垂直存储器装置及其制造方法制造方法及图纸

提供了一种垂直存储器装置及其制造方法，所述垂直存储器装置包括：基底，具有沟槽结构；栅电极，位于基底上，栅电极在与基底的上表面基本垂直的第一方向上彼此分隔开；沟道，所述沟道包括竖直部分和水平部分，竖直部分沿第一方向延伸穿过栅电极，水平部分在沟槽结构中在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸，水平部分连接竖直部分；外延层，位于基底的第一部分上并且连接到沟道的水平部分，基底的第一部分沿第二方向与栅电极的端部相邻。

Vertical memory device and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
垂直存储器装置及其制造方法于2018年6月15日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2018-0068742号且名称为“垂直存储器装置及其制造方法”的韩国专利申请通过引用全部包含于此。
示例实施例涉及垂直存储器装置及其制造方法。
技术介绍
为了在VNAND闪存装置中将沟道连接到基底，在形成沟道孔之后，可以在沟道孔的内壁上沉积氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层，并且可以利用分隔件来去除ONO层的一部分以暴露基底的上表面。然而，沟道孔需要具有大的宽度以充分暴露基底的上表面。
技术实现思路
根据示例实施例，提供了一种垂直存储器装置。所述垂直存储器装置可以包括：栅电极，位于其上形成有沟槽结构的基底上，栅电极在与基底的上表面基本垂直的第一方向上彼此分隔开；沟道，所述沟道包括竖直部分和水平部分，竖直部分在基底上沿第一方向延伸穿过栅电极，水平部分在沟槽结构中在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸以连接到竖直部分；以及外延层，位于基底的与栅电极的在第二方向上的相对端部中的每个相邻的第一部分上，外延层连接到沟道的水平部分。根据示例实施例，提供了一种垂直存储器装置。所述垂直存储器装置可以包括：蚀刻停止层，位于基底上；沟道，所述沟道包括板、竖直部分和水平部分，板位于蚀刻停止层上，竖直部分中的每个可以在与基底的上表面基本垂直的第一方向上从板向上延伸，竖直部分在与基底的上表面基本平行而且彼此正交的第二方向和第三方向中的每个方向上布置，水平部分中的每个可以从板沿第三方向延伸；栅电极，在沟道的板上沿第一方向彼此分隔开，栅电极中的每个围绕沟道的竖直部分；以及外延层，在基底上沿第二方向延伸并且接触沟道的水平部分的在第三方向上的端部。根据示例实施例，提供了一种垂直存储器装置。所述垂直存储器装置可以包括：栅电极，在基底上沿与基底的上表面基本垂直的第一方向彼此分隔开，栅电极中的每个在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸；沟道，所述沟道包括竖直部分和水平部分，竖直部分在基底上沿第一方向延伸穿过栅电极，水平部分在与基底的上表面基本平行而且与第二方向交叉的第三方向上从竖直部分的端部延伸到基底的在第一方向上不与栅电极叠置的第一部分；以及外延层，位于基底的第一部分上，外延层接触沟道的水平部分。沟道的水平部分的上部和外延层形成源区，并且沟道的水平部分的下部可以通过外延层的下部连接到基底。根据示例实施例，提供了一种垂直存储器装置。所述垂直存储器装置可以包括：栅电极，位于其上形成有沟槽结构的基底上，栅电极在与基底的上表面基本垂直的第一方向上彼此分隔开；沟道，所述沟道包括竖直部分和水平部分，竖直部分在基底上沿第一方向延伸穿过栅电极，水平部分在基底的沟槽结构中在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸以连接到竖直部分；半导体层，位于基底的与栅电极的在第二方向上的相对端部中的每个相邻的第一部分上，半导体层连接到沟道的水平部分。根据示例实施例，提供了一种垂直存储器装置。所述垂直存储器装置可以包括：栅电极，在基底上沿与基底的上表面基本垂直的第一方向彼此分隔开，栅电极中的每个在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸；沟道，延伸穿过栅电极；以及外延层，沿第二方向在基底的一部分上延伸以连接到沟道，基底的所述一部分与栅电极的在第三方向上的相对端部中的每个相邻，第三方向与基底的上表面基本平行并且与第二方向交叉，外延层具有在第二方向上不是平坦的而是弯曲的上表面。根据示例实施例，提供了一种制造垂直存储器装置的方法。所述方法可以包括：在基底上形成填充沟槽结构的第一牺牲图案；在基底和第一牺牲图案上形成模具，所述模具包括在与基底的上表面基本垂直的第一方向上交替且重复地堆叠的绝缘层和第二牺牲层；形成延伸穿过模具的沟道孔以暴露第一牺牲图案；去除通过沟道孔暴露的第一牺牲图案以形成与沟槽结构对应的间隙；形成在沟道孔中的沟道和间隙；部分地去除模具以暴露部分沟道；在沟道的暴露部分上形成外延层，以连接沟道和基底；将杂质注入到外延层的一部分中以形成源区；以及用栅电极代替第二牺牲层。根据示例实施例，提供了一种制造垂直存储器装置的方法。所述方法可以包括：在基底上形成蚀刻停止层；在蚀刻停止层上形成绝缘中间层，绝缘中间层在其中包含第一牺牲图案；在绝缘中间层和第一牺牲图案上形成模具，所述模具包括在与基底的上表面基本垂直的第一方向上交替且重复地堆叠的绝缘层和第二牺牲层；形成延伸穿过模具的沟道孔以暴露第一牺牲图案；去除通过沟道孔暴露的第一牺牲图案以形成间隙；形成在沟道孔中的沟道和间隙；形成延伸穿过模具和沟道的开口以暴露沟道的一端和蚀刻停止层的一部分；去除蚀刻停止层的暴露部分以暴露基底的上表面；以及在基底的暴露的上表面上形成外延层以连接沟道和基底。根据示例实施例，提供了一种制造垂直存储器装置的方法。所述方法可以包括：形成延伸穿过基底的上部的第一牺牲图案，所述第一牺牲图案包括第一延伸部分和连接到第一延伸部分的第二延伸部分；在基底和第一牺牲图案上形成模具，所述模具包括在与基底的上表面基本垂直的第一方向上交替且重复地堆叠的绝缘层和第二牺牲层；形成延伸通过模具的沟道孔以暴露第一牺牲图案；去除通过沟道孔暴露的第一牺牲图案以形成分别与第一牺牲图案的第一延伸部分和第二延伸部分对应的第一间隙和第二间隙；在沟道孔以及第一间隙和第二间隙中顺序地形成电荷存储结构和沟道；部分地去除模具以形成开口以暴露电荷存储结构的在第二间隙中的部分；去除通过开口暴露的电荷存储结构的所述部分以暴露沟道的一部分；形成外延层以覆盖沟道的暴露部分并接触基底；以及将杂质注入到外延层的一部分中以形成源区。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得明显，在附图中：图1示出了根据示例实施例的垂直存储器装置的透视图；图2示出了沿着图1的线A-A'截取的剖视图；图3示出了图2的区域X的放大剖视图；图4示出了图1的区域Y的侧视图；图5至图21示出了根据示例实施例的制造垂直存储器装置的方法中的各阶段的透视图、剖视图和侧视图；图22和图23示出了根据示例实施例的图1的区域Y的侧视图；图24示出了根据示例实施例的垂直存储器装置的透视图；图25示出了沿着图24的线A-A'截取的剖视图；图26示出了图24的区域Y的侧视图；图27至图30示出了根据示例实施例的制造垂直存储器装置的方法中的各阶段的透视图；图31示出了根据示例实施例的垂直存储器装置的透视图；图32至图39示出了根据示例实施例的制造垂直存储器装置的方法中使用的第一牺牲图案的布局的平面图；图40示出了根据示例实施例的垂直存储器装置的透视图；图41示出了沿着图40的线A-A'截取的剖视图；图42示出了根据示例实施例的垂直存储器装置的透视图；图43示出了沿着图42的线A-A'截取的剖视图；图44至图47示出了根据示例实施例的制造垂直存储器装置的方法中的各阶段的透视图；图48示出了根据示例实施例的垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直存储器装置，所述垂直存储器装置包括：/n基底，具有沟槽结构；/n栅电极，位于基底上，栅电极在与基底的上表面基本垂直的第一方向上彼此分隔开；/n沟道，所述沟道包括竖直部分和水平部分，竖直部分沿第一方向延伸穿过栅电极，水平部分在沟槽结构中在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸，水平部分连接竖直部分；以及/n外延层，位于基底的第一部分上并且连接到沟道的水平部分，基底的第一部分沿第二方向与栅电极的端部相邻。/n

