本公開的一個方面總體涉及電子器件,并且更具體地,涉及三維半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù):
非易失性存儲器件是即使在切斷電源后也能保持所存儲數(shù)據(jù)的存儲器件。近來,隨著在硅基板上方以單層形成存儲單元的二維非易失性存儲器件的集成度提高已經(jīng)達(dá)到極限,已經(jīng)提出了三維地布置存儲單元的三維非易失性存儲器件。三維(3-d)非易失性存儲器件包括從基板伸出的豎直溝道層和沿著每個豎直溝道層堆疊的多個存儲單元。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
實施方式提供了一種易于制造并且具有改進(jìn)的負(fù)載特性的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
根據(jù)本公開的一個方面,提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法,該方法包括以下步驟:交替地形成第一犧牲層和絕緣層;形成穿透所述第一犧牲層和所述絕緣層的溝道圖案;形成穿透所述第一犧牲層和所述絕緣層的狹縫;通過經(jīng)由所述狹縫去除所述第一犧牲層形成開口;以及在所述開口中分別形成導(dǎo)電層,所述導(dǎo)電層包括具有傾斜內(nèi)表面的第一阻擋圖案和在所述第一阻擋圖案中的金屬圖案。
附圖說明
通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各實施方式,本發(fā)明的以上和其它特征及優(yōu)點對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得更明顯,在附圖中:
圖1a是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖;
圖1b至圖1f是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的截面圖;
圖2a至圖2e是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖;
圖3a至圖3c是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖;
圖4a至圖4d是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖;
圖5a至圖5d是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖;
圖6和圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)的構(gòu)造的簡化框圖;并且
圖8和圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的計算系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式
將參照附圖描述本公開的示例實施方式。但是,本公開的示例實施方式可以以許多不同形式來實施,并且不應(yīng)當(dāng)解釋為僅限于本文提出的實施方式。而是,提供所述實施方式使得本公開的公開內(nèi)容將充分且完整,并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本公開的范圍。
將理解的是,雖然本文可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各元件,但是這些元件不被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語用來將一元件與另一元件區(qū)分開。因此,在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,下文描述的第一元件可以被稱為第二元件或第三元件。
附圖不是必須按比例,并且在一些情況下,已經(jīng)夸大了比例以更清楚地例示實施方式的各元件。例如,為了便于在附圖中例示,與實際尺寸和間隔相比,可以夸大元件的尺寸以及元件間的間隔。
還將理解,當(dāng)元件被稱為“連接”或者“聯(lián)接”到另一元件時,該元件可以直接連接或者聯(lián)接到該另一元件,或者可以存在一個或更多個中間元件。另外,還將理解,當(dāng)一個元件被稱為在兩個元件“之間”時,該元件可以是兩個元件之間唯一的元件,或者也可以出現(xiàn)一個或更多個中間元件。
本文使用的術(shù)語的目的只是描述具體實施方式,而不意在限制本發(fā)明。如本文使用的,除非上下文明確地另有說明,否則單數(shù)形式意在包括復(fù)數(shù)形式。還將理解,當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括”、“包括有”、“包含”和“包含有”時,這些術(shù)語表示出現(xiàn)所述元件并且不排除出現(xiàn)或增加一個或更多個其它元件。如本文所使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出項目的一個或更多個的任何和所有組合。
除非另有定義,否則本文使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。還將理解的是,諸如常用詞典中定義的那些術(shù)語的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在本公開的上下文和相關(guān)技術(shù)中的含義一致的含義,并且不能從理想化或者過于形式化的意義上去解釋,除非在這里明確地這樣定義。
