KR20220098088A - Semiconductor memory device and method for fabricating the same - Google Patents

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김준석
장기훈
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황창선
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삼성전자주식회사
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Abstract

A semiconductor memory device and a manufacturing method thereof are provided. The semiconductor memory device comprises: a substrate including a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction; a mold structure including a plurality of insulating layers and a plurality of gate electrode layers alternately stacked on a substrate; a channel structure extending in a direction perpendicular to the substrate in the cell region and penetrating the mold structure; and a cell contact extending in a direction perpendicular to the substrate in the extension region and connected to the plurality of gate electrode layers. The cell contact includes a first contact and a second contact spaced apart in a second direction crossing the first direction. The mold structure includes a dummy mold structure protruding in a direction perpendicular to the substrate between the first contact and the second contact.

Description

반도체 메모리 장치 및 그 제조 방법{Semiconductor memory device and method for fabricating the same}BACKGROUND ART Semiconductor memory device and method for fabricating the same

본 발명은 반도체 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same.

소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해 반도체 메모리 장치의 집적도를 증가시키는 것이 요구되고 있다. 반도체 메모리 장치의 경우 그 집적도가 제품의 가격을 결정하는 중요한 요인이기 때문에, 특히 증가된 집적도가 요구되고 있다.In order to meet the high performance and low price demanded by consumers, it is required to increase the density of semiconductor memory devices. In the case of a semiconductor memory device, since the degree of integration is an important factor determining the price of a product, an increased degree of integration is particularly required.

2차원 또는 평면적 반도체 메모리 장치의 경우 그 집적도는 단위 메모리 셀이 점유하는 면적에 의해 주로 결정되므로, 미세 패턴 형성 기술의 수준에 크게 영향을 받는다. 그러나, 패턴의 미세화를 위해서는 초고가의 장비들이 필요하기 때문에, 2차원 반도체 장치의 집적도는 증가하고는 있지만 여전히 제한적이다. 이에 따라, 3차원적으로 배열되는 메모리 셀들을 구비하는 3차원 반도체 장치들이 제안되고 있다.In the case of a two-dimensional or planar semiconductor memory device, the degree of integration is mainly determined by an area occupied by a unit memory cell, and thus is greatly affected by the level of fine pattern forming technology. However, since ultra-expensive equipment is required for pattern miniaturization, the degree of integration of the 2D semiconductor device is increasing, but is still limited. Accordingly, three-dimensional semiconductor devices including memory cells arranged three-dimensionally have been proposed.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 공정 난이도가 향상된 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY The technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor memory device having improved process difficulty.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 공정 난이도가 향상된 반도체 메모리 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device with improved process difficulty.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는, 제1 방향으로 인접하는 셀 영역과 연장 영역을 포함하는 기판, 기판 상에 교대로 적층된 복수의 절연층 및 복수의 게이트 전극층을 포함하는 몰드 구조체, 셀 영역에서 기판에 수직하는 방향으로 연장하고, 몰드 구조체를 관통하는 채널 구조체 및 연장 영역에서 기판에 수직하는 방향으로 연장하고, 복수의 게이트 전극층과 연결되는 셀 컨택을 포함하고, 셀 컨택은, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되는 제1 컨택 및 제2 컨택을 포함하고, 몰드 구조체는 제1 컨택 및 제2 컨택의 사이에서 기판에 수직하는 방향으로 돌출되는 더미 몰드 구조체를 포함한다. A semiconductor memory device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical object includes a substrate including a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction, a plurality of insulating layers alternately stacked on the substrate, and a plurality of A mold structure including a gate electrode layer, extending in a direction perpendicular to the substrate in a cell region, a channel structure penetrating through the mold structure, and a cell contact connected to the plurality of gate electrode layers extending in a direction perpendicular to the substrate in the extension region The cell contact includes a first contact and a second contact spaced apart in a second direction intersecting the first direction, and the mold structure protrudes between the first contact and the second contact in a direction perpendicular to the substrate. and a dummy mold structure that is

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는, 제1 방향으로 인접하는 셀 영역과 연장 영역을 포함하는 기판, 기판 상에 교대로 적층된 복수의 절연층 및 복수의 게이트 전극층을 포함하는 몰드 구조체, 제1 방향으로 연장하고, 몰드 구조체를 절단하는 워드라인 절단 라인 및 연장 영역에서 기판에 수직하는 방향으로 연장하고, 복수의 게이트 전극층과 연결되는 셀 컨택을 포함하고, 셀 컨택은, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되는 제1 컨택 및 제2 컨택을 포함하고, 제1 컨택 및 제2 컨택의 하부에 배치되는 몰드 구조체는 기판의 상면으로부터 제1 높이를 가지고, 제1 컨택 및 제2 컨택의 사이에서 몰드 구조체는 기판의 상면으로부터 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가진다.A semiconductor memory device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical object includes a substrate including a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction, a plurality of insulating layers alternately stacked on the substrate, and a plurality of A mold structure including a gate electrode layer, extending in a first direction, a word line cutting line for cutting the mold structure, and a cell contact extending in a direction perpendicular to the substrate in the extension region, and connected to the plurality of gate electrode layers; The cell contact includes first and second contacts spaced apart from each other in a second direction intersecting the first direction, and the mold structure disposed under the first contact and the second contact has a first height from the upper surface of the substrate. And, between the first contact and the second contact, the mold structure has a second height higher than the first height from the upper surface of the substrate.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조 방법은, 제1 방향으로 인접하는 셀 영역과 연장 영역을 포함하는 기판을 제공하고, 기판 상에 몰드 절연층 및 희생 절연층이 교대로 적층된 프리 몰드 구조체를 형성하고, 연장 영역 상의 프리 몰드 구조체에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되고, 프리 몰드 구조체의 상면으로부터 기판을 향해 리세스된 복수의 트렌치를 형성하고, 복수의 트렌치와 프리 몰드 구조체 상에 층간 절연막을 형성하고, 셀 영역 상의 프리 몰드 구조체를 관통하는 채널 구조체를 형성하고, 희생 절연층을 제거하고, 몰드 절연층 사이에 게이트 전극층을 형성하고, 복수의 트렌치 내에 게이트 전극층과 연결되는 셀 컨택을 형성하는 것을 포함한다.In a method for manufacturing a semiconductor memory device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, there is provided a substrate including a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction, and a mold insulating layer and a sacrificial layer on the substrate A plurality of trenches forming a pre-mold structure in which insulating layers are alternately stacked, spaced apart from the pre-mold structure on the extension region in a second direction intersecting the first direction, and recessed toward the substrate from the upper surface of the pre-mold structure forming a plurality of trenches and an interlayer insulating film on the pre-mold structure, forming a channel structure penetrating the pre-mold structure on the cell region, removing the sacrificial insulating layer, and forming a gate electrode layer between the mold insulating layers and forming cell contacts connected to the gate electrode layer in the plurality of trenches.

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

도 1은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 예시적인 회로도이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 예시적인 레이아웃도이다.
도 4는 도 3의 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4의 R1 영역을 설명하기 위한 확대도이다.
도 6은 도 3의 B-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 3의 C-C를 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 도 3의 D-D 및 E-E를 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 도 9의 R1 영역을 설명하기 위한 확대도이다.
도 11은 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12 내지 도 34는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계의 도면들이다.
도 35는 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템을 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 36은 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템을 설명하기 위한 예시적인 사시도이다.
도 37은 도 36의 I-I를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
1 is an exemplary block diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.
2 is an exemplary circuit diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.
3 is an exemplary layout diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 .
FIG. 5 is an enlarged view for explaining a region R1 of FIG. 4 .
6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3 .
7 is a cross-sectional view taken along CC of FIG. 3 .
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along DD and EE of FIG. 3 .
9 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.
FIG. 10 is an enlarged view for explaining a region R1 of FIG. 9 .
11 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory device according to another exemplary embodiment.
12 to 34 are diagrams of intermediate steps for describing a method of manufacturing a semiconductor memory device according to some embodiments.
35 is an exemplary block diagram for describing an electronic system according to some embodiments.
36 is an exemplary perspective view for explaining an electronic system according to some embodiments.
37 is a schematic cross-sectional view taken along II of FIG. 36 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the technical spirit of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.1 is an exemplary block diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.

도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(10)는 메모리 셀 어레이(20) 및 주변 회로(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a semiconductor memory device 10 according to some embodiments includes a memory cell array 20 and a peripheral circuit 30 .

메모리 셀 어레이(20)는 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn)을 포함할 수 있다. 각각의 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn)은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 메모리 셀 어레이(20)는 비트 라인(BL), 워드 라인(WL), 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 그라운드 선택 라인(GSL)을 통해 주변 회로(30)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn)은 워드 라인(WL), 스트링 선택 라인(SSL) 및 그라운드 선택 라인(GSL)을 통해 로우 디코더(33)에 연결될 수 있다. 또한, 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn)은 비트 라인(BL)을 통해 페이지 버퍼(35)에 연결될 수 있다.The memory cell array 20 may include a plurality of memory cell blocks BLK1 to BLKn. Each of the memory cell blocks BLK1 to BLKn may include a plurality of memory cells. The memory cell array 20 may be connected to the peripheral circuit 30 through a bit line BL, a word line WL, at least one string select line SSL, and at least one ground select line GSL. Specifically, the memory cell blocks BLK1 to BLKn may be connected to the row decoder 33 through the word line WL, the string select line SSL, and the ground select line GSL. Also, the memory cell blocks BLK1 to BLKn may be connected to the page buffer 35 through the bit line BL.

주변 회로(30)는 반도체 메모리 장치(10)의 외부로부터 어드레스(ADDR), 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)를 수신할 수 있고, 반도체 메모리 장치(10)의 외부의 장치와 데이터(DATA)를 송수신할 수 있다. 주변 회로(30)는 로우 디코더(33), 페이지 버퍼(35) 및 제어 로직(37)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 주변 회로(30)는 입출력 회로, 반도체 메모리 장치(10)의 동작에 필요한 다양한 전압들을 생성하는 전압 생성 회로 및 메모리 셀 어레이(20)로부터 독출된 데이터(DATA)의 오류를 정정하기 위한 오류 정정 회로 등 다양한 서브 회로들을 더 포함할 수도 있다.The peripheral circuit 30 may receive the address ADDR, the command CMD, and the control signal CTRL from the outside of the semiconductor memory device 10 , and the external device and the data DATA of the semiconductor memory device 10 . ) can be sent and received. The peripheral circuit 30 may include a row decoder 33 , a page buffer 35 , and a control logic 37 . Although not shown, the peripheral circuit 30 is an input/output circuit, a voltage generator circuit for generating various voltages required for operation of the semiconductor memory device 10 , and a method for correcting errors in data DATA read from the memory cell array 20 . It may further include various sub-circuits, such as an error correction circuit for

제어 로직(37)은 로우 디코더(33), 페이지 버퍼(35), 상기 입출력 회로 및 상기 전압 생성 회로 등에 연결될 수 있다. 제어 로직(37)은 반도체 메모리 장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 로직(37)은 제어 신호(CTRL)에 응답하여 반도체 메모리 장치(10) 내에서 사용되는 각종 내부 제어 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(37)은 프로그램(program) 동작 또는 소거(erase) 동작 등의 메모리 동작 수행 시 워드 라인(WL) 및 비트 라인(BL)으로 제공되는 전압 레벨을 조절할 수 있다.The control logic 37 may be connected to the row decoder 33 , the page buffer 35 , the input/output circuit, the voltage generation circuit, and the like. The control logic 37 may control the overall operation of the semiconductor memory device 10 . The control logic 37 may generate various internal control signals used in the semiconductor memory device 10 in response to the control signal CTRL. For example, the control logic 37 may adjust the voltage level provided to the word line WL and the bit line BL when a memory operation such as a program operation or an erase operation is performed.

로우 디코더(33)는 어드레스(ADDR)에 응답하여 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn) 중 적어도 하나를 선택할 수 있으며, 선택된 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn)의 적어도 하나의 워드 라인(WL), 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 그라운드 선택 라인(GSL)을 선택할 수 있다. 또한, 로우 디코더(33)는 선택된 메모리 셀 블록들(BLK1~BLKn)의 워드 라인(WL)에 메모리 동작 수행을 위한 전압을 전달할 수 있다.The row decoder 33 may select at least one of the plurality of memory cell blocks BLK1 to BLKn in response to the address ADDR, and at least one word line WL of the selected memory cell blocks BLK1 to BLKn. ), at least one string selection line SSL, and at least one ground selection line GSL may be selected. Also, the row decoder 33 may transmit a voltage for performing a memory operation to the word line WL of the selected memory cell blocks BLK1 to BLKn.

페이지 버퍼(35)는 비트 라인(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(20)에 연결될 수 있다. 페이지 버퍼(35)는 기입 드라이버(writer driver) 또는 감지 증폭기(sense amplifier)로 동작할 수 있다. 구체적으로, 프로그램 동작 수행 시, 페이지 버퍼(35)는 기입 드라이버로 동작하여 메모리 셀 어레이(20)에 저장하고자 하는 데이터(DATA)에 따른 전압을 비트 라인(BL)에 인가할 수 있다. 한편, 독출 동작 수행 시, 페이지 버퍼(35)는 감지 증폭기로 동작하여 메모리 셀 어레이(20)에 저장된 데이터(DATA)를 감지할 수 있다.The page buffer 35 may be connected to the memory cell array 20 through the bit line BL. The page buffer 35 may operate as a write driver or a sense amplifier. Specifically, when performing a program operation, the page buffer 35 operates as a write driver to apply a voltage according to the data DATA to be stored in the memory cell array 20 to the bit line BL. Meanwhile, when a read operation is performed, the page buffer 35 may operate as a sense amplifier to sense data DATA stored in the memory cell array 20 .

도 2는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 예시적인 회로도이다.2 is an exemplary circuit diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.

도 2를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이(예컨대, 도 1의 20)는 공통 소오스 라인(CSL), 복수의 비트 라인(BL0, BL1, BL2)들 및 복수의 셀 스트링(CSTR)들을 포함한다.Referring to FIG. 2 , a memory cell array (eg, 20 of FIG. 1 ) of a semiconductor memory device according to some embodiments may include a common source line CSL, a plurality of bit lines BL0 , BL1 , and BL2 , and a plurality of cells. strings (CSTRs).

공통 소오스 라인(CSL)은 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 공통 소오스 라인(CSL)들은 2차원적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 공통 소오스 라인(CSL)들은 서로 이격되어 각각 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 공통 소오스 라인(CSL)들에는 전기적으로 동일한 전압이 인가될 수도 있고, 또는 서로 다른 전압이 인가되어 별개로 제어될 수도 있다.The common source line CSL may extend in the first direction X. In some embodiments, the plurality of common source lines CSL may be two-dimensionally arranged. For example, the plurality of common source lines CSL may be spaced apart from each other and extend in the first direction X, respectively. The same voltage may be electrically applied to the common source lines CSL, or different voltages may be applied to be separately controlled.

복수의 비트 라인(BL)들은 2차원적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 비트 라인(BL)들은 서로 이격되어 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)으로 각각 연장될 수 있다. 각각의 비트 라인(BL)들에는 복수의 셀 스트링(CSTR)들이 병렬로 연결될 수 있다. 셀 스트링(CSTR)들은 공통 소오스 라인(CSL)에 공통으로 연결될 수 있다. 즉, 비트 라인(BL)들과 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 복수의 셀 스트링(CSTR)들이 배치될 수 있다.The plurality of bit lines BL may be two-dimensionally arranged. For example, the bit lines BL may be spaced apart from each other to extend in the second direction Y crossing the first direction X, respectively. A plurality of cell strings CSTR may be connected in parallel to each of the bit lines BL. The cell strings CSTR may be commonly connected to the common source line CSL. That is, a plurality of cell strings CSTR may be disposed between the bit lines BL and the common source line CSL.

각각의 셀 스트링(CSTR)들은 공통 소오스 라인(CSL)에 접속되는 그라운드 선택 트랜지스터(GST), 비트 라인(BL)에 접속되는 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 그라운드 선택 트랜지스터(GST)와 스트링 선택 트랜지스터(SST) 사이에 배치되는 복수의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)을 포함할 수 있다. 각각의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)은 데이터 저장 소자(data storage element)를 포함할 수 있다. 그라운드 선택 트랜지스터(GST), 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)은 직렬로 연결될 수 있다.Each of the cell strings CSTR includes a ground select transistor GST connected to the common source line CSL, a string select transistor SST connected to the bit line BL, a ground select transistor GST, and a string select transistor GST connected to the bit line BL. SST) may include a plurality of memory cell transistors MCT. Each of the memory cell transistors MCT may include a data storage element. The ground select transistor GST, the string select transistor SST, and the memory cell transistors MCT may be connected in series.

