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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024128927
(43)【公開日】2024-09-24
(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H10B 43/27 20230101AFI20240913BHJP
H10B 41/30 20230101ALI20240913BHJP
H01L 21/336 20060101ALI20240913BHJP
H10B 41/27 20230101ALI20240913BHJP
H10B 43/30 20230101ALI20240913BHJP
【ＦＩ】
H10B43/27
H10B41/30
H01L29/78 371
H10B41/27
H10B43/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】30
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023193321
(22)【出願日】2023-11-14
(31)【優先権主張番号】10-2023-0031550
(32)【優先日】2023-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】310024033
【氏名又は名称】エスケーハイニックス株式会社
【氏名又は名称原語表記】ＳＫ ｈｙｎｉｘ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２０９１， Ｇｙｅｏｎｇｃｈｕｎｇ－ｄａｅｒｏ，Ｂｕｂａｌ－ｅｕｂ，Ｉｃｈｅｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チェ ウォン グン
(72)【発明者】
【氏名】チェ ソク ミン
(72)【発明者】
【氏名】クァク ロー ギュ
(72)【発明者】
【氏名】チャン チュン シク
(72)【発明者】
【氏名】パク イン ス
【テーマコード（参考）】
5F083
5F101
【Ｆターム（参考）】
5F083EP02
5F083EP18
5F083EP22
5F083EP76
5F083ER03
5F083ER21
5F083GA10
5F083JA03
5F083JA04
5F083JA19
5F083JA32
5F083JA39
5F083KA01
5F083KA05
5F083KA11
5F083LA12
5F083LA16
5F083LA20
5F083MA04
5F083MA06
5F083MA16
5F083PR05
5F083PR06
5F083ZA28
5F101BA01
5F101BA45
5F101BB02
5F101BD16
5F101BD30
5F101BD34
5F101BE07
5F101BH15
(57)【要約】 （修正有）
【課題】安定した構造および改善された特性を有し、動作信頼性を向上させる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、交互に積層された導電膜２１A、２１B及び絶縁膜２２A、２２Bを含むゲート構造ＧＳＴと、ゲート構造内に位置し、第１レベルで第１幅を有し、第２レベルで第１幅より狭い第２幅W２を有する支持台２３（ＳＰ）と、前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記第１レベルで第３幅Ｗ３を有し、前記第２レベルで前記第３幅より大きい第４幅Ｗ４を有するコンタクト構造ＣＴとを含む。
【選択図】図３
【解決手段】半導体装置は、交互に積層された導電膜２１A、２１B及び絶縁膜２２A、２２Bを含むゲート構造ＧＳＴと、ゲート構造内に位置し、第１レベルで第１幅を有し、第２レベルで第１幅より狭い第２幅W２を有する支持台２３（ＳＰ）と、前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記第１レベルで第３幅Ｗ３を有し、前記第２レベルで前記第３幅より大きい第４幅Ｗ４を有するコンタクト構造ＣＴとを含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
交互に積層された導電膜および絶縁膜を含むゲート構造と、
前記ゲート構造内に位置し、第１レベルで第１幅を有し、第２レベルで前記第１幅より狭い第２幅を有する支持台と、
前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記第１レベルで第３幅を有し、前記第２レベルで前記第３幅より大きい第４幅を有するコンタクト構造と
を含む半導体装置。
前記ゲート構造内に位置し、第１レベルで第１幅を有し、第２レベルで前記第１幅より狭い第２幅を有する支持台と、
前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記第１レベルで第３幅を有し、前記第２レベルで前記第３幅より大きい第４幅を有するコンタクト構造と
を含む半導体装置。
【請求項2】
前記支持台は、第１方向に延び、前記第１方向と交差した第２方向に隣り合う、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記コンタクト構造は、前記支持台の側壁に沿って前記第１方向に延びている、
請求項２に記載の半導体装置。
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記コンタクト構造は、
前記第１方向に対向する第１側壁と、
前記支持台と接し、前記第２方向に対向する第２側壁とを含む、
請求項２に記載の半導体装置。
前記第１方向に対向する第１側壁と、
前記支持台と接し、前記第２方向に対向する第２側壁とを含む、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記支持台は、前記第１方向に第１長さを有し、前記コンタクト構造は、前記第１方向に前記第１長さより小さい第２長さを有する、
請求項２に記載の半導体装置。
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記支持台は、前記コンタクト構造内に突出している、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記コンタクト構造は、前記支持台の間に突出した凸部と、前記凸部の間の凹部とを含み、前記凹部内に前記支持台がそれぞれ位置している、
請求項６に記載の半導体装置。
請求項６に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記コンタクト構造は、前記支持台と接する、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記コンタクト構造は、
前記導電膜の少なくとも１つの導電膜と電気的に連結されたコンタクトプラグと、
前記コンタクトプラグの側壁を取り囲む絶縁スペーサとを含む、
請求項１に記載の半導体装置。
前記導電膜の少なくとも１つの導電膜と電気的に連結されたコンタクトプラグと、
前記コンタクトプラグの側壁を取り囲む絶縁スペーサとを含む、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記第１レベルと前記第２レベルとの間において、前記支持台は、下部に比べて上部の幅が大きく、前記コンタクト構造は、上部に比べて下部の幅が大きい、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項11】
交互に積層された導電膜および第１絶縁膜を含むゲート構造と、
前記ゲート構造内に位置した支持台と、
前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記導電膜の少なくとも１つの導電膜と電気的に連結されたコンタクト構造と
を含み、
前記コンタクト構造は、
前記支持台から離隔した第１部分と、前記支持台と接した第２部分とを含み、
前記ゲート構造は、
前記支持台と前記第１部分との間に位置し、交互に積層された前記第１絶縁膜および第２絶縁膜を含む、
半導体装置。
前記ゲート構造内に位置した支持台と、
前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記導電膜の少なくとも１つの導電膜と電気的に連結されたコンタクト構造と
を含み、
前記コンタクト構造は、
前記支持台から離隔した第１部分と、前記支持台と接した第２部分とを含み、
前記ゲート構造は、
前記支持台と前記第１部分との間に位置し、交互に積層された前記第１絶縁膜および第２絶縁膜を含む、
半導体装置。
【請求項12】
前記ゲート構造は、第１サブスタックおよび第２サブスタックを含み、
前記第１部分は、前記第１サブスタック内に位置し、前記第２部分は、第２サブスタック内に位置している、