在以下描述中,闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的徹底理解。不具有一些細(xì)節(jié)或所有這些具體細(xì)節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況下,沒有詳細(xì)描述公知過程結(jié)構(gòu)和/或過程以免不必要地使本發(fā)明不清楚。
還應(yīng)注意,在一些情況下,除非另有明確說明,否則如對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是,與一個實施方式相關(guān)地描述的特征或元件可以單個使用或與其它實施方式的其它特征或元件相結(jié)合地使用。
在下文中,將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各實施方式。
貫穿全文,相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件。
圖1a是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖1b是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的側(cè)視截面圖。
參照圖1a和圖1b,半導(dǎo)體器件包括堆疊結(jié)構(gòu)st、穿透堆疊結(jié)構(gòu)st的溝道圖案14和穿透堆疊結(jié)構(gòu)st的狹縫sl。
堆疊結(jié)構(gòu)st包括交替堆疊的導(dǎo)電層11和絕緣層12。導(dǎo)電層11例如可以是堆疊的選擇晶體管和存儲單元的柵極。導(dǎo)電層11例如可以由鎢(w)、氮化鎢(wnx)、鈦(ti)、氮化鈦(tin)、鉭(ta)、氮化鉭(tan)、多晶硅、硅化物等中的至少一種制成或包括鎢(w)、氮化鎢(wnx)、鈦(ti)、氮化鈦(tin)、鉭(ta)、氮化鉭(tan)、多晶硅、硅化物等中的至少一種。絕緣層12用于使堆疊的柵極彼此絕緣,并且例如可以由氧化物等制成或包括氧化物等。
導(dǎo)電層11中的每一個可以包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案11a、形成在阻擋圖案11a內(nèi)的金屬圖案11b和犧牲圖案11c。阻擋圖案11a分別插置在堆疊的絕緣層12之間,并且每一個阻擋圖案11a可以形成在上絕緣層12的下表面上、下絕緣層12的上表面上以及存儲圖案13的側(cè)壁上。
阻擋圖案11a具有傾斜的內(nèi)表面i。另外,阻擋圖案11a的內(nèi)表面i與阻擋圖案11a的外表面o不平行,并且可以相對于阻擋圖案11a的外表面o成預(yù)定角度θ傾斜。例如,如圖1b所示,阻擋圖案11a可以包括相對于水平基板表面傾斜的內(nèi)表面i和相對于基板表面平直地放置的外表面o。為了參考,“傾斜”和“平直”指的是阻擋圖案的內(nèi)表面和外表面的定向分別相對于基板表面(未示出)或堆疊結(jié)構(gòu)st的頂表面或任意絕緣層12的上表面或下表面的定向。
如果阻擋圖案11a的內(nèi)表面i和外表面o兩者平行且都傾斜,則導(dǎo)電層11的厚度將隨著金屬圖案11b的體積增大而增大。在這種情況下,堆疊結(jié)構(gòu)st的高度將增加,并且因此,在改進(jìn)存儲器件的集成度方面帶來了限制。另一方面,根據(jù)本發(fā)明的實施方式,只有阻擋圖案11a的內(nèi)表面i傾斜,而阻擋圖案11a的外表面o平直。例如,阻擋圖案11a的外表面o具有抵靠絕緣層12的相鄰表面平直放置的水平定向。因此,能夠在保持導(dǎo)電層11的厚度的同時增加金屬圖案11b的體積。
阻擋圖案11a可以只在部分區(qū)域中具有傾斜內(nèi)表面i。阻擋圖案11a可以包括具有傾斜內(nèi)表面i的第一區(qū)域r1和具有不傾斜內(nèi)表面的第二區(qū)域r2。在這種情況下,阻擋圖案11a的第二區(qū)域r2具有均勻的厚度,并且阻擋圖案11a的第一區(qū)域r1可以具有隨著其逐漸靠近狹縫sl而逐漸減小的厚度。例如,阻擋圖案11a的最小厚度(即,阻擋圖案在其達(dá)到狹縫的點的厚度)可以從約
在圖1b中,用虛線邊界線l標(biāo)記第一區(qū)域r1與第二區(qū)域r2之間的邊界。因此,金屬圖案11b和犧牲圖案11c彼此接觸的位置可以是邊界線l?;谶吔缇€l,第一區(qū)域r1與狹縫sl相鄰,而第二區(qū)域r2與狹縫sl相對地間隔開。另外,金屬圖案11b形成在相對地與狹縫sl相鄰的第一區(qū)域r1中,并且犧牲圖案11c形成在相對地與狹縫sl間隔開的第二區(qū)域r2中。
在圖1b中,例示了邊界線l位于最靠近狹縫sl的溝道圖案14與狹縫sl之間。邊界線l可以位于溝道圖案14與狹縫sl中間或更靠近狹縫sl或溝道圖案14。另外,邊界線l可以與溝道圖案14交疊,或可以位于溝道圖案14之間。
邊界線l的位置與阻擋圖案11a的厚度確定了包括在導(dǎo)電層11中的金屬圖案的體積,并由此確定導(dǎo)電層11的電阻值。因此,通過考慮導(dǎo)電層11的電阻值以及負(fù)載特征來確定邊界線l的位置。例如,阻擋圖案11a的厚度和邊界線l的位置可以滿足下面的式1。
式1
在式1中,a是從狹縫sl至邊界線l的距離,b是阻擋圖案11a的第二區(qū)域r2的厚度,并且c是第一區(qū)域r1中的阻擋圖案11a的最小厚度。
金屬圖案11b可以位于阻擋圖案11a的第一區(qū)域r1中,并且犧牲圖案11c可以位于阻擋圖案11a的第二區(qū)域r2中。金屬圖案11b可以具有其厚度隨著其更靠近狹縫sl而增大的錐形形狀。犧牲圖案11c可以延伸至堆疊結(jié)構(gòu)st內(nèi)以填充相鄰的溝道圖案14之間的空間。另外,犧牲圖案11c可以包括位于相鄰的溝道圖案14之間的空隙17。
阻擋圖案11a用來增加層之間的粘合,例如,絕緣層與金屬層11b之間的粘合。阻擋層11a例如可以由氮化鈦(tin)、鉭(ta)、氮化鉭(tan)等中的至少一種制成或包括氮化鈦(tin)、鉭(ta)、氮化鉭(tan)等中的至少一種。金屬圖案11b可以由具有比阻擋圖案11a更小的電阻的材料制成或包括比阻擋圖案11a更小的電阻的材料。金屬圖案11b可以例如由鎢(w)、氮化鎢(wnx)、硅化物等中的至少一種制成或包括鎢(w)、氮化鎢(wnx)、硅化物等中的至少一種。犧牲圖案11c可以包括介電材料,例如氧化物、氮化物、硅(si)等中的至少一種。
參照圖1a,沿第一方向i-i'和與第一方向i-i'交叉的第二方向ii-ii'布置溝道圖案14。例如,溝道圖案14可以布置為使得在第一方向i-i'上的相鄰的溝道圖案14的中心偏移,并且在第二方向ii-ii'上的相鄰的溝道圖案14的中心彼此相對應(yīng)。溝道層14被配置為使得它們沿ii-ii'方向以第一常規(guī)間隔分開并且沿對角方向以第二常規(guī)間隔在ii-ii'方向和i-i'方向之間分開。如圖1a所示,第一常規(guī)間隔和第二常規(guī)間隔可以相同,但是本發(fā)明不限于這種方式。溝道圖案14還沿與由ii-ii'和i-i'方向限定的平面垂直的方向延伸并且穿透堆疊結(jié)構(gòu)st。溝道圖案14可以形成在穿透堆疊結(jié)構(gòu)st的各開口op中。如圖1a所示,開口op可以具有圓形的截面。但是,本發(fā)明不限于這種方式。例如,開口op可以具有橢圓形、四邊形(諸如正方形)、多邊形(諸如六邊形)等的截面。如圖1b所示,開口op可以具有錐形截面,且最大的截面面積在最高表面處,最小的截面面積在最低表面處。在另一實施方式(未示出)中,開口op可以沿著其整個長度具有不變的截面。溝道圖案14可以具有符合開口op的形狀。
溝道圖案14例如可以是堆疊的選擇晶體管、存儲單元等的溝道層。溝道圖案14例如可以由諸如硅(si)和鍺(ge)的至少一種半導(dǎo)體材料制成或包括諸如硅(si)和鍺(ge)的至少一種半導(dǎo)體材料。存儲圖案13可以形成在各溝道圖案14的側(cè)壁上。存儲圖案13可以是選擇晶體管的柵絕緣層,或可以是存儲單元的數(shù)據(jù)儲存庫。例如,每個存儲圖案13可以包括隧道絕緣層、數(shù)據(jù)存儲層和電荷阻擋層中的至少一個。這些層在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的,并且因此沒有在這里示出以避免用公知的細(xì)節(jié)使圖示不清楚。例如,數(shù)據(jù)存儲層可以包括含(由)多晶硅(制成)的浮置柵極、含(由)氮化物(制成)的電荷捕獲層、可相變材料、納米點等。溝道圖案14可以具有其中心區(qū)域開口的形狀??梢栽陂_口的中心區(qū)域中填充絕緣圖案15。在圖1b示出的實施方式中,形成在一個開口op中的絕緣圖案15、溝道圖案14和存儲圖案13具有同心圓柱的形狀。
當(dāng)從頂部觀看時(參見圖1a),狹縫sl可以具有細(xì)長的、沿第二方向ii-ii'延伸的線狀。當(dāng)從側(cè)部觀看時(參見圖1b),狹縫sl可以與由i-i'和ii-ii'方向限定的平面垂直地延伸以穿透堆疊結(jié)構(gòu)st。可以用狹縫絕緣層16填充狹縫sl。狹縫絕緣層16可以包括空隙(未示出)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),可以減小包括在一個導(dǎo)電層11中的金屬圖案11b的體積,從而能夠在不增加導(dǎo)電層11的厚度的同時減小電阻。因此,能夠提高半導(dǎo)體器件的負(fù)載特征。
圖1c至圖1f是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的各結(jié)構(gòu)的截面圖。在下文中,將省略與上述內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
參照圖1c,每個導(dǎo)電層11可以包括阻擋圖案11a和在阻擋圖案11a中的金屬圖案11b。與圖1a和圖1b的實施方式不同,在圖1c的實施方式中,只有金屬圖案11b,而沒有犧牲圖案11c。更具體地,在圖1c的實施方式中,不是犧牲圖案11c在第二區(qū)域r2中,而是金屬圖案延伸到第二區(qū)域r2中。因此,金屬圖案11b在第二區(qū)域r2中具有均勻的厚度。金屬圖案11b在第一區(qū)域r1中具有不均勻的厚度,且金屬圖案11b的厚度隨著其更靠近第一區(qū)域r1中的狹縫sl而增大。另外,金屬圖案11b可以填充相鄰的溝道圖案14之間的空間。
參照圖1d,每個導(dǎo)電層11可以包括阻擋圖案11a和阻擋圖案11a中的金屬圖案11b。與參照圖1c描述的實施方式相比,在本實施方式中,邊界線l更靠近溝道圖案14。因此,每個阻擋圖案11a具有其厚度隨著其從狹縫sl更靠近溝道圖案14而增加的形狀。另外,每個金屬圖案11b例如具有其厚度隨著其從狹縫sl靠近溝道圖案14而減小的錐形形狀的形狀。為了參考,在該附圖中例示了在相鄰的溝道圖案14之間填充金屬圖案11b的情況,但是如參照圖1b所述可以填充犧牲圖案。
參照圖1e,每個導(dǎo)電層11可以包括具有傾斜內(nèi)表面的第一阻擋圖案、金屬圖案11b、犧牲圖案11c和第二阻擋圖案11d。如圖1e的實施方式所示,第二阻擋圖案11d形成為包圍金屬圖案11b。第二阻擋圖案11d的第一部分插置在金屬圖案11b的傾斜表面的交界面與第一阻擋圖案11a之間。第二阻擋圖案11d的第二部分插置在金屬圖案11b的豎直(即,垂直于ii-ii'和i-i'的平面)交界面與犧牲圖案11c之間。例如,第二阻擋圖案11d可以形成為接觸第一阻擋圖案11a的傾斜內(nèi)表面和犧牲圖案11c。第二阻擋圖案11d可以具有比第一阻擋圖案11a更薄的厚度。在圖1e的實施方式的變型例中,每個導(dǎo)電層11可以形成為不具有犧牲圖案11c。在圖1e的實施方式的這種變型例中,第二阻擋層的豎直表面可以與存儲層13相鄰。
