 어레이는 다수의 메모리 블록들을 포함하며, 메모리 블록들 각각은 다수의 셀 스트링들을 포함한다. The semiconductor device includes a memory cell array in which data is stored, a peripheral circuit configured to perform program, read, and erase operations of the memory cell array, and a control circuit that controls peripheral circuits in response to the command. The memory cell array includes a plurality of memory blocks, each of the memory blocks including a plurality of cell strings.

3차원 반도체 장치에서, 셀 스트링들은 기판으로부터 수직 방향으로 배열되기 때문에, 소오스 셀렉트 라인들, 워드라인들 및 드레인 셀렉트 라인들도 기판으로부터 수직 방향으로 적층된다. 특히, 데이터 저장 용량이 증가할수록 메모리 셀들의 개수와 메모리 셀들에 연결된 워드라인들의 개수가 증가하기 때문에, 주변회로와 각 라인들을 서로 연결하기 위한 배선들(lines)의 개수도 증가한다. In the three-dimensional semiconductor device, since the cell strings are arranged in the vertical direction from the substrate, the source select lines, the word lines, and the drain select lines are vertically stacked from the substrate. In particular, as the number of memory cells and the number of word lines connected to the memory cells increase as the data storage capacity increases, the number of lines for connecting the peripheral circuits and the respective lines also increases.

배선들의 개수가 증가하면, 3차원 반도체 장치에서 배선들이 차지하는 면적도 증가하기 때문에 반도체 장치의 크기를 감소하는데 한계가 있다.As the number of wirings increases, the area occupied by the wirings in the three-dimensional semiconductor device also increases, so there is a limitation in reducing the size of the semiconductor device.

본 발명의 실시예는 적층형 배선들을 형성함으로써, 반도체 장치의 크기를 감소시킬 수 있는 반도체 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다. Embodiments of the present invention provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can reduce the size of a semiconductor device by forming stacked wirings.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치는, 계단 형태로 서로 이격되어 적층된 다수의 배선들이 포함된 제1 배선 그룹; 및 상기 계단 형태로 서로 이격되어 적층된 다수의 배선들이 포함되며, 상기 제1 배선 그룹과 서로 이격된 제2 배선 그룹을 포함한다. A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes: a first wiring group including a plurality of wirings stacked in a step-like manner; And a plurality of wiring lines spaced apart from each other in the form of a step, and includes a first wiring group and a second wiring group spaced apart from each other.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치는, 데이터가 저장되는 메모리 블록; 상기 메모리 블록에 연결된 로컬 라인들; 상기 메모리 블록의 하단에 배치된 주변회로; 및 상기 주변회로와 상기 로컬 라인들을 서로 연결하며, 계단 형태로 적층된 다수의 배선들을 포함한다. A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes: a memory block in which data is stored; Local lines connected to the memory block; A peripheral circuit disposed at a lower end of the memory block; And a plurality of interconnections connecting the peripheral circuit and the local lines to each other and stacked in a stepped manner.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 절연막들 및 도전막들을 교대로 적층하는 단계; 상기 도전막들의 일부 상면이 각 층마다 노출되도록 상기 도전막들 및 상기 절연막들을 계단 형태로 잔류되도록 제1 식각 공정을 수행하는 단계; 상기 계단 형태를 갖는 상기 도전막들 및 상기 절연막들이 수평 방향으로 서로 이격되도록 제2 식각 공정을 수행하는 단계를 포함한다. A method of fabricating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes: stacking insulating films and conductive films alternately; Performing a first etching process such that the conductive films and the insulating films are left in a stepped shape such that a part of the top surfaces of the conductive films are exposed to each layer; And performing a second etching process such that the conductive films and the insulating films having a stepped shape are spaced apart from each other in a horizontal direction.

본 기술은 다수의 배선들을 적층형 구조로 형성함으로써, 배선들이 차지하는 면적을 감소할 수 있으므로, 반도체 장치의 크기를 감소시킬 수 있다. The present technology can reduce the size of the semiconductor device because the area occupied by the wirings can be reduced by forming a plurality of wirings in a stacked structure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 3차원 구조의 메모리 블록을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 3차원 구조의 메모리 블록을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 1의 메모리 셀 어레이와 주변회로의 배치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 배선들의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 배선들의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 적층형 배선들이 3차원 반도체 장치에 적용된 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 적층형 배선들이 3차원 반도체 장치에 적용된 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 배선들의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 솔리드 스테이트 드라이브를 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 메모리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a three-dimensional memory block according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a memory block having a three-dimensional structure according to another embodiment.
4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the memory cell array and the peripheral circuit of FIG.
5 is a perspective view illustrating a structure of stacked wirings according to an embodiment of the present invention.
6A to 6C are perspective views illustrating a method of manufacturing stacked wirings according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view for explaining an embodiment in which stacked wirings are applied to a three-dimensional semiconductor device.
8 is a circuit diagram for explaining an embodiment in which stacked wirings are applied to a three-dimensional semiconductor device.
9 is a view for explaining the structure of stacked wirings according to another embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a solid state drive including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a memory system including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining a schematic configuration of a computing system including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limiting the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to let you know completely.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 반도체 장치(1000)는 데이터가 저장되는 메모리 셀 어레이(110), 메모리 셀 어레이(110)의 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작을 수행하도록 구성된 주변회로(120) 및 주변회로(120)을 제어하도록 구성된 제어회로(130)를 포함한다. 1, a semiconductor device 1000 includes a memory cell array 110 in which data is stored, a peripheral circuit 120 configured to perform a program operation, a read operation, or an erase operation of the memory cell array 110, And a control circuit (130) configured to control the control circuit (120).

메모리 셀 어레이(110)는 서로 동일하게 구성된 다수의 메모리 블록들을 포함한다. 각각의 메모리 블록들은 3차원 구조로 이루어진 다수의 셀 스트링들(cell strings)을 포함할 수 있다. 다수의 스트링들은 데이터가 저장되는 다수의 메모리 셀들을 포함하며, 기판으로부터 수직하게 배열되는 3차원 구조로 이루어질 수 있다. 메모리 셀들은 1 비트의 데이터가 저장될 수 있는 싱글 레벨 셀들(single level cells; SLC)로 이루어지거나, 2 비트 이상의 데이터가 저장될 수 있는 멀티 레벨 셀들(multi level cells; MLC), 트리플 레벨 셀들(triple level cell; TLC) 또는 쿼드러플 레벨 셀들(quadruple level cell; QLC)로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 멀티 레벨 셀들(MLC)은 하나의 메모리 셀에 2 비트의 데이터가 저장되는 셀이고, 트리플 레벨 셀들(TLC)은 하나의 메모리 셀에 3 비트의 데이터가 저장되는 셀이고, 쿼드러플 레벨 셀들(QLC)은 하나의 메모리 셀에 4 비트의 데이터가 저장되는 셀이다. The memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks configured identically to each other. Each of the memory blocks may include a plurality of cell strings in a three-dimensional structure. The plurality of strings includes a plurality of memory cells in which data is stored, and may be a three-dimensional structure vertically arranged from the substrate. The memory cells may be composed of single level cells (SLC) capable of storing 1-bit data, multi-level cells (MLC) capable of storing 2-bit or more data, triple- a triple level cell (TLC) or a quadruple level cell (QLC). For example, the multi-level cells MLC are cells in which two bits of data are stored in one memory cell, the triple-level cells TLC are cells in which three bits of data are stored in one memory cell, The level cells QLC are cells in which four bits of data are stored in one memory cell.

주변회로(120)는 전압 생성 회로(21), 로우 디코더(22), 페이지 버퍼(23), 컬럼 디코더(24) 및 입출력 회로(25)를 포함한다. The peripheral circuit 120 includes a voltage generating circuit 21, a row decoder 22, a page buffer 23, a column decoder 24 and an input / output circuit 25.

전압 생성 회로(21)는, 동작신호(OP_CMD)에 응답하여 다양한 레벨들을 갖는 동작전압들을 생성하고, 생성된 동작전압들을 글로벌 라인들(global lines; GL)에 인가한다. 예를 들면, 전압 생성 회로(21)는 프로그램 전압, 리드 전압 및 소거전압을 생성할 수 있다. 이 외에도, 전압 생성 회로(21)는 다양한 동작에 필요한 다양한 전압들을 생성할 수 있다. The voltage generating circuit 21 generates operating voltages having various levels in response to the operation signal OP_CMD and applies the generated operating voltages to the global lines GL. For example, the voltage generating circuit 21 can generate a program voltage, a read voltage, and an erase voltage. In addition, the voltage generating circuit 21 can generate various voltages necessary for various operations.

