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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-08
(45)【発行日】2025-01-17
(54)【発明の名称】集積回路素子
(51)【国際特許分類】
   H10B 43/27 20230101AFI20250109BHJP
   H10B 41/27 20230101ALI20250109BHJP
   H10B 43/50 20230101ALI20250109BHJP
   H10B 41/50 20230101ALI20250109BHJP
   H10D 30/68 20250101ALI20250109BHJP
   H01L 21/3205 20060101ALI20250109BHJP
   H01L 21/768 20060101ALI20250109BHJP
   H01L 23/522 20060101ALI20250109BHJP
   H10D 88/00 20250101ALI20250109BHJP
   H10D 84/83 20250101ALI20250109BHJP
   G11C 5/04 20060101ALI20250109BHJP
【FI】
H10B43/27
H10B41/27
H10B43/50
H10B41/50
H01L29/78 371
H01L21/88 J
H01L21/90 A
H01L27/00 301B
H01L27/088 E
G11C5/04 210
【請求項の数】 17
(21)【出願番号】P 2020111575
(22)【出願日】2020-06-29
(65)【公開番号】P2021040125
(43)【公開日】2021-03-11
【審査請求日】2023-04-05
(31)【優先権主張番号】10-2019-0107645
(32)【優先日】2019-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung-ro,Yeongtong-gu,Suwon-si,Gyeonggi-do,Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】金 燦 鎬
(72)【発明者】
【氏名】姜 東 求
(72)【発明者】
【氏名】邊 大 錫
【審査官】宮本 博司
(56)【参考文献】
【文献】特開2016-062901(JP,A)
【文献】米国特許第09691782(US,B1)
【文献】米国特許出願公開第2019/0244892(US,A1)
【文献】特開2017-135247(JP,A)
【文献】特開2018-152419(JP,A)
【文献】特開2019-057532(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H10B 43/27
H10B 41/27
H10B 43/50
H10B 41/50
H01L 21/336
H01L 29/788
H01L 29/792
H01L 21/3205
H01L 21/768
H01L 27/00
H01L 21/8234
H01L 27/088
H01L 23/522
G11C 5/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
メモリスタック部と、前記メモリスタック部に電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターンを含むメモリセル配線部と、前記メモリスタック部及び前記メモリセル配線部を囲むメモリセル絶縁部と、を含むメモリ構造物と、
周辺回路基板と、前記周辺回路基板上に形成された周辺回路領域と、前記周辺回路領域と前記メモリ構造物との間に配置された複数の下部導電パターンを含み、前記メモリセル配線部にボンディングされる周辺回路配線部と、を含む周辺回路構造物と、
前記メモリスタック部と垂直方向にオーバーラップされる第1領域において、前記メモリセル配線部と前記周辺回路配線部との境界に沿って配置され、前記複数の上部導電パターンの内から選択される複数の第1上部導電パターンと前記複数の下部導電パターンの内から選択される複数の第1下部導電パターンとのボンディング結果物からなる複数の導電性ボンディング構造物と、
前記メモリセル絶縁部と前記垂直方向にオーバーラップされる第2領域において、前記メモリセル絶縁部及び前記周辺回路基板の内の一つを貫通し、前記複数の下部導電パターンの内から選択される第2下部導電パターンまで前記垂直方向に延長される貫通電極と、を有し、
前記第1下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、水平方向の幅が広くなる形状を有し、
前記第2下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、前記水平方向の幅が狭くなる形状を有することを特徴とする集積回路素子。
【請求項2】
前記貫通電極は、前記メモリセル絶縁部を貫通し、前記第2下部導電パターンまで延長されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項3】
前記貫通電極は、前記周辺回路基板及び前記周辺回路領域を貫通し、前記第2下部導電パターンまで延長されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項4】
前記第1下部導電パターンと前記第2下部導電パターンは、互いに異なるレベルに配置されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項5】
前記第1下部導電パターンと前記第2下部導電パターンは、互いに同一レベルに配置されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項6】
前記第1下部導電パターンと前記第2下部導電パターンは、互いに異なる金属を含むことを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項7】
前記第1下部導電パターンと前記第2下部導電パターンは、同一金属を含むことを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項8】
前記第1下部導電パターン及び前記第2下部導電パターンは、それぞれ前記メモリ構造物に近くなるほど、水平方向の幅が広くなる形状を有することを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項9】
前記貫通電極に接し、前記メモリ構造物の外側に水平方向に延長される導電性パッドをさらに有し、
前記導電性パッドは、前記メモリスタック部と前記垂直方向にオーバーラップされる部分を含むことを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項10】
前記貫通電極に接し、前記周辺回路構造物の外側に水平方向に延長される導電性パッドをさらに有し、
前記導電性パッドは、前記周辺回路基板を挟んで、前記周辺回路領域から離隔されていることを特徴とする請求項1に記載の集積回路素子。
【請求項11】
第1水平方向に長く延長される複数のビットラインを含むメモリスタック部と、前記複数のビットラインに電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターンを含むメモリセル配線部と、前記メモリスタック部及び前記メモリセル配線部を囲むメモリセル絶縁部と、を含むメモリ構造物と、
周辺回路基板と、前記周辺回路基板上に形成された周辺回路領域と、前記周辺回路領域と前記メモリ構造物との間に配置された複数の下部導電パターンを含み、前記メモリセル配線部にボンディングされている周辺回路配線部と、を含む周辺回路構造物と、
前記メモリスタック部と垂直方向にオーバーラップされる第1領域において、前記メモリセル配線部と前記周辺回路配線部との境界に配置され、前記複数の上部導電パターンの内から選択される第1上部導電パターンと前記複数の下部導電パターンの内から選択される第1下部導電パターンとのボンディング結果物からなる導電性ボンディング構造物と、
前記第1領域から水平方向に離隔された第2領域において、前記メモリセル絶縁部及び前記周辺回路基板の内の一つを貫通し、前記垂直方向に延長される複数の貫通電極と、を有し、
前記複数の貫通電極は、前記第2領域において、前記第1水平方向に沿って一列に配置された複数の第1貫通電極を含み、
前記複数の貫通電極は、前記複数の下部導電パターンの内から選択される第2下部導電パターンに接する1つの貫通電極を含み、
前記1つの貫通電極は、前記周辺回路基板及び前記周辺回路領域を貫通し、前記第2下部導電パターンまで延長されることを特徴とする集積回路素子。
【請求項12】
前記複数の貫通電極は、前記第2領域において、前記第1水平方向に直交する第2水平方向に沿って一列に配置された複数の第2貫通電極をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の集積回路素子。
【請求項13】
前記複数の貫通電極は、前記複数の下部導電パターンの内から選択される第2下部導電パターンに接する1つの貫通電極を含み、
前記1つの貫通電極は、前記メモリセル絶縁部を貫通し、前記第2下部導電パターンまで延長されることを特徴とする請求項11に記載の集積回路素子。
【請求項14】
前記周辺回路基板から前記第1下部導電パターンまでの第1最短距離は、前記周辺回路基板から前記第2下部導電パターンまでの第2最短距離より長いことを特徴とする請求項11に記載の集積回路素子。
【請求項15】
前記周辺回路基板から前記第1下部導電パターンまでの第1最短距離と、前記周辺回路基板から前記第2下部導電パターンまでの第2最短距離は、同一であることを特徴とする請求項11に記載の集積回路素子。
【請求項16】
前記第1下部導電パターンと前記第2下部導電パターンは、互いに異なる金属を含むことを特徴とする請求項11に記載の集積回路素子。
【請求項17】
半導体層と、前記半導体層上に形成されたメモリスタック部と、前記メモリスタック部と垂直方向にオーバーラップされ前記メモリスタック部に電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターンを含むメモリセル配線部と、前記半導体層、前記メモリスタック部、及び前記メモリセル配線部を囲むメモリセル絶縁部と、を含むメモリ構造物と、
周辺回路基板と、前記周辺回路基板上に形成された周辺回路領域と、前記周辺回路領域と前記メモリ構造物との間に配置され前記メモリセル配線部にボンディングされている周辺回路配線部と、を含む周辺回路構造物と、
前記メモリスタック部と前記垂直方向にオーバーラップされる第1領域において、前記メモリセル配線部と前記周辺回路配線部との境界に沿って配置されてCuを含む複数の導電性ボンディング構造物と、