參照圖1f,每個導(dǎo)電層11可以包括具有傾斜內(nèi)表面的第一阻擋圖案11a'、金屬圖案11b、犧牲圖案11c和第二阻擋圖案11d。這里,與圖1e的實施方式不同,第一阻擋圖案11a'的傾斜內(nèi)表面可以是曲面。例如,如圖1f所示,第一阻擋圖案11a'的曲面可以是具有隨著其朝向狹縫延伸而減小的曲率的拋物線曲面。
在第一區(qū)域r1中的第一阻擋圖案11a’可以與狹縫sl分隔開。在這種情況下,在與狹縫sl相鄰的區(qū)域中不存在第一阻擋圖案11a',并且第二阻擋圖案11d和絕緣層12彼此直接接觸。
圖2a至圖2e是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖。
參照圖2a,第一犧牲層21和絕緣層22交替地堆疊,由此形成堆疊結(jié)構(gòu)st。這里,第一犧牲層21例如形成堆疊的存儲單元、選擇晶體管等的柵極,并且絕緣層22使堆疊的柵極彼此絕緣。第一犧牲層21由相對于絕緣層22具有高刻蝕選擇比的材料形成。例如,第一犧牲層22可以包括氮化物或由氮化物制成,并且絕緣層22可以包括氧化物或由氧化物制成。
然后,形成穿透堆疊結(jié)構(gòu)st的第一開口op1。第一開口op1可以具有圓形截面、橢圓形截面、四邊形截面、多邊形截面等。每一個第一開口op1從其最上端至其最下端可以具有均勻尺寸的截面。每一個第一開口op1沿著其整個長度可以具有可變尺寸的截面。例如,如圖2a所示,每個第一開口op1可以是錐形的,該錐形在其最上端具有最大截面并且在其最下端具有最小截面。
然后,在每個第一開口op1中依次形成存儲圖案23和溝道圖案24。溝道圖案24可以形成為具有完全填充每個第一開口op1的厚度,或可以形成為具有其中心區(qū)域開口的厚度。如圖2a所示,當(dāng)溝道圖案24的中心區(qū)域開口時,可以在開口中心區(qū)域中形成絕緣圖案25。
參照圖2b,形成穿透堆疊結(jié)構(gòu)st的狹縫sl,并且然后經(jīng)由狹縫sl去除第一犧牲層21,由此形成第二開口op2。然后,經(jīng)由狹縫sl在第二開口op2中形成阻擋層26。例如,阻擋層26可以由鈦(ti)、氮化鈦(tin)、鉭(ta)、氮化鉭(tan)等制成或包括鈦(ti)、氮化鈦(tin)、鉭(ta)、氮化鉭(tan)等。
阻擋層26可以形成為與狹縫sl和第二開口op2的內(nèi)表面一致。阻擋層26還可以形成在暴露在第二開口op2中的存儲圖案23上。阻擋層26可以形成為具有均勻的厚度b,其中該阻擋層沒有完全填充在第二開口op2中。
然后,經(jīng)由狹縫sl在第二開口op2中形成第二犧牲層27。第二犧牲層27可以形成為與阻擋層26一致并且填充第二開口op2。第二犧牲層27也可以形成在狹縫sl中。第二犧牲層27可以由相對于阻擋層26具有高刻蝕選擇比的材料形成。例如,第二犧牲層27可以由諸如氧化物或氮化物、硅(si)或它們的組合的介電材料制成或包括諸如氧化物或氮化物、硅(si)或它們的組合的介電材料。
參照圖2c,部分地去除第二犧牲層27,由此形成第二犧牲圖案27a并且部分地暴露阻擋層26。例如,使用干法刻蝕工藝部分地刻蝕第二犧牲層27以暴露在阻擋層26中與狹縫sl相鄰的區(qū)域。此時,從狹縫sl朝向溝道圖案24去除第二犧牲層27,并且根據(jù)去除的第二犧牲層27的量確定邊界線l的位置。這里,阻擋層26的暴露的區(qū)域成為第一區(qū)域r1,并且第二犧牲圖案27a殘留的部分(即,阻擋層26的未暴露的區(qū)域)成為第二區(qū)域r2。第二犧牲圖案27a可以填充相鄰的溝道圖案24之間的空間。
可以在部分刻蝕第二犧牲層27的工藝中形成阻擋層26的傾斜的內(nèi)表面。如上所述,從靠近狹縫sl的區(qū)域刻蝕第二犧牲層27,并且因此還從靠近狹縫sl的區(qū)域暴露阻擋層26。另外,隨著阻擋層26的區(qū)域靠近狹縫sl,在刻蝕工藝中長時間暴露該區(qū)域,由此增加刻蝕阻擋層26的量。因此,阻擋層26的靠近狹縫sl的區(qū)域比阻擋層262的遠(yuǎn)離狹縫的區(qū)域具有更薄的厚度。由此,形成具有傾斜內(nèi)表面i的阻擋層26a。
當(dāng)刻蝕第二犧牲層27時,可以通過調(diào)節(jié)阻擋層26與第二犧牲層27之間的刻蝕選擇比來調(diào)節(jié)阻擋層26的刻蝕程度和內(nèi)表面的坡度。在第二犧牲層27的刻蝕比高于阻擋層26的刻蝕比的情況下,刻蝕第二犧牲層27。阻擋層26和第二犧牲層27的刻蝕選擇比可以被改變,并且例如可以是從約1:5至約1:50或從約1:5至約1:20。例如,基于第二開口op2的區(qū)段,在第二開口op2中刻蝕第二犧牲層27的量以及在第二開口op2中刻蝕阻擋層26的量b-c可以滿足以下關(guān)系:1:5≤b-c:a≤1:50。
參照圖2d,在阻擋層26a的第一區(qū)域r1中形成金屬層28。例如,金屬層28可以形成為填充第二開口op2。還可以在狹縫sl中形成金屬層28。此時,阻擋層26a的第一區(qū)域r1具有傾斜內(nèi)表面i,并且由此可以防止在金屬層28被完全填充到第二開口op2中之前第二開口op2的入口關(guān)閉。因此,能夠防止在金屬層28的第一區(qū)域r1中形成空隙。金屬層28可以包括具有比阻擋層26a更小的電阻的金屬。例如,金屬層28可以包括鎢(w)、氮化鎢(wnx)、硅化物等。
參照圖2e,去除形成在狹縫sl中的阻擋物層26a和金屬層28,由此形成分別位于第二開口中的阻擋物圖案26b和金屬圖案28a。因此,形成了包括阻擋物圖案26b、金屬圖案28a和第二犧牲圖案27a的導(dǎo)電層c。然后,在狹縫sl中形成狹縫絕緣層29。
這里,每個阻擋圖案26b具有傾斜的內(nèi)表面。例如,阻擋圖案26b在與第二犧牲圖案27a接觸的區(qū)域中具有均勻的厚度,并且可以在與金屬圖案28a接觸的區(qū)域中具有傾斜的內(nèi)表面。另外,阻擋圖案26b可以具有其厚度隨著其接近狹縫絕緣層29而逐漸減小的形狀。金屬圖案28a接觸第二犧牲圖案27a,并且可以具有錐形形狀,該錐形形狀具有隨著其更靠近狹縫絕緣層29而逐漸增加的厚度。
