【手続補正書】
【提出日】平成25年8月26日(2013.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に備わるライン形状の絶縁膜パターンと、
前記絶縁膜パターンの側壁上に直接接続しながら前記基板上に垂直方向に延長形成されたフィラー形状の単結晶半導体パターンと、
前記単結晶半導体パターン上に形成されたトンネル酸化膜と、
前記基板に近接して前記トンネル酸化膜上に直接形成される下部電極パターンと、
前記下部電極パターン上に備わる多数個の層間絶縁膜パターンと、
前記層間絶縁膜パターンの間に備わり、前記トンネル酸化膜に次々と積層する電荷トラップ膜及びブロッキング絶縁膜と、
前記層間絶縁膜パターンの間に備わり、前記ブロッキング絶縁膜表面上に形成される多数個のコントロールゲートパターンと、
最上位の前記層間絶縁膜パターン上に備わって、前記トンネル酸化膜上に形成される上部電極パターンと、を含む垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項２】
前記電荷トラップ膜はシリコン窒化物または、金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項３】
前記電荷トラップ膜及び前記ブロッキング絶縁膜は、前記トンネル酸化膜の一部表面及び前記層間絶縁膜パターンの上部面及び下部面のプロファイルに従って形成されることを特徴とする請求項１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項４】
前記単結晶半導体パターンは単結晶シリコンで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項５】
垂直形不揮発性メモリ装置のための基板の主な表面に対して垂直した垂直形チャンネルを形成するための物質を含む単結晶半導体パターンと、
前記単結晶半導体パターン上に形成されたトンネル酸化膜と、
前記トンネル酸化膜上に直接形成された下部電極膜パターンを含むグラウンド選択トランジスタと、
前記トンネル酸化膜上に直接形成された上部電極膜パターンを含むストリング選択トランジスタと、を含む垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項６】
半導体基板に不純物領域を形成する段階と、
前記不純物領域上に下部絶縁膜を形成する段階と、
前記下部絶縁膜上に下部電極層を形成する段階と、
前記下部電極層上に犠牲膜及び層間絶縁膜を次々と繰り返して積層する段階と、
最上位の前記層間絶縁膜上に上部電極層を形成する段階と、
多数の層が積層された絶縁膜構造物に前記不純物領域を露出させるチャンネルリセスを形成する段階と、
前記チャンネルリセスの一側壁上にトンネル酸化膜を形成する段階と、
前記チャンネルリセス内の前記トンネル酸化膜上に単結晶半導体パターンを形成する段階と、
前記チャンネルリセス内に絶縁膜パターンを形成する段階と、
前記犠牲膜の犠牲膜パターンを除去して前記トンネル酸化膜を露出させる段階と、
露出した前記トンネル酸化膜上に電荷トラップ層及びブロッキング絶縁膜を形成する段階と、
前記ブロッキング絶縁膜表面上にコントロールゲートパターンを形成する段階と、を含む垂直形不揮発性メモリ装置の製造方法。
【請求項７】
前記コントロールゲートパターンを形成した後、前記単結晶半導体パターンと接するビットラインを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の垂直形不揮発性メモリ装置の製造方法。
【請求項８】
前記犠牲膜パターンを除去して前記トンネル酸化膜を露出させる段階は、
前記単結晶半導体パターンの間に位置する前記絶縁膜構造物の一部分を除去して第１開口部を形成する段階と、
湿式エッチング工程を利用して前記犠牲膜パターンを除去して前記トンネル酸化膜を露出させる第２開口部を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の垂直形不揮発性メモリ装置の製造方法。
【請求項９】
前記コントロールゲートパターンを形成する段階は、
前記層間絶縁膜の層間絶縁膜パターンの間を満たしながら前記ブロッキング絶縁膜表面上に導電膜を形成する段階と、
前記第１開口部の内部に位置する前記導電膜をエッチングする段階と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の垂直形不揮発性メモリ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１開口部に素子分離膜を形成して同一な層のコントロール電極を離隔する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の垂直形不揮発性メモリ装置の製造方法。
【請求項１１】
垂直形不揮発性メモリ装置のための基板の主な表面に対して垂直な垂直形チャンネルを形成するための物質を含む単結晶半導体パターンと、
前記単結晶半導体パターン上に形成されたトンネル酸化膜と、
前記トンネル酸化膜上に直接形成された下部電極膜パターンを含むグラウンド選択トランジスタと、
前記トンネル酸化膜上に形成された上部電極膜パターンを含むストリング選択トランジスタと、を含む垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１２】
前記単結晶半導体パターンは前記基板の主な表面に対して直交する垂直方向に延長することを特徴とする請求項１１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１３】
前記単結晶半導体パターンは単結晶シリコンで形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１４】
前記トンネル酸化膜上に形成された電荷トラップ膜及びブロッキング絶縁膜と、
前記ブロッキング絶縁膜上に形成されたコントロールゲートパターンと、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１５】
前記下部電極膜パターン上に備わる多数個の層間絶縁膜パターンをさらに含み、前記層間絶縁膜パターンは前記単結晶半導体パターンに沿って互いに離隔されることを特徴とする請求項１４に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１６】
前記電荷トラップ膜及び前記ブロッキング絶縁膜は前記層間絶縁膜パターンの間に備わって、前記コントロールゲートパターンは前記層間絶縁膜パターンの間に備わることを特徴とする請求項１５に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１７】
前記電荷トラップ膜及び前記ブロッキング絶縁膜は前記トンネル酸化膜の一部表面及び前記層間絶縁膜パターンの上部面及び下部面のプロファイルに沿って形成されることを特徴とする請求項１５に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１８】
前記上部電極膜パターンは前記最上位層間絶縁膜パターン上に備わることを特徴とする請求項１５に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項１９】
前記電荷トラップ膜は、シリコン窒化物または金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１４に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項２０】
前記ブロッキング絶縁膜は、シリコン酸化物または金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１４に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【請求項２１】
前記基板に形成された不純物領域をさらに含み、前記不純物領域は前記単結晶半導体パターンと電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の垂直形不揮発性メモリ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