공통 소오스 라인(CSL)은 그라운드 선택 트랜지스터(GST)들의 소오스들에 공통으로 연결될 수 있다. 또한, 공통 소오스 라인(CSL)과 비트 라인(BL) 사이에는 그라운드 선택 라인(GSL), 복수의 워드 라인들(WL11~WL1n, WL21~WL2n) 및 스트링 선택 라인(SSL)이 배치될 수 있다. 그라운드 선택 라인(GSL)은 그라운드 선택 트랜지스터(GST)의 게이트 전극으로 사용될 수 있고, 워드 라인들(WL11~WL1n, WL21~WL2n)은 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)의 게이트 전극으로 사용될 수 있고, 스트링 선택 라인(SSL)은 스트링 선택 트랜지스터(SST)의 게이트 전극으로 사용될 수 있다.The common source line CSL may be commonly connected to sources of the ground select transistors GST. Also, a ground select line GSL, a plurality of word lines WL11 to WL1n and WL21 to WL2n, and a string select line SSL may be disposed between the common source line CSL and the bit line BL. The ground select line GSL may be used as a gate electrode of the ground select transistor GST, and the word lines WL11 to WL1n and WL21 to WL2n may be used as gate electrodes of the memory cell transistors MCT, and a string The selection line SSL may be used as a gate electrode of the string selection transistor SST.

몇몇 실시예에서, 공통 소오스 라인(CSL)과 그라운드 선택 트랜지스터(GST) 사이에 소거 제어 트랜지스터(ECT)가 배치될 수 있다. 공통 소오스 라인(CSL)은 소거 제어 트랜지스터(ECT)들의 소오스들에 공통으로 연결될 수 있다. 또한, 공통 소오스 라인(CSL)과 그라운드 선택 라인(GSL) 사이에는 소거 제어 라인(ECL)이 배치될 수 있다. 소거 제어 라인(ECL)은 소거 제어 트랜지스터(ECT)의 게이트 전극으로 사용될 수 있다. 소거 제어 트랜지스터(ECT)들은 게이트 유도 드레인 누설(GIDL; Gate Induced Drain Leakage)을 발생시켜 상기 메모리 셀 어레이의 소거 동작을 수행할 수 있다.In some embodiments, an erase control transistor ECT may be disposed between the common source line CSL and the ground select transistor GST. The common source line CSL may be commonly connected to sources of the erase control transistors ECT. Also, an erase control line ECL may be disposed between the common source line CSL and the ground selection line GSL. The erase control line ECL may be used as a gate electrode of the erase control transistor ECT. The erase control transistors ECT may generate a gate induced drain leakage (GIDL) to perform an erase operation of the memory cell array.

도 3은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 예시적인 레이아웃도이다. 도 4는 도 3의 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 4의 R1 영역을 설명하기 위한 확대도이다. 도 6은 도 3의 B-B를 따라 절단한 단면도이다. 도 7은 도 3의 C-C를 따라 절단한 단면도이다. 도 8은 도 3의 D-D 및 E-E를 따라 절단한 단면도이다.3 is an exemplary layout diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 3 . FIG. 5 is an enlarged view for explaining a region R1 of FIG. 4 . 6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3 . 7 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG. 3 . 8 is a cross-sectional view taken along lines D-D and E-E of FIG. 3 .

도 3 내지 도 8을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리 셀 영역(CELL) 및 주변 회로 영역(PERI)을 포함한다.3 to 8 , a semiconductor memory device according to some embodiments includes a memory cell region CELL and a peripheral circuit region PERI.

메모리 셀 영역(CELL)은 셀 기판(100), 절연 기판(101), 몰드 구조체(MS1, MS2), 층간 절연막(140a, 140b), 채널 구조체(CH), 워드라인 절단 라인(WLC), 스트링 분리 구조체(SC), 비트 라인(BL), 셀 컨택(162), 관통 비아(166), 더미 채널 구조체(DCH) 및 소오스 컨택(164)을 포함할 수 있다.The memory cell region CELL includes the cell substrate 100 , the insulating substrate 101 , the mold structures MS1 and MS2 , the interlayer insulating layers 140a and 140b , the channel structure CH, the word line cutting line WLC, and the string. It may include an isolation structure SC, a bit line BL, a cell contact 162 , a through via 166 , a dummy channel structure DCH, and a source contact 164 .

셀 기판(100)은 예를 들어, 실리콘 기판, 게르마늄 기판 혹은 실리콘-게르마늄 기판 등과 같은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 또는, 셀 기판(100)은 실리콘-온-인슐레이터(Silicon-On-Insulator: SOI) 기판 혹은 게르마늄-온-인슐레이터(Germanium-On-Insulator: GOI) 기판 등을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 셀 기판(100)은 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 기판(100)은 n형 불순물(예컨대, 인(P), 비소(As) 등)을 포함할 수 있다.The cell substrate 100 may include, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, a germanium substrate, or a silicon-germanium substrate. Alternatively, the cell substrate 100 may include a silicon-on-insulator (SOI) substrate or a germanium-on-insulator (GOI) substrate. In some embodiments, the cell substrate 100 may include impurities. For example, the cell substrate 100 may include n-type impurities (eg, phosphorus (P), arsenic (As), etc.).

셀 기판(100)은 셀 영역(CAR) 및 연장 영역(EXT)을 포함할 수 있다.The cell substrate 100 may include a cell region CAR and an extension region EXT.

셀 영역(CAR)에는 복수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이(예컨대, 도 1의 20)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 셀 영역(CAR)에는 후술되는 채널 구조체(CH), 비트 라인(BL) 및 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 등이 배치될 수 있다. 이하의 설명에서, 상기 메모리 셀 어레이가 배치되는 셀 기판(100)의 표면은 셀 기판(100)의 상면으로 지칭될 수 있다. 반대로, 셀 기판(100)의 상면과 반대되는 셀 기판(100)의 표면은 셀 기판(100)의 하면으로 지칭될 수 있다.A memory cell array (eg, 20 of FIG. 1 ) including a plurality of memory cells may be formed in the cell region CAR. For example, in the cell region CAR, a channel structure CH, a bit line BL, and gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1, SSL2, which will be described later, are disposed in the cell region CAR. can In the following description, the surface of the cell substrate 100 on which the memory cell array is disposed may be referred to as a top surface of the cell substrate 100 . Conversely, a surface of the cell substrate 100 opposite to the top surface of the cell substrate 100 may be referred to as a lower surface of the cell substrate 100 .

연장 영역(EXT)은 셀 영역(CAR)의 주변에 배치될 수 있다. 연장 영역(EXT)에는 후술되는 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)이 계단형으로 적층될 수 있다.The extension area EXT may be disposed around the cell area CAR. Gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1, and SSL2, which will be described later, may be stacked in the extension area EXT in a stepwise manner.

몇몇 실시예에서, 셀 기판(100)은 관통 영역(THR)을 더 포함할 수 있다. 관통 영역(THR)은 셀 어레이 영역(CAR) 및 확장 영역(EXT)의 내측에 배치되거나, 셀 어레이 영역(CAR) 및 확장 영역(EXT)의 외측에 배치될 수 있다. 관통 영역(THR)에는 후술되는 관통 비아(166)가 배치될 수 있다.In some embodiments, the cell substrate 100 may further include a through region THR. The through area THR may be disposed inside the cell array area CAR and the extension area EXT or may be disposed outside the cell array area CAR and the extension area EXT. A through via 166 to be described later may be disposed in the through region THR.

절연 기판(101)은 연장 영역(EXT)의 셀 기판(100) 내에 형성될 수 있다. 절연 기판(101)은 확장 영역(EXT)의 셀 기판(100) 내에 절연 영역을 형성할 수 있다. 절연 기판(101)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 실리콘 탄화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 절연 기판(101)은 관통 영역(THR)의 셀 기판(100) 내에 형성될 수도 있다.The insulating substrate 101 may be formed in the cell substrate 100 of the extension region EXT. The insulating substrate 101 may form an insulating region in the cell substrate 100 of the extended region EXT. The insulating substrate 101 may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and silicon carbide, but is not limited thereto. In some embodiments, the insulating substrate 101 may be formed in the cell substrate 100 of the through region THR.

절연 기판(101)의 하면은 셀 기판(100)의 하면과 동일 평면 상에 배치되는 것만이 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 다른 예로, 절연 기판(101)의 하면은 셀 기판(100)의 하면보다 낮을 수도 있다.It is illustrated that the lower surface of the insulating substrate 101 is disposed on the same plane as the lower surface of the cell substrate 100 , but this is only exemplary. As another example, the lower surface of the insulating substrate 101 may be lower than the lower surface of the cell substrate 100 .

몰드 구조체(MS1, MS2)는 셀 기판(100)의 전면 상에 형성될 수 있다. 몰드 구조체(MS1, MS2)는 셀 기판(100) 상에 적층되는 복수의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 및 복수의 몰드 절연막들(110, 115)을 포함할 수 있다. 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 및 각각의 몰드 절연막들(110, 115)은 셀 기판(100)의 전면과 평행하게 연장되는 층상 구조일 수 있다. 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)은 몰드 절연막들(110, 115)에 의해 상호 이격되어 셀 기판(100) 상에 차례로 적층될 수 있다.The mold structures MS1 and MS2 may be formed on the entire surface of the cell substrate 100 . The mold structures MS1 and MS2 include a plurality of gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 and a plurality of mold insulating layers 110 stacked on the cell substrate 100 , 115) may be included. Each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 and each of the mold insulating layers 110 and 115 have a layered structure extending parallel to the front surface of the cell substrate 100 . can be The gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 may be sequentially stacked on the cell substrate 100 while being spaced apart from each other by the mold insulating layers 110 and 115 .

몇몇 실시예에서, 몰드 구조체(MS1, MS2)는 셀 기판(100) 상에 차례로 적층되는 제1 몰드 구조체(MS1) 및 제2 몰드 구조체(MS2)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the mold structures MS1 and MS2 may include a first mold structure MS1 and a second mold structure MS2 that are sequentially stacked on the cell substrate 100 .

제1 몰드 구조체(MS1)는 셀 기판(100) 상에 교대로 적층되는 제1 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n) 및 제1 몰드 절연막(110)들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n)은 셀 기판(100) 상에 차례로 적층되는 소거 제어 라인(ECL), 그라운드 선택 라인(GSL1, GSL2) 및 복수의 제1 워드 라인들(WL11~WL1n)을 포함할 수 있다. 그라운드 선택 라인(GSL1, GSL2)은 차례로 적층되는 제1 그라운드 선택 라인(GSL1) 및 제2 그라운드 선택 라인(GSL2)을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n)은 2개의 그라운드 선택 라인(GSL1, GSL2)을 포함하는 것만이 도시되었으나 이는 예시적인 것일 뿐이며, 제1 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n)은 3개 이상의 그라운드 선택 라인을 포함할 수도 있음은 물론이다. 다른 몇몇 실시예에서, 소거 제어 라인(ECL)은 생략될 수도 있다.The first mold structure MS1 may include first gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n and first mold insulating layers 110 alternately stacked on the cell substrate 100 . In some embodiments, the first gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, and WL11 to WL1n include an erase control line ECL, a ground selection line GSL1 and GSL2, and a plurality of sequentially stacked on the cell substrate 100 . It may include first word lines WL11 to WL1n. The ground selection lines GSL1 and GSL2 may include a first ground selection line GSL1 and a second ground selection line GSL2 that are sequentially stacked. The first gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, and WL11 to WL1n include only the two ground selection lines GSL1 and GSL2, but this is only an example, and the first gate electrodes ECL, GSL1, Of course, GSL2, WL11 to WL1n) may include three or more ground selection lines. In some other embodiments, the erase control line ECL may be omitted.

제2 몰드 구조체(MS2)는 제1 몰드 구조체(MS1) 상에 교대로 적층되는 제2 게이트 전극들(WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 및 제2 몰드 절연막(115)들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 게이트 전극들(WL21~WL2n, SSL1, SSL2)은 제1 몰드 구조체(MS1) 상에 차례로 적층되는 복수의 제2 워드 라인들(WL21~WL2n) 및 스트링 선택 라인(SSL1, SSL2)을 포함할 수 있다. 스트링 선택 라인(SSL1, SSL2)은 차례로 적층되는 제1 스트링 선택 라인(SSL1) 및 제2 스트링 선택 라인(SSL2)을 포함할 수 있다. 제2 게이트 전극들(WL21~WL2n, SSL1, SSL2)은 2개의 스트링 선택 라인(SSL1, SSL2)을 포함하는 것만이 도시되었으나 이는 예시적인 것일 뿐이며, 제2 게이트 전극들(WL21~WL2n, SSL1, SSL2)은 3개 이상의 스트링 선택 라인을 포함할 수도 있음은 물론이다.The second mold structure MS2 may include second gate electrodes WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 and second mold insulating layers 115 that are alternately stacked on the first mold structure MS1 . In some embodiments, the second gate electrodes WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 are a plurality of second word lines WL21 to WL2n and a string selection line SSL1 sequentially stacked on the first mold structure MS1 . , SSL2). The string selection lines SSL1 and SSL2 may include a first string selection line SSL1 and a second string selection line SSL2 that are sequentially stacked. The second gate electrodes WL21 to WL2n, SSL1, and SSL2 include only the two string selection lines SSL1 and SSL2, but this is only an example, and the second gate electrodes WL21 to WL2n, SSL1, Of course, SSL2) may include three or more string selection lines.

게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)은 각각 도전 물질, 예를 들어, 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등의 금속이나 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 are each formed of a conductive material, for example, a metal such as tungsten (W), cobalt (Co), or nickel (Ni) or silicon or silicon. It may include a semiconductor material such as, but is not limited thereto.

몰드 절연막들(110, 115)은 각각 절연 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Each of the mold insulating layers 110 and 115 may include an insulating material, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited thereto.

몰드 구조체(MS1, MS2)는 복수의 더미 몰드 구조체와 복수의 트렌치(T)를 포함할 수 있다. The mold structures MS1 and MS2 may include a plurality of dummy mold structures and a plurality of trenches T.

예를 들어, 도 3 및 8을 참조하면, 몰드 구조체(MS1, MS2)는 제1 더미 몰드 구조체(DM1)와 제2 더미 몰드 구조체(DM2)를 포함할 수 있다. 몰드 구조체(MS1, MS2)는 복수의 제1 트렌치(T1)와 복수의 제2 트렌치(T2)를 포함할 수 있다. 몰드 구조체(MS1, MS2)는 제1 더미 몰드 구조체(DM1) 및 제2 더미 몰드 구조체(DM2)를 포함한 복수의 더미 몰드 구조체를 포함할 수 있다. 몰드 구조체(MS1, MS2)는 복수의 제1 트렌치(T1) 및 복수의 제2 트렌치(T2)를 포함한 복수의 트렌치(T)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1 더미 몰드 구조체(DM1) 및 제2 더미 몰드 구조체(DM2)와 복수의 제1 트렌치(T1) 및 복수의 제2 트렌치(T2)를 예시로 설명한다.For example, referring to FIGS. 3 and 8 , the mold structures MS1 and MS2 may include a first dummy mold structure DM1 and a second dummy mold structure DM2 . The mold structures MS1 and MS2 may include a plurality of first trenches T1 and a plurality of second trenches T2 . The mold structures MS1 and MS2 may include a plurality of dummy mold structures including a first dummy mold structure DM1 and a second dummy mold structure DM2 . The mold structures MS1 and MS2 may include a plurality of trenches T including a plurality of first trenches T1 and a plurality of second trenches T2 . Hereinafter, the first dummy mold structure DM1 and the second dummy mold structure DM2 , and the plurality of first trenches T1 and the plurality of second trenches T2 will be described as examples.

복수의 제1 트렌치(T1)와 복수의 제2 트렌치(T2)는 몰드 구조체(MS1, MS2)의 상면으로부터 셀 기판(100)의 상면을 향해 리세스될 수 있다. The plurality of first trenches T1 and the plurality of second trenches T2 may be recessed from the top surfaces of the mold structures MS1 and MS2 toward the top surface of the cell substrate 100 .