根據(jù)上述制造方法,使用形成第二犧牲圖案27a的工藝,從而能夠在保持阻擋層26a的外表面基本水平(即,平直)的同時容易地形成傾斜內(nèi)表面i。另外,能夠形成不包括空隙的導(dǎo)電層c。
還可以使用上述制造方法來形成在圖1c至圖1e中示出的實施方式。作為一個示例,可以在形成金屬層28之前去除第二犧牲圖案27a。在這種情況下,可以形成金屬圖案28a填充在溝道圖案24之間的圖1c的結(jié)構(gòu)。作為另一個示例,當(dāng)形成第二犧牲圖案27a時,刻蝕第二犧牲層27的量增加,使得邊界線l進(jìn)一步與狹縫sl分隔開。在這種情況下,阻擋圖案26b的第一區(qū)域r1的面積增大,并且可以形成圖1d的結(jié)構(gòu)。作為另一個示例,在金屬層28之前形成第二阻擋層。在這種情況下,在阻擋圖案26b與金屬圖案28a之間以及在金屬圖案28a與第二犧牲圖案27a之間形成第二阻擋圖案,并且可以形成圖1e的結(jié)構(gòu)。
圖3a至圖3c是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖。在下文中,將省略與上述內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
首先,如參照圖2a至圖2c所述,通過部分地去除第二犧牲層27來形成具有傾斜內(nèi)表面和第二犧牲圖案27a的阻擋層26a。然后,參照圖3a,經(jīng)由狹縫sl選擇性地去除第二犧牲圖案27a。因此,不僅在狹縫sl與溝道圖案24之間的區(qū)域中形成犧牲圖案27a,也在被去除的相鄰溝道圖案24之間的區(qū)域中形成犧牲圖案27a。
參照圖3b,經(jīng)由狹縫sl在阻擋層26a中形成金屬層28。因此,金屬層28填充第二開口op2并且部分填充狹縫sl。例如,金屬層28形成在狹縫sl與溝道圖案24之間的區(qū)域中以及相鄰的溝道圖案24之間的區(qū)域中。
參照圖3c,去除形成在狹縫sl中的金屬層28和阻擋層26a,由此形成金屬圖案28a和阻擋圖案26b。因此,形成了導(dǎo)電層c,每個導(dǎo)電層c包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案26a和金屬圖案28a。
圖4a至圖4d是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖。在下文中,將省略與上述內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
首先,如參照圖2a和圖2b所述,在第二開口op2中形成阻擋層26和第二犧牲層27。參照圖4a,第二犧牲層27可以包括位于第二開口op2中的空隙v。
參照圖4b,經(jīng)由狹縫sl部分地去除第二犧牲層27,由此形成第二犧牲圖案27a。此時,可以在部分地刻蝕第二犧牲層27的工藝中暴露空隙。另外,可以在部分地刻蝕第二犧牲層27的工藝中部分地刻蝕阻擋層26,由此形成傾斜內(nèi)表面i1。
然后,在阻擋層26a中形成第三犧牲層31??梢孕纬傻谌隣奚鼘?1以填充第二犧牲圖案27a的空隙v。第三犧牲層31可以形成為具有在第二開口op2中沒有完全填充的厚度。這里,第三犧牲層31可以包括諸如氧化物、氮化物、硅(si)或它們的組合的介電材料。另外,第三犧牲層31可以由與第二犧牲層27相同的材料或與第二犧牲層27不同的材料形成。
參照圖4c,部分地去除第二犧牲圖案27a和第三犧牲層31,由此形成第二犧牲圖案27b和第三犧牲圖案31a。此時,在部分地刻蝕第二犧牲圖案27a和第三犧牲層31的工藝中可以部分地刻蝕暴露的阻擋層26a,由此形成阻擋層26b的傾斜表面i2。
當(dāng)?shù)诙奚鼘?7包括空隙v時,第二犧牲層27可以不被刻蝕為具有均勻的厚度。例如,可以比其它區(qū)域更快地刻蝕存在空隙v的區(qū)域。因此,在利用第三犧牲層31填充空隙v之后刻蝕第二犧牲圖案27a和第三犧牲層31,從而能夠均勻地調(diào)節(jié)刻蝕第二犧牲圖案27a和第三犧牲層31的量。另外,能夠均勻地調(diào)節(jié)暴露阻擋層26b的區(qū)域和阻擋層26b的傾斜內(nèi)表面i2的角度。作為參考,形成第三犧牲層31以及刻蝕第二犧牲圖案27a和第三犧牲層31的工藝可以重復(fù)執(zhí)行兩次或更多次。
然后,金屬層28可以形成為填充第二開口op2。金屬層28可以與第二犧牲圖案27b和第三犧牲圖案31a接觸。
參照圖4d,去除形成在狹縫sl中的阻擋層26b和金屬層28,由此形成阻擋圖案26c和金屬圖案28a。因此,形成導(dǎo)電層c,每個導(dǎo)電層包括阻擋圖案26c、第二犧牲圖案27b、第三犧牲圖案31a和金屬圖案28a。
如參照圖3a至圖3c所述,可以在形成金屬層28之前去除第二犧牲圖案27b和第三犧牲圖案31a。
圖5a至圖5d是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖。在下文中,將省略與上述內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
首先,如參照圖2a至圖2c所述,在第二開口op2中形成第一阻擋層26a和第二犧牲層27a。參照圖5a,在用于形成第二犧牲圖案27a的刻蝕工藝中一起刻蝕第一阻擋圖案26a,由此形成具有以預(yù)定角度傾斜的內(nèi)表面的第一阻擋層26a。
參照圖5b,選擇性地刻蝕第一阻擋層26a,由此將以預(yù)定角度傾斜的內(nèi)表面圖案化成曲面r。因此,形成了具有修圓的內(nèi)表面的第一阻擋圖案26b。這里,具有曲面的區(qū)域成為第一區(qū)域r1,不彎曲的區(qū)域成為第二區(qū)域r2。例如,可以使用濕法刻蝕工藝來刻蝕第一阻擋層26a,由此刻蝕在阻擋層26a中通過第二犧牲圖案27a暴露的區(qū)域。此時,經(jīng)由狹縫sl執(zhí)行刻蝕工藝,并且因此刻蝕第一阻擋層26a的區(qū)域的量隨著區(qū)域更靠近狹縫sl而變大。因此,曲面可以形成為其曲率隨著其更靠近狹縫sl而變小并且隨著其遠(yuǎn)離狹縫sl而變大的拋物線形狀。另外,隨著在第二開口op2中在靠近狹縫sl的區(qū)域中完全去除第一阻擋層26a,可以暴露絕緣層22。另外,此時,第二犧牲圖案27a可以伸出到第一阻擋圖案26b的第一區(qū)域r1中。
