竖直存储器件制造技术

竖直存储器件包括衬底上的单元堆叠结构、支撑结构和单元接触插塞。单元堆叠结构包括在竖直方向上彼此间隔开的栅极图案和栅极图案之间的绝缘层。栅极图案在第一方向上延伸，并且栅极图案沿第一方向的边缘包括台阶形状的台阶部分。支撑结构穿过单元堆叠结构和栅极图案之一的台阶部分，并包括杯状的间隔物层、环状的第一金属图案以及填充间隔物层内部空间的第二金属图案。单元接触插塞在台阶部分上。第一金属图案在栅极图案的相同竖直高度处。第一金属图案的侧壁与栅极图案的侧壁相邻。一金属图案的侧壁与栅极图案的侧壁相邻。一金属图案的侧壁与栅极图案的侧壁相邻。

【技术实现步骤摘要】
竖直存储器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本公开要求于2020年12月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0184668的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。


[0003]本公开涉及竖直存储器件，更具体地涉及具有稳定结构的竖直存储器件。

技术介绍

[0004]近来已经开发出了存储单元竖直堆叠在衬底表面上的竖直存储器件。随着竖直存储器件中堆叠的存储单元的数量增加，形成具有稳定结构的存储单元变得更加困难。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思的实施例提供了一种竖直存储器件，包括单元堆叠结构、支撑结构和单元接触插塞。单元堆叠结构包括衬底上的栅极图案和绝缘层。栅极图案在垂直于衬底的上表面的竖直方向上彼此间隔开，并且绝缘层在竖直方向上位于栅极图案之间。栅极图案在平行于衬底的上表面的第一方向上延伸，并且栅极图案沿第一方向的边缘为台阶形状的台阶部分。支撑结构穿过单元堆叠结构并穿过栅极图案之一的台阶部分中的一台阶部分。支撑结构包括杯状的第一间隔物层、第一金属图案和填充第一间隔物层的内部空间的第二金属图案。每个第一金属图案具有环绕第一间隔物层的外壁的环状。单元接触插塞分别在栅极图案的台阶部分上。第一金属图案分别设置在栅极图案中的相应栅极图案的竖直高度处。每个第一金属图案的侧壁与栅极图案中的相应栅极图案的侧壁相邻。
[0006]本专利技术构思的实施例提供了一种竖直存储器件，包括衬底上的电路图案、单元堆叠结构、沟道结构、支撑结构、通孔接触部、单元接触插塞和阻挡层。衬底包括第一区域、第二区域和第三区域。单元堆叠结构形成在第一区域和第二区域上的电路图案的上方。单元堆叠结构包括栅极图案和绝缘层。栅极图案在垂直于衬底的上表面的竖直方向上彼此间隔开，并且绝缘层在竖直方向上位于栅极图案之间。栅极图案在平行于衬底的上表面的第一方向上延伸，并且栅极图案沿第一方向的边缘为台阶形状的台阶部分。沟道结构穿过第一区域中的单元堆叠结构。支撑结构穿过第二区域中的单元堆叠结构并穿过栅极图案之一的台阶部分中的一台阶部分。支撑结构包括杯状的第一间隔物层、第一金属图案和填充第一间隔物层的内部空间的第二金属图案。每个第一金属图案具有环绕第一间隔物层的外壁的环状。通孔接触部与单元堆叠结构间隔开。通孔接触部在竖直方向上延伸。单元接触插塞在栅极图案的台阶部分上。阻挡层围绕每个栅极图案的表面。第一金属图案分别设置于栅极图案中的相应栅极图案的竖直高度处，并且阻挡层介于第一金属图案的侧壁和与之相邻的栅极图案的侧壁之间。
[0007]本专利技术构思的实施例提供了一种竖直存储器件，包括衬底上的电路图案、下单元堆叠结构、上单元堆叠结构、沟道结构、支撑结构、通孔接触部和单元接触插塞。衬底包括第