請求項１１に記載の半導体装置。
前記第１部分は、前記第１サブスタック内に位置し、前記第２部分は、第２サブスタック内に位置している、
請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項13】
前記第２サブスタック内において、前記支持台は、第１レベルで第１幅を有し、第２レベルで前記第１幅より狭い第２幅を有し、前記第２部分は、前記第１レベルで第３幅を有し、前記第２レベルで前記第３幅より大きい第４幅を有する、
請求項１２に記載の半導体装置。
請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記第１サブスタック内において、前記支持台は、第３レベルで第５幅を有し、第４レベルで前記第５幅より狭い第６幅を有し、前記第１部分は、前記第３レベルで第７幅を有し、前記第４レベルで前記第７幅より小さい第８幅を有する、
請求項１２に記載の半導体装置。
請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項15】
交互に積層された第１物質膜および第２物質膜を含む積層物を形成するステップと、
前記積層物内に、第１開口部を形成するステップと、
前記第１開口部内にエッチング停止膜を形成するステップと、
前記積層物内に、前記第１開口部の間に位置した第２開口部を形成するステップと、
前記第２開口部を介して前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングして、前記エッチング停止膜を露出させる第３開口部を形成するステップと、
前記第３開口部と前記エッチング停止膜との間に残留した第１物質膜を除去するステップと
を含む半導体装置の製造方法。
前記積層物内に、第１開口部を形成するステップと、
前記第１開口部内にエッチング停止膜を形成するステップと、
前記積層物内に、前記第１開口部の間に位置した第２開口部を形成するステップと、
前記第２開口部を介して前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングして、前記エッチング停止膜を露出させる第３開口部を形成するステップと、
前記第３開口部と前記エッチング停止膜との間に残留した第１物質膜を除去するステップと
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項16】
前記第３開口部と前記エッチング停止膜との間に残留した第２物質膜を除去するステップ
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項17】
前記第３開口部を形成するステップは、
前記第３開口部の一部の側壁で前記エッチング停止膜が露出するように、前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングする、
請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
前記第３開口部の一部の側壁で前記エッチング停止膜が露出するように、前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングする、
請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項18】
前記第１物質膜を除去するステップは、
前記第３開口部の残りの側壁で前記エッチング停止膜が露出するように、前記第１物質膜を選択的にエッチングするステップと、
前記第３開口部の残りの側壁で前記エッチング停止膜が露出するように、前記第２物質膜を選択的にエッチングするステップとを含む、
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
前記第３開口部の残りの側壁で前記エッチング停止膜が露出するように、前記第１物質膜を選択的にエッチングするステップと、
前記第３開口部の残りの側壁で前記エッチング停止膜が露出するように、前記第２物質膜を選択的にエッチングするステップとを含む、
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項19】
前記エッチング停止膜が形成された第１開口部内に、第１犠牲膜を形成するステップ
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項20】
前記第３開口部内に犠牲コンタクト構造を形成するステップ
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項21】
前記犠牲コンタクト構造を形成するステップは、
前記第３開口部内に、絶縁膜を形成するステップと、
前記絶縁膜内に第２犠牲膜を形成するステップと
をさらに含む、請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
前記第３開口部内に、絶縁膜を形成するステップと、
前記絶縁膜内に第２犠牲膜を形成するステップと
をさらに含む、請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項22】
前記第２犠牲膜を除去するステップと、
前記絶縁膜をエッチングして絶縁スペーサを形成するステップと、
前記絶縁スペーサ内にコンタクトプラグを形成するステップと
をさらに含む、請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜をエッチングして絶縁スペーサを形成するステップと、
前記絶縁スペーサ内にコンタクトプラグを形成するステップと
をさらに含む、請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項23】
前記エッチング停止膜を除去するステップと、
前記エッチング停止膜が除去された第１開口部内に支持台を形成するステップと
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
前記エッチング停止膜が除去された第１開口部内に支持台を形成するステップと
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項24】
前記第１物質膜を第３物質膜に代替するステップ
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項25】
交互に積層された第１物質膜および第２物質膜を含む積層物を形成するステップと、
前記積層物内に犠牲支持台を形成するステップと、
前記積層物内に、前記犠牲支持台の間に位置した犠牲コンタクト構造を形成するステップと、
前記犠牲支持台を除去して、前記積層物内に第１開口部を形成するステップと、
前記第１開口部を介して、前記犠牲コンタクト構造の周辺の第１物質膜を絶縁膜に代替するステップと、
前記第１開口部内に支持台を形成するステップと
を含む半導体装置の製造方法。
前記積層物内に犠牲支持台を形成するステップと、
前記積層物内に、前記犠牲支持台の間に位置した犠牲コンタクト構造を形成するステップと、
前記犠牲支持台を除去して、前記積層物内に第１開口部を形成するステップと、
前記第１開口部を介して、前記犠牲コンタクト構造の周辺の第１物質膜を絶縁膜に代替するステップと、
前記第１開口部内に支持台を形成するステップと
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項26】
前記犠牲コンタクト構造を形成するステップは、
前記積層物内に、前記犠牲支持台の間に位置した第２開口部を形成するステップと、
前記犠牲支持台をエッチング停止膜として前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングして、第３開口部を形成するステップと、
前記第３開口部内に前記犠牲コンタクト構造を形成するステップとを含む、
請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
前記積層物内に、前記犠牲支持台の間に位置した第２開口部を形成するステップと、
前記犠牲支持台をエッチング停止膜として前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングして、第３開口部を形成するステップと、
前記第３開口部内に前記犠牲コンタクト構造を形成するステップとを含む、
請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項27】
前記犠牲コンタクト構造を形成するステップは、
前記第３開口部内に絶縁膜を形成するステップと、
前記絶縁膜内に第２犠牲膜を形成するステップとを含む、
請求項２６に記載の半導体装置の製造方法。
前記第３開口部内に絶縁膜を形成するステップと、
前記絶縁膜内に第２犠牲膜を形成するステップとを含む、
請求項２６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項28】
