垂直型半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种垂直型半导体器件及其制造方法。该垂直型半导体器件包括：半导体衬底，该半导体衬底具有单元区和外围电路区；字线结构，该字线结构位于半导体衬底的单元区上，字线结构包括堆叠在彼此顶部的多条字线；半导体结构，该半导体结构穿过字线结构；栅电介质，该栅电介质位于字线结构和半导体结构之间；以及虚拟字线结构，该虚拟字线结构位于外围电路区上，虚拟字线结构具有垂直结构，并且包括与字线结构相同的组件。

【技术实现步骤摘要】

示例实施例涉及半导体器件及其制造方法。更具体地讲，示例实施例涉及。
技术介绍
为了满足半导体器件优良的性能和便宜的价格，需要增大半导体器件的集成度。 对于存储器半导体器件的情况，由于集成度是确定产品价格的关键因素，因此需要高度集 成的半导体器件。 对于典型二维或平面型存储器半导体器件的情况，由于其集成度与单位存储单元 所占的面积相关，因此，集成会受精细图案形成技术的影响。然而，精细图案的形成需要价 格非常高的器件，由此限制了其集成度。 已经提出了用于制造三维存储单元的技术，例如，制造使用垂直型半导体柱 (pillar)作为有源区的三维存储器半导体器件的技术，以有效利用半导体衬底的面积。结 果，当与典型的二维平面型存储器半导体器件比较时，三维存储单元的集成度可以被显著 提高。
技术实现思路
实施例因此涉及，其基本上克服了由于现有技术 的限制和缺点导致的一个或多个问题。 因此，实施例的特征在于提供一种垂直型半导体器件，该垂直型半导体器件具有 虚拟字线结构，以利于半导体器件的平面化。 因此，实施例的另一个特征在于提供一种垂直型半导体器件，该垂直型半导体器件在虚拟字线结构内具有防湿结构，以将半导体器件内的湿气和污染最小化。 实施例的又一个特征在于提供一种制造具有一个或多个以上特征的垂直型半导体器件的方法。 以上和其他的特征和优点中的至少一个可以通过提供垂直型半导体器件来实现， 所述垂直型半导体器件包括半导体衬底，所述半导体衬底具有单元区和外围电路区；字 线结构，在所述字线结构中，多条字线垂直堆叠在单元区上；半导体结构，所述半导体结构 穿过所述字线结构；栅电介质，所述栅电介质位于所述字线结构和所述半导体结构之间； 以及虚拟字线结构，所述虚拟字线结构在所述外围电路区中具有与所述字线结构的垂直结 构相同的垂直结构。 在一些实施例中，所述虚拟字线结构的顶表面的高度可以与所述字线结构的顶表 面的高度相同。所述虚拟字线结构和所述字线结构可以沿着垂直方向具有基本相同的高 度。 在其它实施例中，所述垂直型半导体器件还包括穿过所述虚拟字线结构的防湿结 构。 在其它实施例中，所述防湿结构可以位于穿过所述虚拟字线结构的通孔内。 在其它实施例中，所述防湿结构可以包括氮化硅层。 在其它实施例中，所述垂直型半导体器件还可以包括串选择线结构，所述串选择 线结构位于所述字线结构上；以及虚拟串选择线结构，所述虚拟串选择线结构位于所述虚 拟字线结构上，其中，所述串选择线结构的顶表面的高度可以与所述虚拟串选择线结构的 顶表面的高度相同。 在另外的实施例中，所述虚拟字线结构可以位于所述外围电路区的边缘部分。所 述虚拟字线结构可以环绕所述单元区。 在另外的实施例中，所述垂直型半导体器件还可以包括布置在所述字线结构和所 述半导体衬底之间的地选择结构。 在另外的实施例中，所述字线结构可以具有阶梯形状。 在另外的实施例中，所述字线结构、所述半导体结构和所述栅电介质可以组成串 联连接的垂直型NAND闪速存储器。 以上和其它特征和优点中的至少一个还可以通过提供一种制造垂直型半导体器 件的方法来实现，所述方法包括在半导体衬底的单元区和外围电路区中形成具有堆叠结 构的多个字线导电层；将所述单元区的所述字线导电层图案化，以形成字线结构；将所述 外围电路区的所述字线导电层，以形成虚拟字线结构；形成穿过所述字线结构的半导体结 构；以及在所述字线结构和所述半导体结构之间形成栅电介质。 在一些实施例中，所述用于制造垂直型半导体器件的方法还可以包括形成穿过所 述虚拟字线结构的防湿结构。 在其它实施例中，所述防湿结构可以包括氮化硅层。 附图说明 参照附图，通过详细描述示例性实施例，对于本领域的普通技术人员来说，以上和 其它特征和优点将变得更显而易见，其中 图1示出根据实施例的垂直型半导体器件的电路图； 图2A和图2B分别示出根据实施例的垂直型半导体器件的平面图和横截面图； 图3A至图3P示出根据实施例的制造垂直型半导体器件的过程中的阶段的横截面 图； 图4示出包括根据实施例的垂直型半导体器件的存储卡的框图；以及 图5示出包括根据实施例的垂直型半导体器件的信息处理系统的框图。具体实施例方式通过引用，将于2008年10月9日在韩国知识产权局提交的名为Vertical-Type Semiconductor Device and Method of Manufacturing theS咖e (垂直型半导体器件及其 制造方法)的韩国专利申请No. 10-2008-0098896的全部内容合并入本文。 根据示例实施例的垂直型半导体器件可以具有高度堆叠的结构，该结构包括穿过 堆叠字线的垂直半导体柱。另外，根据示例实施例的垂直型半导体器件可以包括虚拟字线 (dummy wordline)结构，该虚拟字线结构设置在例如，环绕高度堆叠的结构的外围电路中，所以可以充分有助于随后的高度堆叠的结构的平面化和互连工艺。换言之，可以通过使用 根据示例实施例的虚拟字线结构，消除了高度堆叠的结构的传统平面化和互连工艺的高难 度。 另外，根据示例实施例的垂直型半导体器件可以包括设置在芯片最外部的防湿结构。该防湿结构可以保护半导体器件，即，高度堆叠的结构，免于受半导体器件外部引入的湿气和/或污染物的影响。根据实施例，防湿结构可以设置在虚拟字线结构内。 现在，在下文中将参照附图更充分地描述示例实施例，然而，这些示例实施例可以以不同的形式实施，并且不应该被理解为限于本文中阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例，使得该公开将是彻底和完全的，并且将本专利技术的范围充分传达给本领域的技术人员。 在附图中，为了图示的清楚，将夸大层和区域的尺寸。还应理解的是，当层或元件 被称作在另一个层或衬底上时，其可以直接在另一个层或衬底上，或者还可以存在中间层。 另外，还将理解的是，当层被称作在两个层之间时，其可以是这两层之间的唯一层，或者 还可以存在一个或多个中间层。另外，虽然使用如同第一、第二和第三的术语来描述本专利技术 各个实施例中的各个区域和层，但是区域和层不限于这些术语。使用这些术语只是用来将 一个区域或层与另一个区域或层区分开。因此，在一个实施例中被称作第一层的层在另一 个实施例中可以被称作第二层。本文描述和示例出的实施例包括其补充(complementary) 实施例。相同的参考标号始终指的是相似的元件。 图1示出根据实施例的垂直型半导体器件的电路图。 参照图l，根据实施例的垂直型半导体器件可以包括多条堆叠的字线。例如，如图 1中所示，多条字线WL1至WL4可以沿着垂直方向顺序地堆叠于彼此的顶部。例如，字线WL1 至WL4中的每条可以在第一方向和第二方向限定的平面中延伸，以具有板形。S卩，如以下参 照图2A和图2B更详细讨论的，沿着垂直方向的相邻字线可以通过字线电介质图案而彼此 分离。如以下参照图2A和图2B将更详细讨论的，字线WL1至WL4和其间的字线电介质图 案可以限定字线结构。字线的数量可以是2的倍数。 根据实施例的垂直型半导体器件还可以包括在各个半导体结构和字线结构之间 设置的半导体结构和栅电介质结构(未示出)。栅电介质结构可以包括电荷贮存层。 一条 字线和一个半导体结构的交叉点可以限定一个存储单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直型半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有单元区和外围电路区；字线结构，所述字线结构位于所述半导体衬底的所述单元区上，所述字线结构包括堆叠在彼此顶部的多条字线；半导体结构，所述半导体结构穿过所述字线结构；栅电介质，所述栅电介质位于所述字线结构和所述半导体结构之间；以及虚拟字线结构，所述虚拟字线结构位于所述外围电路区上，所述虚拟字线结构具有垂直结构，并且包括与所述字线结构相同的组件。