복수의 제1 트렌치(T1) 내에 제1 패드 영역(PAD1)이 배치될 수 있다. 복수의 제1 트렌치(T1)의 바닥면에 제1 패드 영역(PAD1)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 패드 영역(PAD1)은 복수의 제1 트렌치(T1)의 바닥면에 의해 노출된 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)의 일부 영역을 지칭할 수 있다.A first pad area PAD1 may be disposed in the plurality of first trenches T1 . A first pad area PAD1 may be disposed on the bottom surface of the plurality of first trenches T1 . Specifically, the first pad area PAD1 is a portion of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 exposed by the bottom surfaces of the plurality of first trenches T1 . area can be referred to.

제1 트렌치(T1) 내에 제1 셀 컨택(162a, 162b)이 배치될 수 있다. 제1 트렌치(T1)의 바닥면 상에 제1 셀 컨택(162a, 162b)이 배치될 수 있다. 제1 셀 컨택(162a, 162b)은 제1 트렌치(T1) 내의 제1 패드 영역(PAD1) 상에 배치될 수 있다. 제1 셀 컨택(162a, 162b)은 제1 트렌치(T1) 내에서 층간 절연막(140a, 140b)에 의해 둘러싸일 수 있다. First cell contacts 162a and 162b may be disposed in the first trench T1 . First cell contacts 162a and 162b may be disposed on the bottom surface of the first trench T1 . The first cell contacts 162a and 162b may be disposed on the first pad area PAD1 in the first trench T1 . The first cell contacts 162a and 162b may be surrounded by the interlayer insulating layers 140a and 140b in the first trench T1 .

제1 셀 컨택(162a, 162b)은 제1 더미 몰드 구조체(DM1)와 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다. 제1 셀 컨택(162a, 162b)은 제1 트렌치(T1)에 의해 노출된 제1 더미 몰드 구조체(DM1)의 측벽 사이에 배치될 수 있다.The first cell contacts 162a and 162b may overlap the first dummy mold structure DM1 in the second direction (Y). The first cell contacts 162a and 162b may be disposed between sidewalls of the first dummy mold structure DM1 exposed by the first trench T1 .

복수의 제2 트렌치(T2) 내에 제2 패드 영역(PAD2)이 배치될 수 있다. 복수의 제2 트렌치(T2)의 바닥면에 제2 패드 영역(PAD2)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 패드 영역(PAD2)은 복수의 제2 트렌치(T2)의 바닥면에 의해 노출된 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)의 일부 영역을 지칭할 수 있다. A second pad area PAD2 may be disposed in the plurality of second trenches T2 . A second pad area PAD2 may be disposed on the bottom surface of the plurality of second trenches T2 . Specifically, the second pad area PAD2 is a portion of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 exposed by the bottom surfaces of the plurality of second trenches T2 . area can be referred to.

제2 트렌치(T2) 내에 제2 셀 컨택(162c, 162d)이 배치될 수 있다. 제2 트렌치(T2)의 바닥면 상에 제2 셀 컨택(162c, 162d)이 배치될 수 있다. 제2 셀 컨택(162c, 162d)은 제2 트렌치(T2) 내의 제2 패드 영역(PAD2) 상에 배치될 수 있다. 제2 셀 컨택(162c, 162d)은 제2 트렌치(T2) 내에서 층간 절연막(140a, 140b)에 의해 둘러싸일 수 있다.Second cell contacts 162c and 162d may be disposed in the second trench T2 . Second cell contacts 162c and 162d may be disposed on the bottom surface of the second trench T2 . The second cell contacts 162c and 162d may be disposed on the second pad area PAD2 in the second trench T2 . The second cell contacts 162c and 162d may be surrounded by the interlayer insulating layers 140a and 140b in the second trench T2 .

제2 셀 컨택(162c, 162d)은 제2 더미 몰드 구조체(DM2)와 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다. 제2 셀 컨택(162c, 162d)은 제2 트렌치(T2)에 의해 노출된 제2 더미 몰드 구조체(DM2)의 측벽 사이에 배치될 수 있다.The second cell contacts 162c and 162d may overlap the second dummy mold structure DM2 in the second direction (Y). The second cell contacts 162c and 162d may be disposed between sidewalls of the second dummy mold structure DM2 exposed by the second trench T2 .

제1 더미 몰드 구조체(DM1)는 복수의 제1 트렌치(T1) 사이에 배치될 수 있다. 제1 더미 몰드 구조체(DM1)는 복수의 제1 트렌치(T1) 내에 배치된 제1 셀 컨택(162a, 162b) 사이에 배치될 수 있다. 제1 더미 몰드 구조체(DM1)는 제1 셀 컨택(162a, 162b) 사이에서 돌출될 수 있다.The first dummy mold structure DM1 may be disposed between the plurality of first trenches T1 . The first dummy mold structure DM1 may be disposed between the first cell contacts 162a and 162b disposed in the plurality of first trenches T1 . The first dummy mold structure DM1 may protrude between the first cell contacts 162a and 162b.

제1 더미 몰드 구조체(DM1)의 높이(H_DM1)는 제1 셀 컨택(162a, 162b)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이보다 높을 수 있다. 구체적으로, 제1 셀 컨택(162a, 162b)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)는 제1 패드 영역(PAD1)의 높이(H_PAD1)와 동일할 수 있다. 이 때, 제1 더미 몰드 구조체(DM1)의 높이(H_DM1)는 제1 패드 영역(PAD1)의 높이(H_PAD1)보다 클 수 있다. 이는, 제1 더미 몰드 구조체(DM1)가 제1 셀 컨택(162a, 162b) 사이에서 돌출되는 것으로부터 기인할 수 있다. The height H_DM1 of the first dummy mold structure DM1 may be higher than the height of the mold structures MS1 and MS2 disposed under the first cell contacts 162a and 162b. Specifically, the mold structures MS1 and MS2 disposed under the first cell contacts 162a and 162b may be the same as the height H_PAD1 of the first pad area PAD1. In this case, the height H_DM1 of the first dummy mold structure DM1 may be greater than the height H_PAD1 of the first pad area PAD1 . This may result from the first dummy mold structure DM1 protruding between the first cell contacts 162a and 162b.

제2 더미 몰드 구조체(DM2)는 복수의 제2 트렌치(T2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 몰드 구조체(DM2)는 복수의 제2 트렌치(T2) 내에 배치된 제2 셀 컨택(162c, 162d) 사이에 배치될 수 있다. 제2 더미 몰드 구조체(DM2)는 제2 셀 컨택(162c, 162d) 사이에서 돌출될 수 있다.The second dummy mold structure DM2 may be disposed between the plurality of second trenches T2 . The second dummy mold structure DM2 may be disposed between the second cell contacts 162c and 162d disposed in the plurality of second trenches T2 . The second dummy mold structure DM2 may protrude between the second cell contacts 162c and 162d.

제2 더미 몰드 구조체(DM2)의 높이(H_DM2)는 제2 셀 컨택(162c, 162d)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이보다 높을 수 있다. 구체적으로, 제2 셀 컨택(162c, 162d)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)는 제2 패드 영역(PAD2)의 높이(H_PAD2)와 동일할 수 있다. 이 때, 제2 더미 몰드 구조체(DM2)의 높이(H_DM2)는 제2 패드 영역(PAD2)의 높이(H_PAD2)보다 클 수 있다. 이는, 제2 더미 몰드 구조체(DM2)가 제2 셀 컨택(162c, 162d) 사이에서 돌출되는 것으로부터 기인할 수 있다.The height H_DM2 of the second dummy mold structure DM2 may be higher than the height of the mold structures MS1 and MS2 disposed under the second cell contacts 162c and 162d. Specifically, the mold structures MS1 and MS2 disposed under the second cell contacts 162c and 162d may be equal to the height H_PAD2 of the second pad area PAD2. In this case, the height H_DM2 of the second dummy mold structure DM2 may be greater than the height H_PAD2 of the second pad area PAD2 . This may result from the second dummy mold structure DM2 protruding between the second cell contacts 162c and 162d.

도 3 및 도 8을 참조하면, 제2 방향(Y)을 따라 자른 단면도 상에서, 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이는 일정하지 않을 수 있다. 셀 컨택(162)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이와 셀 컨택(162)의 사이에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이는 다를 수 있다. 구체적으로, 셀 컨택(162)의 사이에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이는 셀 컨택(162)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이보다 클 수 있다.3 and 8 , in a cross-sectional view taken along the second direction Y, the heights of the mold structures MS1 and MS2 may not be uniform. The heights of the mold structures MS1 and MS2 disposed under the cell contact 162 may be different from the heights of the mold structures MS1 and MS2 disposed between the cell contacts 162 . Specifically, the heights of the mold structures MS1 and MS2 disposed between the cell contacts 162 may be greater than the heights of the mold structures MS1 and MS2 disposed under the cell contacts 162 .

도 3 및 도 7을 참조하면, 셀 컨택(162)의 사이에서 제1 방향(X)을 따라 자른 단면도 상에서, 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이는 셀 영역(CAR) 및 연장 영역(EXT)에 걸쳐서 일정할 수 있다. 3 and 7 , in a cross-sectional view taken along the first direction X between the cell contacts 162 , the heights of the mold structures MS1 and MS2 are in the cell region CAR and the extension region EXT. can be constant across.

셀 영역(CAR)으로부터 멀어짐에 따라 복수의 트렌치(T)의 깊이는 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 8을 참조하면, 제1 트렌치(T1)의 깊이보다 셀 영역(CAR)으로부터 더 멀리 배치되는 제2 트렌치(T2)의 깊이가 더 크다.The depth of the plurality of trenches T may increase as the distance from the cell area CAR increases. For example, referring to FIGS. 3 and 8 , the depth of the second trench T2 disposed farther from the cell area CAR is greater than the depth of the first trench T1 .

셀 영역(CAR)으로부터 멀어짐에 따라 셀 컨택(162)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)의 높이는 감소할 수 있다. 즉, 셀 영역(CAR)으로부터 멀어짐에 따라 셀 컨택(162)의 하부에 배치된 패드 영역(PAD)의 높이가 감소할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 8을 참조하면, 제1 셀 컨택(162a, 162b)의 하부에 배치된 제1 패드 영역(PAD1)의 높이(H_PAD1)보다 제2 셀 컨택(162c, 162d)의 하부에 배치된 제2 패드 영역(PAD2)의 높이(H_PAD2)가 더 작다.As the distance from the cell area CAR increases, the heights of the mold structures MS1 and MS2 disposed under the cell contact 162 may decrease. That is, as the distance from the cell area CAR increases, the height of the pad area PAD disposed under the cell contact 162 may decrease. For example, referring to FIGS. 3 and 8 , the height of the second cell contacts 162c and 162d is higher than the height H_PAD1 of the first pad area PAD1 disposed under the first cell contacts 162a and 162b. The height H_PAD2 of the lower second pad area PAD2 is smaller.

셀 영역(CAR)으로부터 멀어짐에 따라 셀 컨택(162)의 높이는 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 8을 참조하면, 제1 트렌치(T1) 내의 제1 셀 컨택(162a, 162b)보다 제2 트렌치(T2) 내의 제2 셀 컨택(162c, 162d)의 높이가 더 크다. As the distance from the cell area CAR increases, the height of the cell contact 162 may increase. For example, referring to FIGS. 3 and 8 , the second cell contacts 162c and 162d in the second trench T2 have a higher height than the first cell contacts 162a and 162b in the first trench T1 . Big.

셀 영역(CAR)으로부터의 거리와 무관하게, 더미 몰드 구조체(DM)의 높이는 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 8을 참조하면, 제1 셀 컨택(162a, 162b)의 사이로 돌출된 제1 더미 구조체(DM1)의 높이(H_DM1)는 제2 셀 컨택(162c, 162d)의 사이로 돌출된 제2 더미 몰드 구조체(DM2)의 높이(H_DM2)와 동일하다.Regardless of the distance from the cell area CAR, the height of the dummy mold structure DM may be the same. For example, referring to FIGS. 3 and 8 , the height H_DM1 of the first dummy structure DM1 protruding between the first cell contacts 162a and 162b moves between the second cell contacts 162c and 162d. It is equal to the height H_DM2 of the protruding second dummy mold structure DM2 .

연장 영역(EXT)에서 셀 컨택(162)의 하부에 배치된 몰드 구조체(MS1, MS2)는 셀 컨택(162)과 연결되는 패드 영역(PAD)이 노출되도록 일부 제거될 수 있다. 연장 영역(EXT)에서 셀 컨택(162)의 하부에 배치되지 않고, 예를 들어, 셀 컨택(162)의 사이에 배치되는 몰드 구조체(MS1, MS2)는 제거되지 않고, 셀 영역(CAR)과 동일한 높이로 적층될 수 있다.The mold structures MS1 and MS2 disposed under the cell contact 162 in the extension area EXT may be partially removed to expose the pad area PAD connected to the cell contact 162 . In the extension area EXT, the mold structures MS1 and MS2 that are not disposed under the cell contact 162 and, for example, are disposed between the cell contacts 162 are not removed, but are formed between the cell area CAR and the cell area CAR. They can be stacked at the same height.

층간 절연막(140a, 140b)은 셀 기판(100) 상에 형성되어 몰드 구조체(MS1, MS2)를 덮을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 층간 절연막(140a, 140b)은 셀 기판(100) 상에 차례로 적층되는 제1 층간 절연막(140a) 및 제2 층간 절연막(140b)을 포함할 수 있다. 제1 층간 절연막(140a)은 제1 몰드 구조체(MS1)를 덮을 수 있고, 제2 층간 절연막(140b)은 제2 몰드 구조체(MS2)를 덮을 수 있다. 층간 절연막(140a, 140b)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 및 실리콘 산화물보다 유전율이 작은 저유전율(low-k) 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 층간 절연막(140a, 140b)은 TetraEthylOrthoSilicate (TEOS)를 포함할 수 있다.The interlayer insulating layers 140a and 140b may be formed on the cell substrate 100 to cover the mold structures MS1 and MS2 . In some embodiments, the interlayer insulating layers 140a and 140b may include a first interlayer insulating layer 140a and a second interlayer insulating layer 140b sequentially stacked on the cell substrate 100 . The first interlayer insulating layer 140a may cover the first mold structure MS1 , and the second interlayer insulating layer 140b may cover the second mold structure MS2 . The interlayer insulating layers 140a and 140b may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon oxynitride, and a low-k material having a dielectric constant lower than that of silicon oxide, but is not limited thereto. For example, the interlayer insulating layers 140a and 140b may include TetraEthylOrthoSilicate (TEOS).

채널 구조체(CH)는 셀 영역(CAR)의 몰드 구조체(MS1, MS2) 내에 형성될 수 있다. 채널 구조체(CH)는 셀 기판(100)의 상면과 교차하는 수직 방향(이하, 제3 방향(Z))으로 연장되어 몰드 구조체(MS1, MS2)를 관통할 수 있다. 예를 들어, 채널 구조체(CH)는 제3 방향(Z)으로 연장되는 필러(pillar) 모양(예컨대, 원기둥 모양)일 수 있다. 이에 따라, 채널 구조체(CH)는 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)과 교차할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 제1 몰드 구조체(MS1)와 제2 몰드 구조체(MS2) 사이에서 절곡부를 가질 수 있다.The channel structure CH may be formed in the mold structures MS1 and MS2 of the cell region CAR. The channel structure CH may extend in a vertical direction (hereinafter, referred to as a third direction Z) intersecting the upper surface of the cell substrate 100 to pass through the mold structures MS1 and MS2 . For example, the channel structure CH may have a pillar shape (eg, a cylindrical shape) extending in the third direction Z. Accordingly, the channel structure CH may cross each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1, and SSL2. In some embodiments, the channel structure CH may have a bent portion between the first mold structure MS1 and the second mold structure MS2 .

도 4 및 도 5에 도시된 것처럼, 채널 구조체(CH)는 반도체 패턴(130) 및 정보 저장막(132)을 포함할 수 있다.4 and 5 , the channel structure CH may include a semiconductor pattern 130 and an information storage layer 132 .

