垂直存储器装置及其制造方法制造方法及图纸

一种垂直存储器装置包括：沟道，其在衬底上在垂直方向上延伸；电荷存储结构，其在沟道的外侧壁上并且包括在水平方向上顺序地堆叠的隧道绝缘图案、电荷俘获图案和第一阻挡图案；以及在垂直方向上彼此间隔开的栅电极，每一个栅电极围绕电荷存储结构。电荷存储结构包括电荷俘获图案，每一个电荷俘获图案在水平方向上面向栅电极之一。每一个电荷俘获图案的面向隧道绝缘图案的内侧壁在垂直方向上的长度小于其面向第一阻挡图案的外侧壁在垂直方向上的长度。上的长度。上的长度。

【技术实现步骤摘要】
垂直存储器装置及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年7月30日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2019-0092525的优先权，其内容整体以引用方式并入本文中。


[0003]本专利技术构思涉及一种垂直存储器装置和/或其制造方法。

技术介绍

[0004]在VNAND闪存装置中，垂直沟道的外侧壁上的电荷俘获层可在垂直方向上延伸，因此电荷俘获层中俘获的电荷可通过分别在多个水平处的多个栅电极在垂直方向上移动。结果，VNAND闪存装置的保持特性可能劣化，这可能导致可靠性问题。