로우 디코더(22)는 로우 어드레스(RADD)에 응답하여 메모리 셀 어레이(110)에 포함된 메모리 블록들 중 하나를 선택하고, 선택된 메모리 블록에 연결된 로컬 라인들(local lines; LL)에 동작전압들을 전달한다. 예를 들면, 로컬 라인들(LL)은 소오스 셀렉트 라인들, 워드라인들 및 드레인 셀렉트 라인들 을 포함할 수 있다. The row decoder 22 selects one of the memory blocks included in the memory cell array 110 in response to the row address RADD and applies the operating voltages to the local lines LL connected to the selected memory block . For example, local lines LL may include source select lines, word lines, and drain select lines.

페이지 버퍼(23)는 비트라인들(BL)을 통해 메모리 블록들과 연결된다. 페이지 버퍼(23)는 프로그램, 리드 및 소거 동작시, 페이지 버퍼 제어 신호들(PBSIGNALS)에 응답하여 선택된 메모리 블록과 데이터를 주고 받으며, 전달받은 데이터를 임시로 저장한다. The page buffer 23 is connected to memory blocks via bit lines BL. The page buffer 23 exchanges data with the selected memory block in response to the page buffer control signals PBSIGNALS during the program, read and erase operations, and temporarily stores the received data.

컬럼 디코더(24)는 컬럼 어드레스(CADD)에 응답하여 페이지 버퍼(23)와 입출력 회로(25) 사이에서 데이터를 전달한다. The column decoder 24 transfers data between the page buffer 23 and the input / output circuit 25 in response to the column address CADD.

입출력 회로(25)는 외부로부터 전달받은 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADD)를 제어회로(130)에 전달하고, 외부로부터 전달받은 데이터(DATA)를 컬럼 디코더(24)에 전송하고, 컬럼 디코더(24)로부터 전달받은 데이터(DATA)를 외부로 출력한다. The input / output circuit 25 transfers the command (CMD) and the address ADD received from the outside to the control circuit 130, transfers the data (DATA) received from the outside to the column decoder 24, 24 to the outside.

제어회로(130)는 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADD)에 응답하여 주변회로(120)를 제어한다. 예를 들면, 제어회로(130)는 커맨드(CMD)에 응답하여 프로그램 동작, 리드 동작 또는 소거 동작을 수행하도록 주변회로(120)를 제어할 수 있다. The control circuit 130 controls the peripheral circuit 120 in response to the command CMD and the address ADD. For example, the control circuit 130 may control the peripheral circuit 120 to perform a program operation, a read operation, or an erase operation in response to the command CMD.

도 2는 일 실시예에 따른 3차원 구조의 메모리 블록을 설명하기 위한 사시도이다. 2 is a perspective view illustrating a three-dimensional memory block according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 3차원 구조의 메모리 블록은 기판으로부터 수직하게 배열되며 I자 형태를 갖는 셀 스트링들을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the memory block of the three-dimensional structure may include cell strings arranged vertically from the substrate and having an I-shape.

셀 스트링들은 비트라인들(BL)과 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 수직하게 배열될 수 있다. 이러한 구조를 BiCS(Bit Cost Scalable)라고 부르기도 한다. 예를 들면, 공통 소오스 라인(CSL)이 기판의 상부에 수평하게 형성된 경우, BiCS 구조를 갖는 셀 스트링들은 공통 소오스 라인(CSL)의 상부에 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 셀 스트링들은 X 및 Y 방향으로 매트릭스 형태로 배열될 수 있으며, 공통 소오스 라인(CSL)의 상부에 수직하게 배열된 수직 채널막들(CH)을 따라 형성된 소오스 셀렉트 트랜지스터들, 메모리 셀들 및 드레인 셀렉트 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 소오스 셀렉트 트랜지스터들은 소오스 셀렉트 라인들(SSL)에 연결되고, 메모리 셀들은 워드라인들(WL)에 연결되며, 드레인 셀렉트 트랜지스터들은 드레인 셀렉트 라인들(DSL)에 연결된다. 소오스 셀렉트 라인들(SSL), 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)은 공통 소오스 라인(CSL)의 상부에 서로 이격되어 순차적으로 적층되며, X 방향을 따라 연장되고, Y 방향으로는 서로 이격된다. X 방향과 Y 방향은 기판에 대하여 수평하고 서로 직교한다. 수직 채널막들(CH)은 소오스 셀렉트 라인들(SSL), 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)을 수직으로 관통하는 수직 홀들(VH)의 내부에 형성되며, 일부가 드레인 셀렉트 라인들(DSL)의 상부로 돌출될 수 있다. 드레인 셀렉트 라인들(DSL)의 상부로 돌출된 수직 채널막들(CH)의 상부에 비트라인들(BL)이 형성될 수 있다. 비트라인들(BL)은 워드라인들(WL)에 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 비트라인들(BL)은 Y 방향을 따라 연장되고, X 방향으로는 서로 이격된다. 수직 채널막들(CH)과 비트라인들(BL) 사이에 콘택 플러그(CT)가 더 형성될 수도 있다. The cell strings may be arranged vertically between the bit lines BL and the common source line CSL. This structure is also called BiCS (Bit Cost Scalable). For example, when the common source line CSL is horizontally formed on the top of the substrate, the cell strings having the BiCS structure can be formed in a direction perpendicular to the top of the common source line CSL. More specifically, the cell strings may be arranged in a matrix form in the X and Y directions and include source select transistors formed along the vertical channel films CH arranged vertically above the common source line CSL, Memory cells and drain select transistors. The source select transistors are connected to the source select lines (SSL), the memory cells are connected to the word lines (WL), and the drain select transistors are connected to the drain select lines (DSL). The source select lines SSL, the word lines WL and the drain select lines DSL are sequentially stacked on top of the common source line CSL and extend along the X direction and extend in the Y direction Are spaced apart from each other. The X direction and the Y direction are horizontal with respect to the substrate and perpendicular to each other. The vertical channel films CH are formed inside the vertical holes VH vertically penetrating the source select lines SSL, the word lines WL and the drain select lines DSL, May be projected to the top of the lines (DSL). The bit lines BL may be formed on the vertical channel films CH protruding above the drain select lines DSL. The bit lines BL may be formed in a direction orthogonal to the word lines WL. For example, the bit lines BL extend along the Y direction and are spaced apart from each other in the X direction. A contact plug CT may be further formed between the vertical channel films CH and the bit lines BL.

도 3은 다른 실시예에 따른 3차원 구조의 메모리 블록을 설명하기 위한 사시도이다. 3 is a perspective view illustrating a memory block having a three-dimensional structure according to another embodiment.

도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 셀 스트링들은 U자 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, cell strings according to another embodiment may be formed in a U-shape.

셀 스트링들은 비트라인들(BL)과 파이프 라인(PL) 사이에 수직하게 배열된 제1 서브 스트링들과, 공통 소오스 라인(CSL)과 파이프 라인(PL) 사이에 수직하게 배열된 제2 서브 스트링들과, 제1 서브 스트링들과 제2 서브 스트링들을 서로 연결하는 파이프 라인(PL)를 포함할 수 있다. 이러한 구조를 P-BiCS(Pipe-shaped Bit Cost Scalable)라고 부르기도 한다. 예를 들면, 파이프 라인(PL)이 기판의 상부에 수평하게 형성된 경우, P-BiCS 구조를 갖는 셀 스트링들은 파이프 라인(PL)의 상부에 수직한 방향으로 형성되며 비트라인들(BL)과 파이프 라인(PL) 사이에 위치하는 제1 서브 스트링들과, 파이프 라인(PL)의 상부에 수직한 방향으로 형성되며 공통 소오스 라인들(CSL)과 파이프 라인(PL) 사이에 위치하는 제2 서브 스트링들을 포함한다. 더욱 구체적으로 설명하면, 제1 서브 스트링들은, 서로 이격되어 적층된 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)과, 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)을 수직으로 관통하는 제1 수직 채널막들(D_CH)을 포함할 수 있다. 제2 서브 스트링들은, 서로 이격되어 적층된 워드라인들(WL) 및 소오스 셀렉트 라인들(SSL)과, 워드라인들(WL) 및 소오스 셀렉트 라인들(SSL)을 수직으로 관통하는 제2 수직 채널막들(S_CH)을 포함할 수 있다. 워드라인들(WL), 소오스 셀렉트 라인들(SSL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)은 X 방향으로 연장되고 Y 방향으로는 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 제1 수직 채널막들(D_CH)과 제2 수직 채널막들(S_CH)은 워드라인들(WL), 소오스 셀렉트 라인들(SSL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)을 수직으로 관통하는 수직 홀들(VH)의 내부에 형성될 수 있다. 제1 수직 채널막들(D_CH)과 제2 수직 채널막들(S_CH)은 파이프 라인(PL) 내에서 파이프 채널막들(P_CH)에 의해 서로 연결된다. 비트라인들(BL)은 드레인 셀렉트 라인들(DSL)의 상부로 돌출된 제1 수직 채널막들(D_CH)의 상부에 접하며 Y 방향으로 연장되고 X 방향으로는 서로 이격되도록 배열될 수 있다. The cell strings include first substrings arranged vertically between the bit lines BL and the pipeline PL and second substrings arranged vertically between the common source line CSL and the pipeline PL. And a pipeline (PL) connecting the first substrings and the second substrings to each other. This structure is also called P-BiCS (Pipe-shaped Bit Cost Scalable). For example, when the pipeline PL is horizontally formed on the top of the substrate, the cell strings having the P-BiCS structure are formed in the vertical direction on the top of the pipeline PL, and the bit lines BL, A second substring formed between the common source lines CSL and PL and formed in a direction perpendicular to the top of the pipeline PL; . More specifically, the first substrings include word lines WL and drain select lines DSL, which are spaced apart from each other, and word lines WL and drain select lines DSL vertically And may include first vertical channel films (D_CH) passing therethrough. The second substrings are formed by stacking word lines WL and source select lines SSL spaced apart from each other and a second vertical channel passing vertically through word lines WL and source select lines SSL, (S_CH). ≪ / RTI > The word lines WL, the source select lines SSL and the drain select lines DSL may be arranged to extend in the X direction and be spaced apart from each other in the Y direction. The first vertical channel films D_CH and the second vertical channel films S_CH are vertically penetrating through the word lines WL, the source select lines SSL and the drain select lines DSL VH). ≪ / RTI > The first vertical channel films D_CH and the second vertical channel films S_CH are connected to each other by the pipe channel films P_CH in the pipeline PL. The bit lines BL may be arranged in contact with the upper portions of the first vertical channel films D_CH protruding above the drain select lines DSL, extending in the Y direction and spaced apart from each other in the X direction.

