本發(fā)明構(gòu)思總地涉及垂直取向的存儲器件,更具體地,本發(fā)明構(gòu)思涉及包括樓梯形字線墊(staircase-shaped word line pad)和在其上的接觸的垂直非易失性存儲器件。
背景技術(shù):
近來,已經(jīng)開發(fā)了具有提高的集成度的垂直非易失性存儲器件。當(dāng)制造垂直非易失性存儲器件時(shí),在形成樓梯形字線墊之后,接觸可以分別形成在字線墊上。根據(jù)可能由圖案的密度差異引起的圖案負(fù)載效應(yīng)(pattern loading effect),用于形成最上面的接觸和最下面的接觸的接觸孔不能暴露對應(yīng)的字線墊。因此,接觸孔中的接觸不能很好地電接觸字線墊,這會(huì)使垂直非易失性存儲器件的電特性惡化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例,一種存儲器件包括:層疊在基板上的多個(gè)導(dǎo)電柵電極,限定存儲器件的選擇線和字線;溝道結(jié)構(gòu),在基板上并延伸穿過層疊的導(dǎo)電柵電極中的一些;以及多個(gè)導(dǎo)電接觸插塞,基本上平行于溝道結(jié)構(gòu)朝向基板延伸并延伸到導(dǎo)電柵電極上。導(dǎo)電接觸插塞中的第一導(dǎo)電接觸插塞分別電接觸導(dǎo)電柵電極中的第一導(dǎo)電柵電極。導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞在導(dǎo)電柵電極中的第二導(dǎo)電柵電極上延伸,使得導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞中的至少一個(gè)電接觸導(dǎo)電柵電極中的第二導(dǎo)電柵電極。
在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電接觸插塞的與基板相反的表面可以是基本上共平面的,導(dǎo)電接觸插塞中的第一導(dǎo)電接觸插塞可以朝向基板延伸至不同的深度,導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞可以朝向基板延伸至相應(yīng)的深度,該相應(yīng)的深度不同于導(dǎo)電接觸插塞中的第一導(dǎo)電接觸插塞的所述不同的深度。
在一些實(shí)施例中,第一布線可以在導(dǎo)電接觸插塞中的第一導(dǎo)電接觸插塞的表面上基本上平行地延伸并可以由此分別電聯(lián)接到導(dǎo)電柵電極中的第一導(dǎo)電柵電極,第二布線可以在導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞的表面上延伸并可以通過導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞中的至少一個(gè)電聯(lián)接到導(dǎo)電柵電極中的第二導(dǎo)電柵電極。
在一些實(shí)施例中,第二布線可以在與第一布線不同的方向上延伸。
在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞的相應(yīng)的深度可以基本上相似,使得導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞中的兩個(gè)或更多個(gè)可以電接觸導(dǎo)電柵電極中的第二導(dǎo)電柵電極。
在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電接觸插塞中的第二導(dǎo)電接觸插塞中的另一個(gè)可以不電接觸導(dǎo)電柵電極中的第二導(dǎo)電柵電極,和/或可以不電接觸在其表面處的布線。
在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電柵電極中的第二導(dǎo)電柵電極可以限定選擇線中的相應(yīng)的一個(gè)選擇線。
在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電柵電極中的靠近基板的導(dǎo)電柵電極可以比導(dǎo)電柵電極中的層疊在其上的遠(yuǎn)離基板的導(dǎo)電柵電極長,導(dǎo)電接觸插塞中的第一和第二導(dǎo)電接觸插塞可以沿著導(dǎo)電柵電極延伸的方向相對于彼此均勻地間隔開。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的方面,提供一種垂直存儲器件。該垂直存儲器件包括:多個(gè)柵電極,分別在多個(gè)水平處并在基本上垂直于基板的頂表面的垂直方向上彼此間隔開;溝道,在基板上在垂直方向上延伸并穿過柵電極;以及多個(gè)第一接觸插塞,在垂直方向上延伸并分別接觸該多個(gè)柵電極。至少一個(gè)第二接觸插塞形成在多個(gè)柵電極當(dāng)中的第一柵電極上,并在垂直方向上延伸。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞的頂表面可以與第一接觸插塞的頂表面基本上共平面。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞可以接觸第一柵電極。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞可以不接觸第一柵電極,第二接觸插塞的底表面可以高于第一柵電極的頂表面并且低于該多個(gè)柵電極中的處于高于第一柵電極的水平的水平且最靠近第一柵電極的水平的水平處的一個(gè)柵電極的底表面。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)柵電極可以在基本上平行于基板的頂表面的第 一方向上延伸,當(dāng)從上方觀看時(shí)(即,在平面圖中),第一接觸插塞和第二接觸插塞可以在第一方向上以恒定距離設(shè)置或彼此均勻地間隔開。
在示例實(shí)施方式中,在第一接觸插塞和第二接觸插塞當(dāng)中,第二接觸插塞可以設(shè)置在第一方向上的第一端或第二端處。
在示例實(shí)施方式中,在第一接觸插塞和第二接觸插塞當(dāng)中,第二接觸插塞可以在第一方向上設(shè)置在中間。
在示例實(shí)施方式中,第一接觸插塞和第二接觸插塞可以在第一方向上設(shè)置成Z字形布局。
在示例實(shí)施方式中,在第一接觸插塞和第二接觸插塞當(dāng)中,第二接觸插塞可以設(shè)置在第一方向上的第一端或第二端處。
在示例實(shí)施方式中,該多個(gè)柵電極可以具有在第一方向上的從低水平朝向高水平減小的長度,第一接觸插塞和第二接觸插塞的每個(gè)可以形成在柵電極中的對應(yīng)的一個(gè)柵電極的沒有被上面的柵電極交疊的邊緣部分上。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極可以設(shè)置在柵電極當(dāng)中的最低的水平處。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極可以設(shè)置在柵電極當(dāng)中的最高的水平處。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極可以設(shè)置在柵電極當(dāng)中的中間水平處。
在示例實(shí)施方式中,該多個(gè)柵電極可以包括多個(gè)第一柵電極。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極可以設(shè)置在該多個(gè)柵電極當(dāng)中的最低的水平和最高的水平處。
在示例實(shí)施方式中,垂直存儲器件還可以包括分別接觸第一接觸插塞的頂表面的第一布線,電信號可以通過第一布線施加到第一接觸插塞。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞的頂表面可以接觸第一布線中的一個(gè),所述第一布線中的所述一個(gè)在第一接觸插塞中的接觸第一柵電極的對應(yīng)的一個(gè)第一接觸插塞的頂表面上。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞可以不連接到布線(即,沒有連接到第一布線和/或其他布線)。
在示例實(shí)施方式中,該多個(gè)柵電極可以具有樓梯形狀(staircase shape),該樓梯形狀具有在第一方向上的從低水平朝向高水平減小的長度,該第一方向基本平行于基板的頂表面。垂直存儲器件還可以包括至少一個(gè)第三接觸插 塞,在基板的頂表面上、在第一方向上鄰近于該多個(gè)柵電極中的處于最低的水平的一個(gè)柵電極。至少一個(gè)第三接觸插塞可以具有與第一接觸插塞的頂表面和第二接觸插塞的頂表面基本共平面的頂表面。
在示例實(shí)施方式中,垂直存儲器件還可以包括分別接觸第一接觸插塞的第一布線,電信號可以通過第一布線施加到接觸插塞。
在示例實(shí)施方式中,第三接觸插塞的頂表面可以接觸不同于第一布線的第二布線。
在示例實(shí)施方式中,第三接觸插塞可以不連接到布線。
在示例實(shí)施方式中,柵電極可以包括在垂直方向上順序?qū)盈B的GSL、字線和SSL。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極可以包括GSL或SSL。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)柵電極可以包括金屬圖案和阻擋圖案,該阻擋圖案在金屬圖案的至少頂部和底部上或覆蓋金屬圖案的至少頂部和底部。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第一接觸插塞可以穿過或延伸通過該多個(gè)柵電極中的對應(yīng)的一個(gè)柵電極的阻擋圖案,并接觸該對應(yīng)的一個(gè)柵電極的金屬圖案。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第一接觸插塞可以接觸該多個(gè)柵電極中的對應(yīng)的一個(gè)柵電極的阻擋圖案。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第一接觸插塞可以接觸該多個(gè)柵電極中的對應(yīng)的一個(gè)柵電極的阻擋圖案和金屬圖案。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞可以接觸該多個(gè)柵電極中的對應(yīng)的一個(gè)柵電極的阻擋圖案。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞可以不接觸該多個(gè)柵電極中的對應(yīng)的一個(gè)柵電極的阻擋圖案。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的方面,提供了一種垂直存儲器件。該垂直存儲器件包括:在基板的存儲單元區(qū)中的多個(gè)柵電極,分別在多個(gè)水平處并在基本垂直于基板的頂表面的垂直方向上彼此間隔開,該基板包括存儲單元區(qū)和外圍區(qū);溝道,在基板上在垂直方向上延伸并穿過柵電極;以及多個(gè)第一接觸插塞,在垂直方向上延伸并分別接觸該多個(gè)柵電極。至少一個(gè)第三接觸插塞形成在存儲單元區(qū)中的基板上、鄰近于多個(gè)柵電極中的處于最低的水平處的一個(gè)柵電極。至少一個(gè)第三接觸插塞在垂直方向上延伸并具有與第一接觸插塞 的頂表面基本共平面的頂表面。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)柵電極可以在基本平行于基板的頂表面的第一方向上延伸,當(dāng)從上方看時(shí),第一接觸插塞和第三接觸插塞可以在第一方向上以彼此恒定或均勻的距離設(shè)置。
在示例實(shí)施方式中,該多個(gè)柵電極可以具有樓梯形狀,該樓梯形狀具有在第一方向上的從低水平朝向高水平減小的長度,該第一方向基本平行于基板的頂表面。第三接觸插塞可以設(shè)置在基板的在第一方向上鄰近多個(gè)柵電極中的處于最低水平的一個(gè)柵電極的部分上。
在示例實(shí)施方式中,垂直存儲器件還可以包括分別接觸該多個(gè)第一接觸插塞的頂表面的多個(gè)第一布線,電信號可以通過在基板的外圍區(qū)中的第二布線施加到第一接觸插塞。
在示例實(shí)施方式中,第三接觸插塞的頂表面可以接觸該多個(gè)第一布線中的在該多個(gè)第一接觸插塞中的對應(yīng)的一個(gè)第一接觸插塞的頂表面上的一個(gè)第一布線,該對應(yīng)的一個(gè)第一接觸插塞接觸該多個(gè)柵電極中的處于最低水平的一個(gè)柵電極。
在示例實(shí)施方式中,第三接觸插塞可以連接到不同于第一布線的第三布線。
在示例實(shí)施方式中,第三接觸插塞可以不連接到布線。
在示例實(shí)施方式中,垂直存儲器件還可以包括在該多個(gè)柵電極當(dāng)中的第一柵電極上并在垂直方向上延伸的至少一個(gè)第二接觸插塞。至少一個(gè)第二接觸插塞可以具有與第一接觸插塞的頂表面基本共平面的頂表面。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的方面,提供了一種垂直存儲器件。該垂直存儲器件包括:溝道,在基本垂直于基板的頂表面的垂直方向上在基板上延伸;電荷存儲結(jié)構(gòu),在溝道的外側(cè)壁上或覆蓋溝道的外側(cè)壁;多個(gè)柵電極,分別在多個(gè)水平處并在垂直方向上彼此間隔開;以及多個(gè)接觸插塞,每個(gè)接觸插塞在垂直方向上延伸并接觸該多個(gè)柵電極中的對應(yīng)一個(gè)柵電極的沒有被處于上面的水平的柵電極交疊的邊緣部分。多個(gè)柵電極的每個(gè)覆蓋電荷存儲結(jié)構(gòu)并在第一方向上延伸,該多個(gè)柵電極具有樓梯形狀,該樓梯形狀的在第一方向上的長度從低水平朝向高水平減小。在垂直方向上順序?qū)盈B的該多個(gè)柵電極在第一方向上的長度減小第一值,而第一柵電極在第一方向上的長度與該多個(gè)柵電極中的最靠近第一柵電極并設(shè)置在第一柵電極上方的一個(gè)柵電極在第 一方向上的長度之間的差具有第二值,該第二值大于第一值。