前記第２犠牲膜を除去するステップと、
前記絶縁膜をエッチングして絶縁スペーサを形成するステップと、
前記絶縁スペーサ内にコンタクトプラグを形成するステップと
をさらに含む、請求項２７に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜をエッチングして絶縁スペーサを形成するステップと、
前記絶縁スペーサ内にコンタクトプラグを形成するステップと
をさらに含む、請求項２７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項29】
前記第１物質膜を前記絶縁膜に代替するステップは、
前記第１開口部を介して前記第１物質膜を選択的にエッチングして、前記犠牲コンタクト構造を露出させる第２開口部を形成するステップと、
前記第２開口部内に前記絶縁膜を形成するステップとを含む、
請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
前記第１開口部を介して前記第１物質膜を選択的にエッチングして、前記犠牲コンタクト構造を露出させる第２開口部を形成するステップと、
前記第２開口部内に前記絶縁膜を形成するステップとを含む、
請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項30】
前記第１物質膜を第３物質膜に代替するステップ
をさらに含む、請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
をさらに含む、請求項２５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子装置に関し、より詳しくは、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の集積度は、単位メモリセルの占める面積によって主に決定される。最近、基板上に単層でメモリセルを形成する半導体装置の集積度の向上が限界に達していることから、基板上にメモリセルを積層する３次元半導体装置が提案されている。また、このような半導体装置の動作信頼性を向上させるために、多様な構造および製造方法が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の実施例は、安定した構造および改善された特性を有する半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の実施例による半導体装置は、交互に積層された導電膜および絶縁膜を含むゲート構造と、前記ゲート構造内に位置し、第１レベルで第１幅を有し、第２レベルで前記第１幅より狭い第２幅を有する支持台と、前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記第１レベルで第３幅を有し、前記第２レベルで前記第３幅より大きい第４幅を有するコンタクト構造とを含むことができる。
【0005】
本発明の実施例による半導体装置は、交互に積層された導電膜および第１絶縁膜を含むゲート構造と、前記ゲート構造内に位置した支持台と、前記ゲート構造内において前記支持台の間に位置し、前記導電膜の少なくとも１つの導電膜と電気的に連結されたコンタクト構造とを含むことができ、前記コンタクト構造は、前記支持台から離隔した第１部分と、前記支持台と接した第２部分とを含むことができ、前記ゲート構造は、前記支持台と前記第１部分との間に位置し、交互に積層された前記第１絶縁膜および第２絶縁膜を含むことができる。
【0006】
本発明の一実施例による半導体装置の製造方法は、交互に積層された第１物質膜および第２物質膜を含む積層物を形成するステップと、前記積層物内に、第１開口部を形成するステップと、前記第１開口部内にエッチング停止膜を形成するステップと、前記積層物内に、前記第１開口部の間に位置した第２開口部を形成するステップと、前記第２開口部を介して前記第１物質膜および前記第２物質膜をエッチングして、前記エッチング停止膜を露出させる第３開口部を形成するステップと、前記第３開口部と前記エッチング停止膜との間に残留した第１物質膜を除去するステップとを含むことができる。
【0007】
本発明の一実施例による半導体装置の製造方法は、交互に積層された第１物質膜および第２物質膜を含む積層物を形成するステップと、前記積層物内に犠牲支持台を形成するステップと、前記積層物内に、前記犠牲支持台の間に位置した犠牲コンタクト構造を形成するステップと、前記犠牲支持台を除去して、前記積層物内に第１開口部を形成するステップと、前記第１開口部を介して、前記犠牲コンタクト構造の周辺の第１物質膜を絶縁膜に代替するステップと、前記第１開口部内に支持台を形成するステップとを含むことができる。
【発明の効果】
【0008】
メモリセルを３次元に積層することにより、半導体装置の集積度を向上させることができる。また、安定した構造を有し、信頼性が向上した半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図2A】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図2B】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図3】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図4A】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図4B】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図4C】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図4D】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図4E】本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【図5A】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図5B】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図6A】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図6B】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図7A】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図7B】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図8A】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図8B】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図9】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図10】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図11】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図12】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図13】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14A】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14B】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14C】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14D】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14E】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14F】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図14G】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付した図面を参照して、本発明の技術的思想による実施例を説明する。
【0011】
図１は、本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。
【0012】
図１を参照すれば、半導体装置は、ゲート構造ＧＳＴ、支持台ＳＰ、およびコンタクト構造ＣＴを含むか、これらを組み合わせて含むことができる。半導体装置は、チャネル構造ＣＨ、第１スリット構造ＳＬＳ１、第２スリット構造ＳＬＳ２、または第１コンタクト構造ＣＴ１をさらに含むか、これらを組み合わせてさらに含むことができる。
【0013】
ゲート構造ＧＳＴは、セル領域ＣＲおよびコンタクト領域ＣＴＲを含むことができる。セル領域ＣＲは、メモリセルが積層された領域であってもよく、コンタクト領域ＣＴＲは、積層されたメモリセルをそれぞれ駆動するためのインターコネクション構造が位置した領域であってもよい。ゲート構造ＧＳＴは、第１方向Ｉに延びることができ、セル領域ＣＲとコンタクト領域ＣＴＲとが第１方向Ｉに隣り合ってもよい。
【0014】
ゲート構造ＧＳＴ内にチャネル構造ＣＨが位置してもよい。チャネル構造ＣＨは、セル領域ＣＲに位置してもよい。チャネル構造ＣＨに沿ってメモリセルが積層される。参照として、半導体装置は、チャネル構造ＣＨの代わりに、垂直電極構造を含むことができる。この場合、垂直電極構造に沿ってメモリセルが積層される。
【0015】
ゲート構造ＧＳＴ内に第１スリット構造ＳＬＳ１が位置してもよい。第１スリット構造ＳＬＳ１は、セル領域ＣＲに位置してもよい。第１スリット構造ＳＬＳ１は、第１方向Ｉに沿って延びることができ、コンタクト領域ＣＴＲ内に延びることができる。実施例として、第１スリット構造ＳＬＳ１は、ソース選択ラインまたはドレイン選択ラインをパターニングするためのものであり、ゲート構造ＧＳＴを一部貫通する深さを有することができる。第１スリット構造ＳＬＳ１は、酸化物、窒化物、エアギャップなどの絶縁物質を含むことができる。第１スリット構造ＳＬＳ１は、チャネル構造ＣＨと重なるか、チャネル構造ＣＨの間に位置してもよい。第１スリット構造ＳＬＳ１と重なったチャネル構造ＣＨは、リアルチャネル構造であるか、ダミーチャネル構造であってもよい。
【0016】
第１方向Ｉと交差した第２方向ＩＩに隣り合うゲート構造ＧＳＴの間に第２スリット構造ＳＬＳ２が位置してもよい。第２スリット構造ＳＬＳ２は、第１方向Ｉに沿って延びることができ、ゲート構造ＧＳＴを相互分離させることができる。実施例として、第２スリット構造ＳＬＳ２は、第１スリット構造ＳＬＳ１に比べて深い深さを有することができ、ゲート構造ＧＳＴを完全に貫通する深さを有することができる。第２スリット構造ＳＬＳ２は、酸化物、窒化物、エアギャップなどの絶縁物質を含むことができる。あるいは、第２スリット構造ＳＬＳ２は、ソース構造と電気的に連結されたソースコンタクト構造を含むことができる。
【0017】
ゲート構造ＧＳＴ内に支持台ＳＰが位置してもよい。支持台ＳＰは、コンタクト領域ＣＴＲに位置してもよい。実施例として、一対の支持台ＳＰが第２方向ＩＩに対向して位置してもよい。
【0018】
ゲート構造ＧＳＴ内にコンタクト構造ＣＴが位置してもよい。コンタクト構造ＣＴは、支持台ＳＰの間に位置してもよい。実施例として、コンタクト構造ＣＴは、ワードライン、ソース選択ライン、またはドレイン選択ラインと電気的に連結可能である。
【0019】
コンタクト領域ＣＴＲに第１コンタクト構造ＣＴ１が位置してもよい。第１コンタクト構造ＣＴ１は、チャネル構造ＣＨとコンタクト構造ＣＴとの間に位置してもよい。第１コンタクト構造ＣＴ１は、第１スリット構造ＳＬＳ１と第２スリット構造ＳＬＳ２との間に位置してもよい。実施例として、第１コンタクト構造ＣＴ１は、ドレイン選択ラインまたはソース選択ラインと電気的に連結可能である。
【0020】
前述のような構造によれば、第２方向ＩＩに隣り合う支持台ＳＰの間にコンタクト構造ＣＴが位置してもよい。コンタクト構造ＣＴが支持台ＳＰと接することができ、コンタクト構造ＣＴのサイズが支持台ＳＰによって決定される。
【0021】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施例による半導体装置の構造を示す図である。図２Ａは、図１のＡ１－Ａ１’断面図であり、図２Ｂは、図１のＡ２－Ａ２’断面図である。以下、先に説明された内容と重複した内容は省略して説明する。
【0022】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すれば、ゲート構造ＧＳＴは、第１サブスタックＧＳＴＡおよび第２サブスタックＧＳＴＢを含むことができる。第１サブスタックＧＳＴＡは、交互に積層された導電膜１１Ａおよび絶縁膜１２Ａを含むことができる。第２サブスタックＧＳＴＢは、交互に積層された導電膜１１Ｂおよび絶縁膜１２Ｂを含むことができる。実施例として、第１サブスタックＧＳＴＡが下部スタックであり、第２サブスタックＧＳＴＢが上部スタックであるか、第１サブスタックＧＳＴＡが上部スタックであり、第２サブスタックＧＳＴＢが下部スタックであってもよい。
【0023】
導電膜１１Ａ、１１Ｂは、ワードライン、ビットライン、選択ラインなどのゲートラインであってもよい。実施例として、最下部の少なくとも１つの導電膜１１Ａは、ソース選択ラインであってもよく、最上部の少なくとも１つの導電膜１１Ｂは、ドレイン選択ラインであってもよく、残りの導電膜１１Ａ、１１Ｂは、ワードラインであってもよい。導電膜１１Ａ、１１Ｂは、ポリシリコン、タングステン、モリブデンなどの導電物質を含むことができる。絶縁膜１２Ａ、１２Ｂは、積層された導電膜１１Ａ、１１Ｂを相互絶縁させるためのものであり、酸化物、窒化物、エアギャップなどの絶縁物質を含むことができる。
【0024】
支持台１３は、ゲート構造ＧＳＴ内に位置してもよく、第３方向ＩＩＩに延びることができる。ここで、第３方向ＩＩＩは、導電膜１１Ａ、１１Ｂの積層方向であってもよい。実施例として、第３方向ＩＩＩは、第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩで定義された平面と直交できる。支持台１３は、製造過程において犠牲膜を導電膜１１Ａ、１１Ｂに代替するとき、絶縁膜１２Ａ、１２Ｂを支持するためのものである。支持台１３は、酸化物、窒化物などの絶縁物質を含むことができる。
【0025】
支持台１３は、均一な幅を有するか、レベルによって異なる幅を有することができる。支持台１３は、第１レベルＬＶ１で第１幅Ｗ１を有することができ、第２レベルＬＶ２で第１幅Ｗ１より狭い第２幅Ｗ２を有することができる。ここで、第１レベルＬＶ１および第２レベルＬＶ２は、同一のサブスタックＧＳＴＡ、ＧＳＴＢ内に定義される。実施例として、第１サブスタックＧＳＴＡ内において、支持台１３は、上部に比べて下部の幅が小さい。
【0026】
支持台１３は、側壁に段差Ａを含むことができる。段差Ａは、第１サブスタックＧＳＴＡと第２サブスタックＧＳＴＢとの界面に位置してもよい。段差Ａは、支持台１３を形成するための開口部を複数回分けて形成することによって誘発されたものであってもよい。第１サブスタックＧＳＴＡ内の第１開口部と第２サブスタックＧＳＴＢ内の第２開口部とを別の工程で形成する場合、第１開口部と第２開口部との連結される部分に段差Ａが位置し、段差Ａは、支持台１３の側壁の傾きが変更される変曲点であってもよい。
【0027】
支持台１３は、内部に位置した少なくとも１つのボイドＶを含むことができる。ボイドＶは、蒸着工程で誘発された空き空間であってもよい。支持台１３は、一部の領域に限ってボイドＶを含むか、全体的にボイドＶを含むことができる。実施例として、支持台１３のうち相対的に広い幅を有する領域にボイドＶが位置してもよい。
【0028】
コンタクト構造ＣＴは、ゲート構造ＧＳＴ内において支持台１３の間に位置してもよい。実施例として、第２方向ＩＩに隣り合う支持台１３の間にコンタクト構造ＣＴが位置してもよい。コンタクト構造ＣＴは、第３方向ＩＩＩに沿って延びることができ、導電膜１１Ａ、１１Ｂの少なくとも１つの導電膜１１Ａ、１１Ｂと電気的に連結可能である。
【0029】
コンタクト構造ＣＴは、コンタクトプラグ１５および絶縁スペーサ１４を含むことができる。コンタクトプラグ１５は、少なくとも１つの導電膜１１Ａ、１１Ｂと電気的に連結可能である。コンタクトプラグ１５は、バリア膜１５Ａおよびバリア膜１５Ａ内の金属膜１５Ｂを含むことができる。実施例として、バリア膜１５Ａは、金属窒化物を含むことができ、金属膜１５Ｂは、タングステン、モリブデンなどの金属を含むことができる。絶縁スペーサ１４は、コンタクトプラグ１５の側壁を取り囲むことができる。コンタクトプラグ１５の下部面は、絶縁スペーサ１４によって取り囲まれず、コンタクトプラグ１５の下部面が導電膜１１Ａ、１１Ｂと接することができる。
【0030】
コンタクト構造ＣＴは、均一な幅を有するか、レベルによって異なる幅を有することができる。図２Ａを参照すれば、コンタクト構造ＣＴは、第１レベルＬＶ１で第３幅Ｗ３１を有することができ、第２レベルＬＶ２で第３幅Ｗ３１より大きい第４幅Ｗ４１を有することができる。ここで、第１レベルＬＶ１および第２レベルＬＶ２は、同一のサブスタックＧＳＴＡ、ＧＳＴＢ内に定義される。実施例として、第１サブスタックＧＳＴＡ内において、コンタクト構造ＣＴは、上部に比べて下部の幅が大きい。
【0031】
コンタクト構造ＣＴは、断面によって異なる形状を有することができる。コンタクト構造ＣＴは、第２方向ＩＩおよび第３方向ＩＩＩで定義された断面と、第１方向Ｉおよび第３方向ＩＩＩで定義された断面とにおいて、互いに異なる形状を有することができる。図２Ｂを参照すれば、コンタクト構造ＣＴは、第１レベルＬＶ１で第３幅Ｗ３２を有することができ、第２レベルＬＶ２で第３幅Ｗ３２より小さい第４幅Ｗ４２を有することができる。実施例として、コンタクト構造ＣＴは、第２方向ＩＩおよび第３方向ＩＩＩで定義された断面において下部の幅が広いテーパ形状を有し、第１方向Ｉおよび第３方向ＩＩＩで定義された断面において上部の幅が広い形状を有することができる。
【0032】
コンタクトプラグ１５は、側壁に段差Ｂを含むことができる。段差Ｂは、製造過程において支持台１３の段差Ａが転写されたものであってもよい。段差Ｂは、第１サブスタックＧＳＴＡと第２サブスタックＧＳＴＢとの界面に位置するか、第２サブスタックＧＳＴＢ内に位置してもよい。
【0033】
参照として、半導体装置は、複数のコンタクト構造ＣＴを含むことができる。実施例として、コンタクト構造ＣＴは、互いに異なる深さでゲート構造ＧＳＴ内に位置してもよく、導電膜１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ連結可能である。
【0034】
前述のような構造によれば、コンタクト構造ＣＴが支持台１３の間に位置してもよく、支持台１３と接することができる。したがって、支持台１３がテーパ形状の断面を有する場合、コンタクト構造ＣＴは、逆転されたテーパ形状の断面を有することができる。支持台１３の側壁とコンタクト構造ＣＴの側壁とが接するので、コンタクト構造ＣＴと支持台１３との間に残留した物質膜によって周辺膜が損傷するのを防止または減少させることができる。実施例として、製造過程においてコンタクト構造ＣＴと支持台１３との間に犠牲膜が残留したり、犠牲膜を導電膜１１Ａ、１１Ｂに代替する過程においてソースガスが残留するのを防止または減少させることができる。
【0035】
【0036】
図３を参照すれば、ゲート構造ＧＳＴは、交互に積層された導電膜２１Ａ、２１Ｂおよび第１絶縁膜２２Ａ、２２Ｂを含むことができる。導電膜２１Ａ、２１Ｂは、ワードライン、ビットライン、選択ラインなどのゲートラインであってもよい。支持台２３は、ゲート構造ＧＳＴ内に位置してもよく、第３方向ＩＩＩに延びることができる。
【0037】
支持台２３は、均一な幅を有するか、領域によって異なる幅を有することができる。第２サブスタックＧＳＴＢ内において、支持台２３は、第１レベルＬＶ１で第１幅Ｗ１を有することができ、第２レベルＬＶ２で第１幅Ｗ１より狭い第２幅Ｗ２を有することができる。実施例として、第２サブスタックＧＳＴＢ内において、支持台2３は、上部に比べて下部の幅が小さい。
【0038】
第１サブスタックＧＳＴＡ内において、支持台２３は、第３レベルＬＶ３で第５幅Ｗ５を有することができ、第４レベルＬＶ４で第５幅Ｗ５より狭い第６幅Ｗ６を有することができる。実施例として、第１サブスタックＧＳＴＡ内において、支持台２３は、上部に比べて下部の幅が小さい。
【0039】
支持台２３のそれぞれは、側壁に段差Ａを含むことができる。支持台２３は、内部に位置した少なくとも１つのボイドＶを含むことができる。支持台２３は、一部の領域に限ってボイドＶを含むか、全体的にボイドＶを含むことができる。
【0040】
コンタクト構造ＣＴは、ゲート構造ＧＳＴ内において支持台２３の間に位置してもよい。実施例として、第２方向ＩＩに隣り合う支持台２３の間にコンタクト構造ＣＴが位置してもよい。コンタクト構造ＣＴは、第３方向ＩＩＩに沿って延びることができ、導電膜２１Ａ、２１Ｂの少なくとも１つの導電膜２１Ａ、２１Ｂと電気的に連結可能である。
【0041】
コンタクト構造ＣＴは、コンタクトプラグ２５および絶縁スペーサ２４を含むことができる。コンタクトプラグ２５は、少なくとも１つの導電膜２１Ａ、２１Ｂと電気的に連結可能である。コンタクトプラグ２５は、バリア膜２５Ａおよびバリア膜２５Ａ内の金属膜２５Ｂを含むことができる。絶縁スペーサ２４は、コンタクトプラグ２５の側壁を取り囲むことができる。コンタクトプラグ２５の下部面は、絶縁スペーサ２４によって取り囲まれず、コンタクトプラグ２５の下部面が導電膜２１Ａ、２１Ｂと接することができる。
【0042】
コンタクト構造ＣＴは、第１部分ＣＴ＿Ｐ１と、第１部分ＣＴ＿Ｐ１に連結された第２部分ＣＴ＿Ｐ２とを含むことができる。第１部分ＣＴ＿Ｐ１は、第１サブスタックＧＳＴＡ内に位置してもよい。第２部分ＣＴ＿Ｐ２は、第２サブスタックＧＳＴＢ内に位置してもよく、前記第１サブスタックＧＳＴＡ内に延びることができる。
【0043】
第２部分ＣＴ＿Ｐ２は、支持台２３と接することができる。第２部分ＣＴ＿Ｐ２は、均一な幅を有するか、領域によって異なる幅を有することができる。第２サブスタックＧＳＴＢ内において、第２部分ＣＴ＿Ｐ２は、第１レベルＬＶ１で第３幅Ｗ３を有することができ、第２レベルＬＶ２で第３幅Ｗ３より大きい第４幅Ｗ４を有することができる。実施例として、第２サブスタックＧＳＴＢ内において、第２部分ＣＴ＿Ｐ２は、上部に比べて下部の幅が大きい。
【0044】
第１部分ＣＴ＿Ｐ１は、支持台２３から離隔できる。第１部分ＣＴ＿Ｐ１は、均一な幅を有するか、領域によって異なる幅を有することができる。第１サブスタックＧＳＴＡ内において、第１部分ＣＴ＿Ｐ１は、第３レベルＬＶ３で第７幅Ｗ７を有することができ、第４レベルＬＶ４で第７幅Ｗ７より狭い第８幅Ｗ８を有することができる。実施例として、第１サブスタックＧＳＴＡ内において、第１部分ＣＴ＿Ｐ１は、上部に比べて下部の幅が小さい。
【0045】
第１部分ＣＴ＿Ｐ１と支持台２３との間に第１絶縁膜２２Ａ、２２Ｂおよび第２絶縁膜２６が交互に積層される。ゲート構造ＧＳＴは、第１部分ＣＴ＿Ｐ１と支持台２３との間に位置し、交互に積層された第１絶縁膜２２Ａ、２２Ｂおよび第２絶縁膜２６を含むことができる。第２絶縁膜２６は、導電膜２１Ａ、２１Ｂに対応するレベルに位置してもよい。第２絶縁膜２６は、酸化物、窒化物などの絶縁物質を含むことができる。
【0046】
第２絶縁膜２６は、支持台２３の周辺に延びることができる。支持台２３の周辺において、ゲート構造ＧＳＴは、交互に積層された第１絶縁膜２２Ａ、２２Ｂおよび第２絶縁膜２６を含むことができる。実施例として、支持台２３と導電膜２１Ａ、２１Ｂとの間に第２絶縁膜２６がそれぞれ位置してもよい。
【0047】
前述のような構造によれば、コンタクト構造ＣＴが支持台２３の間に位置してもよく、第２部分ＣＴ＿Ｐ２が支持台２３と接することができる。第１部分ＣＴ＿Ｐ１は、支持台２３と離隔し、第１部分ＣＴ＿Ｐ１と支持台２３との間で第１絶縁膜２２Ａ、２２Ｂおよび第２絶縁膜２６が交互に積層される。したがって、コンタクト構造ＣＴと支持台２３との間に残留した犠牲膜によって周辺膜が損傷するのを防止または減少させることができる。実施例として、製造過程において、第１部分ＣＴ＿Ｐ１と支持台２３との間に位置した犠牲膜を第２絶縁膜２６に予め代替するので、当該領域に犠牲膜が残留したり、犠牲膜を導電膜２１Ａ、２１Ｂに代替する過程においてソースガスが残留するのを防止または減少させることができる。
【0048】
【0049】
図４Ａを参照すれば、半導体装置は、第１支持台４３Ａ、第２支持台４３Ｂ、およびコンタクト構造ＣＴを含むことができる。第１支持台４３Ａおよび第２支持台４３Ｂは、第１方向Ｉに延びることができ、第２方向ＩＩに隣り合ってもよい。
【0050】
コンタクト構造ＣＴは、第１支持台４３Ａと第２支持台４３Ｂとの間に位置してもよい。コンタクト構造ＣＴは、第１支持台４３Ａおよび第２支持台４３Ｂの側壁に沿って第１方向Ｉに延びることができる。コンタクト構造ＣＴは、第１方向Ｉに隣り合う第１側壁ＳＷ１と、第２方向ＩＩに隣り合う第２側壁ＳＷ２とを含むことができる。第２側壁ＳＷ２は、第１支持台４３Ａおよび第２支持台４３Ｂによって定義される。
【0051】
コンタクト構造ＣＴは、第１方向Ｉの第２長さＬ２および第２方向ＩＩの幅Ｗを有することができる。第２長さＬ２が幅Ｗに比べて大きい。幅Ｗは、第１支持台４３Ａと第２支持台４３Ｂとの間の距離Ｄによって定義される。距離Ｄと幅Ｗとが実質的に同一であってもよい。第１支持台４３Ａは、第１長さＬ１を有することができ、第２長さＬ２が第１長さＬ１に比べて小さい。
【0052】
図４Ｂを参照すれば、半導体装置は、第１支持台４３Ａ１、第２支持台４３Ｂ１、およびコンタクト構造ＣＴを含むことができる。第１支持台４３Ａ１および第２支持台４３Ｂ１は、第２方向ＩＩに延びることができ、第１方向Ｉに隣り合ってもよい。コンタクト構造ＣＴは、第１支持台４３Ａ１と第２支持台４３Ｂ１との間に位置してもよい。コンタクト構造ＣＴは、第１支持台４３Ａ１および第２支持台４３Ｂ１の側壁に沿って第２方向ＩＩに延びることができる。
【0053】
図４Ｃを参照すれば、コンタクト構造ＣＴの周辺に支持台４３Ｃ１が位置してもよい。実施例として、円の周りに沿って支持台４３Ｃ１が位置してもよく、円の中心にコンタクト構造ＣＴが位置してもよい。多角形の頂点に支持台４３Ｃ１がそれぞれ位置してもよく、多角形の中心にコンタクト構造ＣＴが位置してもよい。支持台４３Ｃ１がコンタクト構造ＣＴを取り囲むように配列され、支持台４３Ｃ１がコンタクト構造ＣＴ内に突出できる。第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩで定義された平面において、支持台４３Ｃ１は、円形、楕円形、多角形などの形状を有することができる。
【0054】
コンタクト構造ＣＴは、凸部ＣＴＡおよび凹部ＣＴＢを含むことができる。凸部ＣＴＡおよび凹部ＣＴＢは、コンタクト構造ＣＴのエッジに沿って交互に配列される。凸部ＣＴＡは、支持台４３Ｃ１の間に突出できる。凹部ＣＴＢは、凸部ＣＴＡの間に位置してもよく、凹部ＣＴＢ内に支持台４３Ｃがそれぞれ位置してもよい。
【0055】
図４Ｄおよび図４Ｅを参照すれば、コンタクト構造ＣＴの周辺に支持台４３Ｃ２、４３Ｃ３が位置してもよい。第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩで定義された平面において、支持台４３Ｃ２、４３Ｃ３は、長軸および短軸を有する楕円形状を有することができる。支持台４３Ｃ２、４３Ｃ３は、第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩと交差した対角線方向に長軸が延びるように配列される。支持台４３Ｃ２、４３Ｃ３の長軸方向によってコンタクト構造ＣＴと支持台４３Ｃ２、４３Ｃ３との接触面積が異なっていてもよい。図４Ｄを参照すれば、支持台４３Ｃ２がコンタクト構造ＣＴのエッジを取り囲む形状に配列される。図４Ｅを参照すれば、コンタクト構造ＣＴ２のエッジから長軸が突出するように、支持台４３Ｃ３が配列される。支持台４３Ｃ２、４３Ｃ３の配列によって接触面積を調整することができる。図４Ｄおよび図４Ｅを参照すれば、支持台４３Ｃ２とコンタクト構造ＣＴとの接触面積が、支持台４３Ｃ３とコンタクト構造ＣＴとの接触面積に比べて大きいか、実質的に同一であってもよい。
【0056】
【0057】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すれば、交互に積層された第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂを含む積層物ＳＴを形成することができる。実施例として、交互に積層された第１物質膜５１Ａおよび第２物質膜５２Ａを含む第１サブスタックＳＴＡを形成することができる。次に、第１サブスタックＳＴＡ内に第１開口部ＯＰ１Ａを形成することができ、第１開口部ＯＰ１Ａ内に犠牲膜５３Ａを形成することができる。第１開口部ＯＰ１Ａは、均一な幅を有するか、レベルによって異なる幅を有することができる。実施例として、第１開口部ＯＰ１Ａは、上部に比べて下部の幅が狭い。次に、第１サブスタックＳＴＡ上に、交互に積層された第１物質膜５１Ｂおよび第２物質膜５２Ｂを含む第２サブスタックＳＴＢを形成することができる。次に、第２サブスタックＳＴＢ内に第１開口部ＯＰ１Ｂを形成することができ、第１開口部ＯＰ１Ｂ内に犠牲膜５３Ｂを形成することができる。相互連結された第１開口部ＯＰ１Ａと第１開口部ＯＰ１Ｂとで第１開口部ＯＰ１が定義される。第１開口部ＯＰ１Ｂは、均一な幅を有するか、レベルによって異なる幅を有することができる。実施例として、第１開口部ＯＰ１Ｂは、上部に比べて下部の幅が狭い。第１サブスタックＳＴＡと第２サブスタックＳＴＢとの界面において、第１開口部ＯＰ１Ａと第１開口部ＯＰ１Ｂの幅が異なっていてもよく、これにより、第１開口部ＯＰ１の側壁に段差Ａが誘発される。
【0058】
第１物質膜５１Ａ、５１Ｂは、第２物質膜５２Ａ、５２Ｂに対してエッチング選択比が大きい物質を含むことができる。実施例として、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂは、窒化物などの犠牲物質を含むことができ、第２物質膜５２Ａ、５２Ｂは、酸化物などの絶縁物質を含むことができる。第１物質膜５１Ａ、５１Ｂは、ポリシリコン、タングステン、モリブデンなどの導電物質を含むことができ、第２物質膜５２Ａ、５２Ｂは、酸化物などの絶縁物質を含むことができる。犠牲膜５３Ａ、５３Ｂは、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂに対してエッチング選択比が大きい物質を含むことができる。実施例として、犠牲膜５３Ａ、５３Ｂは、タングステンを含むことができる。参照として、積層物ＳＴが３つ以上のサブスタックを含むことも可能である。
【0059】
積層物ＳＴ、第１開口部ＯＰ１、および犠牲膜５３Ａ、５３Ｂは、セル領域ＣＲおよびコンタクト領域ＣＴＲに位置してもよい。セル領域ＣＲに位置した第１開口部ＯＰ１は、チャネル構造を形成するためのものである。コンタクト領域ＣＴＲに位置した第１開口部ＯＰ１は、支持台を形成するためのものである。セル領域ＣＲの第１開口部ＯＰ１と、コンタクト領域ＣＴＲの第１開口部ＯＰ１とは、実質的に同一の形状を有するか、異なる形状を有することができる。実施例として、セル領域ＣＲの第１開口部ＯＰ１と、コンタクト領域ＣＴＲの第１開口部ＯＰ１とは、円形、楕円形、多角形などの形状を有することができる。実施例として、コンタクト領域ＣＴＲの第１開口部ＯＰ１は、セル領域ＣＲの第１開口部ＯＰ１に比べて第１方向Ｉに長い長さを有することができる。セル領域ＣＲの第１開口部ＯＰ１と、コンタクト領域ＣＴＲの第１開口部ＯＰ１とは、同時に形成されるか、別の工程で形成されてもよい。セル領域ＣＲの犠牲膜５３Ａ、５３Ｂと、コンタクト領域ＣＴＲの犠牲膜５３Ａ、５３Ｂとは、同時に形成されるか、別の工程で形成されてもよい。
【0060】
図６Ａおよび図６Ｂを参照すれば、セル領域ＣＲの犠牲膜５３Ａ、５３Ｂを除去して、第１開口部ＯＰ１を再びオープンさせることができる。実施例として、セル領域ＣＲをオープンさせるマスクパターンを形成し、ストリップ工程を用いてセル領域ＣＲの犠牲膜５３Ａ、５３Ｂを選択的にエッチングすることができる。次に、第１開口部ＯＰ１内にチャネル構造ＣＨを形成することができる。実施例として、第１開口部ＯＰ１内にメモリ膜５４を形成することができ、メモリ膜５４内にチャネル膜５５を形成することができ、チャネル膜５５内に絶縁コア５６を形成することができる。メモリ膜５４は、ブロッキング膜５４Ａ、データ格納膜５４Ｂ、またはトンネル膜５４Ｃを含むか、これらを組み合わせて含むことができる。データ格納膜５４Ｂは、フローティングゲート、ポリシリコン、電荷トラップ物質、窒化物、可変抵抗物質などを含むことができる。参照として、チャネル構造ＣＨの代わりに、電極構造を形成することも可能である。実施例として、第１開口部ＯＰ１内に可変抵抗膜を形成することができ、可変抵抗膜内に電極膜を形成することができ、電極膜内に絶縁コアを形成することができる。
【0061】
コンタクト領域ＣＴＲの犠牲膜５３Ａ、５３Ｂを除去して、第１開口部ＯＰ１を再びオープンさせることができる。実施例として、コンタクト領域ＣＴＲをオープンさせるマスクパターンを形成し、ストリップ工程を用いてコンタクト領域ＣＴＲの犠牲膜５３Ａ、５３Ｂを選択的にエッチングすることができる。次に、第１開口部ＯＰ１内に犠牲支持台ＳＳＰを形成することができる。犠牲支持台ＳＳＰは、エッチング停止膜５７を含むか、エッチング停止膜５７および第１犠牲膜５８を含むことができる。実施例として、第１開口部ＯＰ１内にエッチング停止膜５７を形成することができ、エッチング停止膜５７内に第１犠牲膜５８を形成することができる。エッチング停止膜５７は、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂに対してエッチング選択比が大きい物質を含むことができる。エッチング停止膜５７は、アルミニウム酸化物、チタン窒化物、タングステン、またはポリシリコンを含むか、これらを組み合わせて含むことができる。
【0062】
図７Ａおよび図７Ｂを参照すれば、積層物ＳＴ内に第２開口部ＯＰ２を形成することができる。第２開口部ＯＰ２は、第１開口部ＯＰ１の間に位置してもよい。実施例として、第２方向ＩＩに隣り合う第１開口部ＯＰ１の間に第２開口部ＯＰ２が位置してもよい。第２開口部ＯＰ２は、犠牲支持台ＳＳＰから離隔し、犠牲支持台ＳＳＰを露出させない。
【0063】
第２開口部ＯＰ２は、第１開口部ＯＰ１に比べて浅い深さを有することができる。第２開口部ＯＰ２は、コンタクトプラグを形成するためのものである。以後、拡張工程を考慮して、第２開口部ＯＰ２は、形成しようとするコンタクトプラグの深さに比べて浅い深さに形成される。
【0064】
図８Ａおよび図８Ｂを参照すれば、積層物ＳＴ内に第３開口部ＯＰ３を形成することができる。第２開口部ＯＰ２を介して第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂをエッチングすることができ、第２開口部ＯＰ２を拡張させて第３開口部ＯＰ３を形成することができる。第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂをエッチングするとき、犠牲支持台ＳＳＰがエッチング停止膜として使用できる。したがって、犠牲支持台ＳＳＰによって第３開口部ＯＰ３の大きさを制御可能である。犠牲支持台ＳＳＰによって第３開口部ＯＰ３の第２方向ＩＩの幅を制御可能である。
【0065】
第３開口部ＯＰ３を介してエッチング停止膜５７が露出できる。第３開口部ＯＰ３は、全体側壁を介してエッチング停止膜５７を露出させるか、一部の側壁を介してエッチング停止膜５７を露出させることができる。実施例として、第３開口部ＯＰ３の上部側壁は、エッチング停止膜５７を露出させることができ、第３開口部ＯＰ３の下部側壁は、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂを露出させることができる。
【0066】
第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂをエッチングして第２開口部ＯＰ２を拡張させる過程において、第２開口部ＯＰ２のプロファイルがそのまま第３開口部ＯＰ３に転写されるか、プロファイルが一部変更されてもよい。実施例として、第３開口部ＯＰ３の下部側壁が傾斜したプロファイルを有することができる。これにより、第３開口部ＯＰ３の下部側壁は、エッチング停止膜５７を露出させず、第３開口部ＯＰ３と犠牲支持台ＳＳＰとの間に第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂが残留してもよい。以下、残留した第１物質膜５１Ｃおよび残留した第２物質膜５２Ｃを含む領域を残留領域Ｃとして説明する。参照として、段差Ａの周辺にも残留領域Ｃが存在してもよい。
【0067】
図９および図１０を参照すれば、第３開口部ＯＰ３を介して残留した第１物質膜５１Ｃおよび第２物質膜５２Ｃを除去することができる。これにより、第３開口部ＯＰ３の底面の幅を拡張させることができる。第３開口部ＯＰ３の残りの側壁を介してもエッチング停止膜５７が露出し、残留した第１物質膜５１Ｃおよび第２物質膜５２Ｃによって後続の工程で不良が発生するのを防止または減少させることができる。
【0068】
まず、図９を参照すれば、第３開口部ＯＰ３を介して残留した第１物質膜５１Ｃを除去することができる。残留した第２物質膜５２Ｃに対して残留した第１物質膜５１Ｃを選択的にエッチングすることができる。これにより、残留した第２物質膜５２Ｃが第３開口部ＯＰ３内に突出できる。残留した第２物質膜５２Ｃの間にエッチング停止膜５７が露出できる。実施例として、第３開口部ＯＰ３の底面に第１物質膜５１Ａ、５１Ｂが露出した場合、残留した第１物質膜５１Ｃが除去されるとき、第３開口部ＯＰの底面の第１物質膜５１Ａ、５１Ｂが一緒に除去されてもよい。
【0069】
次に、図１０を参照すれば、第３開口部ＯＰ３を介して残留した第２物質膜５２Ｃを除去することができる。残留した第２物質膜５２Ｃを選択的にエッチングすることができ、エッチング停止膜５７が露出できる。実施例として、第３開口部ＯＰ３の底面に第２物質膜５２Ａ、５２Ｂが露出した場合、残留した第２物質膜５２Ｃが除去されるとき、第３開口部ＯＰの底面の第２物質膜５２Ａ、５２Ｂが一緒に除去されてもよい。
【0070】
図１１を参照すれば、第３開口部ＯＰ３内に犠牲コンタクト構造ＳＣＴを形成することができる。実施例として、第３開口部ＯＰ３内に絶縁膜６１を形成することができ、絶縁膜６１内に第２犠牲膜６２を形成することができる。ここで、第２犠牲膜６２は、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂおよび第２物質膜５２Ａ、５２Ｂに対してエッチング選択比が大きい物質を含むことができる。第２犠牲膜６２は、単一膜または多層膜であってもよい。実施例として、第２犠牲膜６２は、バリア膜６２Ａおよび金属膜６２Ｂを含むことができる。バリア膜６２Ａは、チタン窒化物などの金属窒化物を含むことができ、金属膜６２Ｂは、タングステン、モリブデンなどのギャップフィル金属物質を含むことができる。
【0071】
次に、犠牲支持台ＳＳＰを支持台５９に代替することができる。実施例として、犠牲支持台ＳＳＰを除去して、第１開口部ＯＰ１を再びオープンさせることができる。次に、第１開口部ＯＰ１内に支持台５９を形成することができる。支持台５９は、酸化物、窒化物などの絶縁物質を含むことができる。支持台５９は、内部にボイドＶを含むことができる。ボイドＶは、蒸着過程で誘発された空き空間であってもよい。
【0072】
図１２を参照すれば、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂを第３物質膜６４Ａ、６４Ｂに代替することができる。これにより、ゲート構造ＧＳＴが形成される。ゲート構造ＧＳＴは、第１サブスタックＧＳＴＡおよび第２サブスタックＧＳＴＢを含むことができる。第１サブスタックＧＳＴＡは、交互に積層された第３物質膜６４Ａおよび第２物質膜５２Ａを含むことができる。第２サブスタックＧＳＴＢは、交互に積層された第３物質膜６４Ｂおよび第２物質膜５２Ｂを含むことができる。参照として、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂが導電物質を含む場合、代替工程を省略可能である。あるいは、第１物質膜５１Ａ、５１Ｂの抵抗を減少させるためのシリサイド化などの工程を行うことも可能である。
【0073】
実施例として、積層物ＳＴを貫通するスリットを形成した後、スリットを介して第１物質膜５１Ａ、５１Ｂを選択的にエッチングして第４開口部ＯＰ４を形成することができる。次に、第４開口部ＯＰ４内に第３物質膜６４Ａ、６４Ｂをそれぞれ形成することができる。スリットを介して第４開口部ＯＰ４内にソースガスを流入させて、第４開口部ＯＰ４内に金属膜を蒸着することができる。第３物質膜６４Ａ、６４Ｂは、タングステン、モリブデンなどの金属を含むことができる。
【0074】
先に説明したように、第２開口部ＯＰ２を拡張させて第３開口部ＯＰ３を形成する過程において、エッチング工程の限界によって残留領域Ｃが誘発される。残留領域Ｃを除去しない場合、残留領域Ｃ内に第４開口部ＯＰ４が形成され、第４開口部ＯＰ４内に第３物質膜６４Ａ、６４Ｂが十分に蒸着されないことがある。この場合、第４開口部ＯＰ４内にソースガスが残留して周辺膜を損傷させる恐れがある。したがって、追加のエッチング工程により残留領域Ｃを除去することにより、周辺膜の損傷を防止または減少させることができる。
【0075】
図１３を参照すれば、犠牲コンタクト構造ＳＣＴをコンタクト構造ＣＴに代替することができる。実施例として、第２犠牲膜６２を除去することができる。これにより、第３開口部ＯＰ３が一部オープンされる。次に、絶縁膜６１をエッチングして絶縁スペーサ６１Ａを形成することができる。これにより、第３開口部ＯＰ３の底面に第３物質膜６４Ａ、６４Ｂが露出できる。次に、第３開口部ＯＰ３内にコンタクトプラグ６３を形成することができる。コンタクトプラグ６３は、単一膜または多層膜を含むことができる。コンタクトプラグ６３は、バリア膜６３Ａおよびバリア膜６３Ａ内の金属膜６３Ｂを含むことができる。実施例として、バリア膜６３Ａは、チタン窒化物などの金属窒化物を含むことができ、金属膜６３Ｂは、タングステン、モリブデンなどの金属を含むことができる。
【0076】
前述のような製造方法によれば、ゲート構造ＧＳＴ内に位置したコンタクト構造ＣＴを形成することができる。コンタクト構造ＣＴは、ゲート構造ＧＳＴを介して延びて、少なくとも１つの第３物質膜６４Ａ、６４Ｂと電気的に連結可能である。半導体装置は、複数のコンタクト構造ＣＴを含むことができ、互いに異なる深さを有するコンタクト構造ＣＴが第３物質膜６４Ａ、６４Ｂにそれぞれ連結可能である。したがって、積層物ＳＴを階段状にパターニングしない。
【0077】
第２開口部ＯＰ２を拡張させて第３開口部ＯＰ３を形成することができる。第２開口部ＯＰ２の周辺に位置した犠牲支持台ＳＳＰをエッチング停止膜として用いるので、犠牲支持台ＳＳＰを用いて第３開口部ＯＰ３の大きさを制御可能である。第３開口部ＯＰ３の第２方向ＩＩの幅を、第１開口部ＯＰ１間の距離だけに制限することができる。また、残留した第１物質膜５１Ｃを除去するので、ソースガスが残留して周辺膜を損傷させるのを防止または減少させることができる。
【0078】
【0079】
図１４Ａを参照すれば、交互に積層された第１物質膜７１Ａ、７１Ｂおよび第２物質膜７２Ａ、７２Ｂを含む積層物ＳＴを形成することができる。実施例として、第１サブスタックＳＴＡは、交互に積層された第１物質膜７１Ａおよび第２物質膜７２Ａを含むことができる。第２サブスタックＳＴＢ上に、交互に積層された第１物質膜７１Ｂおよび第２物質膜７２Ｂを含むことができる。
【0080】