一区域、第二区域和第三区域。下单元堆叠结构在第一区域和第二区域上的电路图案上方。下单元堆叠结构包括第一栅极图案和第一绝缘层。第一栅极图案在垂直于衬底的上表面的竖直方向上彼此间隔开，并且第一绝缘层在竖直方向上位于第一栅极图案之间。第一栅极图案在平行于衬底的上表面的第一方向上延伸，并且第一栅极图案沿第一方向的边缘为台阶形状的台阶部分。上单元堆叠结构形成在下单元堆叠结构上。上单元堆叠结构包括第二栅极图案和第二绝缘层。第二栅极图案在竖直方向上彼此间隔开，并且第二绝缘层在竖直方向上位于第二栅极图案之间。第二栅极图案在平行于衬底的上表面的第一方向上延伸，并且第二栅极图案沿第一方向的边缘为台阶形状的台阶部分。沟道结构穿过第一区域中的下单元堆叠结构和上单元堆叠结构。每个沟道结构包括在下单元堆叠结构和上单元堆叠结构之间的边界处的弯折部分。支撑结构穿过包括第二区域中的上单元堆叠结构和下单元堆叠结构的结构，并且穿过第一栅极图案和第二栅极图案中的一个的台阶部分中的一台阶部分。支撑结构包括杯状的第一间隔物层、第一金属图案和填充第一间隔物层的内部空间的第二金属图案。每个第一金属图案具有环绕第一间隔物层的外壁的环状。通孔接触部与上单元堆叠结构和下单元堆叠结构间隔开。通孔接触部在竖直方向上延伸并且电连接到电路图案。单元接触插塞分别在第一栅极图案和第二栅极图案的台阶部分上。第一金属图案设置在第一栅极图案和第二栅极图案中的相应栅极图案的竖直高度处。通孔接触部和第二金属图案可以包括相同的材料。
[0008]根据示例实施例，竖直存储器件可以包括支撑结构，使得竖直存储器件可以具有稳定的结构。
附图说明
[0009]根据以下结合附图的具体实施方式部分，将更清楚地理解本专利技术构思的实施例，在附图中：
[0010]图1示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的截面图；
[0011]图2A示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的台阶部分和通孔部分的放大截面图；
[0012]图2B示出了图2A的竖直存储器件的台阶部分在水平方向上的截面图；
[0013]图3A示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的台阶部分和通孔部分的放大截面图；
[0014]图3B示出了图3A的竖直存储器件的台阶部分在水平方向上的截面图；
[0015]图4A示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的台阶部分的放大截面图；
[0016]图4B示出了图4A的竖直存储器件中的台阶部分在水平方向上的截面图；
[0017]图5示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的台阶部分在水平方向上的截面图；
[0018]图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24和图25示出了说明根据本专利技术构思的实施例的制造竖直存储器件的方法的截面图；
[0019]图26示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的截面图；
[0020]图27示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的台阶部分和通孔部分的
放大截面图；
[0021]图28示出了根据本专利技术构思的实施例的包括半导体器件的电子系统的示意图；
[0022]图29示出了根据本专利技术构思的实施例的包括半导体器件的电子系统的示意性透视图；
[0023]图30示出了根据本专利技术构思的实施例的半导体封装的截面示意图；以及
[0024]图31示出了根据本专利技术构思的实施例的半导体封装的截面示意图。
具体实施方式
[0025]下文中，在下面的描述中，基本垂直于衬底上表面的方向被定义为竖直方向，且基本平行于衬底上表面的水平方向中彼此相交的两个方向分别被定义为第一方向和第二方向。在示例实施例中，第一方向和第二方向可以彼此垂直。
[0026]图1示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件的截面图。图2A和图3A各自示出了根据本专利技术构思的实施例的竖直存储器件中的台阶部分和通孔部分的放大截面图。图2B和3B各自是竖直存储器件中的台阶部分分别沿图2A的线2B