在示例實(shí)施方式中,第二值可以等于或超過第一值的兩倍。
在示例實(shí)施方式中,垂直存儲器件還可以包括在第一柵電極上、在垂直方向上延伸的至少一個(gè)第二接觸插塞。
在示例實(shí)施方式中,第一接觸插塞和第二接觸插塞可以在第一方向上以彼此恒定或均勻的距離而設(shè)置。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞的頂表面可以與第一接觸插塞的頂表面基本共平面。
在示例實(shí)施方式中,該多個(gè)柵電極可以包括多個(gè)第一柵電極。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極可以設(shè)置在該多個(gè)柵電極當(dāng)中的最低的水平處。
在制造根據(jù)示例實(shí)施方式的垂直存儲器件的方法中,當(dāng)?shù)谝唤佑|插塞形成為連接到樓梯結(jié)構(gòu)的多個(gè)臺階中的柵電極時(shí),第二接觸插塞可以進(jìn)一步形成在一些臺階上,以減小或防止圖案負(fù)載效應(yīng)。因此,第一接觸插塞可以形成為良好地接觸柵電極。
附圖說明
通過以下參照附圖的詳細(xì)描述,本發(fā)明構(gòu)思的以上和其他的方面以及特征將變得易于理解,附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件,除非另外地說明,附圖中:
圖1至圖13是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的垂直存儲器件的平面圖和截面圖;
圖14至圖44是示出在根據(jù)示例實(shí)施方式的整個(gè)制造方法中垂直存儲器件的多個(gè)制造階段的平面圖和截面圖;以及
圖45至圖70是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的垂直存儲器的平面圖和截面圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例實(shí)施方式,附圖中示出示例實(shí)施方式。然而,示例實(shí)施方式可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn),而不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的示例實(shí)施方式。在附圖中,為了清晰,夸大了層和區(qū)域的厚度。 附圖中的相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件,因此將省略對它們的描述。
將理解,當(dāng)元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)印吧稀薄ⅰ斑B接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r(shí),它可以直接在其他元件或?qū)由匣蛑苯舆B接到、聯(lián)接到另一元件或?qū)?,或者可以存在居間元件或?qū)印O喾?,?dāng)元件被稱為“直接”在另一元件或?qū)印吧稀?、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r(shí),則沒有居間的元件或?qū)哟嬖?。用于描述元件或?qū)又g的關(guān)系的其他詞語應(yīng)當(dāng)以類似的方式解釋(例如,“在...之間”與“直接在...之間”,“相鄰”與“直接相鄰”,“在...上”與“直接在...上”)。如這里所用的,術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列舉項(xiàng)目的任何和所有組合。
將理解,雖然這里可以使用術(shù)語第一、第二和第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受到這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分區(qū)別開,除非另外地說明。因此,以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分,而沒有背離示例實(shí)施方式的教導(dǎo)。
為了描述的方便,這里可以使用空間關(guān)系術(shù)語諸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等來描述一個(gè)元件或特征和其他元件或特征如附圖所示的關(guān)系。將理解,空間關(guān)系術(shù)語旨在涵蓋除了附圖所繪的取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如,如果附圖中的器件被翻轉(zhuǎn)過來,被描述為在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件則應(yīng)取向在所述其他元件或特征的“上方”。因此,示范性術(shù)語“下方”可以涵蓋之上和之下兩種取向。器件可以被另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它的取向),這里所用的空間關(guān)系描述語被相應(yīng)地解釋。
這里使用的術(shù)語僅是為了描述特定的示例實(shí)施方式的目的,而不旨在限制示例實(shí)施方式。如這里所用的,單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文另外清楚地指示。還將理解的,當(dāng)在本說明書中使用時(shí),術(shù)語“包括”和/或“包含”指定所述特征、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他的特征、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。
這里參照截面圖描述了示例實(shí)施方式,這些圖是理想化的示例實(shí)施方式(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因而,可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或公差引起 的圖示形狀的變化。因此,示例實(shí)施方式不應(yīng)解釋為限于這里所示的特別的區(qū)域形狀,而是包括由于例如由制造引起的形狀的偏離。例如,被示為矩形的注入?yún)^(qū)將通常具有圓化或彎曲的特征和/或在其邊緣處的注入濃度的梯度而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。相似地,通過注入形成的埋入?yún)^(qū)可以導(dǎo)致在埋入?yún)^(qū)和通過其進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)域中的某些注入。因此,附圖中示出的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的,它們的形狀不旨在限制本公開的范圍。
除非另外地限定,否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)都具有本公開所屬的領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的含義。還將理解的是,術(shù)語諸如通用詞典中定義的那些應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的背景中的涵義相一致的涵義,而不應(yīng)被解釋為理想化或過度正式的意義,除非這里明確地如此限定。
圖1至圖13是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的垂直存儲器件的平面圖和截面圖。圖1是示出基板的其上可形成垂直存儲器件的區(qū)域的平面圖,圖2至圖13示出圖1的區(qū)域X。具體地,圖1、2、8和13是平面圖,圖3-7和9-12是截面圖。在這些截面圖當(dāng)中,圖3是沿著圖2的截線A-A’的截面圖,圖4是沿著圖2的截線B-B’的截面圖,圖5是沿著圖2的截線C-C’的截面圖,圖6是沿著圖2的截線D-D’的截面圖,圖7是沿著圖2的截線E-E’的截面圖。
圖8A是包括在基板上的第五絕緣中間層下面的元件的結(jié)構(gòu)的平面圖,圖8B是包括在基板上的第六絕緣中間層下面的元件的結(jié)構(gòu)的平面圖,圖8C是包括在基板上的第七絕緣中間層下面的元件的結(jié)構(gòu)的平面圖。另外,圖9A和圖9B分別是沿著圖8A的截線B-B’的截面圖,圖10至圖12分別是圖9A的區(qū)域Y的放大圖。
為了說明,基本上平行于基板的頂表面并彼此交叉的二個(gè)方向被分別定義為第一方向和第二方向,基本上垂直于基板的頂表面的方向被定義為第三方向。在示例實(shí)施方式中,第一方向和第二方向可以彼此基本垂直。在整個(gè)本公開中,第一方向、第二方向和第三方向被如上定義并且如附圖所示。
參照圖1,其上可形成垂直非易失性存儲器件的基板100可以包括第一區(qū)I、第二區(qū)II、第三區(qū)III和第四區(qū)IV。第一區(qū)I可以用作其中可形成存儲單元的存儲單元區(qū),第二區(qū)II可以用作X解碼器可形成在其中的區(qū)域,第 三區(qū)III可以用作頁緩沖器和Y解碼器可形成在其中的區(qū)域,第四區(qū)IV可以用作外圍電路可形成在其中的外圍電路區(qū)。第二區(qū)II和第三區(qū)III可以形成核心區(qū),該核心區(qū)和外圍電路區(qū)可以形成外圍區(qū)。
在下文,將示出位于第一區(qū)I的邊緣處的區(qū)域X。
參照圖2-圖7、圖8A、圖8B、圖8C和圖9A,垂直非易失性存儲器件可以包括柵電極310、溝道210、第二電荷存儲結(jié)構(gòu)280以及第一接觸插塞380和第二接觸插塞385。
垂直非易失性存儲器件還可以包括在基板100上的絕緣圖案115、絕緣墊127、半導(dǎo)體圖案160、填充圖案220、蓋圖案230、第一至第八絕緣中間層130、140、240、340、390、430、560和630、公共源極線(CSL)330、第二間隔物320、第一至第六布線420、425、460、465、660和690、以及第一至第六通路490、495、550、555、590和620。
基板100可以包括半導(dǎo)體材料,例如硅或鍺。
柵電極310可以在基板100上形成在沿著第三方向的多個(gè)水平處,并可以彼此間隔開。絕緣圖案115可以插置在沿著第三方向?qū)盈B的柵電極310之間。
每個(gè)柵電極310可以在第一方向上延伸,多個(gè)柵電極310可以形成在第二方向上。在第二方向上設(shè)置的柵電極310可以通過在第一方向上延伸的CSL 330和在CSL 330的相對側(cè)壁的每個(gè)上的第二間隔物320而分開。雜質(zhì)區(qū)105可以鄰近于CSL 330形成在基板100的上部。雜質(zhì)區(qū)105可以包括n型雜質(zhì),例如磷、砷等。
在第三方向上順序?qū)盈B的柵電極310和絕緣圖案115可以形成“臺階(stair)”形狀,沿著第三方向?qū)盈B的多個(gè)臺階可以形成“階梯(stair-step)”圖案或“樓梯結(jié)構(gòu)(staircase structure)”。因此,在本說明書中,“樓梯結(jié)構(gòu)”的每個(gè)“臺階”可以不僅表示其暴露部分而且表示其被上面的“臺階”覆蓋的部分。也就是,“臺階”可以表示在第三方向上順序?qū)盈B的柵電極310和絕緣圖案115的整個(gè)部分。
樓梯結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)臺階,該多個(gè)臺階分別具有在第一方向上的可從最低的水平朝向最高的水平減小的長度,因此樓梯中的柵電極310和絕緣圖案115兩者可以具有在第一方向上的也可從最低的水平朝向最高的水平減小的長度。在示例實(shí)施方式中,樓梯可以具有在第一方向上的可減小恒定值的 長度,因此樓梯的沿著第三方向沒有被上面的樓梯覆蓋或交疊的部分可以具有在第一方向上的恒定長度。同樣地,沿著第三方向?qū)盈B的柵電極310可以具有在第一方向上的可減小恒定的第一值的長度,因此柵電極310的沒有被上面的柵電極310覆蓋或交疊的部分可以具有在第一方向上的恒定長度。
然而,多個(gè)臺階當(dāng)中的“第一臺階”(例如,圖4中的最下面的臺階)在第一方向上的長度與第二臺階在第一方向上的長度之間的差可以具有大于第一值的第二值,該第二臺階可以是所述多個(gè)臺階中的最靠近“第一臺階”并設(shè)置在“第一臺階”之上的一個(gè)臺階。在示例實(shí)施方式中,第二值可以等于或超過第一值的兩倍。