도 4는 도 1의 메모리 셀 어레이와 주변회로의 배치를 설명하기 위한 개략도이다. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the memory cell array and the peripheral circuit of FIG.

도 4를 참조하면, 반도체 장치의 크기를 감소시키기 위하여, 주변회로(120)의 일부를 메모리 셀 어레이(110)의 하부에 형성할 수 있다. 예를 들면, 주변회로(120) 중에서 로우 디코더(도 1의 22)와 페이지 버퍼(도 1의 23)의 일부를 메모리 셀 어레이(110)의 하부에 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, in order to reduce the size of the semiconductor device, a part of the peripheral circuit 120 may be formed under the memory cell array 110. For example, among the peripheral circuits 120, a row decoder (22 in FIG. 1) and a page buffer (23 in FIG. 1) may be formed below the memory cell array 110.

메모리 셀 어레이(110)는 다수의 메모리 블록들(MB1~MBk; k는 양의 정수)을 포함한다. 메모리 블록들(MB1~MBk) 각각에 로컬 라인들(LL)이 연결되고, 비트라인들(BL)은 메모리 블록들(MB1~MBk)에 공통으로 연결된다. 3차원 반도체 장치의 경우, 다수의 워드라인들이 적층되기 때문에, 많은 개수의 로컬 라인들(LL)이 메모리 블록들(MB1~MBk)에 연결된다. The memory cell array 110 includes a plurality of memory blocks MB1 to MBk (k is a positive integer). Local lines LL are connected to each of the memory blocks MB1 to MBk and bit lines BL are commonly connected to the memory blocks MB1 to MBk. In the case of a three-dimensional semiconductor device, since a plurality of word lines are stacked, a large number of local lines LL are connected to the memory blocks MB1 to MBk.

Figure pat00001
Figure pat00001

하나의 메모리 블록에 연결된 소오스 셀렉트 라인들, 워드라인들 및 드레인 셀렉트 라인들의 총 개수를 'A'라 하고, 메모리 블록들(MB1~MBk)의 개수를 'k'라 하고, 로컬 라인들(LL)의 전체 개수를 'N'이라고 가정하면, 로컬 라인들(LL)의 전체 개수(N)는 '수학식 1'과 같다. 예를 들면, 하나의 메모리 블록에 연결된 소오스 셀렉트 라인들의 개수가 3개, 워드라인들의 개수가 32개, 드레인 셀렉트 라인들의 개수가 3개이고, 메모리 블록들의 개수가 10개라고 가정하면, 'A'는 3+32+3=38개이고 'k'는 10개이므로, 로컬 라인들(LL)의 전체 개수(N)는 '수학식 1'에 의해 38×10=380개가 될 수 있다. 이처럼, 반도체 장치에는 로컬 라인들(LL) 외에도 많은 개수의 배선들이 포함된다. 배선들이 차지하는 면적이 증가하면 반도체 장치의 크기도 증가하기 때문에, 다음과 같이 배선들을 적층형 구조로 형성함으로써, 배선들이 차지하는 면적을 감소시킬 수 있다. The total number of the source select lines, the word lines and the drain select lines connected to one memory block is denoted by A, the number of memory blocks MB1 to MBk is denoted by k, , The total number N of the local lines LL is equal to Equation (1). For example, assuming that the number of source select lines connected to one memory block is 3, the number of word lines is 32, the number of drain select lines is 3, and the number of memory blocks is 10, 'A' The total number N of the local lines LL can be 38 × 10 = 380 according to Equation (1) since 3 + 32 + 3 = 38 and k is 10. As such, the semiconductor device includes a large number of wirings in addition to the local lines LL. As the area occupied by the wirings increases, the size of the semiconductor device also increases, so that the area occupied by the wirings can be reduced by forming the wirings in a laminated structure as follows.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 배선들의 구조를 설명하기 위한 사시도이다. 5 is a perspective view illustrating a structure of stacked wirings according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 주변회로(120) 중 로컬 라인들(도 4의 LL)이 직접적으로 접하는 적층형 배선들(120M)은 다수의 배선들(M11~M76)을 포함한다. 적층형 배선들(120M)은 기판으로부터 수직한 방향, 즉 Z 방향으로 적층되고, X 방향으로 연장되며, Y 방향으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. Referring to FIG. 5, stacked wirings 120M, which are directly contacted with local lines (LL in FIG. 4) among the peripheral circuits 120, include a plurality of wirings M11 to M76. The stacked wirings 120M are stacked in the vertical direction, that is, the Z direction from the substrate, extend in the X direction, and can be arranged apart from each other in the Y direction.

적층형 배선들(120M)의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The structure of the stacked wirings 120M will be described in detail as follows.