반도체 패턴(130)은 제3 방향(Z)으로 연장되어 몰드 구조체(MS1, MS2)를 관통할 수 있다. 반도체 패턴(130)은 컵(cup) 형상인 것만이 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 예를 들어, 반도체 패턴(130)은 원통 형상, 사각통 형상, 속이 찬 필러 형상 등 다양한 형상을 가질 수도 있다. 반도체 패턴(130)은 예를 들어, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 유기 반도체물 및 탄소 나노 구조체 등의 반도체 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The semiconductor pattern 130 may extend in the third direction Z and penetrate the mold structures MS1 and MS2 . The semiconductor pattern 130 is illustrated only in the shape of a cup, but this is only an example. For example, the semiconductor pattern 130 may have various shapes, such as a cylindrical shape, a rectangular cylindrical shape, and a hollow filler shape. The semiconductor pattern 130 may include, for example, a semiconductor material such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, an organic semiconductor material, and a carbon nanostructure, but is not limited thereto.

정보 저장막(132)은 반도체 패턴(130)과 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 정보 저장막(132)은 반도체 패턴(130)의 외측면을 따라 연장될 수 있다. 정보 저장막(132)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 실리콘 산화물보다 유전율이 큰 고유전율 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 고유전율 물질은 예를 들어, 알루미늄 산화물(aluminum oxide), 하프늄 산화물(hafnium oxide), 란타늄 산화물(lanthanum oxide), 탄탈륨 산화물(tantalum oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 란타늄 하프늄 산화물(lanthanum hafnium oxide), 란타늄 알루미늄 산화물(lanthanum aluminum oxide), 디스프로슘 스칸듐 산화물(dysprosium scandium oxide) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The information storage layer 132 may be interposed between the semiconductor pattern 130 and each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2. For example, the information storage layer 132 may extend along the outer surface of the semiconductor pattern 130 . The information storage layer 132 may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and a high-k material having a dielectric constant greater than that of silicon oxide. The high-k material is, for example, aluminum oxide, hafnium oxide, lanthanum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, lanthanum hafnium oxide), lanthanum aluminum oxide, dysprosium scandium oxide, and combinations thereof.

몇몇 실시예에서, 정보 저장막(132)은 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 것처럼, 정보 저장막(132)은 반도체 패턴(130)의 외측면 상에 차례로 적층되는 터널 절연막(132a), 전하 저장막(132b) 및 블로킹 절연막(132c)을 포함할 수 있다.In some embodiments, the information storage layer 132 may be formed of a multilayer. For example, as shown in FIG. 5 , the information storage layer 132 includes a tunnel insulating layer 132a , a charge storage layer 132b , and a blocking insulating layer 132c sequentially stacked on the outer surface of the semiconductor pattern 130 . may include

터널 절연막(132a)은 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 산화물보다 높은 유전율을 갖는 고유전율 물질(예컨대, 알루미늄 산화물(Al2O3), 하프늄 산화물(HfO2))을 포함할 수 있다. 전하 저장막(132b)은 예를 들어, 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 블로킹 절연막(132c)은 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 산화물보다 높은 유전율을 갖는 고유전율 물질(예컨대, 알루미늄 산화물(Al2O3), 하프늄 산화물(HfO2))을 포함할 수 있다.The tunnel insulating layer 132a may include, for example, silicon oxide or a high-k material having a higher dielectric constant than silicon oxide (eg, aluminum oxide (Al2O3) or hafnium oxide (HfO2)). The charge storage layer 132b may include, for example, silicon nitride. The blocking insulating layer 132c may include, for example, silicon oxide or a high-k material having a higher dielectric constant than silicon oxide (eg, aluminum oxide (Al2O3) or hafnium oxide (HfO2)).

몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 충진 패턴(134)을 더 포함할 수 있다. 충진 패턴(134)은 컵 형상인 반도체 패턴(130)의 내부를 채우도록 형성될 수 있다. 충진 패턴(134)은 절연 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the channel structure CH may further include a filling pattern 134 . The filling pattern 134 may be formed to fill the inside of the cup-shaped semiconductor pattern 130 . The filling pattern 134 may include an insulating material, for example, silicon oxide, but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 채널 패드(136)를 더 포함할 수 있다. 채널 패드(136)는 반도체 패턴(130)의 상부와 접속되도록 형성될 수 있다. 채널 패드(136)는 예를 들어, 불순물이 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the channel structure CH may further include a channel pad 136 . The channel pad 136 may be formed to be connected to an upper portion of the semiconductor pattern 130 . The channel pad 136 may include, for example, polysilicon doped with impurities, but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 복수의 채널 구조체(CH)들은 지그재그(zigzag) 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼, 복수의 채널 구조체(CH)들은 셀 기판(100)의 상면과 평행한 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에서 서로 엇갈리게 배열될 수 있다. 지그재그 형태로 배열된 복수의 채널 구조체(CH)들은 반도체 메모리 장치의 집적도를 보다 향상시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 채널 구조체(CH)들은 벌집(honeycomb) 형태로 배열될 수 있다.In some embodiments, the plurality of channel structures CH may be arranged in a zigzag shape. For example, as shown in FIG. 3 , the plurality of channel structures CH may be alternately arranged in a first direction X and a second direction Y parallel to the top surface of the cell substrate 100 . The plurality of channel structures CH arranged in a zigzag shape may further improve the degree of integration of the semiconductor memory device. In some embodiments, the plurality of channel structures CH may be arranged in a honeycomb shape.

몇몇 실시예에서, 연장 영역(EXT)의 몰드 구조체(MS1, MS2) 내에 더미 채널 구조체(DCH)가 형성될 수 있다. 더미 채널 구조체(DCH)는 채널 구조체(CH)와 유사한 형상으로 형성되어 연장 영역(EXT)에서 몰드 구조체(MS1, MS2)에 인가되는 스트레스를 경감할 수 있다. 더미 채널 구조체(DCH)는 비트 라인(BL)과 연결되지 않는다.In some embodiments, a dummy channel structure DCH may be formed in the mold structures MS1 and MS2 of the extension area EXT. The dummy channel structure DCH may be formed in a shape similar to that of the channel structure CH to reduce stress applied to the mold structures MS1 and MS2 in the extension area EXT. The dummy channel structure DCH is not connected to the bit line BL.

몇몇 실시예에서, 셀 기판(100) 상에 제1 소오스 구조체(102, 104)가 형성될 수 있다. 제1 소오스 구조체(102, 104)는 셀 기판(100)과 몰드 구조체(MS1, MS2) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 제1 소오스 구조체(102, 104)는 셀 기판(100)의 상면을 따라 연장될 수 있다. In some embodiments, the first source structures 102 and 104 may be formed on the cell substrate 100 . The first source structures 102 and 104 may be interposed between the cell substrate 100 and the mold structures MS1 and MS2. For example, the first source structures 102 and 104 may extend along the top surface of the cell substrate 100 .

몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 제1 소오스 구조체(102, 104)를 관통할 수 있다. 예를 들어, 채널 구조체(CH)의 하부는 제1 소오스 구조체(102, 104)를 관통하여 셀 기판(100) 내에 배치될 수 있다.In some embodiments, the channel structure CH may pass through the first source structures 102 and 104 . For example, a lower portion of the channel structure CH may be disposed in the cell substrate 100 through the first source structures 102 and 104 .

소오스층(102)은 셀 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 소오스층(102)은 셀 기판(100)과 몰드 구조체(MS1, MS2) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 소오스층(102)은 셀 기판(100)의 상면을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 소오스층(102)은 셀 영역(CAR) 상에 형성될 수 있다. 소오스층(102)은 연장 영역(EXT) 상에는 형성되지 않을 수 있다.The source layer 102 may be formed on the cell substrate 100 . The source layer 102 may be interposed between the cell substrate 100 and the mold structures MS1 and MS2 . For example, the source layer 102 may conformally extend along the top surface of the cell substrate 100 . In some embodiments, the source layer 102 may be formed on the cell region CAR. The source layer 102 may not be formed on the extension area EXT.

소오스층(102)은 각각의 채널 구조체(CH)들의 반도체 패턴(130)과 접속될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 것처럼, 소오스층(102)은 정보 저장막(132)을 관통하여 반도체 패턴(130)의 측면과 접촉할 수 있다. 이러한 소오스층(102)은 반도체 메모리 장치의 공통 소오스 라인(예컨대, 도 2의 CSL)으로 제공될 수 있다. 소오스층(102)은 도전 물질, 예를 들어, 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 금속 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The source layer 102 may be connected to the semiconductor pattern 130 of each of the channel structures CH. For example, as shown in FIG. 5 , the source layer 102 may penetrate the information storage layer 132 and contact the side surface of the semiconductor pattern 130 . The source layer 102 may be provided as a common source line (eg, CSL of FIG. 2 ) of the semiconductor memory device. The source layer 102 may include a conductive material, for example, polysilicon or metal doped with impurities, but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 반도체 패턴(130)에 인접하는 소오스층(102)의 일부는 정보 저장막(132)을 향해 돌출된 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 반도체 패턴(130)에 인접하는 영역에서, 소오스층(102)이 제3 방향(Z)으로 연장되는 길이는 더 길어질 수 있다. 이를 통해, 소오스층(102)은 반도체 패턴(130)과 보다 넓은 면적으로 접촉할 수 있다.In some embodiments, a portion of the source layer 102 adjacent to the semiconductor pattern 130 may protrude toward the information storage layer 132 . For example, in the region adjacent to the semiconductor pattern 130 , the length of the source layer 102 extending in the third direction Z may be increased. Through this, the source layer 102 may contact the semiconductor pattern 130 with a larger area.

몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 소오스층(102)을 관통할 수 있다. 예를 들어, 채널 구조체(CH)의 하부는 소오스층(102) 아래에서 셀 기판(100) 내에 배치될 수 있다.In some embodiments, the channel structure CH may penetrate the source layer 102 . For example, a lower portion of the channel structure CH may be disposed in the cell substrate 100 under the source layer 102 .

도시되지 않았으나, 셀 기판(100)과 소오스층(102) 사이에 베이스 절연막이 개재될 수도 있다. 상기 베이스 절연막은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Although not shown, a base insulating layer may be interposed between the cell substrate 100 and the source layer 102 . The base insulating layer may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 셀 기판(100)은 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 도전막은 예를 들어, 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 금속 또는 금속 실리사이드(silicide) 등을 포함할 수 있다. 상기 도전막은 다중층으로 형성될 수도 있다. 일례로, 셀 기판(100)은 텅스텐 실리사이드(WSi) 등의 금속 실리사이드를 포함하는 제1 도전막 및 상기 제1 도전막 상에 적층되며 도핑된 폴리 실리콘을 포함하는 제2 도전막을 포함할 수도 있다. 소오스층(102) 및 상기 도전막은 반도체 메모리 장치의 공통 소오스 라인(예컨대, 도 2의 CSL)으로 제공될 수 있다.In some embodiments, the cell substrate 100 may include a conductive layer (not shown). The conductive layer may include, for example, polysilicon doped with impurities, metal, or metal silicide. The conductive layer may be formed in multiple layers. For example, the cell substrate 100 may include a first conductive layer including a metal silicide such as tungsten silicide (WSi), and a second conductive layer stacked on the first conductive layer and including doped polysilicon. . The source layer 102 and the conductive layer may be provided as a common source line (eg, CSL of FIG. 2 ) of the semiconductor memory device.

지지층(104)은 셀 기판(100), 소오스층(102) 및 소오스 희생층(103) 상에 형성될 수 있다. 지지층(104)은 소오스층(102)과 몰드 구조체(MS1, MS2) 사이 및 소오스 희생층(103)과 몰드 구조체(MS1, MS2) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 지지층(104)은 셀 기판(100)의 상면, 소오스층(102)의 상면 및 소오스 희생층(103)의 상면을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다.The support layer 104 may be formed on the cell substrate 100 , the source layer 102 , and the source sacrificial layer 103 . The support layer 104 may be interposed between the source layer 102 and the mold structures MS1 and MS2 and between the source sacrificial layer 103 and the mold structures MS1 and MS2 . For example, the support layer 104 may conformally extend along the top surface of the cell substrate 100 , the top surface of the source layer 102 , and the top surface of the source sacrificial layer 103 .

지지층(104)은 소오스 희생층(103)에 대해 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 소오스 희생층(103)은 실리콘 질화막을 포함할 수 있고, 지지층(104)은 폴리 실리콘막을 포함할 수 있다.The support layer 104 may include a material having an etch selectivity with respect to the source sacrificial layer 103 . For example, the source sacrificial layer 103 may include a silicon nitride layer, and the support layer 104 may include a polysilicon layer.

지지층(104)은 소오스층(102)을 형성하기 위한 대체(replacement) 공정에서 몰드 스택의 무너짐 또는 쓰러짐을 방지하기 위한 지지대로 이용될 수 있다. 예를 들어, 소오스층(102) 및/또는 소오스 희생층(103)은 셀 기판(100)의 상면의 일부를 노출시킬 수 있고, 지지층(104)의 일부는 노출된 셀 기판(100)의 상면을 따라 연장되어 셀 기판(100)의 상면과 접촉할 수 있다.The support layer 104 may be used as a support for preventing the mold stack from collapsing or collapsing in a replacement process for forming the source layer 102 . For example, the source layer 102 and/or the source sacrificial layer 103 may expose a portion of the top surface of the cell substrate 100 , and the support layer 104 may expose a portion of the top surface of the cell substrate 100 . It may extend along and contact the upper surface of the cell substrate 100 .

도시되지 않았으나, 셀 기판(100)과 제1 소오스 구조체(102, 104) 사이에 베이스 절연막이 개재될 수도 있다. 상기 베이스 절연막은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Although not shown, a base insulating layer may be interposed between the cell substrate 100 and the first source structures 102 and 104 . The base insulating layer may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited thereto.

소오스 희생층(103)은 셀 기판(100)의 연장 영역(EXT) 상에 형성될 수 있다. 소오스 희생층(103)은 셀 기판(100)과 몰드 구조체(MS1, MS2) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 소오스 희생층(103)은 셀 기판(100)의 상면을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 소오스 희생층(103)은 연장 영역(EXT) 상에 형성될 수 있고, 셀 영역(CAR) 상에는 형성되지 않을 수 있다.The source sacrificial layer 103 may be formed on the extension region EXT of the cell substrate 100 . The source sacrificial layer 103 may be interposed between the cell substrate 100 and the mold structures MS1 and MS2. For example, the source sacrificial layer 103 may conformally extend along the top surface of the cell substrate 100 . In some embodiments, the source sacrificial layer 103 may be formed on the extension region EXT, but not on the cell region CAR.

소오스 희생층(103)은 소오스층(102)과 동일 레벨에 배치될 수 있다. 본 명세서에서, "동일 레벨"에 배치됨이란, 셀 기판(100)의 상면을 기준으로 동일한 높이에 배치되는 것을 의미한다. 예를 들어, 소오스 희생층(103)의 하면은 소오스층(102)의 하면과 동일 높이에 배치될 수 있다.The source sacrificial layer 103 may be disposed on the same level as the source layer 102 . In the present specification, “arranged at the same level” means to be arranged at the same height with respect to the upper surface of the cell substrate 100 . For example, the lower surface of the source sacrificial layer 103 may be disposed at the same height as the lower surface of the source layer 102 .

소오스 희생층(103)은 그 일부가 소오스층(102)으로 대체(replacement)된 후 잔존하는 층일 수 있다. 이러한 경우에, 소오스층(102)의 두께는 소오스 희생층(103)의 두께와 동일할 수 있다. 본 명세서에서, "동일"이란, 완전히 동일한 것뿐만 아니라 공정 상의 마진 등으로 인해 발생할 수 있는 미세한 차이를 포함하는 의미이다. 예를 들어, 소오스 희생층(103)의 상면은 소오스층(102)의 상면과 동일 높이에 배치될 수 있다.The source sacrificial layer 103 may be a layer remaining after a portion thereof is replaced with the source layer 102 . In this case, the thickness of the source layer 102 may be the same as the thickness of the source sacrificial layer 103 . In the present specification, the term "same" means not only exactly the same thing, but also includes a minute difference that may occur due to a margin on a process. For example, the top surface of the source sacrificial layer 103 may be disposed at the same height as the top surface of the source layer 102 .

소오스 희생층(103)은 절연 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 소오스 희생층(103)은 몰드 절연막들(110, 115)에 대해 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 각각의 몰드 절연막들(110, 115)은 실리콘 산화막을 포함할 수 있고, 소오스 희생층(103)은 실리콘 질화막을 포함할 수 있다.The source sacrificial layer 103 may include an insulating material, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited thereto. In some embodiments, the source sacrificial layer 103 may include a material having an etch selectivity with respect to the mold insulating layers 110 and 115 . For example, each of the mold insulating layers 110 and 115 may include a silicon oxide layer, and the source sacrificial layer 103 may include a silicon nitride layer.

워드 라인 절단 라인(WLC)은 제1 방향(X)으로 연장되어 셀 영역(CAR) 및 연장 영역(EXT) 상의 몰드 구조체(MS1, MS2)를 절단할 수 있다. 또한, 복수의 워드 라인 절단 라인(WLC)들은 서로 이격되며 제1 방향(X)으로 나란히 연장될 수 있다. 몰드 구조체(MS1, MS2)는 워드 라인 절단 라인(WLC)들에 의해 분할되어 복수의 메모리 셀 블록들(예컨대, 도 1의 BLK1~BLKn)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 인접하는 2개의 워드 라인 절단 라인(WLC)들은 그들 사이에 하나의 메모리 셀 블록을 정의할 수 있다. 워드 라인 절단 라인(WLC)들에 의해 정의되는 각각의 메모리 셀 블록들 내에는 복수의 채널 구조체(CH)들이 배치될 수 있다.The word line cutting line WLC may extend in the first direction X to cut the mold structures MS1 and MS2 on the cell area CAR and the extension area EXT. Also, the plurality of word line cutting lines WLC may be spaced apart from each other and extend side by side in the first direction X. The mold structures MS1 and MS2 may be divided by the word line cutting lines WLC to form a plurality of memory cell blocks (eg, BLK1 to BLKn of FIG. 1 ). For example, two adjacent word line disconnection lines WLC may define one memory cell block therebetween. A plurality of channel structures CH may be disposed in each of the memory cell blocks defined by the word line cutting lines WLCs.

몇몇 실시예에서, 워드 라인 절단 라인(WLC)은 제1 방향(X)으로 연장되어 소오스층(102) 및 지지층(104)을 절단할 수 있다. 워드 라인 절단 라인(WLC)의 하면은 소오스층(102)의 하면과 동일 평면에 배치되는 것만이 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 다른 예로, 워드 라인 절단 라인(WLC)의 하면은 셀 기판(100)의 상면보다 낮을 수도 있다.In some embodiments, the word line cutting line WLC may extend in the first direction X to cut the source layer 102 and the support layer 104 . It is illustrated that the lower surface of the word line cutting line WLC is disposed on the same plane as the lower surface of the source layer 102 , but this is only exemplary. As another example, the lower surface of the word line cut line WLC may be lower than the upper surface of the cell substrate 100 .

몇몇 실시예에서, 워드 라인 절단 라인(WLC)은 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 워드 라인 절단 라인(WLC)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the word line cut line WLC may include an insulating material. For example, the word line cut line WLC may include at least one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 제2 몰드 구조체(MS2) 내에 스트링 분리 구조체(SC)가 형성될 수 있다. 스트링 분리 구조체(SC)는 제1 방향(X)으로 연장되어 스트링 선택 라인(SSL)을 절단할 수 있다. 워드 라인 절단 라인(WLC)들에 의해 정의되는 각각의 메모리 셀 블록들은 스트링 분리 구조체(SC)에 의해 분할되어 복수의 스트링 영역들을 형성할 수 있다. 일례로, 스트링 분리 구조체(SC)는 하나의 메모리 셀 블록 내에 2개의 스트링 영역들을 정의할 수 있다. 스트링 분리 구조체(SC)는 절연 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the string separation structure SC may be formed in the second mold structure MS2 . The string separation structure SC may extend in the first direction X to cut the string selection line SSL. Each of the memory cell blocks defined by the word line cutting lines WLC may be divided by the string separation structure SC to form a plurality of string regions. For example, the string separation structure SC may define two string regions in one memory cell block. The string separation structure SC may include an insulating material, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but is not limited thereto.

비트 라인(BL)은 몰드 구조체(MS1, MS2) 상에 형성될 수 있다. 복수의 비트 라인(BL)들은 서로 이격되며 제2 방향(Y)으로 나란히 연장될 수 있다. 각각의 비트 라인(BL)들은 복수의 채널 구조체(CH)들 중 적어도 일부와 접속될 수 있다. 예를 들어, 제2 층간 절연막(140b) 내에 각각의 채널 구조체(CH)들의 상부와 접속되는 비트 라인 컨택(182)이 형성될 수 있다. 비트 라인(BL)은 비트 라인 컨택(182)을 통해 제2 방향(Y)을 따라 배열되는 채널 구조체(CH)들과 전기적으로 연결될 수 있다.The bit line BL may be formed on the mold structures MS1 and MS2. The plurality of bit lines BL may be spaced apart from each other and extend side by side in the second direction Y. Each of the bit lines BL may be connected to at least a portion of the plurality of channel structures CH. For example, a bit line contact 182 connected to an upper portion of each of the channel structures CH may be formed in the second interlayer insulating layer 140b. The bit line BL may be electrically connected to the channel structures CH arranged in the second direction Y through the bit line contact 182 .

셀 컨택(162)은 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)과 접속될 수 있다. 예를 들어, 셀 컨택(162)은 층간 절연막(140a, 140b) 내에서 제3 방향(Z)으로 연장되어 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)과 접속될 수 있다. The cell contact 162 may be connected to each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1, and SSL2. For example, the cell contact 162 extends in the third direction Z in the interlayer insulating layers 140a and 140b to form the respective gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1, It can be connected with SSL2).

셀 컨택(162)은 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)의 패드 영역(PAD)과 연결될 수 있다. 패드 영역(PAD)은 셀 컨택(162)의 하부에 배치되는 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)의 끝단을 지칭할 수 있다. 즉, 셀 컨택(162)은 패드 영역(PAD) 상에서 제3 방향(Z)으로 연장할 수 있다.The cell contact 162 may be connected to the pad area PAD of each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2. The pad area PAD may refer to an end of each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 disposed under the cell contact 162 . That is, the cell contact 162 may extend in the third direction Z on the pad area PAD.

몇몇 실시예에서, 셀 컨택(162)은 제1 몰드 구조체(MS1)와 제2 몰드 구조체(MS2) 사이에서 절곡부를 가질 수 있다. 셀 컨택(162)은 도전 물질, 예를 들어, 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등의 금속이나 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the cell contact 162 may have a bent portion between the first mold structure MS1 and the second mold structure MS2 . The cell contact 162 may include a conductive material, for example, a metal such as tungsten (W), cobalt (Co), or nickel (Ni), or a semiconductor material such as silicon, but is not limited thereto.

소오스 컨택(164)은 제1 소오스 구조체(102, 104)와 접속될 수 있다. 예를 들어, 소오스 컨택(164)은 층간 절연막(140a, 140b) 내에서 제3 방향(Z)으로 연장되어 셀 기판(100)과 접속될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 소오스 컨택(164)은 제1 몰드 구조체(MS1)와 제2 몰드 구조체(MS2) 사이에서 절곡부를 가질 수 있다.The source contact 164 may be connected to the first source structures 102 and 104 . For example, the source contact 164 may extend in the third direction Z in the interlayer insulating layers 140a and 140b to be connected to the cell substrate 100 . In some embodiments, the source contact 164 may have a bent portion between the first mold structure MS1 and the second mold structure MS2 .

관통 비아(166)는 관통 영역(THR) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 관통 비아(166)는 관통 영역(THR)의 몰드 구조체(MS1, MS2) 내에서 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 관통 비아(166)는 제1 몰드 구조체(MS1)와 제2 몰드 구조체(MS2) 사이에서 절곡부를 가질 수 있다. 관통 비아(166)는 몰드 구조체(MS1, MS2)를 관통하는 것만이 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 다른 예로, 관통 비아(166)는 몰드 구조체(MS1, MS2) 외측에 배치되어 몰드 구조체(MS1, MS2)를 관통하지 않을 수도 있다.The through via 166 may be disposed in the through region THR. For example, the through via 166 may extend in the third direction Z in the mold structures MS1 and MS2 of the through region THR. In some embodiments, the through via 166 may have a bent portion between the first mold structure MS1 and the second mold structure MS2 . The through-via 166 is only shown passing through the mold structures MS1 and MS2, but this is only exemplary. As another example, the through via 166 may be disposed outside the mold structures MS1 and MS2 and may not penetrate through the mold structures MS1 and MS2 .

셀 컨택(162), 소오스 컨택(164) 및 관통 비아(166)는 각각 층간 절연막(140a, 140b) 상의 제1 배선 구조체(180)와 접속될 수 있다. 예를 들어, 제2 층간 절연막(140b) 상에 제1 배선간 절연막(142)이 형성될 수 있다. 제1 배선 구조체(180)는 제1 배선간 절연막(142) 내에 형성될 수 있다. 셀 컨택(162), 소오스 컨택(164) 및 관통 비아(166)는 각각 컨택 비아(184)에 의해 제1 배선 구조체(180)와 연결될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않았으나, 제1 배선 구조체(180)는 비트 라인(BL)과 연결될 수도 있다.The cell contact 162 , the source contact 164 , and the through via 166 may be connected to the first interconnection structure 180 on the interlayer insulating layers 140a and 140b, respectively. For example, the first interline insulating layer 142 may be formed on the second interlayer insulating layer 140b. The first interconnection structure 180 may be formed in the first inter interconnection insulating layer 142 . The cell contact 162 , the source contact 164 , and the through via 166 may be connected to the first interconnection structure 180 by a contact via 184 , respectively. Although not specifically illustrated, the first interconnection structure 180 may be connected to the bit line BL.

주변 회로 영역(PERI)은 주변 회로 기판(200), 주변 회로 소자(PT) 및 제2 배선 구조체(260)를 포함할 수 있다.The peripheral circuit region PERI may include the peripheral circuit board 200 , the peripheral circuit element PT, and the second wiring structure 260 .

주변 회로 기판(200)은 셀 기판(100) 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 주변 회로 기판(200)의 상면은 셀 기판(100)의 하면과 대향할 수 있다. 주변 회로 기판(200)은 예를 들어, 실리콘 기판, 게르마늄 기판 혹은 실리콘-게르마늄 기판 등과 같은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 또는, 주변 회로 기판(200)은 실리콘-온-인슐레이터(SOI; Silicon-On-Insulator) 기판 혹은 게르마늄-온-인슐레이터(GOI; Germanium-On-Insulator) 기판 등을 포함할 수도 있다.The peripheral circuit board 200 may be disposed under the cell board 100 . For example, the upper surface of the peripheral circuit board 200 may face the lower surface of the cell substrate 100 . The peripheral circuit board 200 may include, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, a germanium substrate, or a silicon-germanium substrate. Alternatively, the peripheral circuit board 200 may include a silicon-on-insulator (SOI) substrate, a germanium-on-insulator (GOI) substrate, or the like.

주변 회로 소자(PT)는 주변 회로 기판(200) 상에 형성될 수 있다. 주변 회로 소자(PT)는 반도체 메모리 장치의 동작을 제어하는 주변 회로(예컨대, 도 1의 30)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 주변 회로 소자(PT)는 제어 로직(예컨대, 도 1의 37), 로우 디코더(예컨대, 도 1의 33) 및 페이지 버퍼(예컨대, 도 1의 35) 등을 포함할 수 있다. 이하의 설명에서, 주변 회로 소자(PT)가 배치되는 주변 회로 기판(200)의 표면은 주변 회로 기판(200)의 상면으로 지칭될 수 있다. 반대로, 주변 회로 기판(200)의 상면과 반대되는 주변 회로 기판(200)의 표면은 주변 회로 기판(200)의 하면으로 지칭될 수 있다.The peripheral circuit element PT may be formed on the peripheral circuit board 200 . The peripheral circuit element PT may constitute a peripheral circuit (eg, 30 of FIG. 1 ) that controls the operation of the semiconductor memory device. For example, the peripheral circuit element PT may include control logic (eg, 37 of FIG. 1 ), a row decoder (eg, 33 of FIG. 1 ), and a page buffer (eg, 35 of FIG. 1 ). In the following description, the surface of the peripheral circuit board 200 on which the peripheral circuit element PT is disposed may be referred to as a top surface of the peripheral circuit board 200 . Conversely, a surface of the peripheral circuit board 200 opposite to the upper surface of the peripheral circuit board 200 may be referred to as a lower surface of the peripheral circuit board 200 .

주변 회로 소자(PT)는 예를 들어, 트랜지스터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 주변 회로 소자(PT)는 트랜지스터 등의 다양한 능동 소자(active element)뿐만 아니라, 커패시터(capacitor), 레지스터(resistor), 인덕터(inductor) 등의 다양한 수동 소자(passive element)를 포함할 수도 있다.The peripheral circuit element PT may include, for example, a transistor, but is not limited thereto. For example, the peripheral circuit element PT may include not only various active elements such as transistors, but also various passive elements such as capacitors, resistors, and inductors. may be

몇몇 실시예에서, 셀 기판(100)의 하면은 주변 회로 기판(200)의 상면과 대향할 수 있다. 예를 들어, 주변 회로 기판(200)의 상면 상에 주변 회로 소자(PT)를 덮는 제2 배선간 절연막(240)이 형성될 수 있다.In some embodiments, the lower surface of the cell substrate 100 may face the upper surface of the peripheral circuit board 200 . For example, the second inter-wiring insulating layer 240 covering the peripheral circuit element PT may be formed on the upper surface of the peripheral circuit board 200 .

제1 배선 구조체(180)는 관통 비아(166)를 통해 주변 회로 소자(PT)와 접속될 수 있다. 예를 들어, 제2 배선간 절연막(240) 내에 주변 회로 소자(PT)와 접속되는 제2 배선 구조체(260)가 형성될 수 있다. 관통 비아(166)는 제3 방향(Z)으로 연장되어 제1 배선 구조체(180)와 제2 배선 구조체(260)를 연결할 수 있다. 이를 통해, 비트 라인(BL), 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 및/또는 제1 소오스 구조체(102, 104)는 주변 회로 소자(PT)와 전기적으로 연결될 수 있다.The first interconnection structure 180 may be connected to the peripheral circuit device PT through the through via 166 . For example, the second interconnection structure 260 connected to the peripheral circuit element PT may be formed in the second interline insulating layer 240 . The through via 166 may extend in the third direction Z to connect the first interconnection structure 180 and the second interconnection structure 260 . Through this, the bit line BL, each of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1, SSL2, and/or the first source structures 102 and 104 are connected to the peripheral circuit element ( PT) and may be electrically connected.

몇몇 실시예에서, 관통 비아(166)는 절연 기판(101)을 관통하여 제1 배선 구조체(180)와 제2 배선 구조체(260)를 연결할 수 있다. 이를 통해, 관통 비아(166)는 셀 기판(100)과 전기적으로 분리될 수 있다.In some embodiments, the through via 166 may pass through the insulating substrate 101 to connect the first wiring structure 180 and the second wiring structure 260 . Through this, the through-via 166 may be electrically separated from the cell substrate 100 .

도 3에서는 연장 영역(EXT)에 형성되는 트렌치(T)가 사각 형상의 단면을 가지는 것으로 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 평면도 상에서 트렌치(T)는 원 형상을 가질 수 있다. 이 때, 원 형상의 트렌치(T)에 의해 노출된 패드 영역(PAD) 상에 셀 컨택(162)이 형성될 수 있다.In FIG. 3 , the trench T formed in the extension area EXT has a rectangular cross-section, but the embodiment is not limited thereto. For example, in a plan view, the trench T may have a circular shape. In this case, the cell contact 162 may be formed on the pad area PAD exposed by the circular trench T.

도 9는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 10은 도 9의 R1 영역을 설명하기 위한 확대도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.9 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments. FIG. 10 is an enlarged view for explaining a region R1 of FIG. 9 . For convenience of description, points different from those described with reference to FIGS. 1 to 8 will be mainly described.

도 9 및 도 10을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 제2 소오스 구조체(106)를 포함한다.9 and 10 , a semiconductor memory device according to some embodiments includes a second source structure 106 .

