垂直存储器件制造技术

技术编号:19937153 阅读:82 留言:0更新日期:2018-12-29 05:42
提供了一种垂直存储器件及制造该器件的方法。垂直存储器件可以包括:堆叠在半导体衬底的单元区域中的多个栅电极层;划分所述多个栅电极层当中最上面的栅电极层的在第一方向上延伸的多个上隔离绝缘层;多个垂直孔,所述多个垂直孔布置为使任意两个相邻的垂直孔在整个单元区域中彼此具有均匀的距离,并且包括贯穿所述多个栅电极层并设置在所述多个上隔离绝缘层之间的多个沟道孔、以及贯穿所述多个上隔离绝缘层的多个第一支撑孔;设置在所述多个沟道孔中的多个沟道结构;以及设置在所述多个第一支撑孔中的多个第一支撑结构。

【技术实现步骤摘要】
垂直存储器件
与示例实施方式一致的装置和方法涉及垂直存储器件。
技术介绍
电子产品在仍被期望于处理高容量数据的同时已随着时间推移在尺寸上大大减小。因此,电子产品中使用的半导体存储器件的集成度也已增加。为了增加半导体存储器件的集成度,已提出了制造其中堆叠具有垂直晶体管结构而非传统的平面晶体管结构的存储单元的垂直存储器件的方法。
技术实现思路
一个或更多个示例实施方式提供了其中修复与沟道孔的蚀刻工艺有关的缺陷的垂直存储器件。根据一示例实施方式的一方面,一种垂直存储器件可以包括:堆叠在半导体衬底的单元区域中的多个栅电极层;划分所述多个栅电极层当中最上面的栅电极层的多个上隔离绝缘层,所述多个上隔离绝缘层设置为在第一方向上延伸并彼此间隔开;多个垂直孔,其中所述多个垂直孔中任意两个相邻的垂直孔在整个单元区域彼此具有均匀的距离,所述多个垂直孔包括多个沟道孔和多个第一支撑孔,所述多个沟道孔贯穿所述多个栅电极层并设置在所述多个上隔离绝缘层之间,所述多个第一支撑孔贯穿所述多个上隔离绝缘层的至少一部分;设置在所述多个沟道孔中的多个沟道结构;以及设置在所述多个第一支撑孔中的多个第一支撑结构。所述多个沟道孔和所述多个第一支撑孔可以具有相同的直径,而所述多个沟道结构可以包括与所述多个第一支撑结构不同的材料。根据一示例实施方式的一方面,一种垂直存储器件可以包括:交替地堆叠在半导体衬底的单元区域中的多个栅电极层和多个模制绝缘层;将所述多个栅电极层当中最上面的栅电极层分成多个区域的多个隔离绝缘层,所述多个隔离绝缘层设置为在第一方向上延伸并彼此间隔开;以及多个垂直结构,所述多个垂直结构在垂直于半导体衬底的上表面的方向上贯穿所述多个栅电极层,并设置为在所述多个垂直结构之间具有均匀的距离。所述多个栅电极层当中中间的栅电极层可以一体地形成在相同的平面上。所述多个隔离绝缘层可以设置在中间的栅电极层上。所述多个垂直结构可以包括设置为与所述多个隔离绝缘层间隔开的多个沟道结构、以及与所述多个隔离绝缘层接触的多个第一支撑结构。根据一示例实施方式的一方面,一种垂直存储器件可以包括:包含单元区域的半导体衬底;堆叠在半导体衬底的单元区域中的多个栅电极层;上沟槽,其将所述多个栅电极层当中最上面的栅电极层分成多个区域,上沟槽设置为在第一方向上延伸并在第二方向上彼此以周期性间隔设置;下沟槽,其将所述多个栅电极层当中最下面的栅电极层分成多个区域,下沟槽设置为在第一方向上延伸并在第二方向上彼此以所述周期性间隔设置;以及多个垂直孔,所述多个垂直孔在垂直于半导体衬底的上表面的方向上贯穿所述多个栅电极层,并设置为在单元区域中在所述多个垂直孔之间具有均匀的距离。所述多个垂直孔可以包括设置在重叠上沟槽和下沟槽的位置中的多个支撑孔、以及设置为与上沟槽和下沟槽间隔开的多个沟道孔。附图说明当结合附图时,以上和/或另外的方面将由以下对示例实施方式的详细描述被更清楚地理解,附图中:图1是根据一示例实施方式的垂直存储器件的示意顶视图;图2和3是根据一示例实施方式的垂直存储器件的示意剖视图;图4至10是示出制造图1至3所示的垂直存储器件的方法的视图;图11和12是根据一示例实施方式的垂直存储器件的示意剖视图;图13是示出制造图11和12所示的垂直存储器件的方法的剖视图;图14是根据一示例实施方式的垂直存储器件的示意顶视图;图15和16是根据一示例实施方式的垂直存储器件的示意剖视图;以及图17至25是根据一个或更多个示例实施方式的垂直存储器件的示意顶视图。具体实施方式在下文中,将参照附图描述本公开的示例实施方式。图1是根据一示例实施方式的垂直存储器件的示意顶视图。图2和3是图1所示的垂直存储器件的示意剖视图。图2是沿图1的线I-I'截取的剖视图,而图3是沿图1的线II-II'截取的剖视图。参照图1至3,根据一示例实施方式的垂直存储器件可以包括半导体衬底101、多个公共源极区域108、多个模制绝缘层114、多个栅电极层133、多个下隔离绝缘层141、多个上隔离绝缘层143、多个垂直孔H、多个沟道结构CH、以及多个第一支撑结构DS。半导体衬底101可以包括其中形成多个存储单元的单元区域、以及设置在单元区域的外围并包括控制形成在其中的存储单元的外围电路的外围电路区域。图1至3示出垂直存储器件的与半导体衬底101的单元区域的一部分对应的结构。在半导体衬底101的整个单元区域中,可以重复与图1至3所示的结构相同的结构。详细地,半导体衬底101可以包括IV族半导体、III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体。半导体衬底101可以包括在第一方向(例如X轴方向)上延伸的公共源极区域108。详细地,公共源极区域108可以被提供成在半导体衬底101的上部中掺杂以n型杂质的杂质区域。多个栅电极层133和多个模制绝缘层114可以交替地堆叠在半导体衬底101上。多个栅电极层133和多个模制绝缘层114可以一起形成栅极结构。多个下隔离绝缘层141可以将最下面的栅电极层133划分成多个区域,并且可以设置在例如沿第一方向延伸的多个第一沟槽T1中。第一沟槽T1可以被称为下沟槽。最下面的栅电极层133可以被在第一方向上延伸的多个下隔离绝缘层141划分成多个区域,而所述多个区域可以彼此电隔离。多个下隔离绝缘层141可以设置为在交叉第一方向的第二方向(例如Y轴方向)上在其间具有特定间隔(例如,在第二方向上彼此以周期性间隔设置)。多个下隔离绝缘层141的上表面可以与最下面的栅电极层133的上表面共平面。最下面的栅电极层133的所述多个区域可以被称为多个下选择线。在一示例实施方式中,可以省略多个下隔离绝缘层141。多个上隔离绝缘层143可以将最上面的栅电极层133划分成多个区域,并且可以设置于例如在第一方向上延伸的多个第二沟槽T2中。第二沟槽T2可以被称为上沟槽。最上面的栅电极层133可以被在第一方向上延伸的多个上隔离绝缘层143划分成多个区域,而所述多个区域可以彼此电隔离。多个上隔离绝缘层143可以设置为在交叉第一方向的第二方向上在其间具有特定间隔(例如,在第二方向上彼此以周期性间隔设置)。最上面的栅电极层133的所述多个区域可以被称为多个上选择线。多个第二沟槽T2不仅可以将最上面的栅电极层133划分成多个区域,而且可以将最上面的模制绝缘层114划分成多个区域。换言之,多个上隔离绝缘层143可以将最上面的模制绝缘层114划分成多个区域。多个上隔离绝缘层143的上表面可以与最上面的模制绝缘层114的上表面共平面。多个上隔离绝缘层143和多个下隔离绝缘层141可以设置在彼此重叠的位置中。最下面的栅电极层133和最上面的栅电极层133除外的中间栅电极层133的每个在半导体衬底101的整个单元区域中可以不被划分。中间栅电极层133可以在整个单元区域中在相同的平面上一体地形成于沿垂直方向的相同水平面上。最下面的栅电极层133和最上面的栅电极层133除外的中间栅电极层133可以被称为字线。字线可以在整个单元区域中在相同的平面上一体地形成于沿垂直方向的相同水平面上。根据一示例实施方式的垂直存储器件可以包括多个垂直孔H,多个垂直孔H在垂直于半导体衬底101的上表面的方向(例如Z轴方向)上贯穿多个栅电极层133以延伸到半导体衬底101本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直存储器件,包括:堆叠在半导体衬底的单元区域中的多个栅电极层;划分所述多个栅电极层当中最上面的栅电极层的多个上隔离绝缘层,所述多个上隔离绝缘层设置为在第一方向上延伸并且彼此间隔开;多个垂直孔,所述多个垂直孔包括:贯穿所述多个栅电极层的多个沟道孔,所述多个沟道孔设置在所述多个上隔离绝缘层之间;以及贯穿所述多个上隔离绝缘层的至少一部分的多个第一支撑孔,其中所述多个垂直孔中任意两个相邻的垂直孔在整个所述单元区域彼此具有均匀的距离;设置在所述多个沟道孔中的多个沟道结构;以及设置在所述多个第一支撑孔中的多个第一支撑结构,其中所述多个沟道孔和所述多个第一支撑孔具有相同的直径,并且所述多个沟道结构包括与所述多个第一支撑结构不同的材料。

【技术特征摘要】
2017.06.21 KR 10-2017-00785311.一种垂直存储器件,包括:堆叠在半导体衬底的单元区域中的多个栅电极层;划分所述多个栅电极层当中最上面的栅电极层的多个上隔离绝缘层,所述多个上隔离绝缘层设置为在第一方向上延伸并且彼此间隔开;多个垂直孔,所述多个垂直孔包括:贯穿所述多个栅电极层的多个沟道孔,所述多个沟道孔设置在所述多个上隔离绝缘层之间;以及贯穿所述多个上隔离绝缘层的至少一部分的多个第一支撑孔,其中所述多个垂直孔中任意两个相邻的垂直孔在整个所述单元区域彼此具有均匀的距离;设置在所述多个沟道孔中的多个沟道结构;以及设置在所述多个第一支撑孔中的多个第一支撑结构,其中所述多个沟道孔和所述多个第一支撑孔具有相同的直径,并且所述多个沟道结构包括与所述多个第一支撑结构不同的材料。2.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个垂直孔还包括贯穿所述多个栅电极层的多个第二支撑孔,所述多个第二支撑孔设置在所述多个上隔离绝缘层之间并且设置于在所述第一方向上延伸的虚拟线上,以及其中所述垂直存储器件还包括设置在所述多个第二支撑孔中的多个第二支撑结构。3.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个垂直孔还包括贯穿所述多个栅电极层的多个第二支撑孔,所述多个第二支撑孔设置在所述多个上隔离绝缘层之间并且设置于在交叉所述第一方向的第二方向上延伸的虚拟线上,以及其中所述垂直存储器件还包括设置在所述多个第二支撑孔中的多个第二支撑结构。4.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个垂直孔布置成六方堆积图案,在所述六方堆积图案中彼此相邻设置的三个垂直孔设置在等边三角形的顶点处。5.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个垂直孔布置为具有四方格子图案。6.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个第一支撑孔布置为沿着所述多个上隔离绝缘层具有Z字形形式。7.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个第一支撑孔沿着所述多个上隔离绝缘层布置成直线。8.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个第一支撑孔的每个用与所述半导体衬底接触的绝缘层填充。9.根据权利要求8所述的垂直存储器件,其中所述半导体衬底由多晶半导体材料形成,以及其中所述垂直存储器件还包括在所述半导体衬底下方形成外围电路的外围晶体管。10.根据权利要求1所述的垂直存储器件,其中所述多个第一支撑结构的每个包括:与所述半导体衬底接触的导电层;以及设置在所述导电层与所述多个栅电极层之间的绝缘层。11.根据权利要求10所述的垂直存储器件,其中所述半导体衬底包括连接到所述导电层的公共源极区域,所述公共源极区域在所述第一方向上延伸并且掺杂以杂质。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:金爀张大铉郑丞弼赵诚一
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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