他の態様の垂直形不揮発性メモリ装置は、前記垂直形不揮発性メモリ装置のための基板の主な表面に対して垂直な垂直形チャンネルを形成するための物質を含む単結晶半導体パターンを含む。トンネル酸化膜は前記単結晶半導体パターン上に形成される。グラウンド選択トランジスタは前記トンネル酸化膜上に直接形成された下部電極膜パターンを含む。ストリング選択トランジスタは前記トンネル酸化膜上に直接形成された上部電極膜パターンを含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
層間絶縁膜パターン１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅは前記シリコン酸化物及び単結晶半導体パターンとそれぞれエッチング選択比を有する絶縁物質で形成されることができる。具体的に、層間絶縁膜パターン１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅはシリコン窒化物または、酸化膜で形成されることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
層間絶縁膜１２０ａ上に第１犠牲膜１２５ａを形成する。例えば、第１犠牲膜１２５ａは前記層間絶縁膜とエッチング選択比を有する物質を利用して形成することができる。第１犠牲膜１２５ａはシリコン窒化物を含むことができる。第１犠牲膜１２５ａは５００Å−１５００Å厚さを有することができる。犠牲膜１２０ａは今後形成されるコントロールゲート膜の厚さよりさらに大きく形成されることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図３を参照すると、前記垂直的に多数の層が形成された基板に所定のフォトエッチング工程を実行してチャンネルホールを、すなわち、リセス１４０を形成する。チャンネルホール１４０は不純物領域１０５を露出させるように形成されることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
図５を参照すると、フォトエッチング工程を通じて第１犠牲膜パターン１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄを除去するための犠牲膜除去用ホール１６０を犠牲膜中央に位置するように形成する。犠牲膜除去用ホール１６０は不純物領域１０５を露出させるように形成する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図６を参照すると、犠牲膜除去用ホール１６０を通じて第１犠牲膜パターン１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ除去用エッチング溶液を供給して第１犠牲膜パターン１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄを除去する。第１犠牲膜１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄが窒化膜で形成されているため、燐酸が含まれた湿式エッチング溶液に基板１００を処理すれば第１犠牲膜パターン１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄはきれいに除去される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図８及び図９を参照すると、ブロッキング絶縁膜１７５上に開口部１６５及び犠牲膜除去用ホール１６０を完全に満たすように第２犠牲膜１８０を形成する。続いて、第２犠牲膜１８０を異方性エッチングして互いに異なる層間に接続されている電荷トラップ膜１７０及びブロッキング絶縁膜１７５を除去した後、図１０の通りに残りの第２犠牲膜１８０を除去する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
前記フォトレジストパターンをエッチングマスクで使用して前記露出された導電膜パターンを異方性エッチングすることによって、各階の層間絶縁膜パターンの間にコントロールゲートパターン１８５ａ、１８５ｂ、１８５ｃ、１８５ｄを形成する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
フォト及びエッチング工程を利用して第１下部層間絶縁膜２１５にコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホール内部を満たすように第１導電膜を蒸着した後練磨して第１導電膜パターンを形成する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
この後、単結晶シリコン膜２３０をフォト及びエッチング工程を通じてパターニングすることによって、アクティブ領域部位にだけ単結晶シリコン膜２３０が残るようにする。すなわち、単結晶シリコン膜２３０はセルブロックが形成される部位にだけ残るようにする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
図１６を参照すると、前記垂直的に多数の層が形成された基板に所定のフォトエッチング工程を実行してチャンネルホールを２６０を形成する。チャンネルホールを２６０は不純物領域２３０を露出させるように形成されることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
前記基板をフォトエッチング工程を通じて第１犠牲膜パターン１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄを除去するための犠牲膜除去ホールを２８０を犠牲膜中央に位置するように形成する。犠牲膜除去ホール２８０は不純物領域２３０を露出させるように形成する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
図１８を参照すると、犠牲膜除去ホール２８０及び周辺回路の空間を通じて犠牲膜パターン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄ除去用エッチング溶液を供給して犠牲膜パターン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄを除去する。犠牲膜パターン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄが窒化膜で形成されているため、燐酸が含まれた湿式エッチング溶液に基板２００を処理すれば犠牲膜パターン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄはきれいに除去される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
すると、犠牲膜パターン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄが除去されることによって、開口部２８２が形成されて電荷トラップ層、ブロッキング絶縁膜及びコントロールゲートを形成するための空間を提供する。同時に周辺回路が形成される空間も共にエッチングして、今後層間膜を満たし金属配線構造を形成する空間を提供する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
ブロッキング絶縁膜２９０上に開口部２８２及び犠牲膜除去用ホール２８０を完全に満たすように第２犠牲膜（図示せず）を形成する。続いて、前記第２犠牲膜を異方性エッチングして互いに異なる層間に接続されている電荷トラップ膜２８５及びブロッキング絶縁膜２９０を除去する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使い、前記露出した導電膜パターンを異方性エッチングすることによって、各層の層間絶縁膜パターンの間にコントロールゲートパターン２９５ａ、２９５ｂ、２９５ｃ、２９５ｄを形成する。