【技术特征摘要】
20180615 KR 10-2018-00687421.一种垂直存储器装置，所述垂直存储器装置包括：
基底，具有沟槽结构；
栅电极，位于基底上，栅电极在与基底的上表面基本垂直的第一方向上彼此分隔开；
沟道，所述沟道包括竖直部分和水平部分，竖直部分沿第一方向延伸穿过栅电极，水平部分在沟槽结构中在与基底的上表面基本平行的第二方向上延伸，水平部分连接竖直部分；以及
外延层，位于基底的第一部分上并且连接到沟道的水平部分，基底的第一部分沿第二方向与栅电极的端部相邻。


2.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中：
栅电极中的每个在与基底的上表面基本平行并且与第二方向基本正交的第三方向上延伸，并且
外延层沿第三方向延伸。


3.根据权利要求2所述的垂直存储器装置，其中，外延层具有弯曲的上表面。


4.根据权利要求2所述的垂直存储器装置，其中：
沟道的水平部分包括在第一方向上不与栅电极叠置的第二部分，并且
外延层位于基底的第一部分和沟道的水平部分的第二部分上。


5.根据权利要求4所述的垂直存储器装置，其中，外延层的位于基底的第一部分上的部分具有比外延层的位于沟道的水平部分的第二部分上的部分的上表面高的上表面。


6.根据权利要求4所述的垂直存储器装置，其中，外延层接触沟道的水平部分的第二部分的侧壁和基底。


7.根据权利要求6所述的垂直存储器装置，其中，外延层的至少一部分包括N型或P型杂质以限定源区。


8.根据权利要求7所述的垂直存储器装置，其中，基底的第一部分的上部和沟道的水平部分的第二部分的上部包括N型或P型杂质以与外延层的至少一部分一起限定源区。


9.根据权利要求7所述的垂直存储器装置，其中，外延层的上部包括N型或P型杂质以限定源区，外延层的下部不包括杂质并且将沟道的水平部分连接到基底。


10.根据权利要求7所述的垂直存储器装置，其中，外延层的整个部分包括N型或P型杂质以限定源区。


11.根据权利要求10所述的垂直存储器装置，其中，基底的第一部分的上部和沟道的水平部分的第二部分包括N型或P型杂质以与外延层一起限定源区。


12.根据权利要求2所述的垂直存储器装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹壮根，李载惪，
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