技术实现思路

[0005]一些示例实施例提供了一种具有改进的特性的垂直存储器装置。
[0006]一些示例实施例提供了一种制造具有改进的特性的垂直存储器装置的方法。
[0007]根据一些示例实施例，提供了一种垂直存储器装置，包括：在衬底上的沟道，该沟道在垂直于衬底的上表面的垂直方向上延伸；在沟道的外侧壁上的电荷存储结构，该电荷存储结构包括在水平方向上顺序地堆叠的隧道绝缘图案、电荷俘获图案和第一阻挡图案，该水平方向平行于衬底的上表面；以及在垂直方向上彼此间隔开的栅电极，栅电极中的每一个栅电极围绕电荷存储结构。电荷存储结构包括在垂直方向上彼此间隔开的电荷俘获图案，电荷俘获图案中的每一个在水平方向上面向栅电极之一。电荷俘获图案中的至少一个电荷俘获图案的面向隧道绝缘图案的内侧壁在垂直方向上的第一长度小于电荷俘获图案中的相应至少一个电荷俘获图案的面向第一阻挡图案的外侧壁在垂直方向上的第二长度。
[0008]根据一些示例实施例，提供了一种垂直存储器装置，包括：在衬底上的沟道，该沟道在垂直于衬底的上表面的垂直方向上延伸；在沟道的外侧壁上的电荷存储结构，该电荷存储结构包括在平行于衬底的上表面的水平方向上顺序地堆叠的隧道绝缘图案、电荷俘获图案结构和阻挡图案；以及在垂直方向上彼此间隔开的栅电极，栅电极中的每一个栅电极围绕电荷存储结构。电荷存储结构包括在垂直方向上彼此间隔开的电荷俘获图案结构，电荷俘获图案结构中的每一个电荷俘获图案结构在水平方向上面向栅电极中的对应一个栅电极。电荷俘获图案结构中的每一个电荷俘获图案结构包括在隧道绝缘图案的外侧壁上在水平方向上顺序地堆叠的第一电荷俘获图案和第二电荷俘获图案，该第一电荷俘获图案和第二俘获图案包括彼此不同的材料。
[0009]根据一些示例实施例，提供了一种垂直存储器装置，包括：在衬底上的沟道，该沟道在垂直于衬底的上表面的垂直方向上延伸；在沟道的外侧壁上的电荷存储结构，该电荷存储结构包括在平行于衬底的上表面的水平方向上顺序地堆叠的隧道绝缘图案、电荷俘获图案和阻挡图案；在衬底上与电荷存储结构在垂直方向上间隔开的虚设电荷存储结构，该
虚设电荷存储结构包括顺序地堆叠的虚设隧道绝缘图案、虚设电荷俘获图案和虚设阻挡图案；以及在垂直方向上彼此间隔开的栅电极，栅电极中的每一个栅电极围绕电荷存储结构。电荷存储结构包括在垂直方向上彼此间隔开的电荷俘获图案，电荷俘获图案中的每一个电荷俘获图案在水平方向上面向栅电极中的对应一个栅电极。虚设隧道绝缘图案和虚设阻挡图案分别包括与隧道绝缘图案和阻挡图案的材料实质上相同的材料，并且虚设电荷俘获图案包括与电荷俘获图案的材料不同的材料。
[0010]根据一些示例实施例，提供了一种垂直存储器装置，包括：在衬底上的沟道，沟道中的每一个沟道在垂直于衬底的上表面的第一方向上延伸；在衬底上的沟道连接图案，该沟道连接图案接触沟道；在沟道连接图案上在沟道的外侧壁上的电荷存储结构，该电荷存储结构包括隧道绝缘图案、电荷俘获图案、阻挡图案和分隔图案，该隧道绝缘图案、电荷俘获图案和阻挡图案在平行于衬底的上表面的水平方向上顺序地堆叠；在第一方向上彼此间隔开的栅电极，栅电极中的每一个栅电极围绕电荷存储结构；在衬底上的分隔结构，分隔结构中的每一个分割结构在平行于衬底的上表面的第二方向上延伸穿过栅电极，分隔结构在第三方向上分隔栅电极中的每一个栅电极，该第三方向平行于衬底的上表面并与第二方向交叉；以及在沟道上的位线，位线中的每一条位线在第三方向上延伸以电连接到沟道。电荷存储结构包括在第一方向上彼此间隔开的电荷俘获图案，电荷俘获图案中的每一个电荷俘获图案在水平方向上面向栅电极之一。电荷俘获图案中的每一个电荷俘获图案的面向隧道绝缘图案的内侧壁在第一方向上的第一长度小于电荷俘获图案中的每一个电荷俘获图案的面向阻挡图案的外侧壁在第一方向上的第二长度。分隔图案介于电荷俘获图案中在第一方向上邻近的电荷俘获图案之间，该分隔图案接触隧道绝缘图案和阻挡图案，该分隔图案包括绝缘材料。
[0011]根据一些示例实施例，提供了一种制造垂直存储器装置的方法，包括：在衬底上形成模制件，该模制件包括交替地且重复地堆叠的绝缘层和第一牺牲层；在衬底上形成沟道和初步电荷存储结构，该沟道延伸穿过模制件，并且初步电荷存储结构覆盖沟道的外侧壁并且包括顺序地堆叠的隧道绝缘图案、初步电荷俘获图案和第一阻挡图案；穿过模制件形成开口以暴露衬底的上表面；通过开口去除第一牺牲层以形成暴露初步电荷存储结构的外侧壁的第一间隙；通过第一间隙对初步电荷俘获图案执行第一氮化工艺，以形成在垂直于衬底的上表面的垂直方向上彼此间隔开的电荷俘获图案；通过第一间隙对初步电荷俘获图案执行第一氧化工艺，以在电荷俘获图案之间形成分隔图案；以及在第一间隙中形成栅电极。
[0012]根据一些示例实施例，提供了一种制造垂直存储器装置的方法，包括：在衬底上形成模制件，该模制件包括交替地且重复地堆叠的绝缘层和牺牲层；在衬底上形成沟道和初步电荷存储结构，该沟道延伸穿过模制件，并且初步电荷存储结构覆盖沟道的外侧壁并且包括顺序地堆叠的隧道绝缘图案、初步电荷俘获图案和第一阻挡图案；穿过模制件形成开口以暴露衬底的上表面；通过开口去除牺牲层以形成暴露初步电荷存储结构的外侧壁的间隙；通过间隙对初步电荷俘获图案执行第一氮化工艺，以形成在垂直于衬底的上表面的垂直方向上彼此间隔开的氧化减少图案；通过间隙对初步电荷俘获图案执行第一氧化工艺，以在氧化减少图案之间形成初步分隔图案；通过间隙对氧化减少图案和初步电荷俘获图案执行第二氧化工艺，以将初步电荷俘获图案分成在垂直方向上彼此间隔开的多片；通过间
