制造半导体装置的方法制造方法及图纸

公开了制造半导体装置的方法。所述方法包括：在基底上交替地堆叠多个介电层和多个第一半导体层以形成模结构；形成穿透模结构的孔；在基底上形成填充孔的第二半导体层；以及将激光照射到第二半导体层上。

Methods of manufacturing semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
制造半导体装置的方法本申请要求于2018年7月17日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0083001号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
本专利技术构思涉及一种半导体装置和制造该半导体装置的方法，更具体地，涉及一种具有增大的集成度的三维半导体存储器装置及制造该三维半导体存储器装置的方法。
技术介绍
半导体装置已经被高度集成，用于满足消费者所需的半导体装置的更高的性能和/或更低的制造成本。由于半导体装置的集成度是决定产品价格的一个因素，因此越来越需要更高集成度的半导体装置。典型的二维或平面半导体装置的集成度主要由单位存储器单元占据的面积来决定，使得该二维或平面半导体装置的集成度受到用于形成精细图案的技术水平的影响。然而，增大图案精细度所需的昂贵的加工设备会对增大二维或平面半导体装置的集成度设定实际限制。因此，已经提出了具有三维布置的存储器单元的三维半导体存储器装置。
技术实现思路
本专利技术构思的一些示例实施例提供了具有增大的集成度的三维半导体存储器装置(或三维半导体装置)及其制造方法。根据本专利技术构思的一些示例实施例，制造半导体装置的方法可以包括：在基底上交替地堆叠多个介电层和多个第一半导体层以形成模结构；形成穿透模结构的孔；在基底上形成填充孔的第二半导体层；以及将激光照射到第二半导体层上。根据本专利技术构思的一些示例实施例，制造半导体装置的方法可以包括：在基底上形成包括介电层和第一半导体层的模结构；形成穿透模结构的孔；在基底上形成填充孔的第二半导体层；以及将激光照射到第二半导体层上。形成孔的步骤可以包括使基底的顶表面暴露。根据本专利技术构思的一些示例实施例，制造半导体装置的方法可以包括：在基底上堆叠多个介电层和多个第一半导体层以形成模结构；形成穿透模结构的孔，其中，形成孔的步骤可以包括：形成模结构的侧壁，所述侧壁通过孔来限定，以及在第一半导体层中的每个上形成半导图案，半导体图案在第一方向上延伸；在基底上形成填充孔的第二半导体层；将激光照射到第二半导体层上；在模结构的所述侧壁上形成第一导线；在半导体图案上形成沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二导线；以及形成连接到半导体图案的数据存储元件。附图说明图1A至图4A示出了展示根据本专利技术构思的一些示例实施例的单晶化方法的平面图。图1B至图4B分别示出了沿图1A至图4A的线A-A'截取的剖视图。图3C示出了沿图3A的线A-A'截取的剖视图。图5示出了展示根据本专利技术构思的一些示例实施例的三维半导体存储器装置的单元阵列的简化电路图。图6示出了展示根据本专利技术构思的一些示例实施例的三维半导体存储器装置的透视图。图7示出了展示图6中所示的三维半导体存储器装置的单位单元的放大透视图。图8示出了展示根据本专利技术构思的一些示例实施例的三维半导体存储器装置的透视图。图9示出了展示图8中所示的三维半导体存储器装置的平面图。图10A、图10B、图10C、图10D和图10E分别示出了沿图9的线A-A'、B-B'、C-C'、D-D'和E-E'截取的剖视图。图11示出了沿图8的线N截取的平面图。图12、图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30和图32示出了展示根据本专利技术构思的一些示例实施例的制造三维半导体存储器装置的方法的平面图。图13、图15、图17、图19、图21A、图23A、图25A、图27A、图29A、图31A和图33A分别示出了沿图12、图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30和图32的线A-A'截取的剖视图。图21B、图23B、图25B、图27B、图29B、图31B和图33B分别示出了沿图20、图22、图24、图26、图28、图30和图32的线B-B'截取的剖视图。图25C、图27C、图29C、图31C和图33C分别示出了沿图24、图26、图28、图30和图32的线C-C'截取的剖视图。图25D、图27D、图29D、图31D和图33D分别示出了沿图24、图26、图28、图30和图32的线D-D'截取的剖视图。图29E、图31E和图33E分别示出了沿图28、图30和图32的线E-E'截取的剖视图。具体实施方式图1A至图4A示出了展示根据本专利技术构思的一些示例实施例的单晶化方法的平面图。图1B至图4B分别示出了沿图1A至图4A的线A-A'截取的剖视图。图3C示出了沿图3A的线A-A'截取的剖视图。参照图1A和图1B，可以在基底100上形成模结构MS。形成模结构MS的步骤可以包括形成顺序堆叠的第一层L1、第二层L2、第三层L3、第四层L4和第五层L5。图1B示出了形成五个层L1、L2、L3、L4和L5，但是层L1至L5的数量可以不限于此。基底100可以包括半导体材料。半导体材料可以是单晶半导体材料。例如，基底100可以包括单晶硅、单晶锗或单晶硅锗。第一层L1至第五层L5中的每个可以包括第一介电层IL1和第一半导体层SL1。形成第一层L1至第五层L5中的每个的步骤可以包括形成第一介电层IL1和在第一介电层IL1上形成第一半导体层SL1。第一介电层IL1可以包括氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、含碳氧化硅层、含碳氮化硅层和含碳氮氧化硅层中的一种或更多种。第一半导体层SL1可以包括半导体材料。半导体材料可以是非晶半导体材料或多晶半导体材料。非晶半导体材料可以是非晶硅、非晶锗和非晶硅锗中的一种。多晶半导体材料可以是多晶硅、多晶锗和多晶硅锗中的一种。第一半导体层SL1和基底100可以具有相同的组成和不同的晶体结构。例如，当基底100包括单晶硅时，第一半导体层SL1可以包括非晶硅。又例如，当基底100包括单晶硅时，第一半导体层SL1可以包括多晶硅。参照图2A和图2B，可以使模结构MS图案化以形成穿透第一层L1至第五层L5的孔HO。孔HO可以使基底100的顶表面暴露。每个孔HO可以具有在第二方向D2上延伸的线形或条形。可以沿第一方向D1彼此间隔开地布置孔HO。孔HO可以在第三方向D3上延伸并可以穿透第一层L1至第五层L5。第三方向D3可以与基底100的顶表面垂直。第一方向D1和第二方向D2可以与基底100的顶表面平行。在与基底100的顶表面的水平相同的水平处，孔HO可以具有在第一方向D1上的第一宽度W1。在与模结构MS的顶表面的水平(例如，包括在第五层L5中的第一半导体层SL1的顶表面的水平)相同的水平处，孔HO可以具有在第一方向D1上的第二宽度W2。第二宽度W2可以比第一宽度W1大。在这种情况下，每个孔HO可以具有随着接近基底100而减小的在第一方向D1上的宽度。孔HO可以限定模结构MS的侧壁MSW。模结构MS的侧壁MSW中的每个可以相对于基底100的顶表面具有斜度。例如，模结构MS的侧壁MSW可以与基底100的顶表面成小于90°的角。参照图3A和图3B，可以在基底100的整个表面上共形地形成第二半导体层S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：/n在基底上交替地堆叠多个介电层和多个第一半导体层以形成模结构；/n形成穿透模结构的孔；/n在基底上形成填充孔的第二半导体层；以及/n将激光照射到第二半导体层上。/n