前記メモリセル絶縁部と前記垂直方向にオーバーラップされる第2領域において、前記周辺回路配線部内に配置され、Al、W、及びCuの内から選択される少なくとも1つの金属を含む複数の下部導電パターンと、
前記第2領域において、前記メモリセル絶縁部及び前記周辺回路基板の内の一つを貫通し、前記複数の下部導電パターンの内の1つの下部導電パターンに接する貫通電極と、を有し、
前記複数の下部導電パターンは、前記複数の導電性ボンディング構造物を構成する第1下部導電パターンと、前記貫通電極に接する第2下部導電パターンと、を含み、
前記第1下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、水平方向の幅が広くなる形状を有し、
前記第2下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、前記水平方向の幅が狭くなる形状を有することを特徴とする集積回路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集積回路素子に関し、特に、COP(cell over periphery)構造の不揮発性メモリ素子を含む集積回路素子に関する。
【背景技術】
【0002】
情報通信装置の多機能化により、メモリ素子を含む集積回路素子が大容量化及び高集積化されており、メモリセルの大きさがだんだんと縮小され、メモリ素子の動作及び電気的接続のために、メモリ素子に含まれる動作回路及び配線構造も複雑になっている。
それにより、集積度を向上させながら、電気的特性にすぐれる構造のメモリ素子を含む集積回路素子の開発が課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2011-54267号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は上記従来のメモリ素子を含む集積回路素子における課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、向上された集積度、及び縮小されたチップサイズを有しながら、配線構造の信頼性を向上させることができる構造を有する集積回路素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するためになされた本発明による集積回路素子は、メモリスタック部と、前記メモリスタック部に電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターンを含むメモリセル配線部と、前記メモリスタック部及び前記メモリセル配線部を囲むメモリセル絶縁部と、を含むメモリ構造物と、周辺回路基板と、前記周辺回路基板上に形成された周辺回路領域と、前記周辺回路領域と前記メモリ構造物との間に配置された複数の下部導電パターンを含み、前記メモリセル配線部にボンディングされる周辺回路配線部と、を含む周辺回路構造物と、前記メモリスタック部と垂直方向にオーバーラップされる第1領域において、前記メモリセル配線部と前記周辺回路配線部との境界に沿って配置され、前記複数の上部導電パターンの内から選択される複数の第1上部導電パターンと前記複数の下部導電パターンの内から選択される複数の第1下部導電パターンとのボンディング結果物からなる複数の導電性ボンディング構造物と、前記メモリセル絶縁部と前記垂直方向にオーバーラップされる第2領域において、前記メモリセル絶縁部及び前記周辺回路基板の内の一つを貫通し、前記複数の下部導電パターンの内から選択される第2下部導電パターンまで前記垂直方向に延長される貫通電極と、を有し、前記第1下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、水平方向の幅が広くなる形状を有し、前記第2下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、前記水平方向の幅が狭くなる形状を有することを特徴とする。
【0006】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による集積回路素子は、第1水平方向に長く延長される複数のビットラインを含むメモリスタック部と、前記複数のビットラインに電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターンを含むメモリセル配線部と、前記メモリスタック部及び前記メモリセル配線部を囲むメモリセル絶縁部と、を含むメモリ構造物と、周辺回路基板と、前記周辺回路基板上に形成された周辺回路領域と、前記周辺回路領域と前記メモリ構造物との間に配置された複数の下部導電パターンを含み、前記メモリセル配線部にボンディングされている周辺回路配線部と、を含む周辺回路構造物と、前記メモリスタック部と垂直方向にオーバーラップされる第1領域において、前記メモリセル配線部と前記周辺回路配線部との境界に配置され、前記複数の上部導電パターンの内から選択される第1上部導電パターンと前記複数の下部導電パターンの内から選択される第1下部導電パターンとのボンディング結果物からなる導電性ボンディング構造物と、前記第1領域から水平方向に離隔された第2領域において、前記メモリセル絶縁部及び前記周辺回路基板の内の一つを貫通し、前記垂直方向に延長される複数の貫通電極と、を有し、前記複数の貫通電極は、前記第2領域において、前記第1水平方向に沿って一列に配置された複数の第1貫通電極を含み、前記複数の貫通電極は、前記複数の下部導電パターンの内から選択される第2下部導電パターンに接する1つの貫通電極を含み、前記1つの貫通電極は、前記周辺回路基板及び前記周辺回路領域を貫通し、前記第2下部導電パターンまで延長されることを特徴とする。
【0007】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による集積回路素子は、半導体層と、前記半導体層上に形成されたメモリスタック部と、前記メモリスタック部と垂直方向にオーバーラップされ前記メモリスタック部に電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターンを含むメモリセル配線部と、前記半導体層、前記メモリスタック部、及び前記メモリセル配線部を囲むメモリセル絶縁部と、を含むメモリ構造物と、周辺回路基板と、前記周辺回路基板上に形成された周辺回路領域と、前記周辺回路領域と前記メモリ構造物との間に配置され前記メモリセル配線部にボンディングされている周辺回路配線部と、を含む周辺回路構造物と、前記メモリスタック部と前記垂直方向にオーバーラップされる第1領域において、前記メモリセル配線部と前記周辺回路配線部との境界に沿って配置されてCuを含む複数の導電性ボンディング構造物と、前記メモリセル絶縁部と前記垂直方向にオーバーラップされる第2領域において、前記周辺回路配線部内に配置され、Al、W、及びCuの内から選択される少なくとも1つの金属を含む複数の下部導電パターンと、前記第2領域において、前記メモリセル絶縁部及び前記周辺回路基板の内の一つを貫通し、前記複数の下部導電パターンの内の1つの下部導電パターンに接する貫通電極と、を有し、前記複数の下部導電パターンは、前記複数の導電性ボンディング構造物を構成する第1下部導電パターンと、前記貫通電極に接する第2下部導電パターンと、を含み、前記第1下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、水平方向の幅が広くなる形状を有し、前記第2下部導電パターンは、前記メモリ構造物に近くなるほど、前記水平方向の幅が狭くなる形状を有することを特徴とする。

【発明の効果】
【0008】
本発明に係る集積回路素子によれば、メモリ構造物が、周辺回路構造物上部に配置されたCOP(cell over periphery)構造を有することにより、集積回路素子の水平方向面積が縮小され、集積度が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の実施形態による集積回路素子の概略構成を示すブロック図である。
図2】本発明の実施形態による集積回路素子の概略的な構造について説明するための斜視図である。
図3】本発明の他の実施形態による集積回路素子の概略的な構造について説明するための斜視図である。
図4A】本発明の実施形態による集積回路素子に含まれ得るメモリセルアレイの一部構成要素の例示的な構造を示す平面図である。
図4B図4AのA1-A1’線断面及びA2-A2’線断面の一部構成を示す断面図である。
図5A】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
図5B】本発明の技術的思想によるさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して図示した平面図である。
図6】本発明の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図7】本発明の他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図8】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図9】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図10】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図11】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図12】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図13】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図14A】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
図14B】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