參照圖5c,選擇性地刻蝕第二犧牲圖案27a,由此去除在第一阻擋圖案26b中伸出到第一區(qū)域r1中的區(qū)域。由此,形成第二犧牲圖案27b。然后,第二阻擋層30形成在形成有第一阻擋圖案26b的第二開口op2中。然后,金屬層28形成為填充第二開口op2。
這里,第二阻擋層30可以形成為接觸第一阻擋圖案26b和第二犧牲圖案27b。第二阻擋層30可以由與第一阻擋圖案26b相同的材料形成。另外,第二阻擋層30可以具有比第一阻擋圖案26b更薄的厚度。第二阻擋層30可以形成為具有均勻的厚度。作為參考,可以省略選擇性地刻蝕第二犧牲圖案27a的工藝。
參照圖5d,刻蝕在狹縫sl中的金屬層28和第二阻擋層30,由此形成第二阻擋圖案30a和金屬圖案28a。因此,形成了導(dǎo)電層c,每個導(dǎo)電層包括具有修圓的內(nèi)表面的第一阻擋圖案26b。然后,在狹縫sl中形成狹縫絕緣層29。
圖6是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。
參照圖6,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)1000包括存儲器件1200和控制器1100。
存儲器件1200用于存儲具有各種數(shù)據(jù)格式(諸如,文本、圖形和軟件代碼)的數(shù)據(jù)信息。存儲器件1200可以是非易失性存儲器,并且可以包括參照圖1a至圖5d描述的結(jié)構(gòu)。存儲器件1200被構(gòu)造成包括:堆疊結(jié)構(gòu),所述堆疊結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的導(dǎo)電層和絕緣層;溝道圖案,所述溝道圖案穿透所述堆疊結(jié)構(gòu);和狹縫,所述狹縫穿透所述堆疊結(jié)構(gòu),其中所述導(dǎo)電層中的每一個包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案和在所述阻擋圖案中的金屬圖案。存儲器件1200的結(jié)構(gòu)和制造方法可以與上述的相同,因此,將省略它們的具體描述。
控制器1100連接至主機(jī)和存儲器件1200并且被構(gòu)造成響應(yīng)于來自主機(jī)的請求訪問存儲器件1200。例如,控制器1100被構(gòu)造成控制存儲器件1200的讀、寫、擦除和后臺操作中的至少一種。
控制器1100包括經(jīng)由內(nèi)部總線聯(lián)接的隨機(jī)訪問存儲器(ram)1110、中央處理單元(cpu)1120、主機(jī)接口1130、誤差校正代碼(ecc)電路1140、存儲接口1150等。
這里,ram1110可以用作cpu1120的操作存儲器、存儲器件1200和主機(jī)之間的高速緩沖存儲器和存儲器件1200和主機(jī)之間的緩沖存儲器中的至少一種。例如,可以用靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(sram)、只讀存儲器(rom)等來替換ram1110。
cpu1120被配置為控制控制器1100的操作。例如,cpu1120可以被配置為操作諸如存儲在ram1110中的閃存轉(zhuǎn)換層(ftl)的固件。
主機(jī)接口1130被配置為與主機(jī)交互。例如,控制器1100使用諸如通用串行總線(usb)協(xié)議、多媒體卡(mmc)協(xié)議、外部設(shè)備互連(pci)協(xié)議、pci-快速(pci-e)協(xié)議、高級技術(shù)附件(ata)協(xié)議、串行-ata協(xié)議、并行-ata協(xié)議、小型計算機(jī)小型接口(scsi)協(xié)議、增強(qiáng)型小型硬盤接口(esdi)協(xié)議、電子集成驅(qū)動器(ide)協(xié)議和私有協(xié)議的各種接口協(xié)議中的至少一種與主機(jī)通信。
ecc電路1140被配置為使用誤差校正代碼(ecc)檢測和校正包括在從存儲器件1200讀取的數(shù)據(jù)中的誤差。
存儲接口1150可以被配置為與存儲器件1200交互。例如,存儲接口1150可以包括nand接口或nor接口。
作為參考,控制器1100還可以包括緩沖存儲器(未示出)以臨時地存儲數(shù)據(jù)。這里,緩沖存儲器可以用來臨時存儲經(jīng)由主機(jī)接口1130向外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或經(jīng)由存儲接口1150從存儲器件1200傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。控制器1100還可以包括存儲代碼數(shù)據(jù)的rom以與主機(jī)交互。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)1000包括具有均勻特性的晶體管和具有改進(jìn)的集成度的存儲器件1200。因此,能夠改進(jìn)存儲系統(tǒng)1000的特性和存儲系統(tǒng)1000的集成度。
圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。在下文中,將省略與上述內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