적층된 배선들(120M) 중 서로 동일한 층에 형성된 배선들(M11~M16, M21~M26, M31~M36, M41~M46, M51~M56, M61~M66, M71~M76)은 Y 방향으로 서로 이격되고, X 방향으로 각각 연장된다. 배선들이 7층으로 적층된 구조를 예를 들어 설명하되, 적층형 배선들(120M)이 형성된 층 중에서 최하단을 제1 층이라 하고 최상단을 제7 층이라 가정한다. 제1 층에는 제1 배선들(M11~M16)이 형성되고, 제2 층에는 제2 배선들(M21~M26)이 형성되고, 제3 층에는 제3 배선들(M31~M36)이 형성되고, 제4 층에는 제4 배선들(M41~M46)이 형성되고, 제5 층에는 제5 배선들(M51~M56)이 형성되고, 제6 층에는 제6 배선들(M61~M66)이 형성되고, 제7 층에는 제7 배선들(M71~M76)이 형성될 수 있다. Y 방향을 따라 배선들이 서로 이격된 영역을 슬릿 영역(slit region; SLR)이라 할 수 있다. 각 배선들(M11~M76) 간의 전기적인 차단을 위하여, 제1 배선들(M11~M16)의 하단부터 제7 배선들(M71~M76)의 하단까지 제1 내지 제7 층간 절연막들(IL1~IL7)이 형성되고, 슬릿 영역(SLR) 내에도 절연막(미도시)이 형성될 수 있다. 즉, 서로 수평하게 배열되는 배선들 사이와, 계단 형태로 적층되는 배선들 사이에는, 배선들이 전기적으로 서로 이격될 수 있도록 절연막들이 형성된다. 제1 배선들(M11~M16)과 제1 층간 절연막들(IL1)의 길이(X 방향)는 서로 동일하고, 제2 배선들(M21~M26)과 제2 층간 절연막들(IL2)의 길이(X 방향)는 서로 동일하고, 제3 배선들(M31~M36)과 제3 층간 절연막들(IL3)의 길이(X 방향)는 서로 동일하고, 제4 배선들(M41~M46)과 제4 층간 절연막들(IL4)의 길이(X 방향)는 서로 동일하고, 제5 배선들(M51~M56)과 제5 층간 절연막들(IL5)의 길이(X 방향)는 서로 동일하고, 제6 배선들(M61~M66)과 제6 층간 절연막들(IL6)의 길이(X 방향)는 서로 동일하고, 제7 배선들(M71~M76)과 제7 층간 절연막들(IL7)의 길이(X 방향)는 서로 동일하게 형성될 수 있다. 또는, 각 층의 배선들(M1n~M7n)과 층간 절연막들(IL1~IL7)의 길이는 반도체 장치에 따라 서로 다르게 형성될 수도 있다. 각 층에 형성된 배선들의 길이 차이는 로컬 라인들(LL)이 접하는 폭과 길이를 고려하여 결정될 수 있다. The wirings M11 to M16, M21 to M26, M31 to M36, M41 to M46, M51 to M56, M61 to M66 and M71 to M76 formed on the same layer among the stacked wirings 120M are spaced apart from each other in the Y direction And extend in the X direction, respectively. A structure in which wiring lines are stacked in seven layers will be described as an example. It is assumed that the lowermost layer among the layers on which the stacked wirings 120M are formed is referred to as a first layer and the uppermost layer is referred to as a seventh layer. The first wirings M11 to M16 are formed in the first layer, the second wirings M21 to M26 are formed in the second layer, the third wirings M31 to M36 are formed in the third layer The fourth wiring lines M41 to M46 are formed on the fourth layer, the fifth wiring lines M51 to M56 are formed on the fifth layer and the sixth wiring lines M61 to M66 are formed on the sixth layer And seventh wirings M71 to M76 may be formed in the seventh layer. The region where the wirings are separated from each other along the Y direction can be referred to as a slit region (SLR). The first to seventh interlayer insulating films IL1 to ILn are formed from the lower end of the first wirings M11 to M16 to the lower ends of the seventh wirings M71 to M76 for electrical interception between the wirings M11 to M76, And an insulating film (not shown) may also be formed in the slit region SLR. That is, insulating films are formed between the wirings arranged horizontally to each other and between the wirings stacked in a stepwise manner so that the wirings can be electrically separated from each other. The lengths (X direction) of the first interconnection lines M11 to M16 and the first interlayer insulating films IL1 are equal to each other and the length of the second interconnection lines M21 to M26 and the second interlayer insulating films IL2 And the lengths (X direction) of the third interconnection lines M31 to M36 and the third interlayer insulating films IL3 are equal to each other, and the fourth interconnection lines M41 to M46 and the fourth interlayer insulating film The lengths (X direction) of the insulating films IL4 are equal to each other and the lengths (X direction) of the fifth interconnection lines M51 through M56 and the fifth interlayer insulating films IL5 are equal to each other. The lengths (X direction) of the seventh interlayer insulating films IL1 to M66 and the sixth interlayer insulating films IL6 are equal to each other, and the lengths (X direction) of the seventh interconnection lines M71 to M76 and the seventh interlayer insulating films IL7 are Can be formed in the same manner. Alternatively, the lengths of the wirings M1n to M7n of the respective layers and the interlayer insulating films IL1 to IL7 may be formed differently depending on the semiconductor device. The length difference of the wirings formed in each layer can be determined in consideration of the width and length in which the local lines LL contact.

제1 배선들(M11~M16)은 제1 층간 절연막들(IL1)의 상부에 형성되고, 제2 층간 절연막들(IL2)은 제1 배선들(M11~M16)의 끝단의 일부 상면이 노출되도록 제1 배선들(M11~M16)의 상부에 형성된다. 제2 배선들(M21~M26)은 제2 층간 절연막들(IL2)의 상부에 형성되고, 제3 층간 절연막들(IL3)은 제2 배선들(M21~M26)의 끝단의 일부 상면이 노출되도록 제2 배선들(M21~M26)의 상부에 형성된다. 제3 배선들(M31~M36)은 제3 층간 절연막들(IL3)의 상부에 형성되고, 제4 층간 절연막들(IL4)은 제3 배선들(M31~M36)의 끝단의 일부 상면이 노출되도록 제3 배선들(M31~M36)의 상부에 형성된다. 제4 배선들(M41~M46)은 제4 층간 절연막들(IL4)의 상부에 형성되고, 제5 층간 절연막들(IL5)은 제4 배선들(M41~M46)의 끝단의 일부 상면이 노출되도록 제4 배선들(M41~M46)의 상부에 형성된다. 제5 배선들(M51~M56)은 제5 층간 절연막들(IL5)의 상부에 형성되고, 제6 층간 절연막들(IL6)은 제5 배선들(M51~M56)의 끝단의 일부 상면이 노출되도록 제5 배선들(M51~M56)의 상부에 형성된다. 제6 배선들(M61~M66)은 제6 층간 절연막들(IL6)의 상부에 형성되고, 제7 층간 절연막들(IL7)은 제6 배선들(M61~M66)의 끝단의 일부 상면이 노출되도록 제6 배선들(M61~M66)의 상부에 형성된다. 제7 배선들(M71~M76)은 제7 층간 절연막들(IL7)의 상부에 형성된다. 각 층마다 노출된 배선들의 상부에 로컬 라인들이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 로컬 라인들에 포함되는 콘택 플러그들이 각 층마다 노출된 배선들의 상부에 형성될 수 있다. The first interconnection lines M11 to M16 are formed on the first interlayer insulating films IL1 and the second interlayer insulating films IL2 are formed on the upper surface of the first interconnection lines M11 to M16 And is formed on the first wirings M11 to M16. The second interconnection lines M21 to M26 are formed on the second interlayer insulating films IL2 and the third interlayer insulating films IL3 are formed on the upper surface of the second interconnection lines M21 to M26 And is formed on the second wirings M21 to M26. The third interconnection lines M31 to M36 are formed on the third interlayer insulating films IL3 and the fourth interlayer insulating films IL4 are formed on the upper surface of the third interconnection lines M31 to M36 And is formed on the third wirings M31 to M36. The fourth interconnection lines M41 to M46 are formed on the fourth interlayer insulating films IL4 and the fifth interlayer insulating films IL5 are formed on the upper surface of the fourth interconnection lines M41 to M46 And is formed on the fourth wirings M41 to M46. The fifth interconnection lines M51 to M56 are formed on the fifth interlayer insulating films IL5 and the sixth interlayer insulating films IL6 are formed on the upper surface of the fifth interconnection lines M51 to M56 And is formed on the fifth wirings M51 to M56. The sixth interconnection lines M61 to M66 are formed on the sixth interlayer insulating films IL6 and the seventh interlayer insulating films IL7 are formed so that a part of the upper surface of the end portions of the sixth interconnection lines M61 to M66 is exposed And is formed on the sixth wirings M61 to M66. The seventh interconnection lines M71 to M76 are formed on the seventh interlayer insulating films IL7. Local lines may be formed on top of exposed wirings for each layer. More specifically, the contact plugs included in the local lines can be formed on top of exposed wirings for each layer.

이처럼, 적층형 배선들(120M)을 Z 방향과 Y 방향으로 각각 배열함으로써, Y 방향으로 적층된 배선들의 개수와 Y 방향으로 분리된 배선들의 개수를 서로 곱한 개수만큼의 배선들을 형성할 수 있다. As such, by stacking the stacked wirings 120M in the Z direction and the Y direction, the number of wirings can be formed by multiplying the number of wirings stacked in the Y direction and the number of wirings separated in the Y direction.