図15】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図16】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図17】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図18】本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図19A】本発明の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図19B】本発明の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図19C】本発明の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図19D】本発明の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図20A】本発明の他の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図20B】本発明の他の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図20C】本発明の他の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明に係る集積回路素子を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【0011】
図面上の同一構成要素については、同一参照符号を使用し、それらに係わる重複説明は、省略する。
【0012】
図1は、本発明の実施形態による集積回路素子の概略構成を示すブロック図である。
図1を参照すると、集積回路素子10は、メモリセルアレイ20及び周辺回路30を含む。
メモリセルアレイ20は、複数のメモリセルブロック(BLK1、BLK2、…、BLKn)を含む。
複数のメモリセルブロック(BLK1、BLK2、…、BLKn)は、それぞれ複数のメモリセルを含む。
メモリセルブロック(BLK1、BLK2、…、BLKn)は、ビットラインBL、ワードラインWL、ストリング選択ラインSSL、及び接地選択ラインGSLを介して、周辺回路30に接続される。
【0013】
周辺回路30は、ロウデコーダ32、ページバッファ34、データ入出力回路36、及び制御ロジック38を含む。
図1には示していないが、周辺回路30は、入出力インターフェース、カラムロジック、電圧生成部、プリデコーダ、温度センサ、コマンドデコーダ、アドレスデコーダなどをさらに含み得る。
ロウデコーダ32、ページバッファ34、データ入出力回路36、及び制御ロジック38のような素子、及び/又は他の素子を含む周辺回路30は、ロジック回路を含むハードウェアのようなプロセッシング回路、ソフトウェアを実行するプロセッサのようなハードウェア/ソフトウェアの組み合わせ、又はそれらの組み合わせを含み得る。
【0014】
例えば、プロセッシング回路は、CPU(central processing unit)、ALU(arithmetic logic unit)、デジタル信号プロセッサ(digital signal processor)、マイクロコンピュータ、FPGA(field programmable gate array)、SOC(system-on-chip)、プログラマブルロジックユニット、マイクロプロセッサ、ASIC(application-specific integrated circuit)などをさらに含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
【0015】
メモリセルアレイ20は、ビットラインBLを介して、ページバッファ34に接続され、ワードラインWL、ストリング選択ラインSSL、及びグラウンド選択ラインGSLを介して、ロウデコーダ32に接続される。
メモリセルアレイ20において、複数のメモリセルブロック(BLK1、BLK2、…、BLKn)に含まれた複数のメモリセルは、それぞれフラッシュメモリセルでもある。
メモリセルアレイ20は、三次元メモリセルアレイを含んでもよい。
三次元メモリセルアレイは、複数のNANDストリングを含み、各NANDストリングは、基板上に垂直に積層された複数のワードラインWLにそれぞれ接続されたメモリセルを含む。
例示的な実施形態において、メモリセルアレイ20は、図4A及び図4Bを参照して後述するメモリスタックMSを含む。
【0016】
周辺回路30は、集積回路素子10の外部から、アドレスADDR、コマンドCMD、及び制御信号CTRLを受信し、集積回路素子10の外部にある装置とデータDATAを送受信する。
ロウデコーダ32は、外部からのアドレスADDRに応答し、複数のメモリセルブロック(BLK1、BLK2、…、BLKn)の内の少なくとも一つを選択し、選択されたメモリセルブロックのワードラインWL、ストリング選択ラインSSL、及び接地選択ラインGSLを選択する。
ロウデコーダ32は、選択されたメモリセルブロックのワードラインWLに、メモリ動作遂行のための電圧を伝達する。
ページバッファ34は、ビットラインBLを介して、メモリセルアレイ20に接続される。
ページバッファ34は、プログラム動作時には、書き込みドライバとして動作し、メモリセルアレイ20に保存するデータDATAによる電圧を、ビットラインBLに印加し、読み取り動作時には、感知増幅器として動作し、メモリセルアレイ20に保存されたデータDATAを感知する。
ページバッファ34は、制御ロジック38から提供される制御信号PCTLによって動作する。
【0017】
データ入出力回路36は、データラインDLsを介して、ページバッファ34とも接続される。
データ入出力回路36は、プログラム動作時、メモリコントローラ(図示せず)からデータDATAを受信し、制御ロジック38から提供されるカラムアドレス(C_ADDR)に基づいて、プログラムデータDATAをページバッファ34に提供する。
データ入出力回路36は、読み取り動作時、制御ロジック38から提供されるカラムアドレス(C_ADDR)に基づいて、ページバッファ34に保存された読み取りデータDATAを、メモリコントローラに提供する。
データ入出力回路36は、入力されるアドレス又は命令語を、制御ロジック38又はロウデコーダ32に伝達する。
集積回路素子10の周辺回路30は、ESD(electro static discharge)回路及びプルアップ/プルダウンドライバ(pull-up/pull-down driver)をさらに含んでもよい。
【0018】
制御ロジック38は、メモリコントローラから、コマンドCMD及び制御信号CTRLを受信する。
制御ロジック38は、ロウアドレス(R_ADDR)をロウデコーダ32に提供し、カラムアドレス(C_ADDR)をデータ入出力回路36に提供する。
制御ロジック38は、制御信号CTRLに応答し、集積回路素子10内で使用される各種内部制御信号を生成する。
例えば、制御ロジック38は、プログラム動作又は消去動作のようなメモリ動作遂行時、ワードラインWL及びビットラインBLに提供される電圧レベルを調節する。
【0019】
図2は、本発明の実施形態による集積回路素子の概略的な構造について説明するための斜視図である。
集積回路素子100は、図1に例示した集積回路素子10の具体的な具現例でもある。
図2を参照すると、集積回路素子100は、垂直方向(Z方向)にオーバーラップされているメモリ構造物MST及び周辺回路構造物PSTを含む。
【0020】
メモリ構造物MSTは、メモリセルアレイ20(図1)を含むメモリスタック部MSPと、メモリスタック部MSPに電気的に接続可能になるように構成されたメモリセル配線部C60と、メモリスタック部MSP及びメモリセル配線部C60を囲むメモリセル絶縁部C70と、を含む。
メモリセル絶縁部C70は、周辺回路構造物PSTと垂直にオーバーラップされる位置において、メモリスタック部MSPの少なくとも2個サイドを囲むように配置される。
【0021】
図2には、メモリセル絶縁部C70がメモリスタック部MSPのX方向での両側サイドと、Y方向での両側サイドとを覆うように、メモリスタック部MSPの4個サイドを囲むリング(ring)形状を有する場合を例示しているが、本発明の実施形態において、図2に例示したものに限定されるものではない。
メモリセル絶縁部C70は、メモリスタック部MSPのX方向両側サイドの内の少なくとも一つと、Y方向での両側サイドの内の少なくとも一つとを囲むように配置される。
【0022】
周辺回路構造物PSTは、周辺回路基板SUB、周辺回路基板SUB上に順次に形成された周辺回路領域P30、及び周辺回路配線部P80を含む。
周辺回路領域P30は、図1を参照して説明した周辺回路30を含み得る。
周辺回路配線部P80は、周辺回路基板SUBと周辺回路領域P30とに含まれた周辺回路30に電気的に接続可能になるように構成される。
周辺回路領域P30は、メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P80を挟んで、メモリスタック部MSPから垂直方向(Z方向)に離隔されている。
【0023】
集積回路素子100は、メモリ構造物MSTが、周辺回路構造物PST上部に配置されたCOP(cell over periphery)構造を有することにより、集積回路素子100の水平方向面積が縮小され、集積度が向上する。
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P80は、それぞれ複数の導電パターンと、複数の導電パターンの内、垂直方向に隣接した2個の導電パターンを相互接続するための複数のコンタクトプラグを含む。
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P80は、ボンディングによって相互に接している。
【0024】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P80それぞれの複数の導電パターンは、メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P80を相互ボンディングするための複数のボンディング用導電パターンを含む。
メモリセル配線部C60に含まれたボンディング用導電パターンと、周辺回路配線部P80に含まれたボンディング用導電パターンとがボンディングされた結果物である複数の導電性ボンディング構造物が、メモリセル配線部C60と周辺回路配線部P80との境界に沿って配置される。
メモリセル絶縁部C70と周辺回路配線部P80との境界には、導電性ボンディング構造物が配置されなくともよい。
【0025】
集積回路素子100は、メモリセル絶縁部C70を垂直方向に貫通する複数の貫通電極THVを含む。
複数の貫通電極THVは、それぞれメモリセル絶縁部C70を貫通する第1部分THVAと、周辺回路配線部P80の一部を貫通する第2部分THVBと、を含む。
複数の貫通電極THVは、それぞれ周辺回路配線部P80に含まれた複数の導電パターンの内から選択される一つの導電パターンに接続され、1つの導電パターンを介して、周辺回路領域P30にある周辺回路30(図1)に接続される。
【0026】
複数の貫通電極THVと、周辺回路領域P30にある周辺回路30(図1)との電気的接続経路には、メモリセル配線部C60に含まれたボンディング用導電パターンと、周辺回路配線部P80に含まれたボンディング用導電パターンとのボンディング結果物である導電性ボンディング構造物が存在しなくともよい。