參照圖7,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)1000'包括存儲器件1200'和控制器1100??刂破?100可以全部經(jīng)由內(nèi)部總線鏈接的包括ram1110、cpu1120、主機(jī)接口1130、ecc電力1140、存儲接口1150。
存儲器件1200'可以是非易失性存儲器,并且可以包括參照圖1a至圖5d描述的結(jié)構(gòu)。存儲器件1200'被構(gòu)造成包括:堆疊結(jié)構(gòu),所述堆疊結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的導(dǎo)電層和絕緣層;溝道圖案,所述溝道圖案穿透所述堆疊結(jié)構(gòu);和狹縫,所述狹縫穿透所述堆疊結(jié)構(gòu),其中所述導(dǎo)電層中的每一個包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案和在所述阻擋圖案中的金屬圖案。存儲器件1200'的結(jié)構(gòu)和制造方法與上述的相同,因此,將省略它們的具體描述。
存儲器件1200'可以是包括多個存儲芯片的多芯片封裝。多個存儲芯片被分成多個組,多個組被配置為在第一至第k信道(ch1至chk)上與控制器1100通信。另外,包括在一個組中的存儲芯片可以被配置為在公共信道上與控制器1100通信。作為參考,可以修改存儲系統(tǒng)1000'使得一個存儲芯片連接至一個溝道。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)1000'包括具有均勻特性的晶體管和具有改進(jìn)的集成度的存儲器件1200'。因此,能夠改進(jìn)存儲系統(tǒng)1000'的特性和存儲系統(tǒng)1000'的集成度。具體地,存儲器件1200'被構(gòu)造成多芯片封裝,從而能夠增加存儲系統(tǒng)1000'的數(shù)據(jù)存儲容量并且提高存儲系統(tǒng)1000'的操作速度。
圖8是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的計算系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。在下文中,將省略與上述內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
如圖8所示,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的計算系統(tǒng)2000包括存儲器件2100、cpu2200、ram2300、用戶接口2400、電源2500、系統(tǒng)總線2600等。
存儲器件2100存儲經(jīng)由用戶接口2400提供的數(shù)據(jù)、由cpu2200處理的數(shù)據(jù)等。另外,存儲器件2100經(jīng)由系統(tǒng)總線2600電連接至cpu2200、ram2300、用戶接口2400、電源2500等。例如,存儲器件2100可以經(jīng)由控制器(未示出)或直接地連接至系統(tǒng)總線2600。當(dāng)存儲器件2100直接連接至系統(tǒng)總線2600時,可以由cpu2200、ram2300等執(zhí)行控制器的功能。
這里,存儲器件2100可以是非易失性存儲器,并且可以包括參照圖1a至圖5d描述的結(jié)構(gòu)。另外,存儲器件2100被構(gòu)造成包括:堆疊結(jié)構(gòu),所述堆疊結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的導(dǎo)電層和絕緣層;溝道圖案,所述溝道圖案穿透所述堆疊結(jié)構(gòu);和狹縫,所述狹縫穿透所述堆疊結(jié)構(gòu),其中所述導(dǎo)電層中的每一個包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案和在所述阻擋圖案中的金屬圖案。存儲器件2100的結(jié)構(gòu)和制造方法與上述的相同,因此,將省略它們的具體描述。
如參照圖7所述,存儲器件2100可以是包括多個存儲芯片的多芯片封裝。
如上所述地構(gòu)造的計算系統(tǒng)2000可以是計算機(jī)、超級移動pc(umpc)、工作站、上網(wǎng)本、個人數(shù)字助理(pda)、便攜式計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、無線電話、移動電話、智能電話、電子書、便攜式多媒體播放器(pmp)、便攜式游戲控制器、導(dǎo)航設(shè)備、黑匣子、數(shù)碼相機(jī)、三維電視、數(shù)字音頻記錄器、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖片記錄器、數(shù)字圖片播放器、數(shù)字視頻記錄器、數(shù)字視頻播放器、用于在無線環(huán)境中傳輸信息的設(shè)備、構(gòu)成家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一個電子設(shè)備、構(gòu)成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一個電子設(shè)備、構(gòu)成遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備中的一個電子設(shè)備、rfid設(shè)備等。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)2000包括具有均勻特性的晶體管和具有改進(jìn)的集成度的存儲器件2100。因此,能夠改進(jìn)計算系統(tǒng)2000的特性和計算系統(tǒng)2000的集成度。