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2B和图3A的线3B
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竖直存储器件，包括：单元堆叠结构，包括衬底上的栅极图案和绝缘层，所述栅极图案在垂直于所述衬底的上表面的竖直方向上彼此间隔开，所述绝缘层在竖直方向上位于所述栅极图案之间，所述栅极图案在平行于所述衬底的上表面的第一方向上延伸并且所述栅极图案沿第一方向的边缘为台阶形状的台阶部分；支撑结构，穿过所述单元堆叠结构并穿过所述栅极图案之一的所述台阶部分中的一台阶部分，所述支撑结构包括杯状的第一间隔物层、第一金属图案和填充所述第一间隔物层的内部空间的第二金属图案，每个所述第一金属图案具有围绕所述第一间隔物层的外壁的环状；以及单元接触插塞，分别在所述栅极图案的所述台阶部分上，其中，所述第一金属图案分别设置于所述栅极图案中的相应栅极图案的竖直高度处，并且每个所述第一金属图案的侧壁与所述栅极图案中的每个相应栅极图案的侧壁相邻。2.根据权利要求1所述的竖直存储器件，其中，所述支撑结构填充穿过所述单元堆叠结构的虚设沟道孔并填充与所述虚设沟道孔的侧壁连接的间隙，所述间隙在竖直方向上彼此间隔开，并且所述第一金属图案在所述间隙中，以及所述第一间隔物层在所述虚设沟道孔的侧壁上和底部上，并在所述第一金属图案的侧壁上。3.根据权利要求2所述的竖直存储器件，其中，所述虚设沟道孔的上直径大于所述虚设沟道孔的下直径，并且所述虚设沟道孔的直径从所述虚设沟道孔的顶部到所述虚设沟道孔的底部逐渐减小。4.根据权利要求1所述的竖直存储器件，其中，所述栅极图案的所述台阶部分的竖直厚度大于所述栅极图案的延伸部分的竖直厚度，所述延伸部分为被所述台阶部分中叠置于上方的台阶部分覆盖的未暴露部分。5.根据权利要求4所述的竖直存储器件，其中，与所述栅极图案的台阶部分相邻的第一金属图案的竖直厚度大于所述栅极图案的台阶部分下方的第一金属图案的竖直厚度。6.根据权利要求1所述的竖直存储器件，还包括阻挡层，所述阻挡层包括围绕每个所述栅极图案的表面的金属氧化物，所述阻挡层在所述第一金属图案的侧壁和与所述第一金属图案的侧壁相邻的栅极图案的侧壁之间。7.根据权利要求1所述的竖直存储器件，其中，所述单元接触插塞的底部接触所述栅极图案的台阶部分，或接触所述栅极图案的台阶部分以及与所述栅极图案的台阶部分相邻的第一金属图案的上表面。8.根据权利要求1所述的竖直存储器件，还包括穿过所述单元堆叠结构而不穿过所述栅极图案的台阶部分的沟道结构，其中所述沟道结构的上表面与所述支撑结构的上表面不共面。9.根据权利要求1所述的竖直存储器件，还包括与所述单元堆叠结构间隔开并在竖直方向上延伸的通孔接触部，其中，所述通孔接触部的上表面与所述支撑结构的上表面共面，并且所述通孔接触部的下表面与所述支撑结构的下表面不共面。10.根据权利要求1所述的竖直存储器件，其中，所述第一金属图案在所述第一间隔物
层的外壁上在竖直方向上彼此间隔开，并且所述第一金属图案从所述第一间隔物层的外壁突出而在横截面图中具有梳状。11.一种竖直存储器件，包括：衬底上的电路图案，所述衬底包括第一区域、第二区域、第三区域；单元堆叠结构，在所述第一区域和所述第二区域上的所述电路图案上方，所述单元堆叠结构包括栅极图案和绝缘层，所述栅极图案在垂直于所述衬底的上表面的竖直方向上彼此间隔开，所述绝缘层在竖直方向上位于所述栅极图案之间，所述栅极图案在平行于所述衬底的上表面的第一方向上延伸并且所述栅极图案沿第一方向的边缘为台阶形状的台阶部分；沟道结构，穿过所述第一区域中的所述单元堆叠结构；支撑结构，穿过所述第二区域中的所述单元堆叠结构并穿过所述栅极图案之一的所述台阶部分中的一台阶部分，所述支撑结构包括杯状的第一间隔物层、第一金属图案和填充所述第一间隔物层的内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宰求，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：