従って、複数の貫通電極THVと、周辺回路領域P30にある周辺回路30(図1)との電気的接続経路において、導電性ボンディング構造物による抵抗増大を防止することができる。
【0027】
図3は、本発明の他の実施形態による集積回路素子200の概略的な構造について説明するための斜視図である。
集積回路素子200は、図1に例示した集積回路素子10の他の具体的な具現例でもある。
図3を参照すると、集積回路素子200は、図2に例示した集積回路素子100とほぼ同一の構成を有する。
ただし、集積回路素子200は、図2に例示した複数の貫通電極THVの代わりに、複数の貫通電極TSVを含む。
複数の貫通電極TSVは、メモリ構造物MSTは貫通せず、周辺回路構造物PSTのみを貫通する。
【0028】
複数の貫通電極TSVは、周辺回路構造物PST内において、メモリセル絶縁部C70と垂直にオーバーラップされる位置に配置される。
複数の貫通電極TSVは、それぞれ周辺回路基板SUBを貫通する第1部分TSVAと、周辺回路領域P30を貫通する第2部分TSVBと、周辺回路配線部P80の一部を貫通する第3部分TSVCとを含む。
例示的な実施形態において、複数の貫通電極TSVは、それぞれ周辺回路配線部P80に含まれた複数の導電パターンの内から選択される1つの導電パターンに接続される。
複数の貫通電極TSVは、それぞれ1つの導電パターンを介して、周辺回路領域P30にある周辺回路30(図1)に接続される。
【0029】
複数の貫通電極TSVと、周辺回路領域P30にある周辺回路30(図1)との電気的接続経路には、メモリセル配線部C60に含まれたボンディング用導電パターンと、周辺回路配線部P80に含まれたボンディング用導電パターンとのボンディング結果物である導電性ボンディング構造物が存在しなくともよい。
従って、複数の貫通電極TSVと、周辺回路領域P30にある周辺回路30(図1)との電気的接続経路において、導電性ボンディング構造物による抵抗増大を根本的に遮断することができる。
【0030】
例示的な実施形態において、集積回路素子は、貫通電極THV及び貫通電極TSVをいずれも含むことにより、周辺回路配線部P80が貫通電極THVに接続された周辺回路配線部P80に含まれる複数の導電パターンの内から選択される少なくとも1つの導電パターン、及び貫通電極TSVに接続された周辺回路配線部P80に含まれる複数の導電パターンの内から選択される少なくとも1つの導電パターンを含んでもよい。
【0031】
図4Aは、図1に例示したメモリセルアレイ20の一部構成要素の例示的な構造を示す平面図であり、図4Bは、図4AのA1-A1’線に沿った断面及びA2-A2’線に沿った断面の一部構成を示す断面図である。
図4A及び図4Bを参照すると、メモリセルアレイ20は、メモリセル領域MEC及び接続領域CONを有する半導体層102を含む。
【0032】
半導体層102は、図4BのX-Y平面に沿う水平方向に延長される主面(main surface)102Mを有する。
半導体層102は、単結晶半導体又は多結晶半導体からなる。
半導体層102は、Si、Ge、又はSiGeを含んでもよい。
接続領域CONは、メモリセル領域MECのエッジ側に隣接するようにも配置される。
図4A及び図4Bには、メモリセル領域MECの一側に配置された接続領域CONだけを図示しているが、メモリセル領域MECの第1水平方向(X方向)両側に、それぞれ接続領域CONが配置してもよい。
【0033】
半導体層102上には、メモリセル領域MEC及び接続領域CONにわたって延長されたメモリスタックMSが形成される。
メモリスタックMSは、メモリセル領域MECに配置された複数のワードラインWLと、接続領域CONに配置され、複数のワードラインWLに一体に接続された複数のパッド領域112と、を含む。
複数のワードラインWLは、半導体層102の主面102Mに平行な水平方向に延長され、垂直方向(Z方向)に相互にオーバーラップされる。
複数のパッド領域112は、接続領域CONにおいて、階段型接続部110を構成する。
【0034】
複数のワードラインWLは、接地選択ラインGSLとストリング選択ラインSSLとを含む。
メモリセル領域MECにおいて、垂直方向(Z方向)に相互にオーバーラップされる複数のワードラインWLの積層数は、少なくとも48層、64層、又は96層でもあるが、複数のワードラインWLの積層数は、上記例示したものに限定されるものではない。
複数のワードラインカット領域WLCが、半導体層102の主面102Mに平行な第1水平方向(X方向)に延長される。
複数のワードラインカット領域WLCは、第2水平方向(Y方向)において、複数のワードラインWLそれぞれの幅を限定する。
【0035】
半導体層102には、複数の共通ソース領域(図示せず)がX方向に沿って延長されるように形成される。
一部実施形態において、複数の共通ソース領域は、n型不純物が高濃度にドーピングされた不純物領域である。
複数の共通ソース領域は、垂直型メモリセルに電流を供給するソース領域として機能する。
複数の共通ソース領域上において、複数の共通ソースパターンCSPがX方向に沿っても延長される。
複数の共通ソースパターンCSPは、ワードラインカット領域WLCの一部を充填するように形成される。
ワードラインカット領域WLC内において、共通ソースパターンCSPは、絶縁スペーサ120によって包囲される。
絶縁スペーサ120は、酸化膜、窒化膜、又はそれらの組み合わせからなる。
【0036】
Y方向に隣接する2本のストリング選択ラインSSLは、ストリング選択ラインカット領域SSLCを挟んで相互離隔される。
ストリング選択ラインカット領域SSLCは、絶縁膜122によって充填される。
絶縁膜122は、酸化膜、窒化膜、又はそれらの組み合わせからなる。
複数のワードラインWL、及び複数のパッド領域112は、それぞれ金属、金属シリサイド、不純物がドーピングされた半導体、又はそれらの組み合わせからなる。
例えば、複数のワードラインWLは、それぞれW、Ni、Co、Taのような金属、タングステンシリサイド、ニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、タンタルシリサイドのような金属シリサイド、不純物がドーピングされたポリシリコン、又はそれらの組み合わせを含み得る。
【0037】
半導体層102と接地選択ラインGSLとの間、そして複数のワードラインWLそれぞれの間には、複数の絶縁膜124が介在される。
複数の絶縁膜124において、半導体層102に最も近い絶縁膜124は、他の絶縁膜124よりさらに薄い膜厚を有し得る。
複数の絶縁膜124において、半導体層102から最も遠い絶縁膜124は、ストリング選択ラインSSLの上面を覆う。
複数の絶縁膜124は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、又はSiONからなる。
【0038】
メモリセル領域MECにおいて、複数のチャネル構造物130が、複数のワードラインWL、及び複数の絶縁膜124を貫通し、垂直方向(Z方向)に延長される。
複数のチャネル構造物130は、X方向及びY方向に沿い、所定の間隔で間に置き、相互離隔されて配列される。
複数のチャネル構造物130は、それぞれゲート誘電膜132、チャネル領域134、埋め込み絶縁膜136、及びドレイン領域138を含む。
チャネル領域134は、ドーピングされたポリシリコン、及び/又はドーピングされていないポリシリコンを含み得る。
チャネル領域134は、シリンダ形状を有する。
チャネル領域134の内部空間は、埋め込み絶縁膜136によって充填される。
【0039】
埋め込み絶縁膜136は、絶縁物質からなる。
例えば、埋め込み絶縁膜136は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、SiON、又はそれらの組み合わせからなる。
ドレイン領域138は、不純物がドーピングされたポリシリコン、金属、導電性金属窒化物、又はそれらの組み合わせからなる。
ドレイン領域138を構成することができる金属の例として、W、Ni、Co、Taなどを挙げることができる。
複数のドレイン領域138は、絶縁膜137によって相互絶縁される。
絶縁膜137は、酸化膜、窒化膜、又はそれらの組み合わせからなる。
【0040】
メモリセル領域MECにおいて、複数のワードラインWL上、及び複数のチャネル構造物130上には、複数のビットラインBLが配置される。
複数のビットラインBLは、相互平行に配置され、Y方向に沿って長く延長される。
複数のチャネル構造物130と、複数のビットラインBLとの間には、複数のビットラインコンタクトパッド142が介在する。
ドレイン領域138は、ビットラインコンタクトパッド142を介して、複数のビットラインBLの内、対応する1本のビットラインBLに接続される。
複数のビットラインコンタクトパッド142は、絶縁膜143によって相互絶縁される。
【0041】
複数のビットラインBLは、絶縁膜145によって相互絶縁される。
複数のビットラインコンタクトパッド142、及び複数のビットラインBLは、それぞれ金属、金属窒化物、又はそれらの組み合わせからなる。
例えば、複数のビットラインコンタクトパッド142、及び複数のビットラインBLは、それぞれW、Ti、Ta、Cu、Al、Ti、TiN、TaN、WN、又はそれらの組み合わせからなる。
絶縁膜143及び絶縁膜145は、それぞれ酸化膜、窒化膜、又はそれらの組み合わせからなる。
【0042】
接続領域CONにおいて、半導体層102と絶縁膜137との間には、階段型接続部110を覆う絶縁膜114が配置される。
絶縁膜114は、複数のパッド領域112を覆う。
接続領域CONにおいて、複数のコンタクトプラグ116が階段型接続部110に接続される。
複数のコンタクトプラグ116は、複数のパッド領域112から、絶縁膜(114、137、143)を貫通し、垂直方向(Z方向)に沿って延長される。
複数のコンタクトプラグ116上には、複数の配線層MAが形成される。
複数の配線層MAは、複数のコンタクトプラグ116に接続される。
複数の配線層MAは、それぞれ複数のコンタクトプラグ116を介して、ワードラインWLに電気的に接続可能になるように構成される。
【0043】
複数の配線層MAは、複数のビットラインBLと同一レベルに形成される。
ここで、用語「レベル」は、半導体層102の主面102Mから、垂直方向(Z方向又は-Z方向)に沿った距離を意味する。
接続領域CONにおいて、複数の配線層MAは、絶縁膜145によって相互絶縁される。
複数のコンタクトプラグ116、及び複数の配線層MAは、それぞれW、Ti、Ta、Cu、Al、Ti、TiN、TaN、WN、又はそれらの組み合わせからなる。
【0044】
図5Aは、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
集積回路素子300Aは、図2に例示した集積回路素子100とほぼ同一構成を有する。
集積回路素子300Aは、複数の貫通電極THVを含む。