因此,從多個(gè)柵電極310當(dāng)中的在第一臺階中的第一柵電極310到多個(gè)柵電極310當(dāng)中的在第二臺階中的第二柵電極310(該第二柵電極310可以是多個(gè)柵電極310中最靠近第一柵電極310并設(shè)置在第一柵電極310之上的一個(gè)柵電極),第一和第二柵電極310在第一方向上的長度可以被減小第二值,該第二值大于第一值。另外,第一柵電極310的沒有被上面的柵電極310覆蓋或交疊的部分可以具有比其他柵電極310的沒有被上面的柵電極310覆蓋或交疊的部分的面積大的面積。
在示例實(shí)施方式中,第一柵電極310可以是分別設(shè)置在多個(gè)水平處的多個(gè)柵電極310中的最下面的一個(gè)柵電極。在另一些示例實(shí)施方式中,第一柵電極310可以是分別設(shè)置在多個(gè)水平處的多個(gè)柵電極310中的最上面的一個(gè)柵電極。在另一些示例實(shí)施方式中,第一柵電極310可以是分別設(shè)置在多個(gè)水平處的多個(gè)柵電極310中的一個(gè)中間柵電極。
柵電極310可以包括在第三方向上順序?qū)盈B的接地選擇線(GSL)、字線和串選擇線(SSL)。GSL、字線和SSL中的每個(gè)可以形成在一個(gè)水平或者在多個(gè)水平處。一個(gè)或多于一個(gè)的虛設(shè)字線可以進(jìn)一步形成在GSL和字線之間和/或在SSL和字線之間。在示例實(shí)施方式中,GSL可以形成在一個(gè)水平處,SSL可以形成在兩個(gè)水平處,字線可以形成在GSL和SSL之間的偶數(shù)個(gè)水平處。因此,第一柵電極310可以是GSL或SSL。
柵電極310可以包括柵極導(dǎo)電圖案300和柵極阻擋圖案290,該柵極阻擋圖案290在柵極導(dǎo)電圖案300的頂部、底部和至少一部分側(cè)壁上或者覆蓋柵極導(dǎo)電圖案300的頂部、底部和至少一部分側(cè)壁。柵極導(dǎo)電圖案300可以包括具有低電阻率的金屬,例如鎢、鈦、鉭、鉑等。柵極阻擋圖案290可以 包括金屬氮化物,例如鈦氮化物、鉭氮化物等。另外地或替換地,柵極阻擋圖案290可以具有包括金屬的第一圖案和包括金屬氮化物的第二圖案。
柵電極310的頂部、底部和一部分側(cè)壁可以被第二阻止圖案270覆蓋。具體地,第二阻止圖案270可以覆蓋柵電極310的柵極阻擋圖案290。第二阻止圖案270可以包括氧化物,例如硅氧化物。
絕緣圖案115可以包括氧化物,例如硅氧化物,CSL 330可以包括金屬、金屬氮化物和/或金屬硅化物,第二間隔物320可以包括氮化物,例如硅氮化物。
絕緣墊127可以形成在每個(gè)柵電極310的側(cè)壁處,并可以具有在第二方向上的從最低的水平朝向最高的水平減小的長度。絕緣墊127可以包括氮化物,例如硅氮化物。
第二結(jié)構(gòu)可以穿過樓梯結(jié)構(gòu)形成,并可以接觸基板100的頂表面。也就是,第二結(jié)構(gòu)可以包括順序地層疊在基板100上的半導(dǎo)體圖案160、第一結(jié)構(gòu)和蓋圖案230,該第一結(jié)構(gòu)可以包括第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200、溝道210和填充圖案220。第二結(jié)構(gòu)可以在第三方向上延伸,并可以穿過或延伸通過交替且重復(fù)地層疊在基板100上的柵電極310和絕緣圖案115。
在示例實(shí)施方式中,多個(gè)第二結(jié)構(gòu)可以形成在第一方向和第二方向兩者上,其可以形成第二結(jié)構(gòu)陣列。多個(gè)第二結(jié)構(gòu)的每個(gè)可以包括溝道210,因此隨后對溝道陣列的說明可以應(yīng)用于對第二結(jié)構(gòu)陣列的說明。
半導(dǎo)體圖案160可以包括單晶硅或單晶鍺,在某些情況下,雜質(zhì)可以被摻雜到其中。在示例實(shí)施方式中,半導(dǎo)體圖案160的頂表面可以位于絕緣圖案115之一的頂表面和底表面之間,所述絕緣圖案115之一可以形成在從基板100的頂表面起的第二水平處。
溝道210可以形成在半導(dǎo)體圖案160上,并可以具有杯子一樣的形狀。溝道210可以包括摻雜的或未摻雜的多晶硅,或者非晶硅。多個(gè)溝道210可以形成在第一方向和第二方向兩者上,其可以形成溝道陣列。
在示例實(shí)施方式中,溝道陣列可以包括第一溝道列和第二溝道列,該第一溝道列具有在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第一溝道,該第二溝道列具有在第一方向上設(shè)置并在第二方向上與第一溝道列間隔開的多個(gè)第二溝道。連接相鄰的第一溝道和第二溝道的線可以與第一方向和/或第二方向形成銳角。因此,第一溝道和第二溝道可以相對于第一方向設(shè)置成Z字形布局。根據(jù)第一溝道 和第二溝道設(shè)置成Z字形布局,更多數(shù)量的溝道210可以形成在一區(qū)域中。
第一溝道列和第二溝道列可以在第二方向上交替且重復(fù)地設(shè)置。在示例實(shí)施方式中,第一溝道列和第二溝道列可以在第二方向上設(shè)置兩次以形成溝道塊,多個(gè)溝道塊可以形成在第二方向上以彼此間隔開。在下文,在每個(gè)溝道塊的多個(gè)溝道列當(dāng)中沿著第二方向鄰近于最上面的絕緣圖案115的邊緣的四個(gè)溝道列可以以此次序被稱為第一溝道列、第二溝道列、第三溝道列和第四溝道列。也就是,圖2示出了在第二方向上彼此間隔開的兩個(gè)溝道塊,每個(gè)溝道塊包括在第二方向上設(shè)置的第一溝道列、第二溝道列、第三溝道列和第四溝道列。
另外地或者替換地,溝道陣列可以包括處于不同于Z字形布局的布局的多個(gè)溝道210。
隧道絕緣圖案190、電荷存儲圖案180和第一阻止圖案170可以順序地層疊在溝道210的外側(cè)壁上,這可以形成第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200。第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200可以接觸第二阻止圖案270的在柵電極310的側(cè)壁上或覆蓋柵電極310的側(cè)壁的部分,第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200和第二阻止圖案270可以形成第二電荷存儲結(jié)構(gòu)280。第一阻止圖案170和第二阻止圖案270可以形成阻止圖案結(jié)構(gòu)。第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200可以具有杯子一樣的形狀,其中央底部是敞開的。
隧道絕緣圖案190可以包括氧化物,例如硅氧化物,電荷存儲圖案180可以包括氮化物,例如硅氮化物,第一阻止圖案170可以包括氧化物,例如硅氧化物。
填充圖案220可以填充具有杯子一樣的形狀的溝道210的內(nèi)部空間。填充圖案220可以包括氧化物,例如硅氧化物。
第一結(jié)構(gòu)包括第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200、溝道210和填充圖案220,并可以鄰近于字線和SSL。
蓋圖案230可以形成在第一結(jié)構(gòu)上。蓋圖案230可以包括摻雜的或未摻雜的多晶硅,或者非晶硅。
第一絕緣中間層130可以形成在基板100上并可以覆蓋樓梯結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。第二絕緣中間層140可以形成在第一絕緣中間層130和樓梯結(jié)構(gòu)上,并可以覆蓋蓋圖案230。第三絕緣中間層240可以形成在第二絕緣中間層140和蓋圖案230上,并可以覆蓋CSL 330和第二間隔物320。第四絕緣中間層 340可以形成在第三絕緣中間層240和CSL 330上。第一至第四絕緣中間層130、140、240和340可以包括氧化物,例如硅氧化物,第一至第四絕緣中間層130、140、240和340中的一些或全部可以彼此合并。另外,第一絕緣中間層130和第二絕緣中間層140可以與絕緣圖案115合并。
現(xiàn)在參照圖10至圖12連同圖2-圖7、圖8A、圖8B、圖8C和圖9A,每個(gè)第一接觸插塞380可以穿過或延伸通過第一至第四絕緣中間層130、140、240和340、絕緣圖案115、第二阻止圖案270和柵極阻擋圖案290,并可以接觸(其可以在這里指的是物理接觸和/或電接觸,視情況而定)柵極導(dǎo)電圖案300。也就是,每個(gè)第一接觸插塞380可以穿過或延伸通過第一至第四絕緣中間層130、140、240和340、每個(gè)臺階中的絕緣圖案115的沒有被上面的臺階覆蓋的部分、以及第二阻止圖案270和柵極阻擋圖案290的在絕緣圖案115的該部分下面的部分,并可以接觸柵極導(dǎo)電圖案300。每個(gè)第一接觸插塞380可以穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分以接觸柵極導(dǎo)電圖案300,并且進(jìn)一步接觸柵極導(dǎo)電圖案300的上部。
然而,本發(fā)明構(gòu)思可以不限于此,而是其中每個(gè)第一接觸插塞380可接觸柵電極310的至少一部分的任何情形可以被包括在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。在示例實(shí)施方式中,參照圖10,每個(gè)第一接觸插塞380可以不穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分,而是僅接觸柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面,或者可以部分地穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290而不接觸柵極導(dǎo)電圖案300。另外地或者替換地,參照圖11,每個(gè)第一接觸插塞380可以穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分以及柵極導(dǎo)電圖案300,并可以接觸或者部分地穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分。另外地或者替換地,參照圖12,每個(gè)第一接觸插塞380可以穿過或延伸通過全部(例如,整個(gè))的柵極導(dǎo)電圖案300、以及柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分和在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分,因此,每個(gè)第一接觸插塞380的底表面可以位于第二阻止圖案270中或在其下面的絕緣圖案115中。
暴露處于最高的水平的柵電極310的第一接觸插塞380可以不穿過或延伸通過第一絕緣中間層130。
每個(gè)第一接觸插塞380可以形成在對應(yīng)的臺階的沒有被上面的臺階覆蓋的部分上。在示例實(shí)施方式中,第一接觸插塞380可以在第一方向上以恒定或均勻的距離設(shè)置。在示例實(shí)施方式中,參照圖13,當(dāng)從上方看時(shí)(例如,在平面圖中),第一接觸插塞380可以設(shè)置在與每個(gè)溝道塊的溝道列(例如,第二溝道列)相同的線中。另外地或者替換地,當(dāng)從上方看時(shí),第一接觸插塞380可以在第一方向上設(shè)置在每個(gè)溝道塊的在第二方向上的中央部分處。也就是,第一接觸插塞380可以在第一方向上設(shè)置在每個(gè)溝道塊在第二方向上的任何位置處。
另外地或者替換地,第一接觸插塞380可以設(shè)置成在第一方向上的Z字形布局。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞385可以穿過或延伸通過第一至第四絕緣中間層130、140、240和340、絕緣圖案115、第二阻止圖案270和柵極阻擋圖案290,并可以接觸第一柵電極310的柵極導(dǎo)電圖案300。然而,本發(fā)明構(gòu)思可以不限于此。也就是,類似于第一接觸插塞380,第二接觸插塞385可以接觸或部分地穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分,或者可以穿過或延伸通過柵極導(dǎo)電圖案300以接觸、或部分地穿過或延伸通過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分。此外,第二接觸插塞385可以穿過或延伸通過全部(例如,整個(gè))的柵極導(dǎo)電圖案300以及柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分和在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分,因此,第二接觸插塞385的底表面可以位于第二阻止圖案270中或在其下面的絕緣圖案115中。
然而,不同于第一接觸插塞380,在某些情況下,第二接觸插塞385可以不接觸柵電極310。也就是,參照圖9B,第二接觸插塞385可以接觸或穿過或延伸通過第二阻止圖案270的在柵電極310的頂表面上的部分,但是可以不接觸柵電極310。此外,第二接觸插塞385的底表面可以位于柵電極310上方的絕緣圖案115中,并可以不接觸第二阻止圖案270。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸插塞385可以形成在第一柵電極310上、鄰近于在第一柵電極310上的第一接觸插塞380,并可以與第一柵電極310上的第一接觸插塞380在第一方向上間隔開一距離,該距離與第一接觸插塞380之間在第一方向上的距離基本相同。也就是,第一接觸插塞380和第二 接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的同一條線中。另外地或者替換地,當(dāng)?shù)谝唤佑|插塞380設(shè)置成在第一方向上的Z字形布局時(shí),第一接觸插塞380和第二接觸插塞385也可以設(shè)置成在第一方向上的Z字形布局。
如以上所述,第一柵電極310可以不僅形成在最低水平的臺階中而且可以形成在最高水平的臺階中,還可以形成在任何水平的臺階中。另外地,可以形成多個(gè)第一柵電極310。因此,可形成在第一柵電極310上的第二接觸插塞385也可以形成在最低水平的臺階、最高水平的臺階或任何水平的臺階上,并且可以形成多個(gè)第二接觸插塞385。此外,不僅一個(gè)第二接觸插塞385而且多個(gè)第二接觸插塞385可以形成在每個(gè)第一柵電極310上。
在下文,將僅說明其中第一臺階是最低水平的臺階并且僅一個(gè)第二接觸插塞385形成在第一臺階上的情況。
第一接觸插塞380可以包括第一導(dǎo)電圖案370和第一阻擋圖案360,該第一阻擋圖案360在第一導(dǎo)電圖案370的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第一導(dǎo)電圖案370的底部和側(cè)壁。第二接觸插塞385可以包括第二導(dǎo)電圖案375和第二阻擋圖案365,該第二阻擋圖案365在第二導(dǎo)電圖案375的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第二導(dǎo)電圖案375的底部和側(cè)壁。第一導(dǎo)電圖案370和第二導(dǎo)電圖案375的每個(gè)可以包括金屬,例如鎢、鈦、鉭等,第一阻擋圖案360和第二阻擋圖案365的每個(gè)可以包括金屬氮化物,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,第一阻擋圖案360和第二阻擋圖案365的每個(gè)可以具有包括金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
第五至第八絕緣中間層390、430、560和630可以順序地層疊在第四絕緣中間層340以及第一接觸插塞380和第二接觸插塞385上,并可以包括氧化物,例如硅氧化物。因此,第五至第八絕緣中間層390、430、560和630中的一些或全部可以彼此合并,并且也可以與下面的第四絕緣中間層340合并。
第一至第六布線420、425、460、465、660和690以及第一至第六通路490、495、550、555、590和620中的每個(gè)可以包括導(dǎo)電圖案和阻擋圖案,該阻擋圖案在導(dǎo)電圖案的底部和側(cè)壁上或者覆蓋導(dǎo)電圖案的底部和側(cè)壁。導(dǎo)電圖案可以包括金屬,例如銅、鋁、鎢、鈦、鉭等,阻擋圖案可以包括金屬氮化物,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,阻擋圖案可以具有包括金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
具體地,第一布線420和第二布線425可以穿過或者延伸通過第五絕緣中間層390以接觸第一接觸插塞380的頂表面和第二接觸插塞385的頂表面。第一布線420可以包括第三導(dǎo)電圖案410和第三阻擋圖案400,該第三阻擋圖案400在第三導(dǎo)電圖案410的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第三導(dǎo)電圖案410的底部和側(cè)壁。第二布線425可以包括第四導(dǎo)電圖案415和第四阻擋圖案405,該第四阻擋圖案405在第四導(dǎo)電圖案415的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第四導(dǎo)電圖案415的底部和側(cè)壁。
在示例實(shí)施方式中,第一布線420可以在第二方向上延伸,多個(gè)第一布線420可以形成在第一方向上。另外,第二布線425可以在第一方向上延伸。每個(gè)第一布線420可以接觸第一接觸插塞380的頂表面,第二布線425可以接觸第一臺階上的第一接觸插塞380的頂表面和第二接觸插塞385的頂表面。
每個(gè)第一布線420可以在第二方向上延伸以接觸在沿第二方向設(shè)置的多個(gè)溝道塊的一些中的第一接觸插塞380的頂表面。在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第一布線420可以在第二方向上延伸以接觸在第二方向上彼此相鄰的四個(gè)溝道塊中的第一接觸插塞380的頂表面。第二布線425可以在第一方向上延伸以連接到第二區(qū)II中的布線,因此電信號可以被施加到其。
第三布線460和第四布線465可以穿過或延伸通過第六絕緣中間層430的上部,第一通路490和第二通路495可以穿過或延伸通過第六絕緣中間層430的下部以接觸第一布線420的頂表面和第二布線425的頂表面。
第三布線460可以包括第五導(dǎo)電圖案450和第五阻擋圖案440,該第五阻擋圖案440在第五導(dǎo)電圖案450的底部和側(cè)壁上或覆蓋第五導(dǎo)電圖案450的底部和側(cè)壁。第四布線465可以包括第六導(dǎo)電圖案455和第六阻擋圖案445,該第六阻擋圖案445在第六導(dǎo)電圖案455的底部和側(cè)壁上或覆蓋第六導(dǎo)電圖案455的底部和側(cè)壁。第一通路490可以包括第七導(dǎo)電圖案480和第七阻擋圖案470,該第七阻擋圖案470在第七導(dǎo)電圖案480的底部和側(cè)壁上或覆蓋第七導(dǎo)電圖案480的底部和側(cè)壁。第二通路495可以包括第八導(dǎo)電圖案485和第八阻擋圖案475,該第八阻擋圖案475在第八導(dǎo)電圖案485的底部和側(cè)壁上或覆蓋第八導(dǎo)電圖案485的底部和側(cè)壁。然而,順序地層疊的第一通路490和第三布線460可以一體地形成,順序地層疊的第二通路495和第四布線465也可以一體地形成。
在示例實(shí)施方式中,第三布線460可以在第二方向上延伸,多個(gè)第三布線460可以形成在第一方向上。第四布線465可以在第一方向上延伸。第三布線460可以通過第一通路490電連接到第一布線420,第四布線465可以通過第二通路495電連接到第一布線420。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第三布線460可以在第二方向上延伸以形成在第二方向上彼此相鄰的四個(gè)溝道塊上。第四布線465可以在第一方向上延伸以連接到第二區(qū)II中的布線,因此電信號可以被施加到其上。
第一連接布線520和第二連接布線525可以穿過或延伸通過第六絕緣中間層430的上部,第三通路550和第四通路555可以穿過或延伸通過第六絕緣中間層430的下部以及第三絕緣中間層240、第四絕緣中間層340和第五絕緣中間層390從而接觸蓋圖案230的頂表面。
第一連接布線520可以包括第九導(dǎo)電圖案510和第九阻擋圖案500,該第九阻擋圖案500在第九導(dǎo)電圖案510的底部和側(cè)壁上或覆蓋第九導(dǎo)電圖案510的底部和側(cè)壁。第二連接布線525可以包括第十導(dǎo)電圖案515和第十阻擋圖案505,該第十阻擋圖案505在第十導(dǎo)電圖案515的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十導(dǎo)電圖案515的底部和側(cè)壁。第三通路550可以包括第十一導(dǎo)電圖案540和第十一阻擋圖案530,該第十一阻擋圖案530在第十一導(dǎo)電圖案540的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十一導(dǎo)電圖案540的底部和側(cè)壁。第四通路555可以包括第十二導(dǎo)電圖案545和第十二阻擋圖案535,該第十二阻擋圖案535在第十二導(dǎo)電圖案545的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十二導(dǎo)電圖案545的底部和側(cè)壁。順序地層疊的第三通路550和第一連接布線520可以一體地形成,順序地層疊的第四通路555和第二連接布線525也可以一體地形成。
第三通路550和第四通路555可以分別形成在溝道210上的蓋圖案230上。第一連接布線520和第二連接布線525的每個(gè)可以在第二方向上延伸,第一連接布線520和第二連接布線525可以分別電連接到第三通路550和第四通路555。因此,第一連接布線520和第二連接布線525可以電連接通過CSL 330在第二方向上彼此間隔開的兩個(gè)溝道塊中包括的溝道210。在示例實(shí)施方式中,第一連接布線520可以連接包括在第一溝道塊的第三溝道列和第四溝道列中的溝道210以及包括在第二溝道塊的第一溝道列和第二溝道列中的溝道210,該第二溝道塊在第二方向上與第一溝道塊間隔開。第二連接布線525可以連接包括在第二溝道塊的第三溝道列和第四溝道列中的溝道 210以及包括在第三溝道塊的第一溝道列和第二溝道列中的溝道210,該第三溝道塊在第二方向上與第二溝道塊間隔開。
第五通路590和第六通路620可以穿過或延伸通過第七絕緣中間層560以分別接觸第三布線460的頂表面以及第一連接布線520和第二連接布線525的頂表面。
第五通路590可以包括第十三導(dǎo)電圖案580和第十三阻擋圖案570,該第十三阻擋圖案570在第十三導(dǎo)電圖案580的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十三導(dǎo)電圖案580的底部和側(cè)壁。第六通路620可以包括第十四導(dǎo)電圖案610和第十四阻擋圖案600,該第十四阻擋圖案600在第十四導(dǎo)電圖案610的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十四導(dǎo)電圖案610的底部和側(cè)壁。
第五布線660和第六布線690可以穿過或延伸通過第八絕緣中間層630以分別接觸第五通路590的頂表面和第六通路620的頂表面。
第五布線660可以包括第十五導(dǎo)電圖案650和第十五阻擋圖案640,該第十五阻擋圖案640在第十五導(dǎo)電圖案650的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十五導(dǎo)電圖案650的底部和側(cè)壁。第六布線690可以包括第十六導(dǎo)電圖案和第十六阻擋圖案670,該第十六阻擋圖案670在第十六導(dǎo)電圖案680的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第十六導(dǎo)電圖案680的底部和側(cè)壁。在示例實(shí)施方式中,第五布線660可以在第一方向上延伸以連接到第二區(qū)II中的布線,因此電信號可以被施加到其上。也就是,從第二區(qū)II中的布線施加的電信號可以通過第五布線660、第五通路590、第三布線460、第一通路490和第一布線420傳輸?shù)降谝唤佑|插塞380。在示例實(shí)施方式中,第六布線690可以在第二方向上延伸,并可以通過第六通路620、第一連接布線520和第二連接布線525、第三通路550和第四通路555以及蓋圖案230電連接到溝道210。第六布線690可以用作位線。
如以上說明的,除了第一接觸插塞380之外,垂直存儲器件還可以包括在沿第三方向?qū)盈B的多個(gè)柵電極310當(dāng)中的第一柵電極310上的第二接觸插塞385。如將在后面說明的,由于第二接觸插塞385,可以減小或防止圖案負(fù)載效應(yīng),使得每個(gè)第一接觸插塞380可以形成為具有期望的尺寸和/或形狀,并可以更好地接觸下面的柵電極310。
第二接觸插塞385以及電連接到其的第一布線420和第二布線425可以被實(shí)現(xiàn)為具有不同的布局,其可以隨后參照圖45至圖70說明。
在下文,說明了根據(jù)示例實(shí)施方式的制造垂直存儲器件的方法。此方法可以參照圖14至圖44說明,圖14至圖44可以示出圖1的區(qū)域X。
圖14至圖44是示出在根據(jù)示例實(shí)施方式的整個(gè)制造方法中垂直存儲器件的多個(gè)制造階段的平面圖和截面圖。具體地,圖14、16、18、20、22、24、29、31、33、35、37和42是平面圖,圖15、17、19、21、23、25-28、30、32、34、36、38-41和43-44是截面圖。在這些截面圖當(dāng)中,圖15、17、19、21、23、25、27、30和38是沿著對應(yīng)的平面圖的截線A-A’的截面圖,圖26、28、32、34、36和39是沿著對應(yīng)的平面圖的截線B-B’的截面圖,圖40是沿著對應(yīng)的平面圖的截線C-C’的截面圖,圖41和43是沿著對應(yīng)的平面圖的截線D-D’的截面圖,圖44是沿著對應(yīng)的平面圖的截線E-E’的截面圖。
參照圖14和圖15,絕緣層110和犧牲層120可以交替且重復(fù)地形成在基板100上。因此,多個(gè)絕緣層110和多個(gè)犧牲層120可以在第三方向上彼此交替地層疊在基板100上。為了說明的目的,圖1示出交替地層疊在基板100上的八個(gè)絕緣層110和七個(gè)犧牲層120。然而,本發(fā)明構(gòu)思可以不被限制為任何特定數(shù)目的絕緣層110和犧牲層120。
基板100可以包括半導(dǎo)體材料,例如硅、鍺等。
絕緣層110和犧牲層120可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、原子層沉積(ALD)工藝等形成。在示例實(shí)施方式中,多個(gè)絕緣層110中的直接形成在基板100的頂表面上的最下面的一個(gè)絕緣層可以通過熱氧化工藝形成。
絕緣層110可以由硅氧化物(例如,等離子體增強(qiáng)正硅酸乙酯(PE-TEOS)、高密度等離子體(HDP)氧化物、等離子體增強(qiáng)氧化物(PEOX)等)形成。犧牲層120可以由相對于絕緣層110具有蝕刻選擇性的材料(例如,硅氮化物)形成。
參照圖16和17,部分地在最上面的絕緣層110上或部分地覆蓋最上面的絕緣層110的光致抗蝕劑圖案可以形成在其上,在其下面的最上面的絕緣層110和最上面的犧牲層120可以使用該光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模而被蝕刻。因此,絕緣層110的在最上面的犧牲層120下面的部分可以被暴露。在減小光致抗蝕劑圖案的尺寸之后,最上面的絕緣層110、最上面的犧牲層120、暴露的絕緣層110以及在其下面的犧牲層可以使用減小的光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模被蝕刻,這可以被稱為修整工藝(trimming process)。修 整工藝可以被重復(fù)地進(jìn)行以形成包括多個(gè)臺階的樓梯結(jié)構(gòu),每個(gè)臺階具有順序地層疊的犧牲圖案125和絕緣圖案115。
包括在樓梯結(jié)構(gòu)中的臺階可以具有從低的水平朝向高的水平減小的面積,例如從最低的水平朝向最高的水平減小的面積。因此,臺階可以具有沿著第一方向和第二方向的長度,其每個(gè)長度從最低的水平朝向最高的水平減小一恒定值,臺階的沒有被上面的臺階覆蓋而是被暴露的部分可以具有沿著第一方向和第二方向的長度,該長度可以是恒定的。然而,在示例實(shí)施方式中,最低水平的臺階的沒有被上面的臺階覆蓋而是被暴露的部分可以具有沿著第一方向和第二方向的長度,該長度可以大于其他水平的臺階的沒有被上面的臺階覆蓋而是被暴露的部分的長度,這可以通過在修整工藝中控制光致抗蝕劑圖案的減小的比例而實(shí)現(xiàn)。在示例實(shí)施方式中,最低水平的臺階的沒有被上面的臺階覆蓋而是被暴露的部分可以具有沿著第一方向和第二方向的長度,該長度可以等于或大于其他水平的臺階的沒有被上面的臺階覆蓋而是被暴露的部分的長度的兩倍。
圖16和圖17示出最低水平的臺階的暴露部分具有比其他水平的臺階的暴露部分的沿著第一和第二方向的長度大的沿著第一和第二方向的長度,然而,本發(fā)明構(gòu)思可以不限于此。也就是,當(dāng)除了第一接觸孔350(參照圖31和32)之外還形成第二接觸孔355(參照圖31和32)時(shí),另一水平的臺階的暴露部分可以形成為具有比其他水平的臺階的暴露部分的沿著第一和第二方向的長度大的沿著第一和第二方向的長度,在下文,包括具有沿著第一和第二方向相對大的長度的暴露部分的臺階可以被稱為“第一臺階”。在示例實(shí)施方式中,第一臺階可以不僅形成在最低的水平處,而且可以形成在任何水平處,在某些情況下,可以形成多個(gè)第一臺階。
當(dāng)絕緣層110和犧牲層120的數(shù)目大時(shí),會(huì)需要多于一個(gè)光致抗蝕劑圖案來進(jìn)行修整工藝。由于光致抗蝕劑圖案的厚度的限制,使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模進(jìn)行的修整工藝的數(shù)量會(huì)具有限制,因此多個(gè)光致抗蝕劑圖案可以被順序地使用以進(jìn)行多次修整工藝,使得絕緣層110和犧牲層120可以被蝕刻以分別形成絕緣圖案115和犧牲圖案125。
當(dāng)使用多個(gè)光致抗蝕劑圖案時(shí),為了形成具有相對大的長度的另一臺階而不是最低水平的臺階(或除了最低水平的臺階之外),在修整工藝中光致抗蝕劑圖案的減小比例可以不被控制。例如,第一修整工藝可以用以恒定比 例減小的第一光致抗蝕劑圖案進(jìn)行,第二修整工藝可以使用第二光致抗蝕劑圖案進(jìn)行,該第二光致抗蝕劑圖案可以具有從第一光致抗蝕劑圖案減小很多的尺寸,以形成包括暴露部分的臺階,該暴露部分具有大的面積。然后,第二修整工藝也可以用以恒定比例減小的第二光致抗蝕劑圖案來進(jìn)行。
參照圖18和19,第一絕緣中間層130可以形成在基板100上以覆蓋樓梯結(jié)構(gòu),第一絕緣中間層130的上部可以被平坦化直到該樓梯結(jié)構(gòu)的最上面的絕緣圖案115的頂表面可以被暴露。
第一絕緣中間層130可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與絕緣圖案115合并。平坦化工藝可以通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝和/或回蝕刻工藝進(jìn)行。第一絕緣中間層130可以形成在樓梯結(jié)構(gòu)上以具有其高度可相對高的頂表面,在某些情況下,蝕刻工藝可以對相對高的上部進(jìn)行,然后可以進(jìn)行平坦化工藝。
參照圖20和21,在樓梯結(jié)構(gòu)和第一絕緣中間層130上形成第二絕緣中間層140之后,可以使用光致抗蝕劑圖案進(jìn)行光刻工藝。因此,多個(gè)溝道孔150可以穿過第二絕緣中間層140、絕緣圖案115和犧牲圖案125形成以暴露基板100的頂表面。
第二絕緣中間層140可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與第一絕緣中間層130和/或最上面的絕緣圖案115合并。
在示例實(shí)施方式中,多個(gè)溝道孔150可以形成在第一方向和第二方向兩者上,并可以限定溝道孔陣列。在示例實(shí)施方式中,溝道孔陣列可以包括第一溝道孔列和第二溝道孔列,第二溝道孔列可以在第二方向上與第一溝道孔列間隔開,該第一溝道孔列包括在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第一溝道孔150,該第二溝道孔列包括在第一方向上設(shè)置的多個(gè)第二溝道孔150。第一溝道孔150和第二溝道孔150可以設(shè)置為使得連接相鄰的第一溝道孔150和第二溝道孔150的線可以與第一方向和/或第二方向形成銳角。因此,第一溝道孔150和第二溝道孔150可以布置成在第一方向上的Z字形布局,以密集地形成在單位面積中。
第一溝道孔列和第二溝道孔列可以在第二方向上交替且重復(fù)地設(shè)置。在示例實(shí)施方式中,第一溝道孔列和第二溝道孔列可以在第二方向上設(shè)置兩次以形成溝道孔塊,多個(gè)溝道孔塊可以形成在第二方向上以彼此間隔開。在下文,每個(gè)溝道孔塊的多個(gè)溝道孔列當(dāng)中的沿著第二方向鄰近最上面的絕緣圖 案115的邊緣的四個(gè)溝道孔列可以以此次序被稱為第一溝道孔列、第二溝道孔列、第三溝道孔列和第四溝道孔列。也就是,圖20示出在第二方向上彼此間隔開的兩個(gè)溝道孔塊,每個(gè)溝道孔塊包括在第二方向上設(shè)置的第一溝道孔列、第二溝道孔列、第三溝道孔列和第四溝道孔列。
在另一些示例實(shí)施方式中,溝道孔陣列可以包括以不同于Z字形布局的布局布置的多個(gè)溝道孔150。
參照圖22和圖23,半導(dǎo)體圖案160可以形成為部分地填充每個(gè)溝道孔150。
具體地,利用基板100的暴露的頂表面作為籽晶可以進(jìn)行選擇性外延生長(SEG)工藝以形成部分地填充溝道孔150的半導(dǎo)體圖案160。因此,半導(dǎo)體圖案160可以根據(jù)基板100的材料而形成為包括單晶硅、單晶鍺或其他材料,在某些情況下,雜質(zhì)可以被摻雜到其中。另外地或者替換地,非晶硅層可以形成為填充溝道孔150,可以在非晶硅層上進(jìn)行激光外延生長(LEG)工藝或固相外延(SPE)工藝以形成半導(dǎo)體圖案160。在示例實(shí)施方式中,半導(dǎo)體圖案160的頂表面可以形成為位于絕緣圖案115之一的頂表面和底表面之間,該絕緣圖案115之一可以形成在從基板100的頂表面起的第二水平處。
第一阻止層、電荷存儲層、隧道絕緣層和第一間隔層可以順序地形成在溝道孔150的內(nèi)壁、半導(dǎo)體圖案160的頂表面、以及第二絕緣中間層140的頂表面上,第一間隔層可以被各向異性地蝕刻以分別在溝道孔150的內(nèi)壁上形成第一間隔物。隧道絕緣層、電荷存儲層和第一阻止層可以使用第一間隔物作為蝕刻掩模來蝕刻以在每個(gè)溝道孔150中分別形成隧道絕緣圖案190、電荷存儲圖案180和第一阻止圖案170。隧道絕緣圖案190、電荷存儲圖案180和第一阻止圖案170的每個(gè)可以具有其中央底部敞開的杯子一樣的形狀,因此半導(dǎo)體圖案160的頂表面可以被暴露。隧道絕緣圖案190、電荷存儲圖案180和第一阻止圖案170可以形成第一電荷存儲器結(jié)構(gòu)200。
在示例實(shí)施方式中,第一阻止層可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,電荷存儲層可以由氮化物(例如,硅氮化物)形成,隧道絕緣層可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,第一間隔層可以由氮化物(例如,硅氮化物)形成。
在去除第一間隔物之后,溝道層可以形成在半導(dǎo)體圖案160的暴露的頂 表面、隧道絕緣圖案190和第二絕緣中間層140上,填充層可以形成在溝道層上以充分地填充溝道孔150的剩余部分。
在示例實(shí)施方式中,溝道層可以由摻雜或未摻雜的多晶硅或非晶硅形成。當(dāng)溝道層由非晶硅形成時(shí),可以進(jìn)一步進(jìn)行激光外延生長(LEG)工藝或固相外延(SPE)工藝,使得非晶硅層可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w硅層。填充層可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成。
填充層和溝道層可以被平坦化直到第二絕緣中間層140的頂表面可以被暴露以形成填充每個(gè)溝道孔150的剩余部分的填充圖案220,溝道層可以被形成為每個(gè)溝道孔150的溝道210。
因此,第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200、溝道210和填充圖案220可以順序地層疊在每個(gè)溝道孔150中的半導(dǎo)體圖案160上。第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200可以具有其中央底部敞開的杯子一樣的形狀,溝道210可以具有杯子一樣的形狀,填充圖案220可以具有柱形狀。
根據(jù)用于形成溝道210的溝道孔150可以限定包括第一至第四溝道孔列的溝道孔塊以及包括多個(gè)溝道孔塊的溝道孔陣列,溝道210也可以限定溝道塊和溝道陣列。
包括順序?qū)盈B在每個(gè)溝道孔150中的填充圖案220、溝道210和第一電荷存儲結(jié)構(gòu)200的第一結(jié)構(gòu)的上部可以被去除以形成溝槽,填充該溝槽的蓋圖案230可以形成在每個(gè)溝道孔150中的第一結(jié)構(gòu)上。
具體地,在通過回蝕刻工藝去除第一結(jié)構(gòu)的上部以形成溝槽之后,填充該溝槽的蓋層可以形成在第一結(jié)構(gòu)和第二絕緣中間層140上,蓋層的上部可以被平坦化直到第二絕緣中間層140的頂表面可以被暴露以形成蓋圖案230。在示例實(shí)施方式中,蓋層可以由摻雜或未摻雜的多晶硅或者非晶硅形成。當(dāng)蓋層形成為包括非晶硅時(shí),可以進(jìn)一步對其進(jìn)行結(jié)晶工藝。
蓋圖案230可以形成在溝道210上,因此可以形成分別與溝道塊和溝道陣列一致的蓋圖案塊和蓋圖案陣列。
每個(gè)溝道孔150中的第一結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體圖案160和蓋圖案230可以形成第二結(jié)構(gòu)。
參照圖24至圖26,在第二絕緣中間層140和蓋圖案230上形成第三絕緣中間層240之后,開口250可以穿過第二絕緣中間層140和第三絕緣中間層240、絕緣圖案115以及犧牲圖案125形成,以暴露基板100的頂表面。
第三絕緣中間層240可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與第二絕緣中間層140合并。
在示例實(shí)施方式中,多個(gè)開口250可以形成在第二方向上,每個(gè)開口250可以在第一方向上在溝道塊之間延伸。根據(jù)多個(gè)開口250形成在第二方向上,多個(gè)溝道列可以形成在開口250之間,圖26說明性地示出四個(gè)溝道列設(shè)置在相鄰的兩個(gè)開口250之間,然而,在其間的溝道列的數(shù)目可以不限于此。也就是,根據(jù)包括在每個(gè)溝道塊中的溝道列的數(shù)目,在相鄰的兩個(gè)開口250之間的溝道列的數(shù)目可以改變。
被開口250暴露的犧牲圖案125可以被去除以在相鄰水平的絕緣圖案115之間形成間隙260,第一阻止圖案170的外側(cè)壁的部分以及半導(dǎo)體圖案160的側(cè)壁的部分可以被間隙260暴露。在示例實(shí)施方式中,被開口250暴露的犧牲圖案125可以通過例如使用包括磷酸和/或硫酸的蝕刻溶液的濕蝕刻工藝去除。
然而,犧牲圖案125的部分可以不通過濕蝕刻工藝去除而是可以保留,其可以被稱為絕緣墊127。
參照圖27和圖28,第二阻止層可以形成在第一阻止圖案170的外側(cè)壁的暴露部分、半導(dǎo)體圖案160的側(cè)壁的暴露部分、間隙260的內(nèi)壁、絕緣圖案115的表面、基板100的暴露的頂表面以及第三絕緣中間層240的頂表面上。柵極阻擋層可以形成在第二阻止層上,柵極導(dǎo)電層可以形成在柵極阻擋層上以充分地填充間隙260的剩余部分。
第二阻止層可以由金屬氧化物形成,例如鋁氧化物、鉿氧化物、鑭氧化物、鑭鋁氧化物、鑭鉿氧化物、鉿鋁氧化物、鈦氧化物、鉭氧化物和/或鋯氧化物。柵極導(dǎo)電層可以由具有低電阻率的金屬形成,例如鎢、鈦、鉭、鉑等,柵極阻擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物等。另外地或者替換地,柵極阻擋層可以形成為包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物層。
柵極導(dǎo)電層和柵極阻擋層可以被部分地去除以分別形成柵極導(dǎo)電圖案300和柵極阻擋圖案290,它們可以形成柵電極310。在示例實(shí)施方式中柵極導(dǎo)電層和柵極阻擋層可以通過濕蝕刻工藝被部分地去除。
在示例實(shí)施方式中,柵電極310可以形成為在第一方向上延伸,多個(gè)柵電極310可以形成在第二方向上。也就是,多個(gè)柵電極310可以通過開口250彼此間隔開,每個(gè)柵電極310在第一方向上延伸。多個(gè)柵電極310當(dāng)中的在 第一臺階中的柵電極310可以被稱為第一柵電極310。
在示例實(shí)施方式中,柵電極310可以包括在第三方向上順序?qū)盈B在基板100上的GSL、字線和SSL。GSL、字線和SSL中的每個(gè)可以形成在單個(gè)水平處或者形成在多個(gè)水平處。一個(gè)或多于一個(gè)的虛設(shè)字線可以進(jìn)一步形成在GSL和字線之間和/或在SSL和字線之間。
在示例實(shí)施方式中,GSL可以形成在一個(gè)水平,SSL可以形成在兩個(gè)水平,字線可以形成在GSL和SSL之間的偶數(shù)個(gè)水平。然而,GSL、字線和SSL的數(shù)目不限于此。GSL可以鄰近于半導(dǎo)體圖案160形成,字線和SSL可以鄰近于溝道210形成。
當(dāng)柵極導(dǎo)電層和柵極阻擋層被部分地去除時(shí),第二阻止層的在絕緣圖案115的表面上、在基板100的頂表面上、在蓋圖案230的頂表面上以及在第三絕緣中間層240的頂表面上的部分也可以被去除以形成圍繞柵電極310的頂部、底部和至少側(cè)壁的第二阻止圖案270。第一阻止圖案170和第二阻止圖案270可以限定阻止圖案結(jié)構(gòu),隧道絕緣圖案190、電荷存儲圖案180和阻止圖案結(jié)構(gòu)可以形成第二電荷存儲結(jié)構(gòu)280。
由于柵極導(dǎo)電層、柵極阻擋層和第二阻止層被部分地去除,所以可以再次形成暴露基板100的頂表面并在第一方向上延伸的開口250。
參照圖29和圖30,雜質(zhì)可以被注入到基板100的暴露的頂表面中以形成雜質(zhì)區(qū)105。在示例實(shí)施方式中,雜質(zhì)可以包括n型雜質(zhì),例如磷和/或砷。
第二間隔層可以形成在雜質(zhì)區(qū)105的頂表面、開口250的側(cè)壁和第三絕緣中間層240的頂表面上,并可以被各向異性地蝕刻以在開口250的側(cè)壁上形成第二間隔物320。因此,在基板100的上部處的雜質(zhì)區(qū)105可以被部分地暴露。第二間隔層可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成。
CSL 330可以形成在暴露的雜質(zhì)區(qū)105上以填充開口250的剩余部分。在示例實(shí)施方式中,CSL 330可以通過在暴露的雜質(zhì)區(qū)105、第二間隔物320和第三絕緣中間層240上形成導(dǎo)電層并平坦化該導(dǎo)電層直到第三絕緣中間層240的頂表面可以被暴露而形成。導(dǎo)電層可以由金屬、金屬氮化物和/或金屬硅化物形成。
參照圖31和圖32A,第四絕緣中間層340可以形成在第三絕緣中間層240和CSL 330上,光刻工藝可以使用光致抗蝕劑圖案進(jìn)行以形成第一接觸孔350和第二接觸孔355。
每個(gè)第一接觸孔350可以穿過第一至第四絕緣中間層130、140、240和340、絕緣圖案115、第二阻止圖案270和柵極阻擋圖案290形成以暴露柵極導(dǎo)電圖案300。也就是,每個(gè)第一接觸孔350可以穿過第一至第四絕緣中間層130、140、240和340、每個(gè)臺階中的絕緣圖案115的沒有被上面的臺階覆蓋的部分、以及第二阻止圖案270和柵極阻擋圖案290的在絕緣圖案115的該部分下面的部分形成,以暴露柵極導(dǎo)電圖案300。每個(gè)第一暴露孔350可以穿過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分形成以暴露柵極導(dǎo)電圖案300,并且還暴露柵極導(dǎo)電圖案300的上部。
然而,本發(fā)明構(gòu)思可以不限于此,而是其中每個(gè)第一接觸孔350可暴露柵電極310的至少一部分的任何情形可以被包括在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第一接觸孔350可以不穿過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分形成,而是僅暴露柵極阻擋圖案290的頂表面,或者可以部分地穿過柵極阻擋圖案290而不暴露柵極導(dǎo)電圖案300形成。另外地或者替換地,每個(gè)第一暴露孔350可以穿過柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分以及柵極導(dǎo)電圖案300形成,并可以暴露柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分或者部分地穿過柵極阻擋圖案290的該部分而形成。另外地或者替換地,每個(gè)第一接觸孔350可以穿過全部(例如,整個(gè))的柵極導(dǎo)電圖案300、柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分和在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分形成,因此,每個(gè)第一接觸孔350的底部可以位于第二阻止圖案270中或位于其下面的絕緣圖案115中。
暴露處于最高的水平處的柵電極310的第一接觸孔350可以不穿過第一絕緣中間層130形成。
每個(gè)第一接觸孔350可以形成在對應(yīng)的臺階的沒有被上面的臺階覆蓋的部分上。在示例實(shí)施方式中,第一接觸孔350可以以恒定或均勻的距離形成在第一方向上。在示例實(shí)施方式中,當(dāng)從上方看時(shí)(例如,在平面圖中),第一接觸孔350可以形成在與每個(gè)溝道塊的溝道列(例如,第二溝道列)相同的線中。另外地或者替換地,當(dāng)從上方看時(shí),第一接觸孔350可以在第一方向上設(shè)置在每個(gè)溝道塊的在第二方向上的中心部。也就是,第一接觸孔350可以在第一方向上形成在每個(gè)溝道塊的在第二方向上的任何位置處。
另外地或者替換地,第一接觸孔350可以形成為在第一方向上的Z字形 布局。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸孔355可以穿過第一至第四絕緣中間層130、140、240和340、絕緣圖案115、第二阻止圖案270和柵極阻擋圖案290形成,以暴露第一臺階中的第一柵電極310的柵極導(dǎo)電圖案300。然而,本發(fā)明構(gòu)思可以不限于此。也就是,類似于第一接觸孔350,第二接觸孔355可以暴露柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分或者部分地穿過柵極阻擋圖案290的該部分形成,或者可以穿過柵極導(dǎo)電圖案300形成以暴露柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分或者部分地穿過柵極阻擋圖案290的該部分而形成。此外,第二接觸孔355可以穿過全部(例如,整個(gè))的柵極導(dǎo)電圖案300、柵極阻擋圖案290的在柵極導(dǎo)電圖案300的頂表面上的部分和在柵極導(dǎo)電圖案300的底表面下面的部分形成,因此,第二接觸孔355的底部可以位于第二阻止圖案270中或位于其下面的絕緣圖案115中。
然而,不同于第一接觸孔350,在某些情況下,第二接觸孔355可以不暴露柵電極310。也就是,參照圖32B,第二接觸孔355可以暴露第二阻止圖案270的在柵電極310的頂表面上的部分或者可以穿過第二阻止圖案270的該部分形成,但是可以不暴露柵電極310。此外,第二接觸孔355的底部可以位于在柵電極310上方的絕緣圖案115中,并且可以不暴露第二阻止圖案270。
在示例實(shí)施方式中,第二接觸孔355可以形成在第一柵電極310上并鄰近于第一臺階上的第一接觸孔350,并可以在第一方向上與第一臺階上的第一接觸孔350間隔開一距離,該距離與第一接觸孔350之間在第一方向上的距離基本上相同。也就是,第一接觸孔350和第二接觸孔355可以形成在第一方向上的相同的線中。另外地或者替換地,當(dāng)?shù)谝唤佑|孔350形成為在第一方向上的Z字形布局時(shí),第一接觸孔350和第二接觸孔355也可以形成為在第一方向上的Z字形布局。
第一接觸孔350可以通過形成其中具有孔的光致抗蝕劑圖案并使用該光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模蝕刻下面的層而形成。由于圖案的密度差,在邊緣部分處的圖案不會(huì)形成為具有與其他部分的圖案的尺寸和/或形狀基本相同的尺寸和/或形狀,這可以被稱為圖案負(fù)載效應(yīng)。也就是,當(dāng)孔形成在光致抗蝕劑圖案中時(shí),在光致抗蝕劑圖案的邊緣部分處的孔可以形成為具有與在 其他部分處的孔的尺寸和/或形狀不同的尺寸和/或形狀,例如更小的尺寸。
另外,當(dāng)通過使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模來蝕刻第一至第四絕緣中間層130、140、240和340部分地穿過臺階而形成第一接觸孔350時(shí),根據(jù)臺階之間的高度差,第一接觸孔350可以在其間具有深度差,因此,例如,部分地穿過最低水平的臺階的一個(gè)第一接觸孔350可以不形成為具有與部分地穿過其他水平的臺階的第一接觸孔350的尺寸和/或形狀基本相同的尺寸和/或形狀。
因此,當(dāng)僅形成第一接觸孔350而沒有形成第二接觸孔355時(shí),在第一方向上的邊緣部分處的第一接觸孔350(也就是,在最低水平的臺階和最高水平的臺階上的第一接觸孔350)可以由于圖案負(fù)載效應(yīng)而沒有形成為具有期望的尺寸和/或形狀。具體地,在最低水平的臺階上的具有最大深度的一個(gè)第一接觸孔350可以不形成為具有期望的尺寸和/或形狀。
然而,在示例實(shí)施方式中,第二接觸孔355可以形成為鄰近于在最低水平的臺階上的一個(gè)第一接觸孔350,使得不會(huì)發(fā)生圖案負(fù)載效應(yīng)并且在最低水平的臺階上的一個(gè)第一接觸孔350可以具有期望的尺寸和/或形狀。因此,最低水平的臺階(也就是,除了第一接觸孔350之外第二接觸孔355可形成在其上的第一臺階)可以形成為在第一方向上具有相對長的長度,如圖16和圖17所示。第二接觸孔355也可以形成在最高水平的臺階上,除了在最低水平的臺階上的第二接觸孔355之外或代替在最低水平的臺階上的第二接觸孔355。然而,由于圖案負(fù)載效應(yīng),第二接觸孔355可以形成為具有與第一接觸孔350的尺寸和/或形狀不同的尺寸和/或形狀。
根據(jù)實(shí)際蝕刻工藝中的工藝次序或工藝條件,不僅在最低水平的臺階上或在最高水平的臺階上的一個(gè)第一接觸孔350而且在中間水平的臺階上的一個(gè)第一接觸孔350都不會(huì)形成為具有期望的尺寸和/或形狀,因此第二接觸孔355也可以形成在中間水平的臺階上。例如,當(dāng)?shù)谝唤佑|孔350不是通過單個(gè)蝕刻工藝而是通過多個(gè)蝕刻工藝(例如,分別用于下面的臺階和上面的臺階的兩個(gè)蝕刻工藝)形成時(shí),不僅在最低水平的臺階和最高水平的臺階上的一個(gè)第一接觸孔350而且在中間水平的臺階上的一個(gè)第一接觸孔350都不會(huì)形成為具有期望的尺寸和/或形狀。因此,第二接觸孔355也可以形成在中間水平的臺階上。然而,在示例實(shí)施方式中,在下面的臺階上形成第一接觸插塞380和第二接觸插塞385以分別填充第一接觸孔350和第二接觸孔355之 后,可以形成絕緣中間層以覆蓋第一接觸插塞380和第二接觸插塞385,并且在上面的臺階上,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以形成為分別填充第一接觸孔350和第二接觸孔355。
也就是,具有相對長的長度的“第一臺階”可以不僅包括最低水平的臺階而且包括中間水平的臺階,以及進(jìn)一步包括多個(gè)臺階。第二接觸孔355可以形成在多個(gè)第一臺階的每個(gè)上。在示例實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)第二接觸孔355可以形成在每個(gè)第一臺階上。
在下文,將僅說明其中第一臺階是最低水平的臺階并且僅一個(gè)第二接觸插塞385形成在第一臺階上的情形。
參照圖33和圖34,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以形成為分別填充第一接觸孔350和第二接觸孔355。
在示例實(shí)施方式中,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以通過如下形成:在柵電極310的被第一接觸孔350和第二接觸孔355暴露的部分、第一接觸孔350和第二接觸孔355的內(nèi)壁以及第四絕緣中間層340的頂表面上形成第一阻擋層,在第一阻擋層上形成第一導(dǎo)電層以填充第一接觸孔350的剩余部分和第二接觸孔355的剩余部分,以及平坦化第一導(dǎo)電層和第一阻擋層直到第四絕緣中間層340的頂表面可以被暴露。
第一導(dǎo)電層可以由金屬形成,例如鎢、鉭、鈦等,第一阻擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,第一阻擋層可以形成為具有包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
填充每個(gè)第一接觸孔350的第一接觸插塞380可以包括第一導(dǎo)電圖案370和第一阻擋圖案360,該第一阻擋圖案360在第一導(dǎo)電圖案370的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第一導(dǎo)電圖案370的底部和側(cè)壁。填充每個(gè)第二接觸孔355的第二接觸插塞385可以包括第二導(dǎo)電圖案375和第二阻擋圖案365,該第二阻擋圖案365在第二導(dǎo)電圖案375的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第二導(dǎo)電圖案375的底部和側(cè)壁。
根據(jù)第一接觸孔350和第二接觸孔355的布局,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以以相同的布局形成。在示例實(shí)施方式中,第一接觸插塞380的底表面和第二接觸插塞385的底表面可以不形成在相同的水平,然而,第一接觸插塞380的頂表面和第二接觸插塞385的頂表面可以形成在基本相 同的水平,也就是可以基本上彼此共平面。
參照圖35和圖36,在第四絕緣中間層340以及第一接觸插塞380和第二接觸插塞385上形成第五絕緣中間層390之后,第一布線420和第二布線425可以穿過第五絕緣中間層390形成以接觸第一接觸插塞380的頂表面和第二接觸插塞385的頂表面。
第五絕緣中間層390可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與第四絕緣中間層340合并。
第一布線420和第二布線425可以通過如下形成:穿過第五絕緣中間層390形成第一開口和第二開口以暴露第一接觸插塞380的頂表面和第二接觸插塞385的頂表面,在第一接觸插塞380和第二接觸插塞385的暴露的頂表面、第一開口和第二開口的內(nèi)壁以及第五絕緣中間層390的頂表面上形成第三阻擋層,在第三阻擋層上形成第三導(dǎo)電層以填充第一開口和第二開口的剩余部分,以及平坦化第三導(dǎo)電層和第三阻擋層直到第五絕緣中間層390的頂表面可以被暴露。
第三導(dǎo)電層可以由金屬形成,例如鎢、鉭、鈦等,第三阻擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,第三阻擋層可以形成為具有包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
填充第一開口的第一布線420可以包括第三導(dǎo)電圖案410和第三阻擋圖案400,該第三阻擋圖案400在第三導(dǎo)電圖案410的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第三導(dǎo)電圖案410的底部和側(cè)壁。填充第二開口的第二布線425可以包括第四導(dǎo)電圖案415和第四阻擋圖案405,該第四阻擋圖案405在第四導(dǎo)電圖案415的底部和側(cè)壁上或者覆蓋第四導(dǎo)電圖案415的底部和側(cè)壁。
在示例實(shí)施方式中,第一布線420可以在第二方向上延伸,多個(gè)第一布線420可以形成在第一方向上。另外,第二布線425可以在第一方向上延伸。每個(gè)第一布線420可以接觸第一接觸插塞380的頂表面,第二布線425可以接觸在第一臺階上的第一接觸插塞380和第二接觸插塞385的頂表面。
另外地或替換地,第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分。在此情況下,第二布線425可以接觸第一臺階上的第一接觸插塞380的頂表面,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。當(dāng)?shù)谝唤佑|插塞380和第二接觸插塞385形成為在第一方向上的Z字 形布局時(shí),第二布線425可以在第一方向上延伸,可以接觸第一臺階上的第一接觸插塞380的頂表面,但是可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。當(dāng)?shù)诙佑|插塞385沒有連接到第二布線425時(shí),沒有信號可以被施加到第二接觸插塞385,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
每個(gè)第一布線420可以在第二方向上延伸以接觸沿第二方向設(shè)置的多個(gè)溝道塊中的一些溝道塊中的第一接觸插塞380的頂表面。在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第一布線420可以在第二方向上延伸以接觸在第二方向上彼此相鄰的四個(gè)溝道塊中的第一接觸插塞380的頂表面。第二布線425可以在第一方向上延伸以連接到第二區(qū)II中的布線,因此電信號可以被施加到其上。
參照圖37至圖41,在第五絕緣中間層390以及第一布線420和第二布線425上形成第六絕緣中間層430之后,可以形成第一至第四通路490、495、550和555、第三布線460和第四布線465以及第一連接布線520和第二連接布線525。
第六絕緣中間層430可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與第五絕緣中間層390合并。
第三布線460和第四布線465以及第一通路490和第二通路495可以通過如下形成:去除第六絕緣中間層430的上部以形成第一溝槽和第二溝槽,形成分別與第一溝槽和第二溝槽連通或分別暴露第一溝槽和第二溝槽的第一通路孔(via hole)和第二通路孔從而暴露第一布線420的頂表面和第二布線425的頂表面,在第一布線420和第二布線425的暴露的頂表面、第一通路孔和第二通路孔的內(nèi)壁、第一溝槽和第二溝槽的內(nèi)壁、以及第六絕緣中間層430的頂表面上形成第五阻擋層,在第五阻擋層上形成第五導(dǎo)電層以填充第一通路孔和第二通路孔的剩余部分以及第一溝槽和第二溝槽的剩余部分,以及平坦化第五導(dǎo)電層和第五阻擋層直到第六絕緣中間層430的頂表面可以被暴露。在某些情況下,在形成第一溝槽和第二溝槽之前,可以形成第一通路孔和第二通路孔。
第五導(dǎo)電層可以由金屬形成,例如銅、鋁、鎢、鉭、鈦等,第五阻擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,第五阻擋層可以形成為具有包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
填充第一溝槽的第三布線460可以包括第五導(dǎo)電圖案450和第五阻擋圖 案440,該第五阻擋圖案440在第五導(dǎo)電圖案450的底部和側(cè)壁上或覆蓋第五導(dǎo)電圖案450的底部和側(cè)壁。填充第二開口的第四布線465可以包括第六導(dǎo)電圖案455和第六阻擋圖案445,該第六阻擋圖案445在第六導(dǎo)電圖案455的底部和側(cè)壁上或覆蓋第六導(dǎo)電圖案455的底部和側(cè)壁。另外,填充第一通路孔的第一通路490可以包括第七導(dǎo)電圖案480和第七阻擋圖案470,該第七阻擋圖案470在第七導(dǎo)電圖案480的底部和側(cè)壁上或覆蓋第七導(dǎo)電圖案480的底部和側(cè)壁。填充第二通路孔的第二通路495可以包括第八導(dǎo)電圖案485和第八阻擋圖案475,該第八阻擋圖案475在第八導(dǎo)電圖案485的底部和側(cè)壁上或覆蓋第八導(dǎo)電圖案485的底部和側(cè)壁。順序地層疊的第一通路490和第三布線460可以一體地形成,順序地層疊的第二通路495和第四布線465也可以一體地形成。
在示例實(shí)施方式中,第三布線460可以在第二方向上延伸,多個(gè)第三布線460可以形成在第一方向上。另外,第四布線465可以在第一方向上延伸。第三布線460可以通過第一通路490分別電連接到第一布線420,第四布線465可以通過第二通路495分別電連接到第一布線420。
在示例實(shí)施方式中,每個(gè)第三布線460可以在第二方向上延伸以形成在沿第二方向彼此相鄰的四個(gè)溝道塊上。第四布線465可以在第一方向上延伸以連接到第二區(qū)II中的布線,因此電信號可以被施加到其上。
第一連接布線520和第二連接布線525以及第三通路550和第四通路555可以通過如下形成:去除第六絕緣中間層430的上部以形成第三溝槽和第四溝槽,形成分別與第三溝槽和第四溝槽連通或分別暴露第三溝槽和第四溝槽的第三通路孔和第四通路孔從而暴露蓋圖案230的頂表面,在蓋圖案230的暴露的頂表面、第三通路孔和第四通路孔的內(nèi)壁、第三溝槽和第四溝槽的內(nèi)壁、以及第六絕緣中間層430的頂表面上形成第九阻擋層,在第九阻擋層上形成第九導(dǎo)電層以填充第三通路孔和第四通路孔的剩余部分及第三溝槽和第四溝槽的剩余部分,以及平坦化第九導(dǎo)電層和第九阻擋層直到第六絕緣中間層430的頂表面可以被暴露。在某些情況下,在形成第三溝槽和第四溝槽之前,可以形成第三通路孔和第四通路孔。
第九導(dǎo)電層可以由金屬形成,例如銅、鋁、鎢、鉭、鈦等,第九阻擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,第九阻擋層可以形成為具有包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物 層的多層結(jié)構(gòu)。
填充第三溝槽的第一連接布線520可以包括第九導(dǎo)電圖案510和第九阻擋圖案500,該第九阻擋圖案500在第九導(dǎo)電圖案510的底部和側(cè)壁上或覆蓋第九導(dǎo)電圖案510的底部和側(cè)壁。填充第四溝槽的第二連接布線525可以包括第十導(dǎo)電圖案515和第十阻擋圖案505,該第十阻擋圖案505在第十導(dǎo)電圖案515的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十導(dǎo)電圖案515的底部和側(cè)壁。另外,填充第三通路孔的第三通路550可以包括第十一導(dǎo)電圖案540和第十一阻擋圖案530,該第十一阻擋圖案530在第十一導(dǎo)電圖案540的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十一導(dǎo)電圖案540的底部和側(cè)壁。填充第四通路孔的第四通路555可以包括第十二導(dǎo)電圖案545和第十二阻擋圖案535,該第十二阻擋圖案535在第十二導(dǎo)電圖案545的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十二導(dǎo)電圖案545的底部和側(cè)壁。順序地層疊的第三通路550和第一連接布線520可以一體地形成,順序地層疊的第四通路555和第二連接布線525也可以一體地形成。
第三通路550和第四通路555可以分別形成在溝道210上的蓋圖案230上。第一連接布線520和第二連接布線525的每個(gè)可以在第二方向上延伸,第一連接布線520和第二連接布線525可以分別電連接到第三通路550和第四通路555。因此,第一連接布線520和第二連接布線525可以電連接通過CSL 330在第二方向上彼此間隔開的兩個(gè)溝道塊中包括的溝道210。在示例實(shí)施方式中,第一連接布線520可以連接包括在第一溝道塊的第三溝道列和第四溝道列中的溝道210以及包括在第二溝道塊的第一溝道列和第二溝道列中的溝道210,該第二溝道塊在第二方向上與第一溝道塊間隔開。第二連接布線525可以連接包括在第二溝道塊的第三溝道列和第四溝道列中的溝道210以及包括在第三溝道塊的第一溝道列和第二溝道列中的溝道210,該第三溝道塊在第二方向上與第二溝道塊間隔開。
參照圖42至圖44,在第六絕緣中間層430、第三布線460和第四布線465、第一連接布線520和第二連接布線525上形成第七絕緣中間層560之后,可以形成第五通路590和第六通路620。
第七絕緣中間層560可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與第六絕緣中間層430合并。
第五通路590和第六通路620可以通過如下形成:形成第五通路孔和第六通路孔穿過第七絕緣中間層560以暴露第三布線460的頂表面以及第一連 接布線520和第二連接布線525的頂表面,在第三布線460的暴露的頂表面以及第一連接布線520和第二連接布線525的暴露的頂表面、第五通路孔和第六通路孔的內(nèi)壁以及第七絕緣中間層560的頂表面上形成第十三阻擋層,在第十三阻擋層上形成第十三導(dǎo)電層以填充第五通路孔的剩余部分和第六通路孔的剩余部分,以及平坦化第十三導(dǎo)電層和第十三阻擋層直到第七絕緣中間層560的頂表面可以被暴露。
第十三導(dǎo)電層可以由金屬形成,例如銅、鋁、鎢、鉭、鈦等,第十三阻擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或者替換地,第十三阻擋層可以形成為具有包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
填充第五通路孔的第五通路590可以包括第十三導(dǎo)電圖案580和第十三阻擋圖案570,該第十三阻擋圖案570在第十三導(dǎo)電圖案580的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十三導(dǎo)電圖案580的底部和側(cè)壁。填充第六通路孔的第六通路620可以包括第十四導(dǎo)電圖案610和第十四阻擋圖案600,該第十四阻擋圖案600在第十四導(dǎo)電圖案610的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十四導(dǎo)電圖案610的底部和側(cè)壁。
第五通路590可以電連接到第三布線460,第六通路620可以電連接到第一連接布線520和第二連接布線525。
再次參照圖2至圖7,在第七絕緣中間層560以及第五通路590和第六通路620上形成第八絕緣中間層630之后,可以形成第五布線660和第六布線690。
第八絕緣中間層630可以由氧化物(例如,硅氧化物)形成,因此可以與第七絕緣中間層560合并。
第五布線660和第六布線690可以通過如下形成:形成第三開口和第四開口穿過第八絕緣中間層630以分別暴露第五通路590和第六通路620,在第五通路590和第六通路620的暴露的頂表面、第三開口和第四開口的內(nèi)壁、及第八絕緣中間層630的頂表面上形成第十五阻擋層,在第十五阻擋層上形成第十五導(dǎo)電層以填充第三開口的剩余部分和第四開口的剩余部分,以及平坦化第十五導(dǎo)電層和第十五阻擋層直到第八絕緣中間層630的頂表面可以被暴露。
第十五導(dǎo)電層可以由金屬形成,例如銅、鋁、鎢、鉭、鈦等,第十五阻 擋層可以由金屬氮化物形成,例如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物等。另外地或替換地,第十五阻擋層可以形成為具有包括順序?qū)盈B的金屬層和金屬氮化物層的多層結(jié)構(gòu)。
填充第三開口的第五布線660可以包括第十五導(dǎo)電圖案650和第十五阻擋圖案640,該第十五阻擋圖案640在第十五導(dǎo)電圖案650的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十五導(dǎo)電圖案650的底部和側(cè)壁。填充第四開口的第六布線690可以包括第十六導(dǎo)電圖案680和第十六阻擋圖案670,該第十六阻擋圖案670在第十六導(dǎo)電圖案680的底部和側(cè)壁上或覆蓋第十六導(dǎo)電圖案680的底部和側(cè)壁。
在示例實(shí)施方式中,第五布線660可以在第一方向上延伸以連接到第二區(qū)II中的布線,因此電信號可以被施加到其上。也就是,從第二區(qū)II中的布線施加的電信號可以通過第五布線660、第五通路590、第三布線460、第一通路490和第一布線420傳輸?shù)降谝唤佑|插塞380。
在示例實(shí)施方式中,第六布線690可以在第二方向上延伸,并可以通過第六通路620、第一連接布線520和第二連接布線525、第三通路550和第四通路555以及蓋圖案230電連接到溝道210。第六布線690可以用作位線。
垂直存儲器件可以通過以上工藝來制造。
如以上說明的,在制造垂直存儲器件的方法中,當(dāng)?shù)谝唤佑|插塞380形成為連接到樓梯結(jié)構(gòu)的多個(gè)臺階中的柵電極310時(shí),第二接觸插塞385可以進(jìn)一步形成在多個(gè)臺階中的一些上。因此,可以減小或防止圖案負(fù)載效應(yīng),使得第一接觸插塞380可以形成為良好地接觸柵電極310。
圖45至圖70是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的垂直存儲器件的平面圖和截面圖。具體地,圖45、47、49、51、53、55、57、59、61、63、65、67和69是平面圖,圖46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68和70是截面圖。每個(gè)截面圖示出沿著對應(yīng)的平面圖的截線B-B’的截面。
圖45至圖70所示的垂直存儲器件可以與圖1至圖13的垂直存儲器件基本相同,除了第二接觸插塞以及連接到其的上布線之外。因此,相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件,為了簡潔,在下文可以省略對其的詳細(xì)說明。為了便于說明,圖45至圖70僅示出如圖8A和8B所示的在基板上的第五絕緣中間層下面的結(jié)構(gòu)。
參照圖45和圖46,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置成 在第一方向上的Z字形布局。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最低水平的臺階中的第一柵電極310上,第二布線425可以共同地連接到第一接觸插塞380和第二接觸插塞385并施加電信號到其上,該第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分。
參照圖47和圖48,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最高水平的臺階中的第一柵電極310上,第二布線425可以共同地連接到第一接觸插塞380和第二接觸插塞385并施加電信號到其上,該第二布線425可以在第二方向上延伸。
參照圖49和圖50A,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在中間水平的臺階中的第一柵電極310上,第一布線420可以共同地連接到第一接觸插塞380和第二接觸插塞385并施加電信號到其上,該第一布線420可以在第二方向上延伸。
參照圖50B,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以被分成兩組,例如上組和下組。也就是,第九絕緣中間層700和第十絕緣中間層710可以進(jìn)一步形成在第五絕緣中間層390以及第一布線420和第二布線425上,該第一布線420和第二布線425連接到在下面的臺階上的第一接觸插塞380和第二接觸插塞385。在上面的臺階上的第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以穿過或延伸通過第一至第五絕緣中間層130、140、240、340和390、以及第九絕緣中間層700,第一布線420和第二布線425可以穿過第十絕緣中間層710形成。
參照圖51和圖52,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最低水平的臺階中的第一柵電極310上??呻娺B接到第一接觸插塞380的第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,沒有電信號可以被施加到第二接觸插塞385,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖53和圖54,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置成 在第一方向上的Z字形布局。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最低水平的臺階中的第一柵電極310上??呻娺B接到第一接觸插塞380的第二布線425可以在第一方向上延伸,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖55和圖56,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第二接觸插塞385可以不形成在柵電極310上,而是可以形成在基板100的頂表面上、在第一方向上鄰近于最低水平的臺階??呻娺B接到第一接觸插塞380的第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖57和圖58,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置成在第一方向上的Z字形布局。第二接觸插塞385可以不形成在柵電極310上,而是可以形成在基板100的頂表面上、在第一方向上鄰近于最低水平的臺階??呻娺B接到第一接觸插塞380的第二布線425可以在第一方向上延伸,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖59和圖60,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最高水平的臺階中的第一柵電極310上。可電連接到第一接觸插塞380的第一布線420可以在第一方向上延伸,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖61和圖62,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在中間水平的臺階中的第一柵電極310上??呻娺B接到第一接觸插塞380的第一布線420可以在第一方向上延伸,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖63和圖64,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最低水平的臺階中的第一柵電極310上。第二接觸插塞385可以進(jìn)一步形成在基板100的頂表面上、在第一方向上鄰近于最低水平的臺階??呻娺B接到第一接觸插塞380的第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分。第二布線425可以接觸在第一柵電極 310上的第二接觸插塞385的頂表面,但是可以不接觸在基板100的頂表面上的第二接觸插塞385。因此,在基板100的頂表面上的第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖65和圖66,在第一柵電極310上的第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中,然而,在基板100的頂表面上的第二接觸插塞385可以不設(shè)置在上述線中。第一接觸插塞380和第二接觸插塞385兩者可以形成在最低水平的臺階中的第一柵電極310上。第二布線425可以電連接到在第一柵電極310上的第一接觸插塞380和第二接觸插塞385,第二布線425可以在第一方向上延伸,并可以不接觸在基板100的頂表面上的第二接觸插塞385的頂表面。因此,在基板100的頂表面上的第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖67和圖68,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第二接觸插塞385可以形成在最低水平的臺階中的第一柵電極310上以及鄰近于最低水平的臺階形成在基板100的頂表面上??呻娺B接到第一接觸插塞380的第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。因此,第二接觸插塞385可以被稱為虛設(shè)接觸插塞。
參照圖69和圖70,第一接觸插塞380和第二接觸插塞385可以設(shè)置在第一方向上的相同的線中。第二接觸插塞385可以鄰近于最低水平的臺階形成在基板100的頂表面上。可電連接到第一接觸插塞380的第二布線425可以包括在第一方向上延伸的第一部分和在第二方向上延伸的第二部分,并可以不接觸第二接觸插塞385的頂表面。然而,第二接觸插塞385可以連接到第七布線427(其可以包括導(dǎo)電圖案407和阻擋圖案417),第七布線427可以將電信號從第二區(qū)II中的布線傳輸?shù)降诙佑|插塞385。
雖然已經(jīng)具體示出和描述了示例實(shí)施方式,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的變化,而沒有脫離權(quán)利要求書的精神和范圍。
本申請要求于2015年3月10日提交的美國臨時(shí)申請No.62/130982的優(yōu)先權(quán),還要求分別于2015年3月10日和2015年5月20日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局(KIPO)提交的韓國專利申請No.10-2015-0032969和No.10-2015-0070338的優(yōu)先權(quán),其內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此。