상술한 적층형 배선들(120M)을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. A method of forming the above-described stacked wirings 120M will be described in detail as follows.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 배선들의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도이다. 6A to 6C are perspective views illustrating a method of manufacturing stacked wirings according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 기판(미도시) 상에 제1 층간 절연막(IL1), 제1 도전막(M1), 제2 층간 절연막(IL2), 제2 도전막(M2), 제3 층간 절연막(IL3), 제4 도전막(M4), 제5 층간 절연막(IL5), 제6 도전막(M6), 제7 층간 절연막(IL7) 및 제7 도전막(M7)을 순차적으로 형성한다. 본 실시예에서는 각각 일곱 개의 층간 절연막들과 도전막들이 적층되지만, 층간 절연막들과 도전막들의 개수는 반도체 장치에 따라 다를 수 있다. 제1 내지 제7 층간 절연막들(IL1~IL7)은 산화막으로 형성될 수 있고, 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)은 금속막으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)은 텅스텐막으로 형성될 수 있다. 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)을 텅스텐막으로 형성하는 방법은 다양하다. 예를 들면, 제1 내지 제7 층간 절연막들(IL1~IL7) 사이에 질화막들 및 텅스텐막들을 형성한 후, 열처리 공정을 수행하여 질화막들의 내부로텅스텐막들이 혼합되도록 하는 치환 공정을 수행할 수 있다. 또는, 제1 내지 제7 층간 절연막들(IL1~IL7)의 사이에 희생막들을 형성한 후, 후속 공정에서 희생막들을 제거하고, 희생막들이 제거된 영역들 내에 텅스텐막들을 채울 수 있다. 이 외에도 다양한 방법으로 제1 내지 제7 층간 절연막들(IL1~IL7)과 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)을 형성할 수 있다. 이하 에서는 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)이 텅스텐막으로 형성된 경우를 예를 들어 설명하도록 한다. 다만, 텅스텐막은 설명의 이해를 위한 실시예에 해당되므로, 텅스텐막 이외에도 다양한 종류의 도전막들이 사용될 수도 있다. 6A, a first interlayer insulating film IL1, a first conductive film M1, a second interlayer insulating film IL2, a second conductive film M2, and a third interlayer insulating film (not shown) are formed on a substrate IL3, a fourth conductive film M4, a fifth interlayer insulating film IL5, a sixth conductive film M6, a seventh interlayer insulating film IL7 and a seventh conductive film M7 are sequentially formed. In this embodiment, seven interlayer insulating films and conductive films are stacked, respectively, but the number of interlayer insulating films and conductive films may be different depending on semiconductor devices. The first to seventh interlayer insulating films IL1 to IL7 may be formed of an oxide film and the first to seventh conductive films M1 to M7 may be formed of a metal film. For example, the first to seventh conductive films M1 to M7 may be formed of a tungsten film. There are various methods of forming the first to seventh conductive films M1 to M7 from a tungsten film. For example, after a nitride film and a tungsten film are formed between the first to seventh interlayer insulating films IL1 to IL7, a heat treatment process may be performed to perform a replacement process of mixing the tungsten films into the nitride films have. Alternatively, after the sacrificial films are formed between the first to the seventh interlayer insulating films IL1 to IL7, the sacrificial films can be removed in a subsequent process, and the tungsten films can be filled in the regions where the sacrificial films are removed. In addition, the first to seventh interlayer insulating films IL1 to IL7 and the first to seventh conductive films M1 to M7 can be formed by various methods. Hereinafter, a case where the first to seventh conductive films M1 to M7 are formed of a tungsten film will be described as an example. However, since the tungsten film corresponds to the embodiment for understanding the explanation, various kinds of conductive films other than the tungsten film may be used.

도 6b를 참조하면, 제1 내지 제7 층간 절연막들(IL1~IL7)과 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)이 각각 쌍을 이루면서 하부에서 상부로 갈수록 길이가 짧아지는 계단 구조(61-62)를 가지도록 제1 식각 공정을 수행한다. 제1 식각 공정은 슬리밍(slimming) 공정으로 수행될 수 있다. 슬리밍 공정은 제7 도전막(M7)부터 제1 도전막(M1)까지 도전막들의 끝단 상면의 일부가 순차적으로 노출되는 계단 구조를 이루도록 제7 내지 제1 도전막들(M7~M1)과 제7 내지 제1 층간 절연막들(IL7~IL1)에 순차적으로 수행된다. 예를 들면, 제7 도전막(M7)의 상면 일부가 잔류되도록 제7 도전막(M7)과 제7 층간 절연막(IL7)의 일부를 제거한다. 제7 도전막(M7)과 제7 층간 절연막(IL7)의 일부를 제거하기 위한 식각 공정은 제6 도전막(M6)이 노출될 때까지 수행된다. 제6 도전막(M6)이 노출되면, 제6 도전막(M6)의 상면 일부가 잔류되도록 제6 도전막(M6)과 제6 층간 절연막(IL6)의 일부를 제거한다. 이와 같은 방식으로 제1 도전막(M1)의 상면 일부가 노출될 때까지 제1 식각 공정을 수행하여 계단구조를 형성한다. Referring to FIG. 6B, a step structure in which the first to seventh interlayer insulating films IL1 to IL7 and the first to seventh conductive films M1 to M7 are paired, 61 - 62). The first etching process may be performed by a slimming process. In the slimming process, the seventh to the first conductive films M7 to M1 and the seventh conductive films M7 to M1 are formed so as to form a stepped structure in which a part of the upper end surface of the conductive films from the seventh conductive film M7 to the first conductive film M1 is sequentially exposed. 7 to the first interlayer insulating films IL7 to IL1. For example, part of the seventh conductive film M7 and the seventh interlayer insulating film IL7 is removed so that a part of the upper surface of the seventh conductive film M7 remains. The etching process for removing the seventh conductive film M7 and the seventh interlayer insulating film IL7 is performed until the sixth conductive film M6 is exposed. When the sixth conductive film M6 is exposed, a part of the sixth conductive film M6 and the sixth interlayer insulating film IL6 are removed so that a part of the upper surface of the sixth conductive film M6 is left. In this manner, the first etching process is performed until a part of the top surface of the first conductive film M 1 is exposed to form a stepped structure.

도 6c를 참조하면, 계단 구조를 갖는 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)을 슬릿 영역들(SLR)을 따라 분리시키기 위한 제2 식각 공정이 수행된다. 제2 식각 공정은 다수의 개구부들이 포함된 식각 마스크 패턴들(미도시)을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 개구부들은 X 방향으로 연장되고 Y 방향을 따라 서로 수평하게 배열될 수 있다. 개구부들을 따라 노출된 제7 내지 제1 도전막들(M7~M1)과 제7 내지 제1 도전막들(M7~M1)의 하부에 잔류된 제7 내지 제1 층간 절연막들(IL7~IL1)을 제거하는 제2 식각 공정을 수행하여, 동일한 층에 형성된 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)을 다수의 배선들로 이격시킨다. 제1 도전막(M1)이 형성된 제1 층을 예로 들면, 제2 식각 공정을 수행하면 제1 도전막(M1)은 다섯 개의 슬릿 영역들(SLR)에 의해 여섯 개의 도전막들로 분리되어 여섯 개의 배선들(M11~M16)이 형성된다. 제7 내지 제1 도전막들(M7~M1)의 폭 및 간격은 슬릿 영역들(SLR)의 폭 및 간격에 따라 다양하게 조절될 수 있다. 배선들 간의 전기적 차단을 위하여, 슬릿 영역들(SLR)의 내부에는 절연막이 채워질 수 있다. 이처럼, 제1 내지 제7 층들에 형성된 제1 내지 제7 도전막들(M1~M7)이 각각 여섯 개의 도전막들로 분리되어 다수의 배선들(M11~M76)이 형성될 수 있으므로, 한정된 영역 내에서 서로 다른 로컬 라인들(LL)을 연결하기 위한 적층형 배선들(120M)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 6C, a second etching process is performed to separate the first to seventh conductive films M1 to M7 having a step structure along the slit regions SLR. The second etching process may be performed using etch mask patterns (not shown) including a plurality of openings. For example, the openings may extend in the X direction and be arranged horizontally to each other along the Y direction. The seventh to the first interlayer insulating films IL7 to IL1 remaining on the bottoms of the seventh to the first conductive films M7 to M1 and the seventh to the first conductive films M7 to M1 exposed along the openings, The first to seventh conductive films M1 to M7 formed on the same layer are separated by a plurality of wirings. For example, if the first layer having the first conductive layer M 1 is formed, the first conductive layer M 1 is divided into six conductive layers by the five slit regions SLR, Wirings M11 to M16 are formed. The width and the interval of the seventh to the first conductive films M7 to M1 may be variously adjusted according to the width and the interval of the slit regions SLR. In order to electrically disconnect between the wirings, an insulating film may be filled in the slit regions SLR. Since the first to seventh conductive films M1 to M7 formed on the first to seventh layers are separated into six conductive films to form a plurality of wirings M11 to M76, The stacked wirings 120M for connecting the different local lines LL can be formed.

도 7은 적층형 배선들이 3차원 반도체 장치에 적용된 실시예를 설명하기 위한 사시도이다. 7 is a perspective view for explaining an embodiment in which stacked wirings are applied to a three-dimensional semiconductor device.

도 7을 참조하면, 3차원 반도체 장치는 메모리 블록과 주변회로를 서로 연결하는 다수의 로컬 라인들(LL)을 포함한다. 로컬 라인들(LL)은 다수의 소오스 셀렉트 라인들(SSL), 워드라인들(WL), 드레인 셀렉트 라인들(DSL) 및 콘택 플러그들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 메모리 블록에 포함되는 소오스 셀렉트 라인들(SSL), 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)은 기판의 상부에 서로 이격되어 순차적으로 적층될 수 있으며, 콘택 플러그들은 소오스 셀렉트 라인들(SSL), 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)과 적층형 배선들(120M)이 서로 연결되도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the three-dimensional semiconductor device includes a plurality of local lines LL connecting a memory block and a peripheral circuit to each other. Local lines LL may include a plurality of source select lines SSL, word lines WL, drain select lines DSL and contact plugs. For example, the source select lines (SSL), the word lines (WL), and the drain select lines (DSL) included in the memory block may be sequentially stacked on top of the substrate and the contact plugs Select lines (SSL), word lines (WL), and drain select lines (DSL) and stacked wirings (120M) may be formed to connect with each other.