ただし、複数の貫通電極THVは、メモリ構造物MSTに含まれたメモリスタック部MSPの4個サイドを囲むようにも配置される。
複数の貫通電極THVの内の一部である複数の貫通電極THV1は、メモリスタック部MSPに含まれた複数のビットラインBLの延長方向(Y方向)に沿い、一列に配置される。
複数の貫通電極THVの内の他の一部である複数の貫通電極THV2は、メモリスタック部MSPに含まれた複数のビットラインBLの幅方向(X方向)に沿い、一列に配置される。
【0045】
図5Bは、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
集積回路素子300Bは、図5Aに例示した集積回路素子300Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子300Bにおいて、複数の貫通電極THVは、メモリ構造物MSTに含まれたメモリスタック部MSPの3つのサイドを囲むように配置される。
図5A及び図5Bには、メモリ構造物MSTのメモリスタック部MSPの少なくとも3つのサイドを囲むように配置されている構成を例示しているが、本発明の実施形態において、図5A及び図5Bに例示したものに限定されるものではない。
例えば、複数の貫通電極THVは、メモリスタック部MSPの1つのサイド又は2つのサイドを囲むようにも配置され得る。
【0046】
図6は、本発明の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図6を参照すると、集積回路素子400Aは、相互ボンディング結合されたメモリ構造物M4A及び周辺回路構造物P4Aを含む。
【0047】
メモリ構造物M4Aは、メモリスタック部MSPと、メモリセル配線部C60と、メモリスタック部MSP、及びメモリセル配線部C60を囲むメモリセル絶縁部C70と、を含む。
メモリスタック部MSPは、メモリスタックMSを含む。
メモリスタックMSに関連する詳細な構成は、図4A及び図4Bを参照して説明した通りである。
図6には、図面の簡略化のために、メモリスタックMSの一部構成の図示が省略されている。
【0048】
メモリセル配線部C60は、メモリスタック部MSPのメモリスタックMSに電気的に接続可能になるように構成された複数の上部導電パターン(M152、B162)を含む。
複数のビットラインBLと上部導電パターンM152との間、及び複数の配線層MAと上部導電パターンM152との間には、複数のコンタクトプラグC154が配置され、上部導電パターンM152と上部導電パターンB162との間には、複数のコンタクトプラグC164が配置される。
メモリセル絶縁部C70は、酸化膜、窒化膜、ポリマー膜、又はそれらの組み合わせからなる。
メモリセル絶縁部C70は、メモリスタックMSを覆う絶縁膜114と一体に接続される。
【0049】
周辺回路構造物P4Aは、周辺回路基板SUB、周辺回路基板SUB上に順次に形成された周辺回路領域P30、及び周辺回路配線部P80を含む。
周辺回路基板SUBは、メモリスタック部MSPと垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる第1領域A1と、メモリセル絶縁部C70と垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる第2領域A2と、を含む。
周辺回路基板SUBは、X-Y平面に沿う水平方向に延長される主面SMを有する。
例示的な実施形態において、周辺回路基板SUBは、Si、Ge、又はSiGeを含み得る。
他の例示的な実施形態において、周辺回路基板SUBは、ポリシリコン膜、SOI(silicon-on-insulator)構造、又はGeOI(germanium-on-insulator)構造を含み得る。
【0050】
周辺回路領域P30には、図1を参照して説明した周辺回路30が形成される。
周辺回路領域P30は、周辺回路基板SUBの活性領域上に形成された複数のトランジスタTRを含む。
複数のトランジスタTRは、それぞれゲートPGと、ゲートPGの両側において、周辺回路基板SUBの活性領域内に形成されたソース/ドレイン領域(図示せず)を含む。
周辺回路基板SUBとゲートPGとの間に,ゲート絶縁膜204が介在し、ゲートPGの両側壁は、絶縁スペーサ210によって覆われる。
複数のトランジスタTR上に、複数のコンタクトプラグ220が接続される。
周辺回路領域P30は、抵抗、キャパシタのような単位素子をさらに含み得る。
【0051】
周辺回路配線部P80は、周辺回路領域P30とメモリ構造物M4Aとの間に配置される。
周辺回路配線部P80は、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
多層配線構造の層数は、図6に例示しているものに限定されるものではなく、必要によっては、多様な層数の多層配線構造を有することができる。
複数の下部導電パターン(M252、M262、B272)と、複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)との内の少なくとも一部は、周辺回路領域P30にある複数のトランジスタTRに電気的に接続される。
複数のコンタクトプラグ220、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)は、それぞれ金属、導電性金属窒化物、金属シリサイド、又はそれらの組み合わせからなる。
【0052】
例示的な実施形態において、複数のコンタクトプラグ220、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)は、それぞれW、Al、Cu、Mo、Ti、Co、Ta、Ni、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、タンタルシリサイド、ニッケルシリサイド、又はそれらの組み合わせを含み得る。
例えば、複数のコンタクトプラグ220、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)は、それぞれW、Al、又はCuからなる金属パターンと、金属パターンを囲む導電性バリア膜とを含み得る。
【0053】
導電性バリア膜は、Ti、TiN、Ta、TaN、又はそれらの組み合わせからなる。
周辺回路領域P30及び周辺回路配線部P80に含まれた導電領域は、層間絶縁膜290によって覆われる。
層間絶縁膜290は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、SiON、又はSiOCNを含み得る。
【0054】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P80は、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と周辺回路配線部P80との境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
複数の導電性ボンディング構造物BSは、それぞれメモリセル配線部C60に含まれた上部導電パターンB162と、周辺回路配線部P80に含まれた下部導電パターンB272とのボンディング結果物からなる。
複数の導電性ボンディング構造物BSそれぞれを構成する上部導電パターンB162と下部導電パターンB272は、それらの間を区分する境界なしに、相互一体に結合された構造を有することができる。
【0055】
半導体層102の背面102Bと、メモリセル絶縁部C70の背面C70Bは、絶縁膜430によって覆われる。
絶縁膜430は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はポリマー膜からなる。
絶縁膜430上には、導電性パッド440が形成される。
導電性パッド440は、絶縁膜430を挟んで、メモリ構造物M4Aと離隔される。
導電性パッド440は、メモリ構造物M4Aの外部において、X-Y平面に沿う水平方向に延長される。
導電性パッド440は、メモリスタックMSと垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる部分を含まなくともよい。
【0056】
例示的な実施形態において、導電性パッド440は、第1導電膜及び第2導電膜の積層構造を含み得る。
第1導電膜は、Ti、Cu、Ni、Au、NiV、NiP、TiNi、TiW、TaN、Al、Pd、CrCu、又はそれらの組み合わせからなる。
例えば、第1導電膜は、Cr/Cu/Au積層構造、Cr/CrCu/Cu積層構造、TiWCu化合物、TiWCu/Cu積層構造、Ni/Cu積層構造、NiV/Cu積層構造、Ti/Ni積層構造、Ti/NiP積層構造、TiWNiV化合物、Al/Ni/Au積層構造、Al/NiP/Au積層構造、Ti/TiNi/CuNi化合物の積層構造、Ti/Ni/Pd積層構造、Ni/Pd/Au積層構造、又はNiP/Pd/Au積層構造からなる。
第2導電膜は、Ni、Cu、Al、又はそれらの組み合わせからなる。
【0057】
第2領域A2には、絶縁膜430及びメモリセル絶縁部C70を貫通し、周辺回路配線部P80まで垂直方向(Z方向)に延長された貫通電極THV4が配置される。
貫通電極THV4は、周辺回路配線部P80に含まれた層間絶縁膜290の一部を貫通し、下部導電パターンM262まで延長される。
貫通電極THV4の一端部は、下部導電パターンM262に接し、貫通電極THV4の他端部は、導電性パッド440に接する。
貫通電極THV4は、W、Au、Ag、Cu、Al、TiAlN、WN、Ir、Pt、Pd、Ru、Zr、Rh、Ni、Co、Cr、Sn、及びZnの内から選択される少なくとも1つの金属を含み得る。
例示的な実施形態において、貫通電極THV4は、Wからなる金属膜と、金属膜を囲む導電性バリア膜と、を含む。
導電性バリア膜は、Ti、TiN、Ta、TaN、又はそれらの組み合わせからなる。
【0058】
図6には、1個の貫通電極THV4が例示されているが、集積回路素子400Aは、第2領域A2から、絶縁膜430及びメモリセル絶縁部C70を貫通し、周辺回路配線部P80まで垂直方向(Z方向)に延長される複数の貫通電極THV4を含んでもよい。
複数の貫通電極THV4は、図5A又は図5Bを参照し、複数の貫通電極THVについて説明したように、メモリスタック部MSPに含まれた複数のビットラインBLの延長方向(Y方向)に沿って一列に配置される複数の貫通電極THV1と、複数のビットラインBLの幅方向(X方向)に沿って一列に配置される複数の貫通電極THV2と、を含み得る。
【0059】
周辺回路配線部P80において、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、互いに異なるレベルに形成される。
ここで、用語「レベル」は、周辺回路基板SUBの主面SMから、垂直方向(Z方向又は-Z方向)に沿った距離を意味する。