次に、積層物ＳＴ内に第１開口部ＯＰ１を形成することができ、第１開口部ＯＰ１内に犠牲支持台ＳＳＰを形成することができる。実施例として、第１開口部ＯＰ１内にエッチング停止膜７７を形成することができ、エッチング停止膜７７内に第１犠牲膜７８を形成することができる。エッチング停止膜７７は、第１物質膜７１Ａ、７１Ｂおよび第２物質膜７２Ａ、７２Ｂに対してエッチング選択比が大きい物質を含むことができる。エッチング停止膜７７は、アルミニウム酸化物、チタン窒化物、タングステン、またはポリシリコンを含むか、これらを組み合わせて含むことができる。
【0081】
図１４Ｂおよび図１４Ｃを参照すれば、積層物ＳＴ内に犠牲コンタクト構造ＳＣＴを形成することができる。犠牲コンタクト構造ＳＣＴは、第１開口部ＯＰ１の間に位置してもよく、犠牲支持台ＳＳＰと接することができる。
【0082】
まず、図１４Ｂを参照すれば、積層物ＳＴ内に第２開口部ＯＰ２を形成することができる。第２開口部ＯＰ２は、犠牲支持台ＳＳＰの間に位置してもよい。次に、第２開口部ＯＰ２を拡張させて第３開口部ＯＰ３を形成することができる。犠牲支持台ＳＳＰをエッチング停止膜として用いて第３開口部ＯＰ３を形成することができる。第３開口部ＯＰ３の一部の側壁を介して犠牲支持台ＳＳＰが露出できる。第３開口部ＯＰ３の下部側壁は、犠牲支持台ＳＳＰを露出させない。第３開口部ＯＰ３と犠牲支持台ＳＳＰとの間に第１物質膜７１Ａ、７１Ｂおよび第２物質膜７２Ａ、７２Ｂが残留してもよい。以下、残留した第１物質膜７１Ｃおよび残留した第２物質膜７２Ｃを含む領域を残留領域Ｃとして説明する。
【0083】
次に、図１４Ｃを参照すれば、第３開口部ＯＰ３内に犠牲コンタクト構造ＳＣＴを形成することができる。実施例として、第３開口部ＯＰ３内に絶縁膜８１を形成することができ、絶縁膜８１内に第２犠牲膜８２を形成することができる。第２犠牲膜８２は、バリア膜８２Ａおよび金属膜８２Ｂを含むことができる。
【0084】
図１４Ｄを参照すれば、犠牲支持台ＳＳＰを除去して、第１開口部ＯＰ１をオープンさせることができる。第１開口部ＯＰ１を介して犠牲コンタクト構造ＳＣＴ、第１物質膜７１Ａ、７１Ｂ、および第２物質膜７２Ａ、７２Ｂが露出できる。
【0085】
次に、第１開口部ＯＰ１を介して第１物質膜７１Ａ、７１Ｂを選択的にエッチングすることができる。これにより、第１開口部ＯＰ１の周辺の第１物質膜７１Ａ、７１Ｂがエッチングされ、第１開口部ＯＰ１に連結された第４開口部ＯＰ４が形成される。第４開口部ＯＰ４は、第１物質膜７１Ａ、７１Ｂと実質的に同一のレベルに位置してもよい。実施例として、犠牲コンタクト構造ＳＣＴの周辺の第１物質膜７１Ａ、７１Ｂがエッチングされる。残留領域Ｃの第１物質膜７１Ａ、７１Ｂをエッチングして形成された第４開口部ＯＰ４は、犠牲コンタクト構造ＳＣＴを露出させることができる。
【0086】
図１４Ｅを参照すれば、第４開口部ＯＰ４内に絶縁膜９１を形成することができる。絶縁膜９１は、酸化物、窒化物などの絶縁物質を含むことができる。これにより、第１開口部ＯＰ１の周辺において、第１物質膜７１Ａ、７１Ｂを絶縁膜９１に代替することができる。
【0087】
次に、第１開口部ＯＰ１内に支持台７９を形成することができる。支持台７９は、酸化物、窒化物などの絶縁物質を含むことができる。支持台７９は、内部にボイドＶを含むことができる。
【0088】
図１４Ｆを参照すれば、第１物質膜７１Ａ、７１Ｂを第３物質膜８４Ａ、８４Ｂに代替することができる。これにより、ゲート構造ＧＳＴが形成される。ゲート構造ＧＳＴは、第１サブスタックＧＳＴＡおよび第２サブスタックＧＳＴＢを含むことができる。第１サブスタックＧＳＴＡは、交互に積層された第３物質膜８４Ａおよび第２物質膜７２Ａを含むことができる。第２サブスタックＧＳＴＢは、交互に積層された第３物質膜８４Ｂおよび第２物質膜７２Ｂを含むことができる。
【0089】
実施例として、積層物ＳＴを貫通するスリットを形成した後、スリットを介して第１物質膜７１Ａ、７１Ｂを選択的にエッチングして第５開口部ＯＰ５を形成することができる。次に、第５開口部ＯＰ５内に第３物質膜８４Ａ、８４Ｂをそれぞれ形成することができる。先に説明したように、第２開口部ＯＰ２を第３開口部ＯＰ３に拡張させる過程で残留領域Ｃが誘発されても、残留した第１物質膜７１Ｃを第１開口部ＯＰ１を介して絶縁膜９１に代替することができる。したがって、残留領域Ｃに第５開口部ＯＰ５が形成されず、残留領域Ｃにソースガスが残留して周辺膜を損傷させるのを防止または減少させることができる。
【0090】
図１４Ｇを参照すれば、犠牲コンタクト構造ＳＣＴをコンタクト構造ＣＴに代替することができる。実施例として、第２犠牲膜８２を除去することができる。これにより、第３開口部ＯＰ３が一部オープンされる。次に、絶縁膜８１をエッチングして絶縁スペーサ８１Ａを形成することができる。これにより、第３開口部ＯＰ３の底面に第３物質膜８４Ａ、８４Ｂが露出できる。次に、第３開口部ＯＰ３内にコンタクトプラグ８３を形成することができる。コンタクトプラグ８３は、単一膜または多層膜を含むことができる。コンタクトプラグ８３は、バリア膜８３Ａおよびバリア膜８３Ａ内の金属膜８３Ｂを含むことができる。実施例として、バリア膜８３Ａは、チタン窒化物などの金属窒化物を含むことができ、金属膜８３Ｂは、タングステン、モリブデンなどの金属を含むことができる。
【0091】
前述のような製造方法によれば、第１開口部ＯＰ１を介して、残留した第１物質膜７１Ｃを絶縁膜に代替することができる。したがって、第１物質膜７１Ａ、７１Ｂを第３物質膜８４Ａ、８４Ｂに代替する過程において、残留領域Ｃ内にボイドが誘発されたり、ソースガスが残留して周辺膜を損傷させるのを防止または減少させることができる。
【0092】
以上、添付した図面を参照して、本発明の技術的思想による実施例を説明したが、これは本発明の概念による実施例を説明するためのものに過ぎず、本発明は上記の実施例に限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって実施例に対する多様な形態の置換、変形および変更が可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【0093】
１１Ａ、１１Ｂ：導電膜
１２Ａ、１２Ｂ：絶縁膜
１３：支持台
１４：絶縁スペーサ
１５：コンタクトプラグ
１５Ａ：バリア膜
１５Ｂ：金属膜
２１Ａ、２１Ｂ：導電膜
２２Ａ、２２Ｂ：第１絶縁膜
４３Ａ：第１支持台
４３Ｂ：第２支持台
４３Ｃ：支持台
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ：第１物質膜
５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ：第２物質膜
５３Ａ、５３Ｂ：犠牲膜
５４：メモリ膜
５４Ａ：ブロッキング膜
５４Ｂ：データ格納膜
５４Ｃ：トンネル膜
５５：チャネル膜
５６：絶縁コア
５７：エッチング停止膜
５８：第１犠牲膜
５９：支持台
６１：絶縁膜
６１Ａ：絶縁スペーサ
６２：第２犠牲膜
６２Ａ：バリア膜
６２Ｂ：金属膜
６３：コンタクトプラグ
６３Ａ：バリア膜
６３Ｂ：金属膜
６４Ａ、６４Ｂ：第３物質膜
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ：第１物質膜
７２Ａ、７２Ｂ：第２物質膜
７７：エッチング停止膜
７８：第１犠牲膜
７９：支持台
８１：絶縁膜
８１Ａ：絶縁スペーサ
８２：第２犠牲膜
８２Ａ：バリア膜
８２Ｂ：金属膜
８３：コンタクトプラグ
８３Ａ：バリア膜
８３Ｂ：金属膜
８４Ａ、８４Ｂ：第３物質膜
９１：絶縁膜
１２Ａ、１２Ｂ：絶縁膜
１３：支持台
１４：絶縁スペーサ
１５：コンタクトプラグ
１５Ａ：バリア膜
１５Ｂ：金属膜
２１Ａ、２１Ｂ：導電膜
２２Ａ、２２Ｂ：第１絶縁膜
４３Ａ：第１支持台
４３Ｂ：第２支持台
４３Ｃ：支持台
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ：第１物質膜
５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ：第２物質膜
５３Ａ、５３Ｂ：犠牲膜
５４：メモリ膜
５４Ａ：ブロッキング膜
５４Ｂ：データ格納膜
５４Ｃ：トンネル膜
５５：チャネル膜
５６：絶縁コア
５７：エッチング停止膜
５８：第１犠牲膜
５９：支持台
６１：絶縁膜
６１Ａ：絶縁スペーサ
６２：第２犠牲膜
６２Ａ：バリア膜
６２Ｂ：金属膜
６３：コンタクトプラグ
６３Ａ：バリア膜
６３Ｂ：金属膜
６４Ａ、６４Ｂ：第３物質膜
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ：第１物質膜
７２Ａ、７２Ｂ：第２物質膜
７７：エッチング停止膜
７８：第１犠牲膜
７９：支持台
８１：絶縁膜
８１Ａ：絶縁スペーサ
８２：第２犠牲膜
８２Ａ：バリア膜
８２Ｂ：金属膜
８３：コンタクトプラグ
８３Ａ：バリア膜
８３Ｂ：金属膜
８４Ａ、８４Ｂ：第３物質膜
９１：絶縁膜
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図14E】
【図14F】
【図14G】