隙对初步电荷俘获图案中的每一个初步电荷俘获图案执行第二氮化工艺，以在初步电荷俘获图案中的每一个初步电荷俘获图案的下端和上端和外侧壁形成电荷俘获图案；以及在间隙中形成栅电极。
[0013]在根据一些示例实施例的制造垂直存储器装置的方法中，可对在垂直方向上延伸的初步电荷俘获图案执行氮化工艺和/或氧化工艺，以更容易地形成在垂直方向上彼此间隔开的多个电荷俘获图案。因此，通过其它水平处的栅电极，电荷俘获图案中俘获的电荷可不在垂直方向上移动，或者可在垂直方向上移动减小的量，以使得保持特性可增强。因此，包括电荷俘获图案的垂直存储器装置可具有增强的可靠性和/或增强的保持特性。
附图说明
[0014]图1和图2是示出根据一些示例实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直存储器装置，包括：在衬底上的沟道，所述沟道在垂直于所述衬底的上表面的垂直方向上延伸；在所述沟道的外侧壁上的电荷存储结构，所述电荷存储结构包括在水平方向上顺序地堆叠的隧道绝缘图案、电荷俘获图案和第一阻挡图案，所述水平方向平行于所述衬底的上表面；以及在所述垂直方向上彼此间隔开的栅电极，所述栅电极中的每一个栅电极围绕所述电荷存储结构，其中，所述电荷存储结构包括在所述垂直方向上彼此间隔开的电荷俘获图案，所述电荷俘获图案中的每一个电荷俘获图案在所述水平方向上面向所述栅电极之一，并且其中，所述电荷俘获图案中的至少一个电荷俘获图案的面向所述隧道绝缘图案的内侧壁在所述垂直方向上的第一长度小于所述电荷俘获图案中的相应至少一个电荷俘获图案的面向所述第一阻挡图案的外侧壁在所述垂直方向上的第二长度。2.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中，所述电荷俘获图案中的所述至少一个电荷俘获图案的所述第一长度大于所述栅电极中的相应一个栅电极在所述垂直方向上的第三长度。3.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中，所述电荷俘获图案中的每一个电荷俘获图案的上表面相对于所述衬底的上表面的斜率的绝对值从所述隧道绝缘图案朝着所述第一阻挡图案逐渐减小。4.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中，所述电荷存储结构位于所述电荷俘获图案当中的在所述垂直方向上邻近并接触所述隧道绝缘图案和所述第一阻挡图案的电荷俘获图案之间，并且其中，所述电荷存储结构还包括包含氧化硅的分隔图案。5.根据权利要求4所述的垂直存储器装置，其中，所述分隔图案的上表面相对于所述衬底的上表面的斜率的绝对值从所述隧道绝缘图案朝着所述第一阻挡图案逐渐减小。6.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中，所述隧道绝缘图案和所述第一阻挡图案中的每一个在所述垂直方向上延伸，并且所述电荷俘获图案位于所述隧道绝缘图案和所述第一阻挡图案之间。7.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中，所述电荷俘获图案包括氮化硅，并且所述隧道绝缘图案和所述第一阻挡图案中的每一个包括氧化硅。8.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，还包括：第二阻挡图案，其覆盖所述栅电极中的每一个栅电极的下表面、上表面和侧壁，所述第二阻挡图案包括金属氧化物，所述侧壁在所述水平方向上面向所述电荷存储结构。9.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，还包括：在所述衬底上的虚设电荷存储结构，所述虚设电荷存储结构在所述垂直方向上与所述电荷存储结构间隔开，所述虚设电荷存储结构包括从所述沟道的底表面和下外侧壁顺序地堆叠的虚设隧道绝缘图案、虚设电荷俘获图案和虚设第一阻挡图案。10.根据权利要求9所述的垂直存储器装置，其中所述虚设隧道绝缘图案和所述虚设第一阻挡图案分别包括与所述隧道绝缘图案和所述第一阻挡图案的材料实质上相同的材料，并且所述虚设电荷俘获图案包括与所述电荷俘获图案的材料不同的材料。
11.根据权利要求10所述的垂直存储器装置，其中，所述虚设电荷俘获图案包括以下中的至少一者：碳氮化硅、硼氮化硅、硅、以及掺杂有氮和碳中的至少一种的硅。12.根据权利要求9所述的垂直存储器装置，其中，所述栅电极中的最下一个栅电极被配置为用作接地选择线，所述栅电极中的最上一个栅电极和直接在所述最上一个栅电极下方的至少一个栅电极分别被配置为用作串选择线，并且介于所述接地选择线和所述串选择线之间的各栅电极分别被配置为用作字线。13.根据权利要求1所述的垂直存储器装置，其中，所述栅电极包括分别被配置为用作字线和串选择线的第二栅电极和第三栅电极，并且其中，所述垂直存储器装置还包括在所述衬底上的半导体图案，所述半导体图案接触所述沟道和所述电荷存储结构的底表面，以及在所述衬底上在所述第二栅电极下方的第一栅电极，所述第一栅电极围绕所述半导体图案并且被配置为用作接地选择线。14.一种垂直存储器装置，包括：在衬底上的沟道，所述沟道在垂直于所述衬底的上表面的垂直方向上延伸；在所述沟道的外侧壁上的电荷存储结构，所述电荷存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：金斐悟，金侑瞋，南泌旭，孙荣鲜，安敬源，尹柱美，张祐赈，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：