[發明專利]三維半導體存儲器器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010505766.7
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102034760A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 金鎮瑚;孫丙根;金漢洙;李源俊;張大鉉
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/8239
• 分類號: H01L21/8239;H01L21/28;H01L21/3213;H01L27/105
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李佳;穆德駿

技術領域

本公開在此涉及一種半導體器件及其制造方法，更具體而言，涉及三維半導體存儲器器件及其制造方法。

背景技術

隨著電子工業發展到高水平，半導體器件的集成度得以提高。半導體器件的較高集成度是決定產品價格的重要因素。換言之，隨著半導體器件的集成度增大，半導體器件的產品價格會降低。因此，對半導體器件的較高集成度的需求越來越大。通常，由于半導體器件的集成度主要由單位存儲器單元所占的面積來確定，因此集成度會受圖案小型化程度，即精細圖案形成技術的水平的很大影響。然而，由于半導體設備非常昂貴和/或半導體制造工藝的困難，導致圖案小型化會受到限制。

為了克服這種限制，近來已經提出了三維半導體存儲器器件。然而，傳統的三維半導體存儲器器件會需要不穩定的處理和/或會表現出低產品可靠性。

發明內容

因此，實施例涉及三維半導體存儲器器件及其制造方法，其基本上克服了由于現有技術的限制和缺陷導致的一個或多個問題。

因此，實施例的特征在于提供為了更高的集成度而最優化的三維半導體存儲器器件。

因此，實施例的另一個特征在于提供具有優良可靠性的三維半導體存儲器器件。

因此，實施例的又一個特征在于提供可以增強制造工藝中的工藝余量的三維半導體存儲器器件。

因此，實施例的再一個特征在于提供制造具有一個或多個以上特征的三維半導體存儲器器件的方法。

以上和其他特征以及優點中的至少一個可以通過提供一種制造半導體器件的方法來實現，該方法包括：在襯底上，交替并重復地堆疊犧牲層和絕緣層；形成穿過犧牲層和絕緣層的有源圖案；對絕緣層和犧牲層連續構圖，以形成溝槽；去除溝槽中暴露的犧牲層以形成暴露有源圖案的側壁的凹進區；在襯底上形成信息儲存層；在具有信息儲存層的襯底上形成填充凹進區的柵傳導層，使得在溝槽中限定通過柵傳導層環繞的空區(empty?region)；以及對具有空區的柵傳導層執行各向同性蝕刻工藝，以形成柵電極，所述柵電極分別設置在凹進區中并且彼此分開。

在一些實施例中，空區的底表面可以由柵傳導層構成，以及空區的底表面可以低于填充凹進區之中最下面的凹進區的柵傳導層的一部分的頂表面。

在其他實施例中，通過各向同性蝕刻工藝，使與溝槽相鄰的柵電極的側壁可以比與溝槽相鄰的構圖的絕緣層的側壁橫向更多地凹進。

在另外其他的實施例中，以上方法還可以包括形成器件隔離圖案，所述器件隔離圖案填充溝槽和與柵電極相鄰的部分凹進區。

在其他實施例中，可以形成具有傾斜側壁的溝槽，所述溝槽的下端的寬度可以小于溝槽的上端的寬度。在這種情況下，柵電極之中最上面的柵電極的寬度可以小于最下面的柵電極的寬度。

在另外的實施例中，在堆疊犧牲層和絕緣層之前，以上方法還可以包括在襯底上形成緩沖電介質。最下面的犧牲層可以直接形成在緩沖電介質上。

以上和其他特征以及優點中的至少一個還可以通過提供一種半導體存儲器器件來實現，該半導體存儲器器件包括：柵電極和絕緣圖案，所述柵電極和所述絕緣圖案交替并重復地堆疊在襯底上；有源圖案，所述有源圖案穿過絕緣圖案和柵電極；信息儲存層，所述信息儲存層設置在有源圖案和柵電極之間；以及器件隔離圖案，所述器件隔離圖案被設置在堆疊的絕緣圖案和柵電極的一側處的襯底上。柵電極和絕緣圖案可以具有與器件隔離圖案相鄰的外側壁，以及與直接設置在柵電極中的每個柵電極上的絕緣圖案的外側壁相比，柵電極中的每個柵電極的外側壁可以向著有源圖案橫向更多地凹進。

在另外的實施例中，可以通過凹進的柵電極中的每個柵電極的外側壁來限定底切(undercut)區，并且器件隔離圖案可以延伸，以填充底切區。

在另外的實施例中，柵電極的頂表面可以具有平行于襯底的頂表面.在第一方向上的寬度。柵電極和絕緣圖案可以在第二方向上延伸，所述第二方向垂直于第一方向并且平行于襯底的頂表面。此時，柵電極之中最下面的柵電極的寬度可以大于最上面的柵電極的寬度。在這種情況下，絕緣圖案的外側壁可以是傾斜的。

在另外的實施例中，柵電極之中最下面的柵電極可以控制最下面的柵電極下方的襯底中限定的第一溝道區，以及控制與最下面的柵電極相鄰的有源圖案中的第二溝道區。此時，第一溝道區的閾值電壓可以不同于第二溝道區的閾值電壓。

附圖說明

通過參照附圖詳細描述示例性實施例，對于本領域的普通技術人員來說，以上和其他特征和優點將變得更清楚，在附圖中：

圖1至圖8示出根據一個實施例的制造三維半導體存儲器器件的方法中的階段的透視圖；