제2 소오스 구조체(106)는 셀 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제2 소오스 구조체(106)의 하부는 셀 기판(100) 내에 배치되는 것만이 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이다. 제2 소오스 구조체(106)는 채널 구조체(CH)의 반도체 패턴(130)과 접속될 수 있다. 예를 들어, 반도체 패턴(130)은 정보 저장막(132)을 관통하여 제2 소오스 구조체(106)의 상면과 접촉할 수 있다. 제2 소오스 구조체(106)는 예를 들어, 셀 기판(100)으로부터 선택적 에피 성장(Selective Epitaxial Growth) 공정에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The second source structure 106 may be formed on the cell substrate 100 . Although it is illustrated that the lower portion of the second source structure 106 is disposed in the cell substrate 100 , this is only exemplary. The second source structure 106 may be connected to the semiconductor pattern 130 of the channel structure CH. For example, the semiconductor pattern 130 may penetrate the information storage layer 132 and contact the top surface of the second source structure 106 . The second source structure 106 may be formed by, for example, a selective epitaxial growth process from the cell substrate 100 , but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 제2 소오스 구조체(106)의 상면은 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 중 일부와 교차할 수 있다. 일례로, 제2 소오스 구조체(106)의 상면은 소거 제어 라인(ECL)의 상면보다 높게 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 제2 소오스 구조체(106)와 교차하는 게이트 전극(예컨대, 소거 제어 라인(ECL))과 제2 소오스 구조체(106) 사이에 게이트 절연막(110S)이 개재될 수 있다.In some embodiments, a top surface of the second source structure 106 may cross some of the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2. For example, a top surface of the second source structure 106 may be formed to be higher than a top surface of the erase control line ECL. In this case, a gate insulating layer 110S may be interposed between a gate electrode (eg, an erase control line ECL) crossing the second source structure 106 and the second source structure 106 .

도 11은 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.11 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory device according to another exemplary embodiment. For convenience of explanation, the points different from those described with reference to FIGS. 1 to 10 will be mainly described.

도 11을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 제1 몰드 구조체(MS1)만을 포함할 수 있다. 즉, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 싱글 스택(single stack) 구조를 가질 수 있다. 채널 구조체(CH), 셀 컨택(162), 소오스 컨택(164) 및 관통 비아(166)는 절곡부를 가지지 않는다. Referring to FIG. 11 , the semiconductor memory device according to some embodiments may include only a first mold structure MS1 . That is, the semiconductor memory device according to some embodiments may have a single stack structure. The channel structure CH, the cell contact 162 , the source contact 164 , and the through via 166 do not have bent portions.

이하에서, 도 1 내지 도 36을 참조하여, 몇몇 실시예들에 따른 반도체 메모리 장치의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to some embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 36 .

도 12 내지 도 36은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계의 도면들이다.12 to 36 are diagrams of intermediate steps for explaining a method of manufacturing a semiconductor memory device according to some embodiments.

도 12 및 도 13을 참조하면, 셀 기판(100) 및/또는 절연 기판(101) 상에 교대로 적층되는 제1 몰드 희생막(112) 및 제1 몰드 절연막(110)을 형성한다.12 and 13 , a first mold sacrificial layer 112 and a first mold insulating layer 110 that are alternately stacked on the cell substrate 100 and/or the insulating substrate 101 are formed.

제1 몰드 희생막(112)은 제1 몰드 절연막(110)에 대해 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 몰드 절연막(110)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 제1 몰드 희생막(112)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.The first mold sacrificial layer 112 may include a material having an etch selectivity with respect to the first mold insulating layer 110 . For example, the first mold insulating layer 110 may include silicon oxide, and the first mold sacrificial layer 112 may include silicon nitride.

몇몇 실시예에서, 제1 몰드 희생막(112) 및 제1 몰드 절연막(110)을 적층하기 전에, 셀 기판(100) 및/또는 절연 기판(101) 상에 소오스 희생막(102p, 103) 및 제2 소오스층(104)이 형성될 수 있다. 소오스 희생막(102p, 103)은 제1 몰드 절연막(110)에 대해 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 몰드 절연막(110)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 소오스 희생막(102p, 103)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 제2 소오스층(104)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 불순물이 도핑되지 않은 폴리 실리콘을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, before laminating the first mold sacrificial layer 112 and the first mold insulating layer 110 , the source sacrificial layers 102p and 103 and A second source layer 104 may be formed. The source sacrificial layers 102p and 103 may include a material having an etch selectivity with respect to the first mold insulating layer 110 . For example, the first mold insulating layer 110 may include silicon oxide, and the source sacrificial layers 102p and 103 may include silicon nitride. The second source layer 104 may include polysilicon doped with impurities or polysilicon undoped with impurities, but is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 셀 기판(100) 및/또는 절연 기판(101)은 주변 회로 영역(PERI) 상에 적층될 수 있다. 예를 들어, 주변 회로 기판(200) 상에 주변 회로 소자(PT), 제2 배선 구조체(260) 및 제2 배선간 절연막(240)이 형성될 수 있다. 셀 기판(100) 및/또는 절연 기판(101)은 제2 배선간 절연막(240) 상에 적층될 수 있다.In some embodiments, the cell substrate 100 and/or the insulating substrate 101 may be stacked on the peripheral circuit region PERI. For example, a peripheral circuit element PT, a second wiring structure 260 , and a second insulating interlayer 240 may be formed on the peripheral circuit board 200 . The cell substrate 100 and/or the insulating substrate 101 may be stacked on the second inter-wiring insulating layer 240 .

도 14 및 도 15를 참조하면, 하부 트렌치(Ta) 및 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)를 형성한다.14 and 15 , the lower trench Ta and the free lower dummy mold structure DMA_P are formed.

연장 영역(EXT)에서 제1 몰드 희생막(112) 및 제1 몰드 절연막(110)을 관통하는 하부 트렌치(Ta)를 형성할 수 있다. 하부 트렌치(Ta)는 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)는 하부 트렌치(Ta) 사이에 배치될 수 있다.A lower trench Ta penetrating through the first mold sacrificial layer 112 and the first mold insulating layer 110 may be formed in the extension region EXT. The lower trenches Ta may be spaced apart from each other in the second direction Y. The free lower dummy mold structure DMA_P may be disposed between the lower trenches Ta.

도 16 및 도 17을 참조하면, 제1 몰드 희생막(112) 및 제1 몰드 절연막(110) 상에 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 형성한다.16 and 17 , a first free interlayer insulating layer 140a_P is formed on the first mold sacrificial layer 112 and the first mold insulating layer 110 .

제1 프리 층간 절연막(140a_P)은 하부 트렌치(Ta)를 채울 수 있다. 제1 프리 층간 절연막(140a_P)은 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P) 상에 형성될 수 있다. The first free interlayer insulating layer 140a_P may fill the lower trench Ta. The first free interlayer insulating layer 140a_P may be formed on the free lower dummy mold structure DMA_P.

하부 트렌치(Ta)는 제2 방향(Y)으로 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 즉, 하부 트렌치(Ta)를 사이에 두고 제2 방향(Y)으로 이격되는 복수의 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P) 사이의 거리는 제1 폭(W1)일 수 있다. 제1 프리 층간 절연막(140a_P)은 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P) 상에서 제1 높이(H1)로 형성될 수 있다. 이 때, 제1 높이(H1)는 제1 폭(W1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 높이(H1)는 제1 폭(W1)의 1/2일 수 있다.The lower trench Ta may have a first width W1 in the second direction Y. That is, a distance between the plurality of free lower dummy mold structures DMA_P spaced apart in the second direction Y with the lower trench Ta interposed therebetween may be the first width W1 . The first free interlayer insulating layer 140a_P may be formed at a first height H1 on the free lower dummy mold structure DMA_P. In this case, the first height H1 may be smaller than the first width W1 . For example, the first height H1 may be 1/2 of the first width W1.

하부 트렌치(Ta)는 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)에 의해 둘러싸일 수 있다. 하부 트렌치(Ta) 내에 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 증착할 때, 하부 트렌치(Ta)의 바닥면 뿐만 아니라 하부 트렌치(Ta)의 내측벽에도 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 증착할 수 있다. 즉, 하부 트렌치(Ta)를 정의하는 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)의 측벽 상에도 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 증착할 수 있다. 이에 따라, 하부 트렌치(Ta) 내에 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 채울 수 있다. The lower trench Ta may be surrounded by the free lower dummy mold structure DMA_P. When depositing the first free interlayer insulating film 140a_P in the lower trench Ta, the first free interlayer insulating film 140a_P may be deposited not only on the bottom surface of the lower trench Ta but also on the inner wall of the lower trench Ta. have. That is, the first free interlayer insulating layer 140a_P may also be deposited on the sidewall of the free lower dummy mold structure DMa_P defining the lower trench Ta. Accordingly, the first free interlayer insulating layer 140a_P may be filled in the lower trench Ta.

하부 트렌치(Ta)의 측벽에 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 증착하여 하부 트렌치(Ta)를 채우므로, 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)의 상부에 과도한 양의 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 형성하지 않고도, 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 하부 트렌치(Ta)에 채울 수 있다. Since the first free interlayer insulating layer 140a_P is deposited on the sidewall of the lower trench Ta to fill the lower trench Ta, an excessive amount of the first free interlayer insulating layer 140a_P is formed on the free lower dummy mold structure DMA_P. The first free interlayer insulating layer 140a_P may be filled in the lower trench Ta without forming the first free interlayer insulating layer 140a_P.

도 18 및 도 19를 참조하면, 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)의 상부에 형성된 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 제거한다.18 and 19 , the first free interlayer insulating layer 140a_P formed on the free lower dummy mold structure DMA_P is removed.

하부 트렌치(Ta)의 제2 방향(Y)으로 제1 폭(W1) 보다 작은 제1 높이(H1)로 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P)의 상부에 형성되므로, 셀 영역(CAR)과 연장 영역(EXT)에 걸쳐서 프리 하부 더미 몰드 구조체(DMa_P) 상의 제1 프리 층간 절연막(140a_P)을 한 번에 제거할 수 있다.Since the lower trench Ta is formed on top of the pre-lower dummy mold structure DMA_P with a first height H1 smaller than the first width W1 in the second direction Y, the cell region CAR and the extension region The first free interlayer insulating layer 140a_P on the free lower dummy mold structure DMA_P may be removed over EXT.

도 20 및 도 21을 참조하면, 예비 채널(pCH), 예비 셀 컨택(162P), 예비 소오스 컨택(164P) 및 예비 관통 비아(166P)를 형성한다.20 and 21 , a preliminary channel pCH, a preliminary cell contact 162P, a preliminary source contact 164P, and a preliminary through-via 166P are formed.

예비 채널(pCH)은 제3 방향(Z)으로 연장되어 몰드 구조체(MS1, MS2)를 관통할 수 있다. 예비 셀 컨택(162P)은 각각의 몰드 희생막들(112, 117)과 접속될 수 있다. 예비 소오스 컨택(164P)은 제1 소오스 구조체(102, 104)와 접속될 수 있다. 예비 관통 비아(166P)는 관통 영역(THR) 내에 배치될 수 있다.The preliminary channel pCH may extend in the third direction Z to pass through the mold structures MS1 and MS2 . The preliminary cell contact 162P may be connected to each of the mold sacrificial layers 112 and 117 . The preliminary source contact 164P may be connected to the first source structures 102 and 104 . The preliminary through via 166P may be disposed in the through region THR.

예비 셀 컨택(162P)은 하부 트렌치(Ta) 내에 형성될 수 있다. 예비 셀 컨택(162P)은 하부 트렌치(Ta)를 채우는 제1 층간 절연막(140a) 내에 형성될 수 있다.The preliminary cell contact 162P may be formed in the lower trench Ta. The preliminary cell contact 162P may be formed in the first interlayer insulating layer 140a filling the lower trench Ta.

예비 채널(pCH), 예비 셀 컨택(162P), 예비 소오스 컨택(164P) 및 예비 관통 비아(166P)는 각각 폴리 실리콘(poly Si)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Each of the preliminary channel pCH, the preliminary cell contact 162P, the preliminary source contact 164P, and the preliminary through-via 166P may include, but is not limited to, poly Si.

도 22 및 도 23을 참조하면, 제1 몰드 희생막(112) 및 제1 몰드 절연막(110) 상에 제2 몰드 희생막(117) 및 제2 몰드 절연막(115)을 형성한다.22 and 23 , a second mold sacrificial layer 117 and a second mold insulating layer 115 are formed on the first mold sacrificial layer 112 and the first mold insulating layer 110 .

제2 몰드 희생막(117) 및 제2 몰드 절연막(115)은 예비 채널(pCH), 예비 셀 컨택(162P), 예비 소오스 컨택(164P) 및 예비 관통 비아(166P) 상에 형성될 수 있다. The second mold sacrificial layer 117 and the second mold insulating layer 115 may be formed on the preliminary channel pCH, the preliminary cell contact 162P, the preliminary source contact 164P, and the preliminary through-via 166P.

도 24 및 도 25를 참조하면, 제1 트렌치(T1), 상부 트렌치(Tb) 및 프리 상부 더미 몰드 구조체(DMb_P)를 형성한다.24 and 25 , the first trench T1 , the upper trench Tb and the free upper dummy mold structure DMb_P are formed.

연장 영역(EXT)에서 제2 몰드 희생막(117) 및 제2 몰드 절연막(115)을 관통하는 제1 트렌치(T1)를 형성할 수 있다. 또한, 연장 영역(EXT)에서 제2 몰드 희생막(117) 및 제2 몰드 절연막(115)을 관통하는 상부 트렌치(Tb)를 하부 트렌치(Ta) 상에 형성할 수 있다. 제1 트렌치(T1)는 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 상부 트렌치(Tb)는 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 프리 상부 더미 몰드 구조체(DMb_P)는 제1 트렌치(T1) 사이 및 상부 트렌치(Tb) 사이에 배치될 수 있다.A first trench T1 passing through the second mold sacrificial layer 117 and the second mold insulating layer 115 may be formed in the extension region EXT. Also, an upper trench Tb passing through the second mold sacrificial layer 117 and the second mold insulating layer 115 may be formed in the lower trench Ta in the extended region EXT. The first trenches T1 may be spaced apart from each other in the second direction Y. The upper trench Tb may be spaced apart from each other in the second direction Y. The free upper dummy mold structure DMb_P may be disposed between the first trenches T1 and between the upper trenches Tb.

도 26 및 도 27을 참조하면, 제2 몰드 희생막(117) 및 제2 몰드 절연막(115) 상에 제2 프리 층간 절연막(140b_P)을 형성한다.26 and 27 , a second free interlayer insulating layer 140b_P is formed on the second mold sacrificial layer 117 and the second mold insulating layer 115 .

제2 프리 층간 절연막(140b_P)은 제1 트렌치(T1) 및 상부 트렌치(Tb)를 채울 수 있다. 제2 프리 층간 절연막(140b_P)은 프리 상부 더미 몰드 구조체(DMb_P) 상에 형성될 수 있다. The second free interlayer insulating layer 140b_P may fill the first trench T1 and the upper trench Tb. The second free interlayer insulating layer 140b_P may be formed on the free upper dummy mold structure DMb_P.

제1 트렌치(T1) 및 상부 트렌치(Tb)는 제2 방향(Y)으로 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 즉, 제1 트렌치(T1) 또는 상부 트렌치(Tb)를 사이에 두고 제2 방향(Y)으로 이격되는 복수의 프리 상부 더미 몰드 구조체(DMb_P) 사이의 거리는 제2 폭(W2)일 수 있다. 제2 프리 층간 절연막(140b_P)은 프리 상부 더미 몰드 구조체(DMb_P) 상에서 제2 높이(H2)로 형성될 수 있다. 이 때, 제2 높이(H2)는 제2 폭(W2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 높이(H2)는 제2 폭(W2)의 1/2일 수 있다.The first trench T1 and the upper trench Tb may have a second width W2 in the second direction Y. That is, a distance between the plurality of free upper dummy mold structures DMb_P spaced apart in the second direction Y with the first trench T1 or the upper trench Tb interposed therebetween may be the second width W2 . The second free interlayer insulating layer 140b_P may be formed at a second height H2 on the free upper dummy mold structure DMb_P. In this case, the second height H2 may be smaller than the second width W2. For example, the second height H2 may be 1/2 of the second width W2.

도 28 내지 도 30을 참조하면, 채널 구조체(CH)를 형성한다.28 to 30 , a channel structure CH is formed.