圖9是例示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的計算系統(tǒng)3000的框圖。
參照圖9,計算系統(tǒng)3000包括軟件層,該軟件層包括操作系統(tǒng)3200、應(yīng)用3100、文件系統(tǒng)3300和轉(zhuǎn)換層3400。另外,計算系統(tǒng)3000包括存儲器件3500的硬件層。
操作系統(tǒng)3200可以管理計算系統(tǒng)3000的軟件資源和硬件資源,并且控制中央處理單元的程序執(zhí)行。應(yīng)用3100是在計算系統(tǒng)3000上運(yùn)行的各種應(yīng)用程序中的一個,并且可以是由操作系統(tǒng)3200執(zhí)行的實用程序。
文件系統(tǒng)3300可以是用于管理計算系統(tǒng)3000中的數(shù)據(jù)、文件等并且根據(jù)規(guī)則組織在存儲器件3500中存儲的數(shù)據(jù)或文件的邏輯結(jié)構(gòu)??梢愿鶕?jù)在計算系統(tǒng)3000中使用的操作系統(tǒng)3200來確定文件系統(tǒng)3300。例如,當(dāng)操作系統(tǒng)3200是微軟的windows操作系統(tǒng)時,文件系統(tǒng)3300可以是文件分配表(fat)或nt文件系統(tǒng)(ntfs)。當(dāng)操作系統(tǒng)3200是unix/linux操作系統(tǒng)時,文件系統(tǒng)3300可以是擴(kuò)展文件系統(tǒng)(ext)、unix文件系統(tǒng)(ufs)、日志文件系統(tǒng)(jfs)。
在附圖中,將操作系統(tǒng)3200、應(yīng)用3100、文件系統(tǒng)3300示出為單獨(dú)的塊。但是,可以在操作系統(tǒng)3200中包括應(yīng)用3100和文件系統(tǒng)3300。
響應(yīng)于來自文件系統(tǒng)3300的請求,轉(zhuǎn)換層3400可以將地址轉(zhuǎn)換成適合于存儲器件3500的形式。例如,轉(zhuǎn)換層3400可以將由文件系統(tǒng)300生成的邏輯地址轉(zhuǎn)換成存儲器件3500的物理地址。這里,邏輯地址和物理地址之間的映射信息可以被存儲為地址轉(zhuǎn)換表。例如,轉(zhuǎn)換層3400可以是閃存轉(zhuǎn)換層(ftl)、通用閃存鏈接層(ull)等。
存儲器件3500可以是非易失性存儲器,并且可以包括參照圖1a至圖5d描述的結(jié)構(gòu)。另外,存儲器件3500被構(gòu)造成包括:堆疊結(jié)構(gòu),所述堆疊結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的導(dǎo)電層和絕緣層;溝道圖案,所述溝道圖案穿透所述堆疊結(jié)構(gòu);和狹縫,所述狹縫穿透所述堆疊結(jié)構(gòu),其中所述導(dǎo)電層中的每一個包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案和在所述阻擋圖案中的金屬圖案。存儲器件3500的結(jié)構(gòu)和制造方法與上述的相同,因此,將省略它們的具體描述。
如上構(gòu)造的計算系統(tǒng)3000可以被劃分成在高級別區(qū)域中執(zhí)行的操作系統(tǒng)層和在低級別區(qū)域中執(zhí)行的控制器層。這里,應(yīng)用3100、操作系統(tǒng)3200和文件系統(tǒng)3300被包括在操作系統(tǒng)層中,并且可以通過計算系統(tǒng)3000的操作存儲器驅(qū)動。另外,轉(zhuǎn)換層3400可以被包括在操作系統(tǒng)層中或控制器層中。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲系統(tǒng)3000包括具有均勻特性的晶體管和具有改進(jìn)的集成度的存儲器件3500。因此,能夠改進(jìn)計算系統(tǒng)3000的特性和計算系統(tǒng)3000的數(shù)據(jù)存儲容量。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,堆疊的導(dǎo)電層中的每一個導(dǎo)電層包括具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案和在阻擋圖案中的金屬圖案。另外,阻擋圖案具有其厚度隨著其靠近狹縫而減小的形狀,并且金屬圖案具有其厚度隨著其靠近狹縫而增大的形狀。因此,能夠增加包括在導(dǎo)電層中的金屬圖案的體積。因此,能夠提高半導(dǎo)體器件的負(fù)載特征。另外,使用包括刻蝕犧牲層的工藝能夠容易地且可靠地形成具有傾斜內(nèi)表面的阻擋圖案。
本文已經(jīng)公開了示例實施方式,并且雖然采用了特定術(shù)語,但是這些術(shù)語僅以一般性和描述性的方式被使用和解釋,并不出于限制的目的。在一些情況下,自提交本發(fā)明起,除非另有明確說明,否則對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是,關(guān)于具體實施方式描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)地使用或與關(guān)于其它實施方式描述的特征、特性和/或元件組合地使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,在不脫離如以下權(quán)利要求闡述的本公開的精神和范圍的情況下,可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2016年3月29日提交的韓國專利申請第10-2016-0037710號的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容通過引用合并于此。