[發明專利]垂直半導體器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201110166792.6
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102280412A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 金振均;李普英;黃棋鉉;洪恩起;崔錘完
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247;H01L27/115
• 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

相關申請的交叉引用

本申請要求于2010年6月14日在韓國知識產權局(KIPO)提交的韓國專利申請No.10-2010-0056152的優先權，其全部內容通過引用結合于此。

技術領域

示例性實施例涉及垂直半導體器件以及制造垂直半導體器件的方法。更具體來說，示例性實施例涉及包括垂直溝道的非易失性存儲器件以及制造這類非易失性存儲器件的方法。

背景技術

近來，在半導體存儲器件中，提高器件的集成密度或集成度已變得越來越重要。為此，開發了在相對于器件襯底的垂直方向上形成多個晶體管的方法。根據這些方法，交替且重復地堆疊犧牲層和絕緣層。犧牲層和絕緣層會經受應力，且因此會彎曲或破裂或者會使這些層翹起。結果是，這些包括垂直堆疊的晶體管的垂直半導體器件會具有低可靠性。

發明內容

示例性實施例提供一種具有高可靠性和穩定結構的垂直半導體器件。

示例性實施例提供一種制造具有高可靠性和穩定結構的垂直半導體器件的方法。

根據一個方面，發明構思旨在提供一種制造垂直半導體器件的方法。根據該方法，在襯底上形成多個犧牲層和多個絕緣間層。所述犧牲層可以包含硼(B)和氮(N)并且可以相對于所述絕緣間層具有蝕刻選擇性。所述多個犧牲層和所述多個絕緣間層重復且交替地堆疊在所述襯底上?？梢酝ㄟ^所述犧牲層和所述絕緣間層而在所述襯底上形成半導體圖案。可以在所述半導體圖案之間部分地去除犧牲層和絕緣間層，以在所述半導體圖案的側壁上形成犧牲層圖案和絕緣間層圖案?？梢匀コ鰻奚鼘訄D案，以在所述絕緣間層圖案之間形成溝槽。所述溝槽可以暴露所述半導體圖案的部分側壁?？梢栽诿總€所述溝槽中形成柵結構。

在一些示例性實施例中，所述犧牲層可以包括BN、c-BN、SiBN、SiBCN、含氧的BN和含氧的SiBN中的至少一種。

在一些示例性實施例中，可以在Ar氣氛下、使用BCl₃和NH₃作為源氣體來形成所述犧牲層。

在一些示例性實施例中，所述犧牲層的蝕刻速率可以通過調整所述源氣體中BCl₃的流動速率來控制。

在一些示例性實施例中，用于形成所述犧牲層的源氣體還可以包含硅源氣體。

在一些示例性實施例中，用于形成所述犧牲層的源氣體還可以包含碳和/或氧源氣體。

在一些示例性實施例中，所述犧牲層可以在大約300至大約800℃的溫度處沉積。

在一些示例性實施例中，所述犧牲層可以通過PECVD工藝、熱CVD工藝和ALD工藝中的至少一種來形成。

在一些示例性實施例中，所述絕緣間層可以包括硅氧化物、SiOC和SiOF中的至少一種。

在一些示例性實施例中，所述溝槽可以具有小于最大寬度的大約10％的最大寬度和最小寬度之間的差。

在一些示例性實施例中，在形成所述柵結構中，可以在所述半導體圖案的側壁的暴露部分以及所述絕緣間層圖案的表面上，順次地形成隧道絕緣層、電荷俘獲層和阻擋層?？梢栽谒鲎钃鯇由闲纬蓪щ妼?，以填充所述溝槽?？梢灾辽俨糠值厝コ鰧щ妼樱栽谒鰷喜壑行纬蓶烹姌O。

在一些示例性實施例中，所述犧牲層圖案可以使用硫酸和/或磷酸來去除。

在一些示例性實施例中，在形成所述半導體圖案中，可以至少部分地去除所述犧牲層和所述絕緣間層，以通過所述犧牲層和所述絕緣間層形成開口。所述開口可以暴露所述襯底的頂表面?？梢栽谒鲆r底的暴露的頂表面上形成半導體層，以填充所述開口?？梢酝ㄟ^平坦化所述半導體層的上部而在所述開口中形成半導體圖案。

在一些示例性實施例中，在形成所述半導體圖案中，可以部分地去除所述犧牲層和所述絕緣間層，以通過所述犧牲層和所述絕緣間層形成開口。所述開口可以暴露所述襯底的頂表面。可以在所述襯底的暴露的頂表面和所述開口的側壁上形成半導體層?？梢栽谒霭雽w層上形成填充層，以填充所述開口?？梢酝ㄟ^平坦化所述填充層和所述半導體層的上部來形成半導體圖案和填充層圖案。

在一些示例性實施例中，在去除所述犧牲層圖案之后，所述絕緣間層圖案可以具有大于所述絕緣間層的初始厚度的大約95％的厚度。