周辺回路基板SUBの主面SMから、導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272までの最短距離は、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262までの最短距離より長くなる。
導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、メモリセル配線部C60と周辺回路配線部P80との境界410に沿って配置され、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262は、メモリセル配線部C60と周辺回路配線部P80との境界410から、周辺回路基板SUBに近くなる方向に離隔される。
【0060】
貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、互いに異なる金属を含み得る。
例示的な実施形態において、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262は、Alを含み、導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、Cuを含み得る。
貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、垂直方向(Z方向)断面形状が互いに異なり得る。
例示的な実施形態において、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM262は、メモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が狭くなる断面形状を有し、導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、メモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有する。
【0061】
貫通電極THV4と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路には、導電性ボンディング構造物BSが存在しなくともよい。
従って、貫通電極THV4と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路において、導電性ボンディング構造物BSによる抵抗増大を防止することができる。
特に、貫通電極THV4が、図1を参照して説明したデータ入出力回路36、ESD回路、プルアップ/プルダウンドライバのように、データ、アドレス又は命令を入出力するために使用される回路、又は抵抗に敏感な回路に接続される場合、貫通電極THV4を経由する電気的接続経路での抵抗を低減させることにより、集積回路素子400Aの信頼性を向上させることができる。
【0062】
図7は、本発明の他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図7を参照すると、集積回路素子400Bは、図6を参照して説明した集積回路素子400Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子400Bは、絶縁膜430上に形成された導電性パッド450を含む。
【0063】
導電性パッド450は、図6を参照して説明した導電性パッド440とほぼ同一構成を有する。
ただし、導電性パッド450は、メモリスタックMSと垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる部分を含む。
従って、導電性パッド450が、メモリ構造物M4Aより水平方向外側に延長される面積を狭めることができ、それにより、導電性パッド450によるチップの平面サイズ増大を抑制することができる。
従って、集積回路素子400Bを含むチップの平面サイズを縮小させることに寄与することができる。
【0064】
図8は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図8を参照すると、集積回路素子400Cは、図6を参照して説明した集積回路素子400Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子400Cの周辺回路構造物P4Cは、周辺回路配線部P84を含む。
【0065】
周辺回路配線部P84は、複数の下部導電パターン(M252、M462、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P84は、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と、周辺回路配線部P84との境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
第2領域A2において、貫通電極THV4が、絶縁膜430及びメモリセル絶縁部C70を貫通し、周辺回路配線部P84まで垂直方向(Z方向)に延長される。
貫通電極THV4は、周辺回路配線部P84に含まれた下部導電パターンM462まで延長される。
貫通電極THV4の一端部は、下部導電パターンM462に接する。
【0066】
貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM462と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、互いに異なるレベルに形成される。
周辺回路基板SUBの主面SMから、導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272までの最短距離は、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM462までの最短距離より長くなる。
【0067】
貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM462と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、同一金属を含み得る。
例示的な実施形態において、貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM462と、導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、それぞれCuを含み得る。
貫通電極THV4の一端部に接する下部導電パターンM462と、導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、それぞれメモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有する。
【0068】
図9は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図9を参照すると、集積回路素子400Dは、図8を参照して説明した集積回路素子400Cとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子400Dは、絶縁膜430上に形成された導電性パッド450を含む。
導電性パッド450は、メモリスタックMSと垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる部分を含む。
【0069】
図10は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図10を参照すると、集積回路素子500Aは、図6を参照して説明した集積回路素子400Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子500Aの周辺回路構造物P5Aは、周辺回路配線部P85Aを含む。
周辺回路配線部P85Aは、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272、B574)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
【0070】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P85Aは、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と、周辺回路配線部P85Aとの境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
第2領域A2において、貫通電極THV5が、絶縁膜430及びメモリセル絶縁部C70を貫通し、周辺回路配線部P85Aまで垂直方向(Z方向)に延長される。
貫通電極THV5は、周辺回路配線部P85Aに含まれた下部導電パターンB574まで延長される。
貫通電極THV5の一端部は、下部導電パターンB574に接し、貫通電極THV5の他端部は、導電性パッド440に接する。
貫通電極THV5に関連するさらに詳細な構成は、図6を参照して貫通電極THV4について説明したものとほぼ同一である。
【0071】
下部導電パターンB574及び下部導電パターンB272は、同一レベルに形成され得る。
周辺回路基板SUBの主面SMから、下部導電パターンB272までの最短距離と、下部導電パターンB574までの最短距離は、およそ同一であるか、あるいは近似し得る。
下部導電パターンB574及び下部導電パターンB272は、同一金属を含み得る。
例示的な実施形態において、下部導電パターンB574及び下部導電パターンB272は、それぞれCuを含み得る。
下部導電パターンB574及び下部導電パターンB272は、それぞれメモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有する。
貫通電極THV5と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路には、導電性ボンディング構造物BSが存在しなくともよい。
従って、貫通電極THV5と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路において、導電性ボンディング構造物BSによる抵抗増大を防止することができる。
【0072】
図11は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図11を参照すると、集積回路素子500Bは、図10を参照して説明した集積回路素子500Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子500Bは、絶縁膜430上に形成された導電性パッド450を含む。
導電性パッド450は、メモリスタックMSと垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる部分を含む。
【0073】