반도체 장치의 데이터 저장 용량이 증가함에 따라, 메모리 셀들의 개수가 증가하므로, 메모리 셀들에 연결된 워드라인들(WL)의 개수도 증가한다. 워드라인들(WL)의 개수가 증가하면, 워드라인들(WL)을 포함하는 로컬 라인들(LL)의 개수도 증가한다. As the data storage capacity of the semiconductor device increases, the number of memory cells increases, so that the number of word lines WL connected to the memory cells also increases. As the number of word lines WL increases, the number of local lines LL including the word lines WL also increases.

따라서, 3차원 반도체 장치에 포함된 워드라인들(WL)의 슬리밍(slimming) 구조와 같이, 로컬 라인들(LL)을 주변회로(도 4의 120)에 연결하기 위한 배선들(120M)을 계단 구조로 적층하고, 슬릿 영역들을 통해 계단 구조로 적층된 배선들을 다시 다수의 배선들로 이격시킴으로써, 서로 다른 전압이 인가될 수 있는 배선들(120M)의 개수를 제한된 영역 내에서 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 하나의 메모리 블록에 연결된 로컬 라인들(LL)을 그룹화하고, 각 그룹에 해당되는 로컬 라인들(LL)을 슬릿 영역으로 구분된 배선 그룹들(71 및 72)에 각각 연결할 수 있다. Accordingly, the wiring 120M for connecting the local lines LL to the peripheral circuit 120 (FIG. 4), such as the slimming structure of the word lines WL included in the three-dimensional semiconductor device, And the number of wirings 120M to which different voltages can be applied can be increased within a limited area by separating the wirings stacked in the stepwise structure through the slit regions again with a plurality of wirings. For example, the local lines LL connected to one memory block can be grouped and the local lines LL corresponding to the respective groups can be connected to the wiring groups 71 and 72 divided into the slit regions, respectively .

도 8은 적층형 배선들이 3차원 반도체 장치에 적용된 실시예를 설명하기 위한 회로도이다. 8 is a circuit diagram for explaining an embodiment in which stacked wirings are applied to a three-dimensional semiconductor device.

도 8을 참조하면, 3차원 반도체 장치의 메모리 블록들(MBLK 및 FBLK)은 메인 블록들(MBLK)과 플래그 블록들(FBLK)을 포함할 수 있다. 메인 블록들(MBLK)에는 사용자가 사용하는 메인 데이터가 저장되고, 플래그 블록들(FBLK)에는 반도체 장치의 동작에 필요한 데이터가 저장될 수 있다. 메모리 블록들(MBLK 및 FBLK)은 기판으로부터 수직 방향으로 연결된 소오스 셀렉트 트랜지스터들(SST), 메모리 셀들(F0~Fn) 및 드레인 셀렉트 트랜지스터들(DST)을 포함할 수 있다. 소오스 셀렉트 트랜지스터들(SST)은 공통 소오스 라인(SL)에 연결될 수 있고, 드레인 셀렉트 트랜지스터들(DST)은 비트라인들(BL0~BLj)에 연결될 수 있다. 소오스 셀렉트 트랜지스터들(SST)의 게이트들은 소오스 셀렉트 라인들(SSL)에 연결될 수 있고, 메모리 셀들(F0~Fn)의 게이트들은 워드라인들(WL0~WLn)에 연결될 수 있고, 드레인 셀렉트 트랜지스터들(DST)의 게이트들은 드레인 셀렉트 라인들(DSL)에 연결될 수 있다. 소오스 셀렉트 라인들(SSL), 워드라인들(WL0~WLn) 및 드레인 셀렉트 라인들(DSL)은 로컬 라인들(LL)에 포함될 수 있다. 로컬 라인들(LL)은 주변회로의 배선들(120M)을 통해 주변회로에 연결될 수 있다. 예를 들면, 로컬 라인들(LL)은 주변회로 중 로우 디코더에 포함되는 패스 스위치 회로(SW)에 연결될 수 있다. 패스 스위치 회로(SW)는 다수의 메모리 블록들 중에서 선택된 메모리 블록의 로컬 라인들(LL)에 동작전압을 전달하는 회로일 수 있다. 패스 스위치 회로(SW)는 글로벌 라인들(GL)과 로컬 라인들(LL) 사이에 연결된 다수의 패스 트랜지스터들(TR_P)을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 글로벌 라인들(GL)은 전압 생성 회로(도 1의 21)에 연결될 수 있다. Referring to FIG. 8, the memory blocks MBLK and FBLK of the three-dimensional semiconductor device may include main blocks MBLK and flag blocks FBLK. Main data used by a user is stored in the main blocks MBLK, and data necessary for operation of the semiconductor device is stored in the flag blocks FBLK. The memory blocks MBLK and FBLK may include source select transistors SST, memory cells F0 to Fn, and drain select transistors DST connected vertically from the substrate. The source select transistors SST may be connected to the common source line SL and the drain select transistors DST may be connected to the bit lines BL0 to BLj. The gates of the source select transistors SST can be connected to the source select lines SSL and the gates of the memory cells F0 to Fn can be connected to the word lines WL0 to WLn and the drain select transistors DST may be connected to the drain select lines DSL. The source select lines SSL, the word lines WL0 to WLn and the drain select lines DSL may be included in the local lines LL. The local lines LL may be connected to the peripheral circuits via the wirings 120M of the peripheral circuits. For example, the local lines LL may be connected to the path switch circuit SW included in the low-level decoder among the peripheral circuits. The pass switch circuit SW may be a circuit for transferring an operating voltage to local lines LL of a memory block selected from among a plurality of memory blocks. The pass switch circuit SW may include a plurality of pass transistors TR_P connected between the global lines GL and the local lines LL. Although not shown in the figure, the global lines GL may be connected to a voltage generating circuit (21 in Fig. 1).

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층형 배선들의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 9 is a view for explaining the structure of stacked wirings according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, X-Y 방향의 도면은 적층형 배선들(120M)의 레이아웃도이고, 레이아웃도의 하부에 도시된 도면은 X, Y, Z 방향의 사시도이다. 9, the drawing in the X-Y direction is a layout view of the layered wirings 120M, and the drawing shown in the lower part of the layout diagram is a perspective view in the X, Y, and Z directions.

적층형 배선들(120M)의 개수는 계단(90)의 층 수와 슬릿 영역들(SLR)의 수에 의해 결정되며, 적층형 배선들(120M)과 주변회로가 서로 연결되기 위한 레이아웃은 슬릿 영역들(SLR)의 형태에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 슬릿 영역들(SLR)의 레이아웃을 변형하면, 제한된 영역 내에서 다수의 로컬 라인들(LL)과 주변회로를 서로 연결할 수 있는 다양한 구조로 적층형 배선들(120M)을 형성할 수 있다. 또한, 각 층에 형성된 배선들의 두께 및 폭을 각각 조절할 수 있으므로, 각 층마다 배선들의 저항(resistance)을 서로 다르게 조절할 수 있으며, 이로 인해 전기적 특성을 고려하여 배선들을 형성할 수 있다. 도 9에는 도시되지 않았으나, 적층형 배선들(120M) 사이에는 층간 절연막들이 형성되어, 서로 다른 층의 적층형 배선들(120M)이 전기적으로 서로 분리될 수 있다. The number of the stacked wirings 120M is determined by the number of layers of the stairs 90 and the number of the slit regions SLR and the layout for connecting the stacked wirings 120M and the peripheral circuits to each other is determined by the number of slit regions SLR). ≪ / RTI > Therefore, by modifying the layout of the slit regions SLR, the stacked wirings 120M can be formed in various structures that can connect a plurality of local lines LL and peripheral circuits within a limited area with each other. Further, since the thickness and the width of the wirings formed on each layer can be adjusted, the resistance of the wirings can be controlled to be different for each layer, and the wirings can be formed taking the electrical characteristics into consideration. Although not shown in FIG. 9, interlayer insulating films are formed between the stacked wirings 120M, so that the stacked wirings 120M of different layers can be electrically separated from each other.

이처럼, 배선들이 차지하는 면적을 증가시키지 않아도 다수의 배선들을 제한된 영역 내에 형성할 수 있으므로, 반도체 장치의 크기를 감소시킬 수 있다. As described above, since a plurality of wirings can be formed in a limited area without increasing the area occupied by the wirings, the size of the semiconductor device can be reduced.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 솔리드 스테이트 드라이브를 설명하기 위한 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a solid state drive including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 드라이브 장치(2000)는 호스트(2100; Host)와 SSD(2200)를 포함한다. SSD(2200)는 SSD 제어부(2210; SSD Controller), 버퍼 메모리(2220; Buffer Memory) 및 반도체 장치(1000)를 포함한다. Referring to FIG. 10, a drive device 2000 includes a host 2100 and an SSD 2200. The SSD 2200 includes an SSD controller 2210, a buffer memory 2220, and a semiconductor device 1000.