【技术特征摘要】
KR 2008-10-9 10-2008-0098896一种垂直型半导体器件，包括半导体衬底，所述半导体衬底具有单元区和外围电路区；字线结构，所述字线结构位于所述半导体衬底的所述单元区上，所述字线结构包括堆叠在彼此顶部的多条字线；半导体结构，所述半导体结构穿过所述字线结构；栅电介质，所述栅电介质位于所述字线结构和所述半导体结构之间；以及虚拟字线结构，所述虚拟字线结构位于所述外围电路区上，所述虚拟字线结构具有垂直结构，并且包括与所述字线结构相同的组件。2. 根据权利要求1所述的垂直型半导体器件，其中，所述虚拟字线结构的顶表面和所 述字线结构的顶表面基本齐平。3. 根据权利要求2所述的垂直型半导体器件，其中，所述虚拟字线结构和所述字线结 构沿着垂直方向具有基本相同的高度。4. 根据权利要求1所述的垂直型半导体器件，其中，所述虚拟字线结构环绕所述单元区。5. 根据权利要求1所述的垂直型半导体器件，还包括所述虚拟字线结构中的防湿结构。6. 根据权利要求5所述的垂直型半导体器件，其中，所述防湿结构在通孔内，所述通孔 垂直穿过所述虚拟字线结构。7. 根据权利要求5所述的垂直型半导体器件，其中，所述防湿结构延伸穿过所述虚拟 字线结构的整个高度。8. 根据权利要求7所述的垂直型半导体器件，其中，所述防湿结构环绕所述单元区。9. 根据权利要求5所述的垂直型半导体器件，其中，所述防湿结构包括氮化硅层。10. 根据权利要求1所述的垂直型半导体器件，还包括 串选择线结构，所述串选择线结构位于所述字线结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昇埈，李云京，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]