図12は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図12を参照すると、集積回路素子500Cは、図6を参照して説明した集積回路素子400Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子500Cの周辺回路構造物P5Cは、周辺回路配線部P85Cを含む。
周辺回路配線部P85Cは、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272、M574)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
【0074】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P85Cは、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と周辺回路配線部P85Cとの境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
第2領域A2において、貫通電極THV5が、絶縁膜430及びメモリセル絶縁部C70を貫通し、周辺回路配線部P85Cまで垂直方向(Z方向)に延長される。
貫通電極THV5は、周辺回路配線部P85Cに含まれた下部導電パターンM574まで延長される。
貫通電極THV5の一端部は、下部導電パターンM574に接する。
【0075】
下部導電パターンM574と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、同一レベルに形成される。
周辺回路基板SUBの主面SMから、下部導電パターンB272までの最短距離と、下部導電パターンM574までの最短距離は、およそ同一であるか、あるいは近似し得る。
下部導電パターンM574及び下部導電パターンB272は、同一金属を含み得る。
例示的な実施形態において、下部導電パターンM574及び下部導電パターンB272は、それぞれCuを含み得る。
下部導電パターンM574及び下部導電パターンB272は、垂直方向(Z方向)断面形状が互いに異なり得る。
例示的な実施形態において、下部導電パターンM574は、メモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が狭くなる断面形状を有し、下部導電パターンB272は、メモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有する。
【0076】
図13は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図13を参照すると、集積回路素子500Dは、図12を参照して説明した集積回路素子500Cとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子500Dは、絶縁膜430上に形成された導電性パッド450を含む。
導電性パッド450は、メモリスタックMSと垂直方向(Z方向)にオーバーラップされる部分を含む。
【0077】
図6図13に例示した集積回路素子(400A、400B、400C、400D、500A、500B、500C、500D)は、それぞれ図5Aに例示した集積回路素子300A、又は図5Bに例示した集積回路素子300Bの一部であり得る。
【0078】
図14Aは、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
集積回路素子600Aは、図3に例示した集積回路素子200とほぼ同一構成を有する。
集積回路素子600Aは、メモリ構造物MSTは貫通せず、周辺回路構造物PSTのみを貫通する複数の貫通電極TSVを含む。
【0079】
複数の貫通電極TSVは、周辺回路構造物PSTの周辺回路基板SUB及び周辺回路領域P30を完全に貫通し、周辺回路配線部P80を一部貫通するように、垂直方向(Z方向)に延長される。
ただし、複数の貫通電極TSVは、周辺回路構造物PSTの4つのサイドを囲むように配置される。
複数の貫通電極TSVの内の一部である複数の貫通電極TSV1は、メモリスタック部MSPに含まれた複数のビットラインBLの延長方向(Y方向)に沿い、一列に配置される。
複数の貫通電極TSVの内の他の一部である複数の貫通電極TSV2は、メモリスタック部MSPに含まれた複数のビットラインBLの幅方向(X方向)に沿い、一列に配置される。
複数の貫通電極TSVに関連するさらに詳細な構成は、図3を参照して説明したものとほぼ同一である。
【0080】
図14Bは、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の一部構成要素を分解して示す平面図である。
集積回路素子600Bは、図14Aに例示した集積回路素子600Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子600Bにおいて、複数の貫通電極TSVは、周辺回路構造物PSTの3つのサイドを囲むように配置される。
【0081】
図14A及び図14Bには、複数の貫通電極TSVが、周辺回路構造物PSTの少なくとも3つのサイドを囲むように配置されている構成を例示しているが、本発明の実施形態において、図14A及び図14Bに例示したものに限定されるものではない。
例えば、複数の貫通電極TSVは、周辺回路構造物PSTの1つのサイド又は2つのサイドを囲むようにも配置され得る。
【0082】
図15は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図15を参照すると、集積回路素子700Aは、図6を参照して説明した集積回路素子400Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子700Aは、周辺回路基板SUBの背面SBを覆う絶縁膜730を含む。
【0083】
絶縁膜730上には、導電性パッド740が形成される。
導電性パッド740は、絶縁膜730を挟んで、周辺回路基板SUBと離隔される。
集積回路素子700Aにおいて、周辺回路構造物P7Aの周辺回路配線部P87Aは、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
第2領域A2には、絶縁膜730、周辺回路基板SUB及び周辺回路領域P30を貫通し、周辺回路配線部P87Aまで垂直方向(Z方向)に延長された貫通電極TSV7が配置される。
【0084】
貫通電極TSV7は、周辺回路配線部P87Aに含まれた下部導電パターンM262まで延長される。
貫通電極TSV7の一端部は、下部導電パターンM262に接し、貫通電極TSV7の他端部は、導電性パッド740に接する。
絶縁膜730、導電性パッド740、及び貫通電極TSV7に関連するさらに詳細な構成は、図6を参照して絶縁膜430、導電性パッド440、及び貫通電極THV4について説明したものとほぼ同一である。
【0085】
図15には、第2領域A2に、1個の貫通電極TSV7が例示されているが、集積回路素子700Aは、第2領域A2から、絶縁膜730、周辺回路基板SUB、及び周辺回路領域P30を貫通し、周辺回路配線部P87Aまで垂直方向(Z方向)に延長された複数の貫通電極TSV7を含み得る。
複数の貫通電極TSV7は、図14A又は図14Bを参照し、複数の貫通電極TSVについて説明したように、複数のビットラインBLの延長方向(Y方向)に沿って一列に配置される複数の貫通電極TSV1と、複数のビットラインBLの幅方向(X方向)に沿って一列に配置される複数の貫通電極TSV2と、を含み得る。
【0086】
貫通電極TSV7の一端部に接する下部導電パターンM262と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、互いに異なるレベルに形成され得、互いに異なる金属を含み得る。
また、下部導電パターンM262は、メモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が狭くなる断面形状を有し、下部導電パターンB272は、メモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有し得る。
貫通電極TSV7と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路には、導電性ボンディング構造物BSが存在しなくともよい。
従って、貫通電極TSV7と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路において、導電性ボンディング構造物BSによる抵抗増大を防止することができる。
【0087】
また、貫通電極TSV7は、メモリ構造物M4Aは貫通せず、周辺回路構造物P7Aを貫通するように構成されているので、メモリスタックMSにおいてにおいて、集積度向上のために、ワードラインWLの積層数が増加し、ワードラインWLに接続されるコンタクトの数、及び配線の数が増加して、メモリスタックMSの垂直方向の高さ増大と関係なく、貫通電極TSV7の垂直方向長さが一定に維持される。
従って、ワードラインWLの積層数が増加し、メモリスタックMSの垂直方向の高さが高くなっても、データ、アドレス又は命令を入出力するために使用される回路、又は抵抗に敏感な回路から、外部に接続される電気的接続経路において、一定抵抗値を維持することができる。
【0088】
図16は、本発明のさらに他の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図16を参照すると、集積回路素子700Bは、図15を参照して説明した集積回路素子700Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子700Bにおいて、周辺回路構造物P7Bの周辺回路配線部P87Bは、複数の下部導電パターン(M252、M762、B272)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
【0089】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P87Bは、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と、周辺回路配線部P87Bとの境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
第2領域A2において、貫通電極TSV7の一端部は、下部導電パターンM762に接する。
貫通電極TSV7の一端部に接する下部導電パターンM762と、複数の導電性ボンディング構造物BSを構成する下部導電パターンB272は、互いに異なるレベルに形成される。
下部導電パターンM762及び下部導電パターンB272は、同一金属を含み得る。
下部導電パターンM762及び下部導電パターンB272は、それぞれメモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有し得る。