SSD 제어부(2210)는 호스트(2100)와 SSD(2200)와의 물리적 연결을 제공한다. 즉, SSD 제어부(2210)는 호스트(2100)의 버스 포맷(Bus Format)에 대응하여 SSD(2200)와의 인터페이싱을 제공한다. 특히, SSD 제어부(2210)는 호스트(2100)로부터 제공되는 명령어를 디코딩한다. 디코딩된 결과에 따라, SSD 제어부(2210)는 반도체 장치(1000)를 액세스한다. 호스트(2100)의 버스 포맷(Bus format)으로 USB(Universal Serial Bus), SCSI(Small Computer System Interface), PCI express, ATA, PATA(Parallel ATA), SATA(Serial ATA), SAS(Serial Attached SCSI) 등이 포함될 수 있다.The SSD control unit 2210 provides a physical connection between the host 2100 and the SSD 2200. That is, the SSD control unit 2210 provides interfacing with the SSD 2200 in response to the bus format of the host 2100. In particular, the SSD control unit 2210 decodes the command provided from the host 2100. The SSD control unit 2210 accesses the semiconductor device 1000 according to the decoded result. (PCI) express, ATA, PATA (Parallel ATA), SATA (Serial ATA), SAS (Serial Attached SCSI), and the like are used as the bus format of the host 2100. [ And the like.

버퍼 메모리(2220)에는 호스트(2100)로부터 제공되는 프로그램 데이터 또는 반도체 장치(1000)로부터 리드된 데이터가 임시적으로 저장된다. 호스트(2100)의 리드 요청시 반도체 장치(1000)에 존재하는 데이터가 캐시되어 있는 경우, 버퍼 메모리(2220)는 캐시된 데이터를 직접 호스트(2100)로 제공하는 캐시 기능을 지원한다. 일반적으로, 호스트(2100)의 버스 포맷(예를 들면, SATA 또는 SAS)에 의한 데이터 전송 속도는 SSD(2200)의 메모리 채널의 전송 속도보다 빠르다. 즉, 호스트(2100)의 인터페이스 속도가 SSD(2200)의 메모리 채널의 전송 속도보다 빠른 경우, 대용량의 버퍼 메모리(2220)를 제공함으로써 속도 차이로 발생하는 퍼포먼스 저하를 최소화할 수 있다. 버퍼 메모리(2220)는 대용량의 보조 기억 장치로 사용되는 SSD(2200)에서 충분한 버퍼링을 제공하기 위해 동기식 DRAM(Synchronous DRAM)으로 제공될 수 있다. In the buffer memory 2220, program data provided from the host 2100 or data read from the semiconductor device 1000 is temporarily stored. When data existing in the semiconductor device 1000 is cached at the time of a read request of the host 2100, the buffer memory 2220 supports a cache function of directly providing the cached data to the host 2100. In general, the data transfer rate by the bus format (e.g., SATA or SAS) of the host 2100 is faster than the transfer rate of the memory channel of the SSD 2200. That is, when the interface speed of the host 2100 is higher than the transmission speed of the memory channel of the SSD 2200, performance degradation caused by the speed difference can be minimized by providing the buffer memory 2220 of a large capacity. The buffer memory 2220 may be provided to a synchronous DRAM (DRAM) in order to provide sufficient buffering in the SSD 2200 used as a large capacity auxiliary storage device.

반도체 장치(1000)는 SSD(2200)의 저장 매체로서 제공된다. 예를 들면, 반도체 장치(1000)는 도 1에서 상술한 바와 같이 대용량의 저장 능력을 가지는 불휘발성 메모리 장치로 제공될 수 있으며, 불휘발성 메모리 중에서도 낸드 플래시 메모리(NAND-type Flash memory)로 제공될 수 있다. The semiconductor device 1000 is provided as a storage medium of the SSD 2200. For example, the semiconductor device 1000 may be provided as a nonvolatile memory device having a large capacity storage capability as described above with reference to FIG. 1, and may be provided as a NAND-type flash memory among nonvolatile memories .

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 메모리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a memory system including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 메모리 시스템(3000)은 메모리 제어부(3100)와 반도체 장치(1000)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, a memory system 3000 according to the present invention may include a memory controller 3100 and a semiconductor device 1000.

반도체 장치(1000)는 도 1과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으므로, 반도체 장치(1000)에 대한 구체적인 설명은 생략한다. Since the semiconductor device 1000 can be configured substantially the same as that of FIG. 1, a detailed description of the semiconductor device 1000 will be omitted.

메모리 제어부(3100)는 반도체 장치(1000)를 제어하도록 구성될 수 있다. SRAM(3110)은 CPU(3120)의 워킹 메모리로 사용될 수 있다. 호스트 인터페이스(3130; Host I/F)는 메모리 시스템(3000)과 접속되는 호스트의 데이터 교환 프로토콜을 구비할 수 있다. 메모리 제어부(3100)에 구비된 에러 정정 회로(3140; ECC)는 반도체 장치(1000)로부터 리드된 데이터에 포함되어 있는 에러를 검출 및 정정할 수 있다. 반도체 인터페이스(3150; Semiconductor I/F)는 반도체 장치(1000)와 인터페이싱 할 수 있다. CPU(3120)는 메모리 제어부(3100)의 데이터 교환을 위한 제어동작을 수행할 수 있다. 또한, 도 11에는 도시되지 않았지만, 메모리 시스템(3000)은 호스트(Host)와의 인터페이싱을 위한 코드 데이터를 저장하는 ROM(미도시됨) 등이 더 제공될 수 있다.The memory control unit 3100 may be configured to control the semiconductor device 1000. [ The SRAM 3110 can be used as a working memory of the CPU 3120. [ The host interface 3130 (Host I / F) may have a data exchange protocol of a host connected to the memory system 3000. An error correction circuit 3140 (ECC) provided in the memory control unit 3100 can detect and correct an error included in the data read from the semiconductor device 1000. A semiconductor interface (I / F) 3150 may interface with the semiconductor device 1000. The CPU 3120 can perform a control operation for exchanging data of the memory control unit 3100. [ 11, the memory system 3000 may further be provided with a ROM (not shown) or the like for storing code data for interfacing with a host (Host).

본 발명에 따른 메모리 시스템(3000)은, 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA, 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 디지털 카메라(digital camera), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 장치들 중 하나에 적용될 수 있다.The memory system 3000 in accordance with the present invention may be implemented as a computer system, such as a computer, a UMPC (Ultra Mobile PC), a workstation, a netbook, a PDA, a portable computer, a web tablet, a wireless phone A mobile phone, a smart phone, a digital camera, a digital audio recorder, a digital audio player, a digital picture recorder, A digital video player, a digital video player, a device capable of transmitting and receiving information in a wireless environment, and a device applied to one of various devices constituting a home network .

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a schematic configuration of a computing system including a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 컴퓨팅 시스템(4000)은 버스(4300)에 전기적으로 연결된 반도체 장치(1000), 메모리 제어부(4100), 모뎀(4200), 마이크로프로세서(4400) 및 사용자 인터페이스(4500)를 포함한다. 본 발명에 따른 컴퓨팅 시스템(4000)이 모바일 장치인 경우, 컴퓨팅 시스템(4000)의 동작 전압을 공급하기 위한 배터리(4600)가 추가적으로 제공될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 컴퓨팅 시스템(4000)에는 응용 칩셋(application chip set), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS), 모바일 디램 등이 더 포함될 수 있다. 12, a computing system 4000 according to the present invention includes a semiconductor device 1000 electrically connected to a bus 4300, a memory controller 4100, a modem 4200, a microprocessor 4400, and a user interface 4500). If the computing system 4000 according to the present invention is a mobile device, a battery 4600 for supplying the operating voltage of the computing system 4000 may additionally be provided. Although not shown in the figure, the computing system 4000 according to the present invention may further include an application chip set, a camera image processor (CIS), a mobile DRAM, and the like.

반도체 장치(1000)는 도 1과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으므로, 반도체 장치(1000)에 대한 구체적인 설명은 생략한다. Since the semiconductor device 1000 can be configured substantially the same as that of FIG. 1, a detailed description of the semiconductor device 1000 will be omitted.

메모리 제어부(4100)와 반도체 장치(1000)는 SSD(Solid State Drive/Disk)를 구성할 수 있다.The memory controller 4100 and the semiconductor device 1000 may constitute a solid state drive / disk (SSD).

본 발명에 따른 반도체 장치 및 메모리 제어부는 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 반도체 장치 및 메모리 제어부는 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP) 및 Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장 될 수 있다.The semiconductor device and the memory controller according to the present invention can be mounted using various types of packages. For example, the semiconductor device and the memory control unit according to the present invention can be used in various applications such as package on package (PoP), ball grid arrays (BGAs), chip scale packages (CSPs), plastic leaded chip carriers (PLCC) PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQFP), Thin Quad Flatpack (TQFP) ), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package (WFP) and Wafer-Level Processed Stack Package And can be implemented using the same packages.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시 예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. 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.

