半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供了半导体装置及半导体装置的制造方法。半导体装置包括：源极结构，其形成在基底上；蚀刻防止层，其形成在源极结构上；位线；层叠结构，其位于蚀刻防止层和位线之间，并包括彼此交替层叠的导电层和绝缘层；以及沟道结构，其穿过层叠结构和蚀刻防止层，其中，沟道结构的下部位于源极结构中，并且沟道结构的下部的侧壁与源极结构直接接触。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及半导体装置的制造方法
各种实施方式总体上涉及一种电子装置，并且更具体地，涉及一种半导体装置及制造该半导体装置的方法。
技术介绍
非易失性存储器装置在没有供应的电力的情况下保持所存储的数据。其中存储器单元以单层形成在基板上方的二维非易失性存储器装置的集成密度的增加近来已经受到限制。因此，已经提出了其中存储器单元在垂直方向上层叠在基板上方的三维非易失性存储器装置。三维非易失性存储器装置可以包括彼此交替层叠的层间绝缘层和栅电极，并且沟道层穿过其中，并且存储器单元可以沿着沟道层层叠。已经开发出各种结构和制造方法以提高三维非易失性存储器装置的操作可靠性。
技术实现思路
根据实施方式，半导体装置可以包括：源极结构，其形成在基底上；蚀刻防止层，其形成在源极结构上；位线；层叠结构，其位于蚀刻防止层和位线之间并包括彼此交替层叠的导电层和绝缘层；以及沟道结构，其穿过层叠结构和蚀刻防止层，其中，沟道结构的下部位于源极结构中，并且沟道结构的下部的侧壁与源极结构直接接触。根据实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括：在基底上方顺序地层叠并形成第一源极层、牺牲层和蚀刻防止层；在蚀刻防止层上形成包括彼此交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠结构；形成穿过层叠结构、蚀刻防止层和牺牲层并延伸到第一源极层中的沟道结构；形成穿过层叠结构和蚀刻防止层并暴露出牺牲层的狭缝；以及通过去除通过狭缝暴露出的牺牲层并用导电材料填充从中去除了牺牲层的空间，来形成直接联接至沟道结构的第二源极层。根据实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括：顺序地层叠并形成牺牲层和蚀刻防止层；在蚀刻防止层上方形成包括彼此交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠结构；形成穿过层叠结构、蚀刻防止层和牺牲层的沟道孔；在沟道孔中形成包括沟道层和围绕沟道层的存储器层的沟道结构；形成穿过层叠结构和蚀刻防止层以暴露出牺牲层的狭缝；去除通过狭缝暴露出的牺牲层，以暴露出沟道结构的下部中的存储器层的一部分；去除存储器层的暴露部分以暴露出沟道层；以及通过用导电材料填充从中去除了牺牲层的空间，来形成直接联接至沟道层的第二源极层。附图说明图1A和图1B是例示根据实施方式的半导体装置的结构的截面图；图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H是例示根据实施方式的制造半导体装置的方法的截面图；图3是例示根据实施方式的存储器系统的配置的框图；图4是例示根据实施方式的存储器系统的配置的框图；图5是例示根据实施方式的计算系统的配置的框图；以及图6是例示根据实施方式的计算系统的框图。具体实施方式在下文中，参照附图描述各种实施方式。在附图中，为了便于说明，与实际的物理厚度和距离相比，可能夸大了组件的厚度和距离。在以下描述中，为了简单和简洁，可以省略对已知相关功能和构造的描述。在整个说明书和附图中，相似的附图标记指代相似的元件。还应注意，在本说明书中，“连接/联接”是指一个组件不仅直接连接/联接至另一组件，而且还通过中间组件间接连接/联接至另一组件。当元件被称为“直接”在另一元件或层“上”，“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在中间元件或层。还应理解，当层被称为在另一层或基板“上”时，它可以直接在另一层或基板上，或者也可以存在中间层。在说明书中，当元件被称为“包括”或“包含”组件时，除非在上下文中明确指出相反的描述，否则它不排除包括其它附加组件。各种实施方式可以涉及具有改善的电特性的半导体装置以及制造该半导体装置的方法。图1A和图1B是例示根据实施方式的半导体装置的结构的截面图。图1B是图1A的区域A的放大图。参照图1A，半导体装置可以包括源极结构S、层叠结构ST、蚀刻防止层12、沟道结构CH、狭缝SL和位线BL。另外，半导体装置可以进一步包括源极接触结构19、间隔件18和层间绝缘层IL中的至少之一。源极结构S可以是包括多晶硅、金属等的导电层，并且可以是单层或多层膜。源极结构S可以位于基底10和层叠结构ST之间。基底10可以是半导体基板、绝缘层等。源极结构S可以包括第一源极层11A和第二源极层11B。第一源极层11A可以位于邻近基底10，并且第二源极层11B可以位于邻近层叠结构ST。第二源极层11B可以与沟道结构CH的下部的侧壁物理接触，并且更具体地，可以与沟道结构CH的下部的沟道层15直接接触。第一源极层11A可以与沟道结构CH的下部接触，并且更具体地，可以与沟道结构CH的下部的存储器层16直接接触。层叠结构ST可以位于源极结构S和位线BL之间。层叠结构ST可以包括彼此交替层叠的导电层13和绝缘层14。导电层13可以是选择线、字线等。绝缘层14可以设置为使层叠的导电层13彼此绝缘，并且可以包括诸如氧化物或氮化物之类的绝缘材料。蚀刻防止层12可以位于源极结构S和层叠结构ST之间的界面中。蚀刻防止层12可以包括碳氮化硅(SiCN)。蚀刻防止层12可以防止层叠结构ST在用于暴露沟道结构CH的下部的沟道层15的蚀刻工艺期间被蚀刻。沟道结构CH可以联接在位线BL和源极结构S之间。沟道结构CH可以穿过层叠结构ST并延伸到源极结构S中。沟道结构CH可以包括沟道层15，并且可以还包括存储器层16和间隙填充层17中的至少一个。位于沟道结构CH的下部中的沟道层15可以通过其侧壁物理地联接至源极结构S。例如，位于沟道结构CH的下部中的沟道层15可以通过沟道层15的侧壁物理地联接至第二源极层11B。沟道层15可以包括诸如硅(Si)或锗(Ge)之类的半导体材料。存储器层16可以围绕沟道层15的侧壁。存储器层16可以包括电荷阻挡层16A、数据储存层16B和隧道绝缘层16C中的至少一个。数据储存层16B可以包括浮置栅、电荷捕获材料、多晶硅、氮化物、可变电阻材料、相变材料、纳米点等。间隙填充层17可以形成在沟道层15中。间隙填充层17可以包括氧化物层。选择晶体管或存储器单元可以位于沟道结构CH和导电层13的每个交叉部中。共享单个沟道层15的选择晶体管和存储器单元可以形成单个存储器串。存储器串可以包括彼此串联联接的至少一个漏极选择晶体管、多个存储器单元和至少一个源极选择晶体管。源极接触结构19可以穿过层叠结构ST以联接至源极结构S。源极接触结构19可以是包括多晶硅、金属等的导电层。源极接触结构19可以是单层或多层膜。间隔件18可以插置于源极接触结构19和层叠结构ST之间。间隔件18可以形成在狭缝SL的内壁上并且可以围绕源极接触结构19的侧壁。间隔件18可以包括绝缘层并且可以是单层或多层膜。参照图1B，源极结构S可以包括层叠在基底10上的第一源极层11A和层叠在第一源极层11A上的第二源极层11B。第一源极层11A可以围绕沟道结构CH的下端，并且第二源极层11B可以围绕沟道结构CH的下部的其中暴露出沟道层15的部分，并且可以与沟道层15直接接触。第一源极层11A和第二源极层11B可以包括诸如多晶硅层之类的导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，该半导体装置包括：/n源极结构，所述源极结构形成在基底上；/n蚀刻防止层，所述蚀刻防止层形成在所述源极结构上；/n位线；/n层叠结构，所述层叠结构位于所述蚀刻防止层和所述位线之间并且包括彼此交替层叠的导电层和绝缘层；以及/n沟道结构，所述沟道结构穿过所述层叠结构和所述蚀刻防止层，/n其中，所述沟道结构的下部位于所述源极结构中，并且所述沟道结构的所述下部的侧壁与所述源极结构直接接触。/n