【0090】
図17は、本発明の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図17を参照すると、集積回路素子800Aは、図15を参照して説明した集積回路素子700Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子800Aにおいて、周辺回路構造物P8Aの周辺回路配線部P88Aは、複数の下部導電パターン(M252、M262、M264、B272、B874)、及び複数のコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
【0091】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P88Aは、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と、周辺回路配線部P88Aとの境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
第2領域A2において、貫通電極TSV8が、絶縁膜730、周辺回路基板SUB及び周辺回路領域P30を貫通し、周辺回路配線部P88Aまで垂直方向(Z方向)に延長される。
貫通電極TSV8の一端部は、下部導電パターンB874に接する。
貫通電極TSV8に関連するさらに詳細な構成は、図6を参照して貫通電極THV4について説明したものとほぼ同一である。
【0092】
下部導電パターンB874及び下部導電パターンB272は、同一レベルに形成される。
下部導電パターンB874及び下部導電パターンB272は、同一金属を含み得る。
下部導電パターンB874及び下部導電パターンB272は、それぞれメモリ構造物M4Aに近くなるほど、X-Y平面に沿う水平方向の幅が広くなる断面形状を有する。
貫通電極TSV8と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路には、導電性ボンディング構造物BSが存在しなくともよい。
従って、貫通電極TSV8と、周辺回路領域P30にある周辺回路との電気的接続経路において、導電性ボンディング構造物BSによる抵抗増大を防止することができる。
【0093】
また、貫通電極TSV8は、メモリ構造物M4Aは貫通せず、周辺回路構造物P8Aを貫通するように構成されているので、メモリスタックMSにおいて、集積度向上のために、ワードラインWLの積層数が増加し、ワードラインWLに接続されるコンタクトの数及び配線の数が増加しても、メモリスタックMSの垂直方向の高さ増大と関係なく、貫通電極TSV8の垂直方向長さが一定に維持される。
従って、ワードラインWLの積層数が増加し、メモリスタックMSの垂直方向の高さが高くなっても、データ、アドレス又は命令を入出力するために使用される回路、又は抵抗に敏感な回路から、外部に接続される電気的接続経路において、一定抵抗値を維持することができる。
【0094】
図18は、本発明の実施形態による集積回路素子の概略構成について説明するための断面図である。
図18を参照すると、集積回路素子800Bは、図17を参照して説明した集積回路素子800Aとほぼ同一構成を有する。
ただし、集積回路素子800Bにおいて、周辺回路構造物P8Bの周辺回路配線部P88Bは、複数の下部導電パターン(M252、M262、B272、M574)及びコンタクトプラグ(C254、C264、C274)を含む多層配線構造を有する。
【0095】
メモリセル配線部C60及び周辺回路配線部P88Bは、相互ボンディングされる。
第1領域A1において、相互ボンディングされたメモリセル配線部C60と、周辺回路配線部P88Bとの境界410に沿い、複数の導電性ボンディング構造物BSが配置される。
第2領域A2において、貫通電極TSV8の一端部は、下部導電パターンM574に接する。
下部導電パターンM574に関連するさらに詳細な説明は図12を参照して説明した通りである。
【0096】
図15図18を参照して説明した集積回路素子(700A、700B、800A、800B)は、それぞれ図14Aに例示した集積回路素子600A、又は図14Bに例示した集積回路素子600Bの一部を構成し得る。
【0097】
図19A図19Dは、本発明の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図19A図19Dを参照し、図6に例示した集積回路素子400Aの製造方法について説明する。
【0098】
図19Aを参照すると、基板910上にメモリスタック部MSP、メモリセル配線部C60、及びメモリセル絶縁部C70を含むメモリ構造物M4Aを形成する。
基板910は、シリコンからなる。
例示的な実施形態において、半導体層102は、基板910上に、蒸着工程によって形成されたポリシリコンからなる。
他の例示的な実施形態において、半導体層102は、基板910と一体に形成されたシリコン膜からなる。
【0099】
図19Bを参照すると、周辺回路基板SUB上に、周辺回路領域P30及び周辺回路配線部P80が積層された周辺回路構造物P4Aを形成した後、周辺回路構造物P4Aの周辺回路配線部P80と、メモリ構造物M4Aのメモリセル配線部C60及びメモリセル絶縁部C70とが互いに対向するように、周辺回路基板SUB及び基板910を整列させる。
【0100】
図19Cを参照すると、メモリセル配線部C60及びメモリセル絶縁部C70と、周辺回路配線部P80とのボンディング工程を実行し、複数の導電性ボンディング構造物BSを形成する。
例示的な実施形態において、ボンディング工程を実行するために、メモリセル配線部C60及びメモリセル絶縁部C70と、周辺回路配線部P80とが互いに対面する状態で接触させた後、圧力をかけながら熱処理する。
熱処理は、約180℃~300℃の温度で実行される。
相互接触された上部導電パターンB162及び下部導電パターンB272それぞれを構成する金属が、ボンディング工程中、熱処理によってリフローされながら、相互接触された上部導電パターンB162及び下部導電パターンB272がそれらの間で境界なしに一体に結合され、導電性ボンディング構造物BSが形成される。
【0101】
図19Dを参照すると、図19Cの結果物から、基板910をグラインディング(grinding)によって除去し、半導体層102及びメモリセル絶縁部C70を露出させ、半導体層102の背面102Bと、メモリセル絶縁部C70の背面C70Bとを覆う絶縁膜430を形成する。
その後、第2領域A2において、絶縁膜430、メモリセル絶縁部C70、及び層間絶縁膜290の一部を貫通し、下部導電パターンM262を露出させる貫通ホールTVHを形成する。
その後、貫通ホールTVHを充填する貫通電極THV4を形成し、絶縁膜430上に導電性パッド440を形成し、図6に例示した集積回路素子400Aを製造する。
【0102】
図20A図20Cは、本発明の他の実施形態による集積回路素子の製造方法について説明するために工程順序に沿って示す概略断面図である。
図20A図20Cを参照し、図15に例示した集積回路素子700Aの製造方法について説明する。
【0103】
図20Aを参照すると、図19Aを参照して説明したような方法で、基板910上にメモリ構造物M4Aを形成した後、図19Bを参照して説明したものと類似した方法で、周辺回路基板SUB上に、周辺回路領域P30及び周辺回路配線部P87Aが積層された周辺回路構造物P7Aを形成し、周辺回路構造物P7Aの周辺回路配線部P87Aと、メモリ構造物M4Aのメモリセル配線部C60、及びメモリセル絶縁部C70とが互いに対向するように、周辺回路基板SUB及び基板910を整列させる。
【0104】
図20Bを参照すると、図19Cを参照して説明したものと類似した方法で、メモリセル配線部C60及びメモリセル絶縁部C70と、周辺回路配線部P87Aとのボンディング工程を実行する。
【0105】
図20Cを参照すると、その後、図20Bの結果物から、基板910をグラインディングによって除去し、周辺回路基板SUBの背面SBを覆う絶縁膜730を形成した後、第2領域A2において、絶縁膜730、周辺回路基板SUB及び周辺回路領域P30を貫通し、周辺回路配線部P87Aに含まれた下部導電パターンM262を露出させる貫通ホールTSHを形成する。
その後、貫通ホールTSHを充填する貫通電極TSV7を形成し、絶縁膜730上に導電性パッド740を形成し、図15に例示した集積回路素子700Aを製造する。
【0106】
図19A図19D、及び図20A図20Cを参照し、図6に例示した集積回路素子400A、及び図15に例示した集積回路素子700Aの製造方法について説明したが、本発明の実施形態の範囲内において、多様な変形及び変更を加え、図19A図19D、及び図20A図20Cを参照して説明したものから、図2図3図5A図5B図7図13図14A図14B図16図18に例示した集積回路素子、そしてそれらと類似した構造を有する多様な集積回路素子を製造することができるということは、当業者であるならば、周知なことであろう。
【0107】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【0108】
10、100、200、300A、300B、400A 集積回路素子
20 メモリセルアレイ
30 周辺回路
32 ロウデコーダ
34 ページバッファ
36 データ入出力回路
38 制御ロジック
102 半導体層
112 パッド領域
114、122、124、137、143、145、430 絶縁膜
116 コンタクトプラグ
120 絶縁スペーサ
130 チャネル構造物
132 ゲート誘電膜
134 チャネル領域
136 埋め込み絶縁膜
138 ドレイン領域
142 ビットラインコンタクトパッド
204 ゲート絶縁膜
210 絶縁スペーサ
220、C154、C164、C254、C264、C274 コンタクトプラグ
290 層間絶縁膜
410 境界
440 導電性パッド
BS 導電性ボンディング構造物
C60 メモリセル配線部
C70 メモリセル絶縁部
CON 接続領域
M152、B162 上部導電パターン
M252、M262、B272、M462、B574、M574、M762、B874 下部導電パターン
M4A、MST メモリ構造物
MEC メモリセル領域
MS メモリスタック
MSP メモリスタック部
SUB 周辺回路基板
P4A、PST 周辺回路構造物
P30 周辺回路領域
P80 周辺回路配線部
PG ゲート
THV、THV4、THV5、TSV、TSV7、TSV8 貫通電極
THVA、TSVA 第1部分
THVB、TSVB 第2部分
TR トランジスタ
TSVC 第3部分
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14A
図14B
図15
図16
図17
図18
図19A
図19B
図19C
図19D
図20A
図20B
図20C