예를 들어, 예비 채널(pCH)이 선택적으로 제거될 수 있다. 이어서, 예비 채널(pCH)이 제거된 영역을 대체하는 채널 구조체(CH)가 형성될 수 있다.For example, the spare channel (pCH) may be selectively removed. Subsequently, a channel structure CH replacing the region from which the preliminary channel pCH is removed may be formed.

도 31 및 도 32를 참조하면, 워드라인 절단 홀(WLCh)을 형성하고, 복수의 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)을 형성한다.31 and 32 , a word line cutting hole WLCh is formed, and a plurality of gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 are formed.

예를 들어, 워드라인 절단 홀(WLCh)을 이용하여 몰드 희생막들(112, 117)을 제거할 수 있다. 몰드 희생막들(112, 117)은 몰드 절연막들(110, 115)에 대해 식각 선택비를 가지므로 선택적으로 제거될 수 있다. 이어서, 몰드 희생막들(112, 117)이 제거된 영역을 대체하는 게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2)이 형성될 수 있다.For example, the mold sacrificial layers 112 and 117 may be removed using the word line cutting hole WLCh. Since the mold sacrificial layers 112 and 117 have an etch selectivity with respect to the mold insulating layers 110 and 115 , they may be selectively removed. Thereafter, gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 may be formed to replace the region from which the mold sacrificial layers 112 and 117 have been removed.

몇몇 실시예에서, 제1 소오스 구조체(102, 104)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 워드라인 절단 홀(WLCh)을 이용하여 소오스 희생막(102p)을 선택적으로 제거할 수 있다. 이어서, 소오스 희생막(102p)이 제거된 영역을 대체하는 제1 소오스층(102)이 형성될 수 있다.In some embodiments, a first source structure 102 , 104 may be formed. For example, the source sacrificial layer 102p may be selectively removed using the word line cutting hole WLCh. Subsequently, the first source layer 102 may be formed to replace the region from which the source sacrificial layer 102p has been removed.

도 33 및 도 34를 참조하면, 워드라인 절단 라인(WLC), 셀 컨택(162), 소오스 컨택(164) 및 관통 비아(166)를 형성한다.33 and 34 , a word line cut line WLC, a cell contact 162 , a source contact 164 and a through via 166 are formed.

게이트 전극들(ECL, GSL1, GSL2, WL11~WL1n, WL21~WL2n, SSL1, SSL2) 및 제1 소오스 구조체(102, 104)가 형성된 후에, 워드라인 절단 홀(WLCh)은 각각 절연 물질(예컨대, 실리콘 산화물)로 채워질 수 있다.After the gate electrodes ECL, GSL1, GSL2, WL11 to WL1n, WL21 to WL2n, SSL1 and SSL2 and the first source structures 102 and 104 are formed, the word line cutting hole WLCh is formed with an insulating material (eg, silicon oxide).

예비 셀 컨택(162P), 예비 소오스 컨택(164P) 및 예비 관통 비아(166P)가 선택적으로 제거될 수 있다. 이어서, 예비 셀 컨택(162P), 예비 소오스 컨택(164P) 및 예비 관통 비아(166P)가 제거된 영역을 대체하는 셀 컨택(162), 소오스 컨택(164) 및 관통 비아(166)가 형성될 수 있다.The preliminary cell contact 162P, the preliminary source contact 164P, and the preliminary through via 166P may be selectively removed. Subsequently, a cell contact 162 , a source contact 164 , and a through-via 166 may be formed to replace the region in which the preliminary cell contact 162P, the preliminary source contact 164P, and the preliminary through-via 166P are removed. have.

셀 컨택(162)은 제1 트렌치(T1) 또는 제2 트렌치(T2) 내에 형성될 수 있다. 제2 트렌치(T2)는 도 25의 상부 트렌치(Tb)와 하부 트렌치(Ta)가 연결되는 트렌치로 정의될 수 있다.The cell contact 162 may be formed in the first trench T1 or the second trench T2 . The second trench T2 may be defined as a trench in which the upper trench Tb and the lower trench Ta of FIG. 25 are connected.

이어서, 도 3 내지 도 8을 참조하면, 셀 컨택(162), 소오스 컨택(164) 및 관통 비아(166)와 접속되는 제1 배선 구조체(180)를 형성한다. 이를 통해, 도 3 내지 도 8을 이용하여 상술한 반도체 메모리 장치가 제조될 수 있다.Next, referring to FIGS. 3 to 8 , the first interconnection structure 180 connected to the cell contact 162 , the source contact 164 , and the through via 166 is formed. Through this, the semiconductor memory device described above with reference to FIGS. 3 to 8 may be manufactured.

도 35는 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템을 설명하기 위한 예시적인 블록도이다. 도 36은 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템을 설명하기 위한 예시적인 사시도이다. 도 37은 도 36의 I-I를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.35 is an exemplary block diagram for describing an electronic system according to some embodiments. 36 is an exemplary perspective view for explaining an electronic system according to some embodiments. FIG. 37 is a schematic cross-sectional view taken along II-I of FIG. 36 .

도 35를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템(1000)은 반도체 메모리 장치(1100) 및 반도체 메모리 장치(1100)와 전기적으로 연결되는 컨트롤러(1200)를 포함할 수 있다. 전자 시스템(1000)은 하나 또는 복수의 반도체 메모리 장치(1100)들을 포함하는 스토리지 장치(storage device) 또는 스토리지 장치를 포함하는 전자 장치(electronic device)일 수 있다. 예를 들어, 전자 시스템(1000)은 하나 또는 복수의 반도체 메모리 장치(1100)들을 포함하는 SSD 장치(solid state drive device), USB(Universal Serial Bus), 컴퓨팅 시스템, 의료 장치 또는 통신 장치일 수 있다.Referring to FIG. 35 , the electronic system 1000 according to some embodiments may include a semiconductor memory device 1100 and a controller 1200 electrically connected to the semiconductor memory device 1100 . The electronic system 1000 may be a storage device including one or a plurality of semiconductor memory devices 1100 or an electronic device including a storage device. For example, the electronic system 1000 may be a solid state drive device (SSD) device, a universal serial bus (USB) device including one or a plurality of semiconductor memory devices 1100 , a computing system, a medical device, or a communication device. .

반도체 메모리 장치(1100)는 비휘발성 메모리 장치(예를 들어, NAND 플래쉬 메모리 장치)일 수 있으며, 예를 들어, 도 1 내지 도 11을 이용하여 상술한 반도체 메모리 장치일 수 있다. 반도체 메모리 장치(1100)는 제1 구조물(1100F) 및 제1 구조물(1100F) 상의 제2 구조물(1100S)을 포함할 수 있다.The semiconductor memory device 1100 may be a nonvolatile memory device (eg, a NAND flash memory device), for example, the semiconductor memory device described above with reference to FIGS. 1 to 11 . The semiconductor memory device 1100 may include a first structure 1100F and a second structure 1100S on the first structure 1100F.

제1 구조물(1100F)은 디코더 회로(1110; 예컨대, 도 1의 로우 디코더(33)), 페이지 버퍼(1120; 예컨대, 도 1의 페이지 버퍼(35)) 및 로직 회로(1130; 예컨대, 도 1의 제어 로직(37))를 포함하는 주변 회로 구조물일 수 있다.The first structure 1100F includes a decoder circuit 1110 (eg, row decoder 33 in FIG. 1 ), a page buffer 1120 (eg, page buffer 35 in FIG. 1 ), and a logic circuit 1130 (eg, FIG. 1 ). may be a peripheral circuit structure including the control logic 37 of

제2 구조물(1100S)은 도 2를 이용하여 상술한 공통 소오스 라인(CSL), 복수의 비트 라인(BL)들 및 복수의 셀 스트링(CSTR)들을 포함할 수 있다. 셀 스트링(CSTR)들은 워드 라인(WL), 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 그라운드 선택 라인(GSL)을 통해 디코더 회로(1110)에 연결될 수 있다. 또한, 셀 스트링(CSTR)들은 비트 라인(BL)들을 통해 페이지 버퍼(1120)에 연결될 수 있다.The second structure 1100S may include the common source line CSL, the plurality of bit lines BL, and the plurality of cell strings CSTR described above with reference to FIG. 2 . The cell strings CSTR may be connected to the decoder circuit 1110 through a word line WL, at least one string select line SSL, and at least one ground select line GSL. Also, the cell strings CSTR may be connected to the page buffer 1120 through bit lines BL.

몇몇 실시예에서, 공통 소오스 라인(CSL) 및 셀 스트링(CSTR)들은, 제1 구조물(1100F)로부터 제2 구조물(1100S)까지 연장되는 제1 연결 배선(1115)들을 통해 디코더 회로(1110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결 배선(1115)은 도 1 내지 도 11을 이용하여 상술한 관통 비아(166)에 대응될 수 있다. 즉, 관통 비아(166)는 각각의 게이트 전극들(ECL, GSL, WL, SSL)과 디코더 회로(1110; 예컨대, 도 1의 로우 디코더(33))를 전기적으로 연결할 수 있다.In some embodiments, the common source line CSL and the cell strings CSTR are connected to the decoder circuit 1110 and the decoder circuit 1110 through first connection lines 1115 extending from the first structure 1100F to the second structure 1100S. may be electrically connected. The first connection wiring 1115 may correspond to the through-via 166 described above with reference to FIGS. 1 to 11 . That is, the through via 166 may electrically connect each of the gate electrodes ECL, GSL, WL, and SSL and the decoder circuit 1110 (eg, the row decoder 33 of FIG. 1 ).

몇몇 실시예에서, 비트 라인(BL)들은 제1 구조물(1100F)로부터 제2 구조물(1100S)까지 연장되는 제2 연결 배선(1125)들을 통해 페이지 버퍼(1120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결 배선(1125)은 도 1 내지 도 11을 이용하여 상술한 관통 비아(166)에 대응될 수 있다. 즉, 관통 비아(166)는 비트 라인(BL)들과 페이지 버퍼(1120; 예컨대, 도 1의 페이지 버퍼(35))를 전기적으로 연결할 수 있다.In some embodiments, the bit lines BL may be electrically connected to the page buffer 1120 through second connection wires 1125 extending from the first structure 1100F to the second structure 1100S. The second connection line 1125 may correspond to the through-via 166 described above with reference to FIGS. 1 to 11 . That is, the through via 166 may electrically connect the bit lines BL and the page buffer 1120 (eg, the page buffer 35 of FIG. 1 ).

반도체 메모리 장치(1100)는 로직 회로(1130; 예컨대, 도 1의 제어 로직(37))와 전기적으로 연결되는 입출력 패드(1101)를 통해, 컨트롤러(1200)와 통신할 수 있다. 입출력 패드(1101)는 제1 구조물(1100F) 내에서 제2 구조물(1100S)까지 연장되는 입출력 연결 배선(1135)을 통해 로직 회로(1130)와 전기적으로 연결될 수 있다.The semiconductor memory device 1100 may communicate with the controller 1200 through the input/output pad 1101 electrically connected to the logic circuit 1130 (eg, the control logic 37 of FIG. 1 ). The input/output pad 1101 may be electrically connected to the logic circuit 1130 through an input/output connection line 1135 extending from the first structure 1100F to the second structure 1100S.

컨트롤러(1200)는 프로세서(1210), NAND 컨트롤러(1220) 및 호스트 인터페이스(1230)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전자 시스템(1000)은 복수의 반도체 메모리 장치(1100)들을 포함할 수 있으며, 이 경우, 컨트롤러(1200)는 복수의 반도체 메모리 장치(1100)들을 제어할 수 있다.The controller 1200 may include a processor 1210 , a NAND controller 1220 , and a host interface 1230 . In some embodiments, the electronic system 1000 may include a plurality of semiconductor memory devices 1100 , and in this case, the controller 1200 may control the plurality of semiconductor memory devices 1100 .

프로세서(1210)는 컨트롤러(1200)를 포함한 전자 시스템(1000) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(1210)는 소정의 펌웨어에 따라 동작할 수 있으며, NAND 컨트롤러(1220)를 제어하여 반도체 메모리 장치(1100)에 액세스할 수 있다. NAND 컨트롤러(1220)는 반도체 메모리 장치(1100)와의 통신을 처리하는 NAND 인터페이스(1221)를 포함할 수 있다. NAND 인터페이스(1221)를 통해, 반도체 메모리 장치(1100)를 제어하기 위한 제어 명령, 반도체 메모리 장치(1100)의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)에 기록하고자 하는 데이터, 반도체 메모리 장치(1100)의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)로부터 읽어오고자 하는 데이터 등이 전송될 수 있다. 호스트 인터페이스(1230)는 전자 시스템(1000)과 외부 호스트 사이의 통신 기능을 제공할 수 있다. 호스트 인터페이스(1230)를 통해 외부 호스트로부터 제어 명령을 수신하면, 프로세서(1210)는 제어 명령에 응답하여 반도체 메모리 장치(1100)를 제어할 수 있다.The processor 1210 may control the overall operation of the electronic system 1000 including the controller 1200 . The processor 1210 may operate according to a predetermined firmware, and may access the semiconductor memory device 1100 by controlling the NAND controller 1220 . The NAND controller 1220 may include a NAND interface 1221 that handles communication with the semiconductor memory device 1100 . Through the NAND interface 1221 , a control command for controlling the semiconductor memory device 1100 , data to be written to the memory cell transistors MCT of the semiconductor memory device 1100 , and a memory cell of the semiconductor memory device 1100 . Data to be read from the transistors MCT may be transmitted. The host interface 1230 may provide a communication function between the electronic system 1000 and an external host. When receiving a control command from an external host through the host interface 1230 , the processor 1210 may control the semiconductor memory device 1100 in response to the control command.

도 36 및 도 37을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템은 메인 기판(2001)과, 메인 기판(2001)에 실장되는 메인 컨트롤러(2002), 하나 이상의 반도체 패키지(2003) 및 DRAM(2004)을 포함할 수 있다. 반도체 패키지(2003) 및 DRAM(2004)은 메인 기판(2001)에 형성되는 배선 패턴들(2005)에 의해 메인 컨트롤러(2002)와 서로 연결될 수 있다.36 and 37 , an electronic system according to some embodiments includes a main board 2001 , a main controller 2002 mounted on the main board 2001 , one or more semiconductor packages 2003 , and a DRAM 2004 . may include The semiconductor package 2003 and the DRAM 2004 may be connected to the main controller 2002 by wiring patterns 2005 formed on the main board 2001 .

메인 기판(2001)은 외부 호스트와 결합되는 복수의 핀들을 포함하는 커넥터(2006)를 포함할 수 있다. 커넥터(2006)에서 상기 복수의 핀들의 개수와 배치는, 전자 시스템(2000)과 상기 외부 호스트 사이의 통신 인터페이스에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전자 시스템(2000)은 USB(Universal Serial Bus), PCI-Express(Peripheral Component Interconnect Express), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), UFS(Universal Flash Storage)용 M-Phy 등의 인터페이스들 중 어느 하나에 따라 외부 호스트와 통신할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전자 시스템(2000)은 커넥터(2006)를 통해 외부 호스트로부터 공급받는 전원에 의해 동작할 수 있다. 전자 시스템(2000)은 상기 외부 호스트로부터 공급받는 전원을 메인 컨트롤러(2002) 및 반도체 패키지(2003)에 분배하는 PMIC(Power Management Integrated Circuit)를 더 포함할 수도 있다.The main board 2001 may include a connector 2006 including a plurality of pins coupled to an external host. The number and arrangement of the plurality of pins in the connector 2006 may vary depending on a communication interface between the electronic system 2000 and the external host. In some embodiments, the electronic system 2000 includes interfaces such as Universal Serial Bus (USB), Peripheral Component Interconnect Express (PCI-Express), Serial Advanced Technology Attachment (SATA), M-Phy for Universal Flash Storage (UFS), etc. It can communicate with an external host according to either one. In some embodiments, the electronic system 2000 may operate by power supplied from an external host through the connector 2006 . The electronic system 2000 may further include a power management integrated circuit (PMIC) for distributing power supplied from the external host to the main controller 2002 and the semiconductor package 2003 .

메인 컨트롤러(2002)는 반도체 패키지(2003)에 데이터를 기록하거나, 반도체 패키지(2003)로부터 데이터를 읽어올 수 있으며, 전자 시스템(2000)의 동작 속도를 개선할 수 있다.The main controller 2002 may write data to or read data from the semiconductor package 2003 , and may improve the operating speed of the electronic system 2000 .