【技术特征摘要】
20180717 KR 10-2018-00830011.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：
在基底上交替地堆叠多个介电层和多个第一半导体层以形成模结构；
形成穿透模结构的孔；
在基底上形成填充孔的第二半导体层；以及
将激光照射到第二半导体层上。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成孔的步骤使基底的顶表面暴露。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，照射激光的步骤包括：
沿基底的结晶性对第二半导体层进行单晶化；以及
沿已经被单晶化的第二半导体层的结晶性对所述多个第一半导体层进行单晶化。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
对第二半导体层进行单晶化的步骤包括将第二半导体层从非晶转变为单晶，并且
对所述多个第一半导体层进行单晶化的步骤包括将所述多个第一半导体层从非晶转变为单晶。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，基底包括单晶半导体材料。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，照射激光的步骤包括：
激光使第二半导体层的温度升高；以及
将热从第二半导体层提供到所述多个第一半导体层。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，形成第二半导体层的步骤包括使第二半导体层覆盖模结构的侧壁，所述侧壁通过孔来限定。


8.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：
在基底上形成包括介电层和第一半导体层的模结构；
形成穿透模结构的孔；
在基底上形成填充孔的第二半导体层；以及
将激光照射到第二半导体层上，
其中，形成孔的步骤包括使基底的顶表面暴露。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，模结构的侧壁相对于基底的顶表面具有斜度，所述斜度通过孔来限定。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成第二半导体层的步骤包括：
在基底上形成第二半导体层的第一段；以及
在模结构的侧壁上形成第二半导体层的第二段，

【专利技术属性】
技术研发人员：金熙中，李基硕，金根楠，黄有商，
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