1000: 반도체 장치 110: 메모리 셀 어레이
120: 주변회로 130: 제어회로
21: 전압 생성 회로 22: 로우 디코더
23: 페이지 버퍼 24: 컬럼 디코더
25: 입출력 회로 120M: 적층형 배선들
SLR: 슬릿 영역
1000: semiconductor device 110: memory cell array
120: peripheral circuit 130: control circuit
21: voltage generation circuit 22:
23: page buffer 24: column decoder
25: I / O circuit 120M: stacked wirings
SLR: Slit area

Claims (20)

계단 형태로 서로 이격되어 적층된 다수의 배선들이 포함된 제1 배선 그룹; 및
상기 계단 형태로 서로 이격되어 적층된 다수의 배선들이 포함되며, 상기 제1 배선 그룹과 서로 이격된 제2 배선 그룹을 포함하는 반도체 장치.
A first wiring group including a plurality of wirings stacked and spaced apart in a stepwise manner; And
And a second wiring group spaced apart from the first wiring group, wherein the second wiring group includes a plurality of wirings separated from each other in a stepped shape.
데이터가 저장되는 메모리 블록;
상기 메모리 블록에 연결된 로컬 라인들;
상기 메모리 블록의 하단에 배치된 주변회로; 및
상기 주변회로와 상기 로컬 라인들을 서로 연결하며, 계단 형태로 적층된 다수의 배선들을 포함하는 반도체 장치.
A memory block in which data is stored;
Local lines connected to the memory block;
A peripheral circuit disposed at a lower end of the memory block; And
And a plurality of interconnections interconnecting the peripheral circuit and the local lines and stacked in a stepped manner.
제2항에 있어서, 상기 메모리 블록은,
3차원 구조로 이루어진 다수의 셀 스트링들을 포함하는 반도체 장치.
The memory device according to claim 2,
A semiconductor device comprising a plurality of cell strings in a three-dimensional structure.
제2항에 있어서,
상기 로컬 라인들은 소오스 셀렉트 라인들, 워드라인들 및 드레인 셀렉트 라인들을 포함하는 반도체 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the local lines comprise source select lines, word lines and drain select lines.
제2항에 있어서, 상기 배선들은,
하부에서 상부 방향으로 갈수록 길이가 짧아지는 계단 형태로 적층되고, 수평 방향으로 서로 이격된 반도체 장치.
The semiconductor device according to claim 2,
Wherein the semiconductor device is stacked in a stepped shape having a shorter length from the lower part to the upper part and is spaced apart from each other in the horizontal direction.
제2항에 있어서, 상기 배선들은,
제1 층에서 서로 수평하게 배열된 제1 배선들;
상기 제1 층의 상부인 제2 층에서 서로 수평하게 배열되며, 상기 제1 배선들보다 길이가 짧은 제2 배선들을 포함하는 반도체 장치.
The semiconductor device according to claim 2,
First wirings arranged horizontally to each other in the first layer;
And second wirings arranged horizontally to each other in a second layer above the first layer and shorter than the first wirings.
제6항에 있어서, 상기 배선들은,
상기 제2 층의 상부 층들에서 서로 수평하게 배열되며, 상부 층으로 갈수록 길이가 짧아지는 다수의 배선들을 포함하는 반도체 장치.
7. The semiconductor device according to claim 6,
And a plurality of wirings arranged horizontally to each other in the upper layers of the second layer and having a shorter length toward the upper layer.
제7항에 있어서,
상기 서로 수평하게 배열되는 배선들 사이와, 상기 계단 형태로 적층되는 배선들 사이에는, 상기 배선들이 전기적으로 서로 차단되도록 절연막들이 형성된 반도체 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the insulating films are formed between the wirings arranged horizontally to each other and between the wirings stacked in the stepwise form so that the wirings are electrically isolated from each other.
제2항에 있어서,
상기 배선들 각각은, 끝단의 일부 상면이 노출되는 반도체 장치.
3. The method of claim 2,
And each of the wirings exposes a part of the upper surface of the end.
제9항에 있어서,
상기 노출된 배선의 상부에 상기 로컬 라인들이 연결되는 반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the local lines are connected to an upper portion of the exposed wiring.
제1항에 있어서, 상기 배선들은,
다양한 폭, 다양한 높이 및 다양한 간격을 갖도록 형성되거나,
다양한 폭, 다양한 높이 또는 다양한 간격을 갖도록 형성되는 반도체 장치.
The semiconductor device according to claim 1,
Various widths, various heights, and various gaps,
And is formed to have various widths, various heights, or various intervals.
절연막들 및 도전막들을 교대로 적층하는 단계;
상기 도전막들의 일부 상면이 각 층마다 노출되도록 상기 도전막들 및 상기 절연막들을 계단 형태로 잔류되도록 제1 식각 공정을 수행하는 단계;
상기 계단 형태를 갖는 상기 도전막들 및 상기 절연막들이 수평 방향으로 서로 이격되도록 제2 식각 공정을 수행하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
Alternately laminating the insulating films and the conductive films;
Performing a first etching process such that the conductive films and the insulating films are left in a stepped shape such that a part of the top surfaces of the conductive films are exposed to each layer;
And performing a second etching process so that the conductive films having the step shape and the insulating films are spaced apart from each other in the horizontal direction.
제12항에 있어서,
상기 절연막들은 산화막들을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the insulating films include oxide films.
제12항에 있어서,
상기 도전막들은 도프트 폴리실리콘막 또는 금속막으로 형성되는 반도체 장치의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the conductive films are formed of a doped polysilicon film or a metal film.
제14항에 있어서,
상기 금속막은 텅스텐막을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the metal film comprises a tungsten film.
제12항에 있어서,
상기 제1 식각 공정은 슬리밍(slimming) 공정으로 수행되는 반도체 장치의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the first etching process is performed by a slimming process.
제16항에 있어서, 상기 슬리밍 공정은,
상기 도전막들의 끝단 상면의 일부가 순차적으로 노출되는 계단 구조를 이루도록, 상기 도전막들 및 상기 절연막들을 순차적으로 식각하는 반도체 장치의 제조 방법.
17. The method of claim 16, wherein the slimming step comprises:
Wherein the conductive films and the insulating films are sequentially etched so as to form a stepped structure in which a part of an upper end surface of the conductive films is sequentially exposed.
제12항에 있어서,
상기 제2 식각 공정은 상기 도전막들 및 상기 절연막들의 일부가 수직 방향으로 제거되도록 수행되는 반도체 장치의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the second etching process is performed such that a part of the conductive films and the insulating films are removed in a vertical direction.
제18항에 있어서,
상기 제2 식각 공정은 상기 도전막들 및 상기 절연막들의 일부가 제거될 영역에 개구부들이 형성된 식각 마스크 패턴들을 사용하여 수행되는 반도체 장치의 제조 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the second etching process is performed using etching mask patterns in which openings are formed in a region where the conductive films and a part of the insulating films are to be removed.
제19항에 있어서,
상기 개구부들의 형태에 따라 상기 배선들의 레이아웃이 결정되는 반도체 장치의 제조 방법.
20. The method of claim 19,
And the layout of the wirings is determined according to the shape of the openings.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190015773A (en) * 2017-08-07 2019-02-15 에스케이하이닉스 주식회사 Three dimensional semiconductor memory device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110102100A (en) * 2010-03-10 2011-09-16 가부시끼가이샤 도시바 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP2011187533A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp Semiconductor memory device and method of manufacturing same
KR20140029703A (en) * 2012-08-29 2014-03-11 에스케이하이닉스 주식회사 Non-volatile memory device and method of manufacturing the same
KR20140052398A (en) * 2012-10-24 2014-05-07 에스케이하이닉스 주식회사 Semicondoctor device and manufacturing method of the same
KR20150129940A (en) * 2014-05-12 2015-11-23 삼성전자주식회사 Nonvolatile memory device and erasing method thereof
US20160268304A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011187533A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp Semiconductor memory device and method of manufacturing same
KR20110102100A (en) * 2010-03-10 2011-09-16 가부시끼가이샤 도시바 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP2011187794A (en) * 2010-03-10 2011-09-22 Toshiba Corp Semiconductor storage device, and method of manufacturing the same
KR20140029703A (en) * 2012-08-29 2014-03-11 에스케이하이닉스 주식회사 Non-volatile memory device and method of manufacturing the same
KR20140052398A (en) * 2012-10-24 2014-05-07 에스케이하이닉스 주식회사 Semicondoctor device and manufacturing method of the same
KR20150129940A (en) * 2014-05-12 2015-11-23 삼성전자주식회사 Nonvolatile memory device and erasing method thereof
US20160268304A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190015773A (en) * 2017-08-07 2019-02-15 에스케이하이닉스 주식회사 Three dimensional semiconductor memory device

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