DRAM(2004)은 데이터 저장 공간인 반도체 패키지(2003)와 외부 호스트의 속도 차이를 완화하기 위한 버퍼 메모리일 수 있다. 전자 시스템(2000)에 포함되는 DRAM(2004)은 일종의 캐시 메모리로도 동작할 수 있으며, 반도체 패키지(2003)에 대한 제어 동작에서 임시로 데이터를 저장하기 위한 공간을 제공할 수도 있다. 전자 시스템(2000)에 DRAM(2004)이 포함되는 경우, 메인 컨트롤러(2002)는 반도체 패키지(2003)를 제어하기 위한 NAND 컨트롤러 외에 DRAM(2004)을 제어하기 위한 DRAM 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The DRAM 2004 may be a buffer memory for mitigating a speed difference between the semiconductor package 2003 as a data storage space and an external host. The DRAM 2004 included in the electronic system 2000 may operate as a kind of cache memory, and may provide a space for temporarily storing data in a control operation for the semiconductor package 2003 . When the electronic system 2000 includes the DRAM 2004 , the main controller 2002 may further include a DRAM controller for controlling the DRAM 2004 in addition to the NAND controller for controlling the semiconductor package 2003 .

반도체 패키지(2003)는 서로 이격된 제1 반도체 패키지(2003a) 및 제2 반도체 패키지(2003b)를 포함할 수 있다. 제1 반도체 패키지(2003a) 및 제2 반도체 패키지(2003b)는 각각 복수의 반도체 칩들(2200)을 포함하는 반도체 패키지일 수 있다. 제1 반도체 패키지(2003a) 및 제2 반도체 패키지(2003b)는 각각, 패키지 기판(2100), 패키지 기판(2100) 상의 반도체 칩들(2200), 반도체 칩들(2200) 각각의 하부면에 배치되는 접착층들(2300), 반도체 칩들(2200)과 패키지 기판(2100)을 전기적으로 연결하는 연결 구조물(2400), 및 패키지 기판(2100) 상에서 반도체 칩들(2200) 및 연결 구조물(2400)을 덮는 몰딩층(2500)을 포함할 수 있다.The semiconductor package 2003 may include a first semiconductor package 2003a and a second semiconductor package 2003b spaced apart from each other. Each of the first semiconductor package 2003a and the second semiconductor package 2003b may be a semiconductor package including a plurality of semiconductor chips 2200 . Each of the first semiconductor package 2003a and the second semiconductor package 2003b includes a package substrate 2100 , semiconductor chips 2200 on the package substrate 2100 , and adhesive layers disposed on lower surfaces of the semiconductor chips 2200 , respectively. 2300 , a connection structure 2400 electrically connecting the semiconductor chips 2200 and the package substrate 2100 , and a molding layer 2500 covering the semiconductor chips 2200 and the connection structure 2400 on the package substrate 2100 . ) may be included.

패키지 기판(2100)은 패키지 상부 패드들(2130)을 포함하는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 각각의 반도체 칩(2200)은 입출력 패드(2210)를 포함할 수 있다. 입출력 패드(2210)는 도 35의 입출력 패드(1101)에 해당할 수 있다.The package substrate 2100 may be a printed circuit board including package upper pads 2130 . Each semiconductor chip 2200 may include an input/output pad 2210 . The input/output pad 2210 may correspond to the input/output pad 1101 of FIG. 35 .

몇몇 실시예에서, 연결 구조물(2400)은 입출력 패드(2210)와 패키지 상부 패드들(2130)을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어일 수 있다. 따라서, 각각의 제1 반도체 패키지(2003a) 및 제2 반도체 패키지(2003b)에서, 반도체 칩들(2200)은 본딩 와이어 방식으로 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 패키지 기판(2100)의 패키지 상부 패드들(2130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 제1 반도체 패키지(2003a) 및 제2 반도체 패키지(2003b)에서, 반도체 칩들(2200)은 본딩 와이어 방식의 연결 구조물(2400) 대신에, 관통 전극(Through Silicon Via, TSV)을 포함하는 연결 구조물에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.In some embodiments, the connection structure 2400 may be a bonding wire electrically connecting the input/output pad 2210 and the upper package pads 2130 . Accordingly, in each of the first semiconductor package 2003a and the second semiconductor package 2003b , the semiconductor chips 2200 may be electrically connected to each other by a bonding wire method, and the package upper pads 2130 of the package substrate 2100 . ) can be electrically connected to. In some embodiments, in each of the first semiconductor package 2003a and the second semiconductor package 2003b , the semiconductor chips 2200 may be connected to a through-electrode (Through Silicon Via, TSV) instead of the bonding wire-type connection structure 2400 . ) may be electrically connected to each other by a connection structure comprising a.

몇몇 실시예에서, 메인 컨트롤러(2002)와 반도체 칩들(2200)은 하나의 패키지에 포함될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 메인 기판(2001)과 다른 별도의 인터포저 기판에 메인 컨트롤러(2002)와 반도체 칩들(2200)이 실장되고, 상기 인터포저 기판에 형성되는 배선에 의해 메인 컨트롤러(2002)와 반도체 칩들(2200)이 서로 연결될 수도 있다.In some embodiments, the main controller 2002 and the semiconductor chips 2200 may be included in one package. In some embodiments, the main controller 2002 and the semiconductor chips 2200 are mounted on a separate interposer substrate different from the main substrate 2001, and the main controller 2002 and the semiconductor by wiring formed on the interposer substrate. Chips 2200 may be connected to each other.

몇몇 실시예에서, 패키지 기판(2100)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 패키지 기판(2100)은 패키지 기판 바디부(2120), 패키지 기판 바디부(2120)의 상면에 배치되는 패키지 상부 패드들(2130), 패키지 기판 바디부(2120)의 하면에 배치되거나 하면을 통해 노출되는 하부 패드들(2125), 및 패키지 기판 바디부(2120) 내부에서 상부 패드들(2130)과 하부 패드들(2125)을 전기적으로 연결하는 내부 배선들(2135)을 포함할 수 있다. 상부 패드들(2130)은 연결 구조물들(2400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 패드들(2125)은 도전성 연결부들(2800)을 통해 도 37과 같이 전자 시스템(2000)의 메인 기판(2001)의 배선 패턴들(2005)에 연결될 수 있다.In some embodiments, the package substrate 2100 may be a printed circuit board. The package substrate 2100 is disposed on or exposed through the package substrate body 2120 , the package upper pads 2130 disposed on the upper surface of the package substrate body 2120 , and the lower surface of the package substrate body 2120 . It may include lower pads 2125 to be formed, and internal wirings 2135 electrically connecting the upper pads 2130 and the lower pads 2125 in the package substrate body 2120 . The upper pads 2130 may be electrically connected to the connection structures 2400 . The lower pads 2125 may be connected to the wiring patterns 2005 of the main board 2001 of the electronic system 2000 as shown in FIG. 37 through conductive connectors 2800 .

몇몇 실시예에 따른 전자 시스템에서, 반도체 칩들(2200) 각각은 도 1 내지 도 11을 이용하여 상술한 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩들(2200) 각각은 주변 회로 영역(PERI) 및 주변 회로 영역(PERI) 상에 적층되는 메모리 셀 영역(CELL)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 주변 회로 영역(PERI)은 도 3 내지 8을 이용하여 상술한 주변 회로 기판(200) 및 제2 배선 구조체(260)를 포함할 수 있다. 또한, 예시적으로, 메모리 셀 영역(CELL)은 도 3 내지 도 9를 이용하여 상술한 셀 기판(100), 몰드 구조체(MS1, MS2), 채널 구조체(CH), 셀 컨택(162)이 배치되는 트렌치(T), 트렌치(T)의 바닥면에 형성된 패드 영역(PAD) 및 더미 몰드 구조체(DM)를 포함할 수 있다.In the electronic system according to some embodiments, each of the semiconductor chips 2200 may include the semiconductor memory device described above with reference to FIGS. 1 to 11 . For example, each of the semiconductor chips 2200 may include a peripheral circuit region PERI and a memory cell region CELL stacked on the peripheral circuit region PERI. For example, the peripheral circuit region PERI may include the peripheral circuit board 200 and the second wiring structure 260 described above with reference to FIGS. 3 to 8 . Also, for example, in the memory cell region CELL, the cell substrate 100 , the mold structures MS1 and MS2 , the channel structure CH, and the cell contact 162 described above with reference to FIGS. 3 to 9 are disposed. It may include a trench T, a pad area PAD formed on a bottom surface of the trench T, and a dummy mold structure DM.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100: 셀 기판 162: 셀 컨택
PAD: 패드 영역 MS: 몰드 구조체
DM: 더미 몰드 구조체 EXT: 연장 영역
100: cell substrate 162: cell contact
PAD: pad area MS: mold structure
DM: dummy mold structure EXT: extension area

Claims (10)

제1 방향으로 인접하는 셀 영역과 연장 영역을 포함하는 기판;
상기 기판 상에 교대로 적층된 복수의 절연층 및 복수의 게이트 전극층을 포함하는 몰드 구조체;
상기 셀 영역에서 상기 기판에 수직하는 방향으로 연장하고, 상기 몰드 구조체를 관통하는 채널 구조체; 및
상기 연장 영역에서 상기 기판에 수직하는 방향으로 연장하고, 상기 복수의 게이트 전극층과 연결되는 셀 컨택을 포함하고,
상기 셀 컨택은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되는 제1 컨택 및 제2 컨택을 포함하고,
상기 몰드 구조체는 상기 제1 컨택 및 상기 제2 컨택의 사이에서 상기 기판에 수직하는 방향으로 돌출되는 더미 몰드 구조체를 포함하는, 반도체 메모리 장치.
a substrate including a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction;
a mold structure including a plurality of insulating layers and a plurality of gate electrode layers alternately stacked on the substrate;
a channel structure extending in a direction perpendicular to the substrate in the cell region and penetrating the mold structure; and
a cell contact extending in a direction perpendicular to the substrate in the extension region and connected to the plurality of gate electrode layers;
The cell contact includes a first contact and a second contact spaced apart from each other in a second direction intersecting the first direction,
The mold structure includes a dummy mold structure that protrudes in a direction perpendicular to the substrate between the first contact and the second contact.
제 1항에 있어서,
상기 셀 영역 및 상기 연장 영역에 걸쳐 상기 제1 방향으로 연장하는 워드라인 절단 라인을 더 포함하고,
상기 연장 영역에서 상기 워드라인 절단 라인은 상기 더미 몰드 구조체를 절단하는, 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
a word line cutting line extending in the first direction over the cell region and the extension region;
The word line cutting line in the extension region cuts the dummy mold structure.
제 1항에 있어서,
상기 제2 방향을 따라 자른 단면도 상에서,
상기 기판의 상면으로부터 상기 몰드 구조체의 높이는 일정하지 않은, 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
On a cross-sectional view taken along the second direction,
The height of the mold structure from the top surface of the substrate is not constant.
제 1항에 있어서,
상기 제2 방향을 따라 자른 단면도 상에서,
상기 셀 컨택은,
상기 몰드 구조체의 상면으로부터 상기 기판의 상면을 향해 리세스된 트렌치 내에 배치되는, 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
On a cross-sectional view taken along the second direction,
The cell contact is
and disposed in a trench recessed from the top surface of the mold structure toward the top surface of the substrate.
제 4항에 있어서,
상기 트렌치 내에서 상기 셀 컨택을 둘러싸는 절연막을 더 포함하는, 반도체 메모리 장치.
5. The method of claim 4,
and an insulating layer surrounding the cell contact in the trench.
제 1항에 있어서,
상기 더미 몰드 구조체를 지나도록 상기 제1 방향을 따라 자른 단면도 상에서,
상기 셀 영역 및 상기 연장 영역에 걸쳐 상기 몰드 구조체의 높이는 일정한, 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
On a cross-sectional view taken along the first direction to pass through the dummy mold structure,
The height of the mold structure over the cell region and the extension region is constant.
제 1항에 있어서,
상기 연장 영역에서,
상기 기판의 상면을 기준으로 상기 더미 몰드 구조체의 높이는, 상기 셀 영역에 배치되는 상기 기판의 상면을 기준으로 상기 몰드 구조체의 높이와 동일한, 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
In the extension area,
A height of the dummy mold structure with respect to a top surface of the substrate is the same as a height of the mold structure with respect to a top surface of the substrate disposed in the cell region.
제 1항에 있어서,
상기 연장 영역에서 상기 몰드 구조체의 상면으로부터 상기 기판의 상면을 향해 리세스된 트렌치를 더 포함하고,
상기 복수의 게이트 전극층은,
상기 연장 영역 상에서 상기 제1 방향을 따라 계단형으로 적층되어 상면이 노출되는 패드 영역을 포함하고,
상기 셀 컨택은 상기 패드 영역 상에서 상기 기판에 수직하는 방향으로 연장하고,
상기 패드 영역은 상기 트렌치의 바닥면에 배치되는, 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a trench recessed toward the top surface of the substrate from the top surface of the mold structure in the extension region,
The plurality of gate electrode layers,
and a pad region stacked in a step shape along the first direction on the extension region to expose an upper surface,
the cell contact extends in a direction perpendicular to the substrate on the pad area;
The pad region is disposed on a bottom surface of the trench.
제1 방향으로 인접하는 셀 영역과 연장 영역을 포함하는 기판;
상기 기판 상에 교대로 적층된 복수의 절연층 및 복수의 게이트 전극층을 포함하는 몰드 구조체;
상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 몰드 구조체를 절단하는 워드라인 절단 라인; 및
상기 연장 영역에서 상기 기판에 수직하는 방향으로 연장하고, 상기 복수의 게이트 전극층과 연결되는 셀 컨택을 포함하고,
상기 셀 컨택은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되는 제1 컨택 및 제2 컨택을 포함하고,
상기 제1 컨택 및 상기 제2 컨택의 하부에 배치되는 상기 몰드 구조체는 상기 기판의 상면으로부터 제1 높이를 가지고,
상기 제1 컨택 및 상기 제2 컨택의 사이에서 상기 몰드 구조체는 상기 기판의 상면으로부터 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가지는, 반도체 메모리 장치.
a substrate including a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction;
a mold structure including a plurality of insulating layers and a plurality of gate electrode layers alternately stacked on the substrate;
a word line cutting line extending in the first direction and cutting the mold structure; and
a cell contact extending in a direction perpendicular to the substrate in the extension region and connected to the plurality of gate electrode layers;
The cell contact includes a first contact and a second contact spaced apart from each other in a second direction intersecting the first direction,
The mold structure disposed under the first contact and the second contact has a first height from an upper surface of the substrate;
The mold structure between the first contact and the second contact has a second height higher than the first height from a top surface of the substrate.
제1 방향으로 인접하는 셀 영역과 연장 영역을 포함하는 기판을 제공하고,
상기 기판 상에 몰드 절연층 및 희생 절연층이 교대로 적층된 프리 몰드 구조체를 형성하고,
상기 연장 영역 상의 상기 프리 몰드 구조체에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되고, 상기 프리 몰드 구조체의 상면으로부터 상기 기판을 향해 리세스된 복수의 트렌치를 형성하고,
상기 복수의 트렌치와 상기 프리 몰드 구조체 상에 층간 절연막을 형성하고,
상기 셀 영역 상의 프리 몰드 구조체를 관통하는 채널 구조체를 형성하고,
상기 희생 절연층을 제거하고, 상기 몰드 절연층 사이에 게이트 전극층을 형성하고,
상기 복수의 트렌치 내에 상기 게이트 전극층과 연결되는 셀 컨택을 형성하는 것을 포함하는, 반도체 메모리 장치 제조 방법.
To provide a substrate comprising a cell region and an extension region adjacent to each other in a first direction,
forming a pre-mold structure in which a mold insulating layer and a sacrificial insulating layer are alternately stacked on the substrate;
forming a plurality of trenches spaced apart in a second direction intersecting the first direction in the pre-mold structure on the extension region and recessed toward the substrate from the upper surface of the pre-mold structure;
forming an interlayer insulating film on the plurality of trenches and the pre-mold structure;
forming a channel structure penetrating the pre-mold structure on the cell region;
removing the sacrificial insulating layer, forming a gate electrode layer between the mold insulating layers;
and forming a cell contact connected to the gate electrode layer in the plurality of trenches.
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