【技术特征摘要】
20191126 KR 10-2019-01535811.一种半导体装置，该半导体装置包括：
源极结构，所述源极结构形成在基底上；
蚀刻防止层，所述蚀刻防止层形成在所述源极结构上；
位线；
层叠结构，所述层叠结构位于所述蚀刻防止层和所述位线之间并且包括彼此交替层叠的导电层和绝缘层；以及
沟道结构，所述沟道结构穿过所述层叠结构和所述蚀刻防止层，
其中，所述沟道结构的下部位于所述源极结构中，并且所述沟道结构的所述下部的侧壁与所述源极结构直接接触。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述蚀刻防止层包括碳氮化硅SiCN。


3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述源极结构包括：
第一源极层，所述第一源极层形成在所述基底上；以及
第二源极层，所述第二源极层位于所述第一源极层和所述蚀刻防止层之间并且与所述沟道结构的所述下部直接接触。


4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述蚀刻防止层被插置于所述第二源极层与所述层叠结构之间的界面中。


5.根据权利要求3所述的半导体装置，
其中，所述沟道结构包括间隙填充层、沟道层和存储器层，
其中，所述沟道层形成在所述间隙填充层的侧壁上，
其中，所述存储器层形成在所述沟道层的侧壁上，并且
其中，所述间隙填充层穿过所述层叠结构、所述蚀刻防止层和所述第二源极层。


6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述沟道结构的所述下部的所述沟道层的一部分被暴露，并且所述沟道层的暴露部分与所述第二源极层直接接触。


7.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述沟道结构的所述下部延伸到所述第一源极层中，并且所述第一源极层与所述存储器层接触。


8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述源极结构包括多晶硅层，所述多晶硅层包括N型掺杂剂和P型掺杂剂中的一种。


9.根据权利要求1所述的半导体装置，该半导体装置还包括：
狭缝，所述狭缝穿过所述层叠结构和所述蚀刻防止层；
源极接触结构，所述源极接触结构形成在所述狭缝中；以及
间隔件，所述间隔件围绕所述源极接触结构的侧壁。


10.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：
在基底上方形成第一源极层；
在所述第一源极层上方形成牺牲层；
在所述牺牲层上方形成蚀刻防止层；
在所述蚀刻防止层上形成包括彼此交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠结构；
形成穿过所述层叠结构、所述蚀刻防止层和所述牺牲层并延伸到所述第一源极层中的沟道结构；
形成穿过所述层叠结构和所述蚀刻防止层并暴露出所述牺牲层的狭缝；以及
通过去除通过所述狭缝暴露的所述牺牲层并用导电材料填充从中去除了所述牺牲层的空间来形成直接联接至所述沟道结构的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南宰，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR