本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及垂直存儲器件以及制造該垂直存儲器件的方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件已經(jīng)被高度地集成以提供優(yōu)良性能和低制造成本。具體地，存儲器件的集成密度可以是確定其成本的一個重要因素。傳統(tǒng)的二維(2d)半導(dǎo)體存儲器件的集成密度可以主要地由單位存儲單元占據(jù)的面積確定。因此，傳統(tǒng)的2d半導(dǎo)體存儲器件的集成密度可以受形成精細(xì)圖案的技術(shù)影響。然而，因?yàn)榭赡苄枰獦O高價(jià)的裝置來形成精細(xì)圖案，所以2d半導(dǎo)體存儲裝置的集成密度可能受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式，提供了一種非易失性存儲結(jié)構(gòu)，其包括：水平地延伸的基板；從基板豎直地延伸的填充絕緣圖案；多個有源溝道圖案，繞填充絕緣圖案的周邊以z字形圖案從基板豎直地延伸，每個有源溝道圖案具有相應(yīng)的非圓形形狀的水平截面；以及多條柵線的豎直堆疊，每個豎直堆疊繞填充絕緣圖案和多個有源溝道圖案水平地延伸。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施方式，提供了一種非易失性存儲結(jié)構(gòu)，其包括：水平地延伸的基板；絕緣圖案，從基板豎直地延伸，所述絕緣圖案限定周邊側(cè)壁，該周邊側(cè)壁包括多個向外彎曲的部分和在所述向外彎曲的部分之間的線形部分；以及多個有源溝道圖案，在周邊側(cè)壁內(nèi)部從基板豎直地延伸，其中每個有源溝道圖案凹進(jìn)到周邊側(cè)壁的相應(yīng)的向外彎曲的部分中。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的又一實(shí)施方式，提供了一種非易失性存儲結(jié)構(gòu)，其包括：水平地延伸的基板；絕緣圖案，從基板豎直地延伸，所述絕緣圖案限定周邊側(cè)壁，該周邊側(cè)壁包括向外彎曲的部分和在向外彎曲的部分之間的線形部分；以及柵電極，與周邊側(cè)壁的外部一致并且不在周邊側(cè)壁內(nèi)部。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的示意性框圖。

圖2是示出圖1的存儲單元陣列的示意性框圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的單元陣列的示意性電路圖。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖。

圖5a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。

圖5b是沿圖5a的線a-a'截取的剖視圖。

圖5c顯示沿圖5a的線b-b'和c-c'截取的剖視圖。

圖6a至6i是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的溝道圖案的俯視圖。

圖7a至7c是圖5b的區(qū)域‘m’的放大圖。

圖8a至13a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的俯視圖。

圖8b至13b分別是沿圖8a至13a的線a-a'截取的剖視圖。

圖8c至13c分別是沿圖8a至13a的線b-b'截取的剖視圖。

圖14a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。

圖14b是沿圖14a的線a-a'截取的剖視圖。

圖14c顯示沿圖14a的線b-b'和c-c'截取的剖視圖。

圖15a至19a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的俯視圖。

圖15b至19b分別是沿圖15a至19a的線a-a'截取的剖視圖。

圖15c至19c分別是沿圖15a至19a的線b-b'截取的剖視圖。

圖20a至20d是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。

具體實(shí)施方式

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的示意性框圖。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件105可以包括存儲單元陣列10、地址解碼器20、讀/寫電路30、數(shù)據(jù)輸入/輸出(i/o)電路40和控制邏輯50。半導(dǎo)體器件105可以是半導(dǎo)體存儲器件。

存儲單元陣列10可以通過多條字線wl連接到地址解碼器20，并且可以通過多條位線bl連接到讀/寫電路30。存儲單元陣列10可以包括多個存儲單元。例如，存儲單元陣列10可以配置為在每個存儲單元中存儲一個或更多位。

地址解碼器20可以通過字線wl連接到存儲單元陣列10。地址解碼器20可以響應(yīng)控制邏輯50的控制信號運(yùn)行。地址解碼器20可以從外部系統(tǒng)接收地址信號addr。地址解碼器20可以解碼接收到的地址信號addr的行地址信號以選擇字線wl中的對應(yīng)一條。此外，地址解碼器20可以解碼接收到的地址信號addr的列地址信號并且可以將已解碼的列地址信號提供到讀/寫電路30。例如，地址解碼器20可以包括行解碼器、列解碼器和地址緩沖器。

讀/寫電路30可以通過位線bl連接到存儲單元陣列10并且可以通過數(shù)據(jù)線dl連接到數(shù)據(jù)i/o電路40。讀/寫電路30可以響應(yīng)控制邏輯50的控制信號運(yùn)行。讀/寫電路30可以配置為從地址解碼器20接收已解碼的列地址信號。讀/寫電路30可以使用已解碼的列地址信號選擇位線bl之一。例如，讀/寫電路30可以從數(shù)據(jù)i/o電路40接收數(shù)據(jù)并且可以將接收到的數(shù)據(jù)寫入存儲單元陣列10中。讀/寫電路30可以從存儲單元陣列10讀取數(shù)據(jù)并且可以將讀取的數(shù)據(jù)提供到數(shù)據(jù)i/o電路40。讀/寫電路30從存儲單元陣列10的第一存儲區(qū)讀取數(shù)據(jù)，并且可以將讀取的數(shù)據(jù)寫入存儲單元陣列10的第二存儲區(qū)。例如，讀/寫電路30可以配置為執(zhí)行回拷貝操作。

讀/寫電路30可以包括包含頁緩沖器(或頁寄存器)和列選擇電路的部件。或者，讀/寫電路30可以包括包含讀出放大器、寫驅(qū)動器和列選擇電路的部件。

數(shù)據(jù)i/o電路40可以通過數(shù)據(jù)線dl連接到讀/寫電路30。數(shù)據(jù)i/o電路40可以響應(yīng)控制邏輯50的控制信號運(yùn)行。數(shù)據(jù)i/o電路40可以與外部系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)data。數(shù)據(jù)i/o電路40可以通過數(shù)據(jù)線dl將從外部系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)data傳輸?shù)阶x/寫電路30。數(shù)據(jù)i/o電路40可以將通過數(shù)據(jù)線dl從讀/寫電路30接收的數(shù)據(jù)data提供到外部系統(tǒng)。例如，數(shù)據(jù)i/o電路40可以包括諸如數(shù)據(jù)緩沖器的部件。

控制邏輯50可以連接到地址解碼器20、讀/寫電路30和數(shù)據(jù)i/o電路40?？刂七壿?0可以控制半導(dǎo)體器件105的操作?？刂七壿?0可以響應(yīng)從外部系統(tǒng)傳輸?shù)目刂菩盘朿trl運(yùn)行。

圖2是示出圖1的存儲單元陣列10的一實(shí)施方式的示意性框圖。參考圖2，存儲單元陣列10可以包括多個存儲塊blk1至blkn。存儲塊blk1至blkn的每個可具有三維(3d)結(jié)構(gòu)(或豎直結(jié)構(gòu))。例如，存儲塊blk1至blkn的每個可以包括在彼此相交的第一、第二和第三方向x、y和z上延伸的結(jié)構(gòu)。例如，存儲塊blk1至blkn的每個可以包括在第三方向z(例如豎直方向)上延伸的多個單元串。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的單元陣列的示意性電路圖。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以包括公共源極線csl、多條位線bl0至bl2以及連接在公共源極線csl和位線bl0至bl2之間的多個單元串cstr。位線bl0至bl2可以二維地布置且多個單元串cstr可以并聯(lián)連接到位線bl0至bl2的每條。因而，單元串cstr可以二維地布置在公共源極線csl或基板上。

單元串cstr的每個可以包括連接到公共源極線csl的接地選擇晶體管gst、連接到位線bl0至bl2之一的串選擇晶體管sst、以及設(shè)置在接地選擇晶體管gst和串選擇晶體管sst之間的多個存儲單元晶體管mct。接地選擇晶體管gst、存儲單元晶體管mct和串選擇晶體管sst可以按所述順序彼此串聯(lián)連接。設(shè)置在公共源極線csl與位線bl0至bl2之間的接地選擇線gsl、多條字線wl0至wl3和串選擇線ssl0至ssl2可以分別被用作接地選擇晶體管gst的柵電極、存儲單元晶體管mct的柵電極和串選擇晶體管sst的柵電極。

一些接地選擇晶體管gst的柵電極可以共同連接到接地選擇線gsl之一從而處于等電勢狀態(tài)。類似地，設(shè)置在從接地選擇線gsl起的相同水平處的存儲單元晶體管mct的柵電極可以共同連接到字線wl0至wl3之一從而處于等電勢狀態(tài)。因?yàn)橐粋€單元串cstr包括分別位于從接地選擇線gsl起的不同水平處的多個存儲單元晶體管mct，所以分別位于彼此不同的水平處的字線wl0至wl3可以設(shè)置在接地選擇線gsl與位線bl0至bl2之間。

接地選擇晶體管gst和串選擇晶體管sst以及存儲單元晶體管mct可以是使用溝道結(jié)構(gòu)作為溝道區(qū)的金屬-氧化物-半導(dǎo)體(mos)場效應(yīng)晶體管。在某些實(shí)施方式中，mos電容器可以通過溝道結(jié)構(gòu)、接地選擇線gsl、字線wl0至wl3和串選擇線ssl0至ssl2形成。在這種情形下，接地選擇晶體管gst、存儲單元晶體管mct和串選擇晶體管sst可以共用由從線gsl、wl0至wl3和ssl0至ssl2產(chǎn)生的邊緣場產(chǎn)生的反型層，因而在一個單元串cstr中包括的晶體管gst、mct和sst可以彼此電連接。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖。豎直擋塊vb可以提供在基板100上。豎直擋塊vb可以豎直地穿透設(shè)置在基板100上的柵電極ge。多個柵電極ge可以提供在基板100上。然而，為了說明的容易和方便，在圖4中示出一個柵電極ge。豎直擋塊vb可以在垂直于基板100的頂表面的第三方向z上從基板100的頂表面延伸。此外，豎直擋塊vb可以在平行于基板100的頂表面的第一方向x上延伸。換言之，豎直擋塊vb可以是設(shè)置在由第一方向x和第三方向z限定的面中的板型結(jié)構(gòu)。換言之，豎直擋塊vb可以是實(shí)質(zhì)上垂直于基板100的頂表面的板型結(jié)構(gòu)。

豎直擋塊vb可以包括在第一方向上x延伸的填充絕緣圖案149以及彼此間隔開且填充絕緣圖案149插置在其間的溝道圖案sp1和sp2。填充絕緣圖案149可具有當(dāng)從俯視圖看時在第一方向上x縱長地延伸的線或條形狀。

數(shù)據(jù)存儲層ds可以設(shè)置在柵電極ge與溝道圖案sp1和sp2之間。數(shù)據(jù)存儲層ds可以沿填充絕緣圖案149的側(cè)壁在第三方向z上延伸，如圖4中所示。在一些實(shí)施方式中，填充絕緣圖案149能夠包括數(shù)據(jù)存儲層ds。如在圖4中進(jìn)一步顯示，在一些實(shí)施方式中，柵電極ge能夠圍繞填充絕緣圖案149的周邊并且不在填充絕緣圖案149的內(nèi)部。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。

溝道圖案sp1和sp2的每個可以形成參考圖3描述的單元串cstr的一部分。換言之，溝道圖案sp1和sp2的每個可以形成獨(dú)立的單元串cstr并且可以電連接到位線bl。

溝道圖案sp1和sp2可以包括從填充絕緣圖案149的一個側(cè)壁橫向地突出的第一溝道圖案sp1以及從填充絕緣圖案149的與所述一個側(cè)壁相反的另一側(cè)壁橫向地突出的第二溝道圖案sp2。第二溝道圖案sp2可以在第一方向x上從一虛線移動，該虛線經(jīng)過第一溝道圖案sp1的中部并且平行于與第一方向x和第三方向z相交的第二方向y。當(dāng)?shù)谝粶系缊D案sp1和第二溝道圖案sp2的每個提供為多個時，第一溝道圖案sp1和第二溝道圖案sp2可以沿第一方向x交替地布置成z字形?；蛘撸谝粶系缊D案sp1和第二溝道圖案sp2可以關(guān)于插置在其間的填充絕緣圖案149鏡像對稱。在一些實(shí)施方式中，溝道圖案sp1和sp2具有非圓形形狀的水平截面并且位于填充絕緣圖案149的周邊內(nèi)部。

第一和第二溝道圖案sp1和sp2的每個可具有面對數(shù)據(jù)存儲層ds的第一表面s1和面對填充絕緣圖案149的第二表面s2。第一表面s1可以與數(shù)據(jù)存儲層ds接觸，第二表面s2可以與填充絕緣圖案149接觸。

當(dāng)從平面圖看時，第二表面s2的曲率半徑可以大于第一表面s1的曲率半徑。換言之，第一和第二溝道圖案sp1和sp2的每個可以包括在俯視圖中對應(yīng)于第一表面s1的第一線l1和在俯視圖中對應(yīng)于第二表面s2的第二線l2，第二線l2的曲率半徑可以大于第一線l1的曲率半徑。在一些實(shí)施方式中，第二表面s2可以是實(shí)質(zhì)上平坦的表面，第二線l2可以是實(shí)質(zhì)上直線。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件運(yùn)行時，晶體管的溝道可以形成在鄰近第一表面s1的區(qū)域處，但是可以不形成在鄰近第二表面s2的區(qū)域處。

第一和第二溝道圖案sp1和sp2的每個可具有實(shí)質(zhì)上半圓柱形形狀。在本說明書中，半圓柱形形狀不限于圓柱體的縱長地切割的一半，而是被定義為包括比圓柱體的縱長地切割的一半多或少(即，比半圓形形狀多或少)的形狀。

豎直擋塊vb還可以包括設(shè)置在基板100與溝道圖案sp1和sp2之間的下半導(dǎo)體圖案132。下半導(dǎo)體圖案132可以包括使用基板100作為籽晶生長的外延層。第一溝道圖案sp1和第二溝道圖案sp2可以共同地連接到下半導(dǎo)體圖案132。當(dāng)?shù)谝缓偷诙系缊D案sp1和sp2的每個提供為多個時，一個豎直擋塊vb的第一溝道圖案sp1和第二溝道圖案sp2可以共同地連接到一個下半導(dǎo)體圖案132。

下半導(dǎo)體圖案132可以在與填充絕緣圖案149的延伸方向?qū)?yīng)的第一方向上x延伸。下半導(dǎo)體圖案132可以包括在第一方向上x延伸的線形部分lp和在第一和第二溝道圖案sp1和sp2下面從線形部分lp延伸的延伸部分ep。延伸部分ep可具有在俯視圖中與第一和第二溝道圖案sp1和sp2的形狀對應(yīng)的形狀。例如，延伸部分ep的形狀可以在俯視圖中類似于半圓形形狀。在一些實(shí)施方式中，線形部分lp能夠與填充絕緣圖案149的周邊自對準(zhǔn)地形成。第一溝道圖案sp1的底表面和第二溝道圖案sp2的底表面可以與下半導(dǎo)體圖案132的頂表面接觸。在某些實(shí)施方式中，可以不提供下半導(dǎo)體圖案132。

圖5a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。圖5b是沿圖5a的線a-a'截取的剖視圖。圖5c顯示沿圖5a的線b-b'和c-c'截取的剖視圖。

參考圖5a、5b和5c，電極結(jié)構(gòu)es可以提供在基板100上?；?00可以是具有第一導(dǎo)電類型(例如p型)的半導(dǎo)體基板。半導(dǎo)體基板可以包括單晶硅層、絕緣體上硅(soi)、形成在硅鍺層上的硅層(sige)、形成在絕緣層上的單晶硅層、或形成在絕緣層上的多晶硅層。緩沖電介質(zhì)層121可以提供在基板100上。例如，緩沖電介質(zhì)層121可以包括硅氧化物層。電極結(jié)構(gòu)es的每個可以包括順序地提供或?qū)盈B在基板100上的多個柵電極ge。

電極結(jié)構(gòu)es可以在第二方向d2上延伸。電極結(jié)構(gòu)es可以通過在第二方向d2上延伸的隔離溝槽131在第一方向d1上彼此間隔開。第一方向d1可以與第二方向d2相交(例如垂直于第二方向d2)。隔離絕緣圖案141可以提供在隔離溝槽131中。隔離溝槽131可以提供為多個。隔離溝槽131和電極結(jié)構(gòu)es可以在第一方向d1上交替地布置。例如，隔離絕緣圖案141可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。

絕緣圖案125可以提供在柵電極ge之間。柵電極ge中的最下面一個可以對應(yīng)于接地選擇晶體管的柵電極(即，圖3的接地選擇線gsl的至少一部分)，柵電極ge中的最上面一個可以對應(yīng)于串選擇晶體管的柵電極(即，圖3的串選擇線ssl0至ssl2之一的至少一部分)。在最下面的柵電極與最上面的柵電極之間的柵電極ge可以對應(yīng)于單元柵電極(即，圖3的字線wl0至wl3)。

例如，絕緣圖案125可以包括硅氧化物。緩沖電介質(zhì)層121可以比絕緣圖案125薄。柵電極ge可以包括摻雜硅、金屬(例如鎢)、金屬氮化物、金屬硅化物或其任何組合。在圖5b和5c中示出六個柵電極。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，在電極結(jié)構(gòu)es中包括的柵電極ge的數(shù)目可以是七個或更多，或可以是五個或更少。

豎直擋塊vb可以穿透柵電極ge從而連接到基板100。豎直擋塊vb可以分別提供在暴露基板100的開口126中。在俯視圖中，開口126的每個可以包括在第一方向d1上延伸的線形區(qū)域(linearregion)以及在第二方向d2和/或與第二方向d2相反的方向上從線形區(qū)域的兩個側(cè)壁突出的延伸區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，可以沿一個線形區(qū)域的側(cè)壁設(shè)置多個延伸區(qū)域。

豎直擋塊vb的每個可以包括設(shè)置在線形區(qū)域中的填充絕緣圖案149和設(shè)置在沿填充絕緣圖案149的周邊的延伸區(qū)域中的溝道圖案sp。溝道圖案sp可以是在其中形成mos晶體管的溝道的區(qū)域。豎直擋塊vb的形狀可以與參考圖4描述的相同。在一些實(shí)施方式中，填充絕緣圖案149可具有在第一方向d1上延伸并且實(shí)質(zhì)上垂直于基板100的頂表面的板形狀。在圖5a的區(qū)域‘op’中省略隨后描述的墊128以示出在其下設(shè)置的溝道圖案sp。溝道圖案sp可以在第二方向d2上或與第二方向d2相反的方向上從填充絕緣圖案149的側(cè)壁突出。例如，填充絕緣圖案149可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。溝道圖案sp的每個可具有，但是不限于，半圓柱形形狀。例如，溝道圖案sp可以包括硅(si)、鍺(ge)和硅鍺(sige)的至少之一。在一些實(shí)施方式中，溝道圖案sp可以是多晶態(tài)。例如，溝道圖案sp可以包括多晶硅。溝道圖案sp可以是具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體圖案，例如p型半導(dǎo)體圖案。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。

在俯視圖中，溝道圖案sp可以組成彼此間隔開并且填充絕緣圖案149插置在其間的第一列和第二列。第一列的溝道圖案sp1可以在第一方向d1上布置，第二列的溝道圖案sp2可以在第一方向d1上布置。如在圖5a中示出的，第二列的溝道圖案sp2可以分別在第一方向d1上從鄰近該第二列的第一列的溝道圖案sp1偏移。換言之，連接到一個填充絕緣圖案149的溝道圖案sp可以繞填充絕緣圖案的周邊布置成在第一方向d1上的z字形。在某些實(shí)施方式中，第一列的溝道圖案sp1和第二列的溝道圖案sp2可以關(guān)于插置在其間的填充絕緣圖案149鏡面對稱。

豎直擋塊vb的每個還可以包括設(shè)置在基板100與溝道圖案sp之間的下半導(dǎo)體圖案132。在一些實(shí)施方式中，下半導(dǎo)體圖案132可以包括通過使用基板100作為籽晶的外延工藝生長的層。例如，下半導(dǎo)體圖案132可以包括硅(si)、鍺(ge)和硅鍺(sige)的至少之一。下半導(dǎo)體圖案132可以在與填充絕緣圖案149的延伸方向?qū)?yīng)的第一方向d1上延伸。

下半導(dǎo)體圖案132可以共同地連接到在豎直擋塊vb的每個中包括的溝道圖案sp。換言之，下半導(dǎo)體圖案132可以設(shè)置在基板100與填充絕緣圖案149之間并且可以在基板100與溝道圖案sp之間延伸從而與溝道圖案sp的底表面接觸。下半導(dǎo)體圖案132的頂表面可以比最下面的柵電極的頂表面高并且可以比第二最下面的柵電極的底表面低。

數(shù)據(jù)存儲層ds可以提供在柵電極ge與溝道圖案sp之間。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)從平面圖看時，數(shù)據(jù)存儲層ds可以沿填充絕緣圖案149和附著于填充絕緣圖案149的溝道圖案sp的外表面延伸。換言之，當(dāng)從平面圖看時，數(shù)據(jù)存儲層ds可具有圍繞豎直擋塊vb的每個的閉環(huán)形狀。

數(shù)據(jù)存儲層ds可以被限定為對應(yīng)于豎直擋塊vb的一部分。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在一些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲層ds可以沿填充絕緣圖案149和溝道圖案sp的外表面豎直地延伸。在這種情形下，溝道圖案sp可以與絕緣圖案125間隔開，并且數(shù)據(jù)存儲層ds插置在其間。水平絕緣層140可以設(shè)置在柵電極ge與絕緣圖案125之間和數(shù)據(jù)存儲層ds與柵電極ge之間。水平絕緣層140可以延伸到柵電極ge的每個的頂表面和底表面上。例如，水平絕緣層140可以包括硅氧化物(sio2)層和高-k電介質(zhì)層(例如鋁氧化物(al2o3)層或鉿氧化物(hfo2)層)的至少之一。

溝道圖案sp可以穿透數(shù)據(jù)存儲層ds從而連接到下半導(dǎo)體圖案132。在一些實(shí)施方式中，凹槽區(qū)域可以穿透數(shù)據(jù)存儲層ds并且可以延伸到下半導(dǎo)體圖案132的上部分中，溝道圖案sp可以經(jīng)由凹槽區(qū)域連接到下半導(dǎo)體圖案132。

柵氧化物層161可以提供在下半導(dǎo)體圖案132與最下面的柵電極ge之間。例如，柵氧化物層161可以包括硅氧化物層或硅鍺氧化物層。最下面的柵電極ge可以對應(yīng)于如上所述的接地選擇晶體管gst的柵電極，并且下半導(dǎo)體圖案132可以對應(yīng)于接地選擇晶體管gst的有源區(qū)。位線bl可以提供在溝道圖案sp上。在圖5a中，位線bl被示出在溝道圖案sp的一些上以說明在其下設(shè)置的結(jié)構(gòu)。

位線bl可以在第一方向d1上延伸并且可以電連接到設(shè)置在其下的溝道圖案sp。在一些實(shí)施方式中，接觸(未示出)可以被提供以將溝道圖案sp電連接到位線bl。在一些實(shí)施方式中，子位線(未示出)可以提供為在第一方向d1上在接觸與位線bl之間延伸。位線bl可以包括金屬、導(dǎo)電的金屬氮化物和摻雜半導(dǎo)體材料的至少之一。

墊128可以分別提供在溝道圖案sp上。每個墊128可以包括交疊溝道圖案sp的部分和交疊填充絕緣圖案149的部分。換言之，墊128可以從溝道圖案sp的頂表面延伸到填充絕緣圖案149上。在一些實(shí)施方式中，彼此間隔開且填充絕緣圖案149插置在其間的溝道圖案sp可以在彼此相反的方向上突出，如圖5c中所示。因而，圖5c的第一墊128_1可以在一個方向上從設(shè)置在其下的溝道圖案sp橫向地突出，圖5c的第二墊128_2可以在與所述一個方向相反的方向上從設(shè)置在其下的溝道圖案sp橫向地突出。墊128可以包括摻雜半導(dǎo)體材料、金屬、金屬硅化物和金屬氮化物的至少之一。

公共源極區(qū)csr可以提供在基板100中在隔離絕緣圖案141下面。公共源極區(qū)csr可以是摻雜有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的區(qū)域。例如，公共源極區(qū)csr可以是n型摻雜劑區(qū)域。公共源極線csl可以穿透隔離絕緣圖案141從而連接到公共源極區(qū)csr。每條公共源極線csl可具有沿公共源極區(qū)csr延伸并且實(shí)質(zhì)上垂直于基板100的頂表面的板形狀。

例如，公共源極線csl可以包括鎢。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，公共源極線csl可以包括金屬(例如銅、鈦或鋁)、摻雜半導(dǎo)體材料和導(dǎo)電的金屬氮化物的至少之一。多條公共源極線csl可以通過帶式源極線(sourcestrappingline)(未示出)彼此電連接。

圖6a至6i是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的溝道圖案sp的俯視圖。

參考圖6a，溝道圖案sp的每個的頂表面可以包括限定溝道圖案sp的非圓形形狀的水平截面的第一線l1和第二線l2。第一線l1可具有弧(或彎曲)形狀以及第二線l2可具有直線形狀并且可以與絕緣填充圖案149的側(cè)壁自對準(zhǔn)。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，如圖6d和6e中示出的，第二線l2可具有其曲率半徑不同于(例如大于)第一線l1的曲率半徑的弧形狀。在一些實(shí)施方式中，溝道圖案sp可具有半圓形形狀，如圖6a中示出的。在某些實(shí)施方式中，溝道圖案sp可具有是圓的一部分且大于半圓的形狀，如圖6b中所示。在某些實(shí)施方式中，溝道圖案sp可具有是圓的一部分且小于半圓的形狀，如圖6c中所示。

在一些實(shí)施方式中，溝道圖案sp可具有從半圓突出的額外的線形部分pe，如圖6f和6i中所示。在一些實(shí)施方式中，覆蓋一個溝道圖案sp的數(shù)據(jù)存儲層ds可以與覆蓋另一溝道圖案sp的數(shù)據(jù)存儲層ds分離。如圖6g和6i中所示，溝道圖案sp可具有沿?cái)?shù)據(jù)存儲層ds的實(shí)質(zhì)上相同的厚度。換言之，溝道圖案sp可具有與空心圓筒的一部分類似的形狀。如圖6h中所示，溝道圖案sp可以設(shè)置為關(guān)于填充絕緣圖案149鏡面對稱。

圖7a至7c是圖5b的區(qū)域‘m’的放大圖。

參考圖7a，下半導(dǎo)體圖案132和溝道圖案sp可以彼此連接以組成單元串的一部分。溝道圖案sp可以包括提供在數(shù)據(jù)存儲層ds的底部分上的外部圖案137以及穿透外部圖案137和數(shù)據(jù)存儲層ds以延伸到下半導(dǎo)體圖案132的上部分中的內(nèi)部圖案138。外部圖案137和內(nèi)部圖案138可以由相同的材料形成。

數(shù)據(jù)存儲層ds可以包括鄰近柵電極ge的阻擋絕緣層、鄰近溝道圖案sp的隧道絕緣層、以及在阻擋絕緣層與隧道絕緣層之間的電荷儲存層。阻擋絕緣層可以包括高-k電介質(zhì)層(例如鋁氧化物層或鉿氧化物層)。在一些實(shí)施方式中，阻擋絕緣層可以包括多個層。在這種情形下，阻擋絕緣層可以包括第一阻擋絕緣層和第二阻擋絕緣層。例如，第一阻擋絕緣層和第二阻擋絕緣層可以分別包括鋁氧化物層和鉿氧化物層。

電荷儲存層可以包括電荷捕獲層或包括導(dǎo)電的納米顆粒的絕緣層。電荷捕獲層可以包括例如硅氮化物層。隧道絕緣層可以包括硅氧化物層。隧道絕緣層還可以包括高-k電介質(zhì)層(例如鋁氧化物層或鉿氧化物層)。

在某些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲層ds可以是可變電阻圖案?？勺冸娮鑸D案可以包括具有可變的電阻特性的材料的至少之一。在下文，將描述被用作數(shù)據(jù)存儲層ds的可變電阻圖案的實(shí)施方式。

在一些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲層ds可以包括其電阻通過使用流過與其相鄰的電極的電流產(chǎn)生的熱而是可變的材料(例如相變材料)。在某些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲層ds可具有薄層結(jié)構(gòu)，該薄層結(jié)構(gòu)的電阻利用流過其的電流的電子的自旋轉(zhuǎn)移矩而是可變的。在某些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲層ds可以包括鈣鈦礦化合物和過渡金屬氧化物的至少之一。

在一些實(shí)施方式中，如圖7b中所示，可以不提供下半導(dǎo)體圖案132。在這種情形下，溝道圖案sp可以直接連接到基板100的上部分。在一些實(shí)施方式中，如圖7c中所示，數(shù)據(jù)存儲層ds可以從柵電極ge和溝道圖案sp之間延伸到柵電極ge和絕緣圖案125之間中。在這種情形下，溝道圖案sp可以與絕緣圖案125接觸。

圖8a至13a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的俯視圖。圖8b至13b分別是沿圖8a至13a的線a-a'截取的剖視圖。圖8c至13c分別是沿圖8a至13a的線b-b'截取的剖視圖。在下文，為了說明的容易和方便，制造圖5a至5c的半導(dǎo)體器件的方法將被描述為一示例。

參考圖8a、8b和8c，可以提供基板100?；?00可具有第一導(dǎo)電類型(例如p型)。堆疊結(jié)構(gòu)st可以形成在基板100上。堆疊結(jié)構(gòu)st可以包括對應(yīng)于其最下層的緩沖電介質(zhì)層121。例如，緩沖電介質(zhì)層121可以包括硅氧化物層。緩沖電介質(zhì)層121可以通過例如熱氧化工藝形成。堆疊結(jié)構(gòu)st可以包括交替且重復(fù)地堆疊在緩沖電介質(zhì)層121上的犧牲層123和絕緣層124。

絕緣層124中的最上面一個的厚度可以大于絕緣層124中的其它絕緣層的厚度。例如，絕緣層124的每個可以包括硅氧化物層。犧牲層123可以包括其被特定蝕刻劑蝕刻的速率高于緩沖電介質(zhì)層121和絕緣層124的蝕刻速率的材料。例如，犧牲層123的每個可以包括硅氮化物層、硅氮氧化物層、多晶硅層和多晶硅鍺層的至少之一。犧牲層123和絕緣層124可以利用例如化學(xué)氣相沉積(cvd)方法形成。

開口126可以形成為穿透堆疊結(jié)構(gòu)st。開口126可以暴露基板100。開口126可以使用各向異性蝕刻工藝形成。在俯視圖中，開口126的每個可以包括在第一方向d1上延伸的線形區(qū)域lr以及在第二方向d2和/或與第二方向d2相反的方向上從線形區(qū)域lr的兩個側(cè)壁突出的延伸區(qū)域er。第二方向d2可以垂直于第一方向d1。在一些實(shí)施方式中，可以沿一個線形區(qū)域lr的側(cè)壁布置多個延伸區(qū)域er。在俯視圖中，延伸區(qū)域er的每個的形狀可以是一半圓(或半圓)。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，延伸區(qū)域er的每個在俯視圖中的平面形狀可以如圖6a至6i中所示地各種各樣地改變。

參考圖9a、9b和9c，下半導(dǎo)體圖案132可以分別形成在開口126的下部區(qū)域中。在一些實(shí)施方式中，下半導(dǎo)體圖案132可以通過使用基板100的頂表面作為籽晶的外延工藝形成。下半導(dǎo)體圖案132可以形成為使得它的頂表面設(shè)置在犧牲層123中的最下面一個的頂表面與犧牲層123中的第二最下面一個的底表面之間的水平處。在一些實(shí)施方式中，下半導(dǎo)體圖案132可以由實(shí)質(zhì)上單晶硅層形成。在某些實(shí)施方式中，形成下半導(dǎo)體圖案132的工藝可以被省略。

數(shù)據(jù)存儲層ds可以形成在開口126中。數(shù)據(jù)存儲層ds可以沿開口126的每個的側(cè)壁和底表面實(shí)質(zhì)上共形地形成。數(shù)據(jù)存儲層ds可以包括順序地形成在開口126的每個的側(cè)壁上的阻擋絕緣層、電荷儲存層和隧道絕緣層。在一些實(shí)施方式中，阻擋絕緣層可以包括多個層。例如，阻擋絕緣層可以包括鉿氧化物層、鋁氧化物層和/或硅氧化物層。在阻擋絕緣層中鉿氧化物層、鋁氧化物層和硅氧化物層的堆疊順序可以各種各樣地改變。電荷儲存層可以形成在阻擋絕緣層上。電荷儲存層可以通過原子層沉積(ald)方法形成。電荷儲存層可以包括電荷捕獲層或包括導(dǎo)電的納米顆粒的絕緣層。電荷捕獲層可以包括例如硅氮化物層。隧道絕緣層可以形成在電荷儲存層上。例如，隧道絕緣層可以包括硅氧化物層。

在某些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲層ds的阻擋絕緣層、電荷儲存層和隧道絕緣層的至少之一可以在本工藝中被省略，并且將在隨后描述的柵電極ge的形成之前形成。

半導(dǎo)體層130可以形成在基板100上。半導(dǎo)體層130可以穿透數(shù)據(jù)存儲層ds從而連接到下半導(dǎo)體圖案132。在一些實(shí)施方式中，間隔物層可以形成在數(shù)據(jù)存儲層ds上，并且可以對間隔物層執(zhí)行各向異性蝕刻工藝以在每個開口126的側(cè)壁上形成圖7a的外部圖案137。外部圖案137可具有間隔物形狀。外部圖案137可以由半導(dǎo)體材料形成。例如，外部圖案137可以包括硅。外部圖案137可以暴露下半導(dǎo)體圖案132。暴露下半導(dǎo)體圖案132的通孔可以通過各向異性蝕刻工藝形成在數(shù)據(jù)存儲層ds的底部分中，凹槽區(qū)域也可以通過各向異性蝕刻工藝形成在下半導(dǎo)體圖案132的上部分中。

如圖7a中所示，內(nèi)部圖案138可以形成在外部圖案137上。內(nèi)部圖案138可以包括與外部圖案137相同的材料。在一些實(shí)施方式中，外部圖案137和內(nèi)部圖案138可以使用cvd方法形成。形成外部圖案137和內(nèi)部圖案138的工藝可以包括至少一個熱處理工藝。

半導(dǎo)體層130可以不完全地填充開口126，因而間隙區(qū)域gr可以分別通過半導(dǎo)體層130的內(nèi)側(cè)壁被限定在開口126中。間隙區(qū)域gr可以在第一方向d1上沿開口126延伸。在一些實(shí)施方式中，間隙區(qū)域gr的每個可以在每個開口126的延伸區(qū)域er之間延伸。半導(dǎo)體層130可以完全地填充延伸區(qū)域er，但是可以部分地填充線形區(qū)域lr。半導(dǎo)體層130的這個形狀可以是由于開口126的形狀。換言之，因?yàn)檠由靺^(qū)域er比線形區(qū)域lr窄，所以在延伸區(qū)域er中半導(dǎo)體層130的沉積速率可以高于在線形區(qū)域lr中半導(dǎo)體層130的沉積速率。

參考圖10a、10b和10c，半導(dǎo)體層130可以分別被蝕刻以在延伸區(qū)域er中形成溝道圖案sp。在一些實(shí)施方式中，可以對半導(dǎo)體層130執(zhí)行各向同性蝕刻工藝以形成延伸的間隙區(qū)域gre。延伸的間隙區(qū)域gre可以對應(yīng)于通過各向同性蝕刻工藝擴(kuò)大的間隙區(qū)域gr。延伸的間隙區(qū)域gre可以暴露數(shù)據(jù)存儲層ds的側(cè)壁和下半導(dǎo)體圖案132的頂表面。設(shè)置在最上面的絕緣層124上的半導(dǎo)體層130可以通過各向同性蝕刻工藝去除。溝道圖案sp可具有半圓柱形形狀。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，溝道圖案sp的形狀可以根據(jù)蝕刻工藝的方式被各種各樣地改變。在一些實(shí)施方式中，在溝道圖案sp之間的數(shù)據(jù)存儲層ds可以不被蝕刻。與圖10a至10c不同，在溝道圖案sp之間的數(shù)據(jù)存儲層ds可以被蝕刻，因而數(shù)據(jù)存儲層ds的設(shè)置在延伸區(qū)域er中的部分可以彼此分離。

參考圖11a、11b和11c，填充絕緣圖案149可以形成為分別填充延伸的間隙區(qū)域gre。填充絕緣圖案149可以包括硅氧化物和硅氮氧化物的至少之一。形成填充絕緣圖案149的工藝可以包括平坦化工藝。填充絕緣圖案149可以包括例如硼硅酸鹽玻璃(bsg)、磷硅酸鹽玻璃(psg)或硼磷硅酸鹽玻璃(bpsg)。

溝道圖案sp的上部分和填充絕緣圖案149的上部分的部分可以凹進(jìn)，并且墊128可以分別形成在凹進(jìn)的區(qū)域中。在一些實(shí)施方式中，在最上面的絕緣層124與溝道圖案sp的上部分之間的數(shù)據(jù)存儲層ds可以與溝道圖案sp的上部分一起被蝕刻。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。墊128可以包括摻雜多晶硅和金屬的至少之一。第二導(dǎo)電類型的摻雜劑離子可以被注入到墊128和/或溝道圖案sp的頂端部分中以形成漏極區(qū)(未示出)。第二導(dǎo)電類型可以是例如n型。

當(dāng)從平面圖看時，墊128可具有圓形形狀。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。每個墊128可以包括交疊設(shè)置在其下的溝道圖案sp的部分和交疊填充絕緣圖案149的部分。換言之，墊128可以從溝道圖案sp的頂表面橫向地延伸。在一些實(shí)施方式中，彼此間隔開且填充絕緣圖案149插置在其間的溝道圖案sp可以在彼此相反的方向上突出，如圖5c中所示。

參考圖12a、12b和12c，堆疊結(jié)構(gòu)st可以被圖案化以形成在第二方向d2上延伸的隔離溝槽131。隔離溝槽131可以暴露基板100。圖案化的絕緣層124可以被定義為絕緣圖案125。隔離溝槽131可以使用各向異性蝕刻工藝形成。

參考圖13a、13b和13c，通過隔離溝槽131暴露的犧牲層123可以被選擇性地去除以形成凹槽區(qū)域133。凹槽區(qū)域133可以對應(yīng)于通過去除犧牲層123形成的空的區(qū)域。當(dāng)犧牲層123包括硅氮化物或硅氮氧化物時，去除犧牲層123的工藝可以使用包括磷酸的蝕刻溶液執(zhí)行。數(shù)據(jù)存儲層ds的側(cè)壁和下半導(dǎo)體圖案132的側(cè)壁可以通過凹槽區(qū)域133暴露。

下半導(dǎo)體圖案132的通過凹槽區(qū)域133暴露的側(cè)壁可以被氧化以形成柵氧化物層161。例如，柵氧化物層161可以是硅氧化物層。

再次參考圖5a、5b和5c，水平絕緣層140可以形成為覆蓋在圖13a、13b和13c中示出的凹槽區(qū)域133的內(nèi)表面。水平絕緣層140可以使用具有優(yōu)良的臺階覆蓋性質(zhì)的沉積方法形成。例如，水平絕緣層140可以使用cvd方法或ald方法形成。在一些實(shí)施方式中，水平絕緣層140可以包括硅氧化物(sio2)層和高-k電介質(zhì)層(例如，鋁氧化物(al2o3)層或鉿氧化物(hfo2)層)的至少之一。在某些實(shí)施方式中，形成水平絕緣層140的工藝可以被省略。

在水平絕緣層140的形成之后，可以形成導(dǎo)電層以填充凹槽區(qū)域133。導(dǎo)電層可以包括摻雜硅層、金屬層(例如鎢層)、金屬氮化物層和金屬硅化物層的至少之一。在一些實(shí)施方式中，導(dǎo)電層可以通過ald方法形成。形成在凹槽區(qū)域133外部的導(dǎo)電層(例如形成在隔離溝槽131中的導(dǎo)電層)可以被去除。因而，柵電極ge可以分別形成在凹槽區(qū)域133中。柵電極ge可以在第二方向d2上延伸。電極結(jié)構(gòu)es可以包括柵電極ge并且可以通過隔離溝槽131在第一方向d1上彼此間隔開。在形成在隔離溝槽131中的導(dǎo)電層被去除以暴露基板100之后，第二導(dǎo)電類型的摻雜劑離子可以以大劑量被注入到設(shè)置在隔離溝槽131下面的基板100中，從而形成公共源極區(qū)csr。

隔離絕緣圖案141可以形成在隔離溝槽131中。隔離絕緣圖案141可以沿隔離溝槽131的側(cè)壁延伸并且可以是公共源極區(qū)csr的部分。隔離絕緣圖案141的形成可以包括形成共形地覆蓋隔離溝槽131的內(nèi)表面的絕緣層以及對該絕緣層執(zhí)行各向異性蝕刻工藝以暴露公共源極區(qū)csr。

公共源極線csl可以形成為分別填充隔離溝槽131。公共源極線csl可以通過隔離絕緣圖案141與柵電極ge電絕緣。例如，公共源極線csl可以包括鎢。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，公共源極線csl可以包括金屬(例如銅、鈦或鋁)、摻雜半導(dǎo)體材料和導(dǎo)電的金屬氮化物的至少之一。公共源極線csl的每條還可以包括阻擋層。例如，阻擋層可以包括金屬(例如鈦或鉭)和/或金屬氮化物(例如鈦氮化物或鉭氮化物)。

位線bl可以形成在電極結(jié)構(gòu)es上。位線bl可以包括金屬、導(dǎo)電的金屬氮化物和摻雜半導(dǎo)體材料的至少之一。溝道圖案sp可以通過墊128和設(shè)置在墊128上的接觸(未示出)電連接到位線bl。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式，開口126的區(qū)域可以比在其中分別形成溝道圖案的孔的區(qū)域?qū)?。因而，用于形成開口126的蝕刻工藝的難度可以降低或最小化。結(jié)果，可以容易地實(shí)現(xiàn)具有相對高的深寬比的開口。此外，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲層ds、下半導(dǎo)體圖案132和溝道圖案sp形成在具有相對寬的區(qū)域的開口126中，所以該工藝的難度可以降低或最小化。此外，因?yàn)闁烹姌Oge沒有形成于在一個豎直擋塊vb中包括的溝道圖案sp之間，所以用于形成柵電極ge的導(dǎo)電材料的量可以減少或最小化。結(jié)果，有可能減少或防止在窄區(qū)域中形成柵電極時可能引起的問題(例如數(shù)據(jù)存儲層的損壞和基板的翹起)。

圖14a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。圖14b是沿圖14a的線a-a'截取的剖視圖。圖14c顯示沿圖14a的線b-b'和c-c'截取的剖視圖。在下文，為了說明的容易和方便，將省略或簡要地提及對于與以上實(shí)施方式中相同的部件的描述。

參考圖14a、14b和14c，豎直擋塊vb可以穿透柵電極ge從而連接到基板100。豎直擋塊vb可以分別提供在暴露基板100的開口126中。在俯視圖中，每個開口126可以包括在第一方向d1上延伸的線形區(qū)域以及在第二方向d2和/或與第二方向d2相反的方向上從線形區(qū)域lr的兩個側(cè)壁突出的延伸區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，可以沿一個線形區(qū)域的側(cè)壁設(shè)置多個延伸區(qū)域。

每個豎直擋塊vb可以包括設(shè)置在線形區(qū)域中的填充絕緣圖案149以及設(shè)置在延伸區(qū)域中的溝道圖案sp。數(shù)據(jù)存儲圖案dss可以提供在柵電極ge與溝道圖案sp之間。在一些實(shí)施方式中，填充絕緣圖案149可具有在第一方向d1上延伸并且實(shí)質(zhì)上垂直于基板100的頂表面的板形狀。在俯視圖中，填充絕緣圖案149可以包括突起148，每個突起148從填充絕緣圖案149突出并且在彼此相鄰的溝道圖案sp之間。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)溝道圖案sp布置成在第一方向d1上的z字形時，填充絕緣圖案149的突起148也可以布置成在第一方向d1上的z字形并且每個突起148可以設(shè)置于在第一方向d1上彼此相鄰的溝道圖案sp之間。

數(shù)據(jù)存儲圖案dss可以彼此間隔開并且填充絕緣圖案149的突起148可以與數(shù)據(jù)存儲圖案dss之間的水平絕緣層140接觸。當(dāng)省略水平絕緣層140時，突起148可以與柵電極ge接觸。換言之，數(shù)據(jù)存儲圖案dss可以彼此間隔開并且突起148插置在其間，且可以分別對應(yīng)于溝道圖案sp。例如，填充絕緣圖案149可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物的至少一種。

在一些實(shí)施方式中，每個溝道圖案sp可具有半圓柱形形狀。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，溝道圖案sp可具有從半圓突出的部分pe，如圖6f中所示。每個豎直擋塊vb還可以包括設(shè)置在基板100與溝道圖案sp之間的下半導(dǎo)體圖案132。在一些實(shí)施方式中，下半導(dǎo)體圖案132可以包括通過使用基板100作為籽晶的外延工藝生長的層。下半導(dǎo)體圖案132可以在與填充絕緣圖案149的延伸方向?qū)?yīng)的第一方向d1上延伸。下半導(dǎo)體圖案132可以共同地連接到在每個豎直擋塊vb中包括的溝道圖案sp。換言之，下半導(dǎo)體圖案132可以設(shè)置在基板100與填充絕緣圖案149之間并且可以在基板100與溝道圖案sp之間延伸從而與溝道圖案sp的底表面接觸。

位線bl可以提供在溝道圖案sp上，并且墊128可以提供在溝道圖案sp與位線bl之間。墊128可以從溝道圖案sp的頂表面延伸到填充絕緣圖案149上。墊128可以包括摻雜半導(dǎo)體材料、金屬、金屬硅化物和金屬氮化物的至少之一。

圖15a至19a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的俯視圖。圖15b至19b分別是沿圖15a至19a的線a-a'截取的剖視圖。圖15c至19c分別是沿圖15a至19a的線b-b'截取的剖視圖。

參考圖15a、15b和15c，下半導(dǎo)體圖案132可以形成在參考圖8a至8c描述的結(jié)構(gòu)上。數(shù)據(jù)存儲層ds可以形成在開口126中。數(shù)據(jù)存儲層ds可以沿每個開口126的側(cè)壁和底表面實(shí)質(zhì)上共形地形成。數(shù)據(jù)存儲層ds可以包括順序地形成在每個開口126的側(cè)壁上的阻擋絕緣層、電荷儲存層和隧道絕緣層。

半導(dǎo)體圖案134可以形成為穿透數(shù)據(jù)存儲層ds。半導(dǎo)體圖案134可以連接到下半導(dǎo)體圖案132。在一些實(shí)施方式中，間隔物層可以形成在數(shù)據(jù)存儲層ds上，并且可以對間隔物層執(zhí)行各向異性蝕刻工藝以在每個開口126的側(cè)壁上形成外部圖案(例如圖7a的137)。外部圖案可具有間隔物形狀。內(nèi)部圖案可以形成在外部圖案上。內(nèi)部圖案可以包括與外部圖案相同的材料。形成內(nèi)部圖案的工藝可以包括各向異性蝕刻工藝。內(nèi)部圖案的底部分可以通過各向異性蝕刻工藝被去除以暴露下半導(dǎo)體圖案132。結(jié)果，半導(dǎo)體圖案134可以分別受限制地形成在開口126中，并且暴露下半導(dǎo)體圖案132的間隙區(qū)域gr可以被分別限定在開口126中。

間隙區(qū)域gr可以在第一方向d1上沿開口126延伸。第一掩模層170可以形成為填充間隙區(qū)域gr。第一掩模層170可以包括在使用特定蝕刻劑的蝕刻工藝中其蝕刻速度高于數(shù)據(jù)存儲層ds和半導(dǎo)體圖案134的蝕刻速度的材料。例如，當(dāng)半導(dǎo)體圖案134包括半導(dǎo)體材料(例如硅)并且數(shù)據(jù)存儲層ds包括絕緣材料(例如氧化物和/或氮化物)時，第一掩模層170可以包括，但是不限于，硬掩模上旋涂(soh)材料。在一些實(shí)施方式中，第一掩模層170的碳含量可以在從大約70wt％到大約95wt％的范圍。第一掩模層170可以通過旋涂工藝和烘焙工藝形成。第一掩模層170的下部分可以與下半導(dǎo)體圖案132接觸。

參考圖16a、16b和16c，第二掩模圖案181可以形成在第一掩模層170上。每個第二掩模圖案181可以在與第一和第二方向d1和d2相交的第三方向d3上延伸。在一些實(shí)施方式中，每個第二掩模圖案181可以交疊開口126的在第三方向d3上布置的圖8a的延伸區(qū)域er。例如，第二掩模圖案181可以包括光致抗蝕劑、硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物的至少一種。

第一掩模層170的暴露部分可以使用第二掩模圖案181作為蝕刻掩模被去除。結(jié)果，第一掩模層170可以形成為第一掩模圖案171。第一掩模圖案171的設(shè)置在每個間隙區(qū)域gr中的部分可以在第一方向d1上彼此分離。換言之，在每個間隙區(qū)域gr中，第一掩模圖案171可以彼此間隔開并且間隙部分gs插置在其間。間隙部分gs可以暴露下半導(dǎo)體圖案132。間隙部分gs可以對應(yīng)于間隙區(qū)域gr的部分。在俯視圖中，每個間隙部分gs可具有，但是不限于，平行四邊形形狀。每個間隙部分gs可以由第一掩模圖案171的側(cè)壁、半導(dǎo)體圖案134的側(cè)壁和下半導(dǎo)體圖案132的頂表面限定。

參考圖17a、17b和17c，第二掩模圖案181可以被去除，然后，半導(dǎo)體圖案134的暴露側(cè)壁和數(shù)據(jù)存儲層ds的側(cè)壁可以使用第一掩模圖案171作為蝕刻掩模被順序地蝕刻。結(jié)果，半導(dǎo)體圖案134可以被分成彼此分離的溝道圖案sp，數(shù)據(jù)存儲層ds可以被分成彼此分離的數(shù)據(jù)存儲圖案dss。間隙部分gs可以形成為延伸的間隙部分gse。延伸的間隙部分gse可以對應(yīng)于橫向地?cái)U(kuò)大的間隙部分gs。每個延伸的間隙部分gse的兩個端部分可以包括在第一方向d1上突出的部分，如圖17a中所示。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。延伸的間隙部分gse可以暴露犧牲層123和絕緣層124。

溝道圖案sp可具有在圖6f中示出的形狀。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，溝道圖案sp的形狀可以被各種各樣地改變。數(shù)據(jù)存儲圖案dss可以彼此間隔開。

參考圖18a、18b和18c，第一掩模圖案171可以被選擇性地去除以形成延伸的間隙區(qū)域gre。填充絕緣圖案149可以形成為分別填充延伸的間隙區(qū)域gre。例如，填充絕緣圖案149可以包括硅氧化物。形成填充絕緣圖案149的工藝可以包括平坦化工藝。填充絕緣圖案149可以與絕緣層124和犧牲層123接觸。

參考圖19a、19b和19c，溝道圖案sp的上部分和填充絕緣圖案149的上部分的部分可以被凹進(jìn)，墊128可以分別形成在凹進(jìn)的區(qū)域中。墊128可以包括摻雜多晶硅和金屬的至少之一。第二導(dǎo)電類型的摻雜劑離子可以被注入到墊128和溝道圖案sp的頂端部分中以形成漏極區(qū)(未示出)。第二導(dǎo)電類型可以是例如n型。

此后，可以執(zhí)行參考圖13a至13c和5a至5c描述的工藝以制造在圖14a至14c中示出的半導(dǎo)體器件。

圖20a至20d是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的俯視圖。在下文，為了說明的容易和方便，將省略或簡要地提及對于與以上實(shí)施方式中相同的部件的描述。

參考圖20a，電極結(jié)構(gòu)es可以包括由分離絕緣層151彼此分離的第一串選擇線ssl1和第二串選擇線ssl2。例如，分離絕緣層151可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物的至少一種。分離絕緣層151可以橫向地分離設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)es的上部分中的串選擇線。分離絕緣層151的底表面可以高于設(shè)置在第一串選擇線ssl1和第二串選擇線ssl2下面的字線中的最上面一個。分離絕緣層151可以在第二方向d2上延伸并且可以設(shè)置在虛設(shè)溝道圖案dsp之間。虛設(shè)溝道圖案dsp可以與溝道圖案sp一起形成并且可具有與溝道圖案sp實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)。虛設(shè)溝道圖案dsp可以不連接到位線并且可以不組成存儲單元。墊128可以提供在虛設(shè)溝道圖案dsp上，如圖20a中所示?；蛘撸瑝|128可以不提供在虛設(shè)溝道圖案dsp上。數(shù)據(jù)存儲層ds可以被分離絕緣層151橫向地劃分。

在參考圖5a和14a描述的實(shí)施方式中，每個豎直擋塊vb可以包括九個溝道圖案sp。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，在每個豎直擋塊vb中包括的溝道圖案sp的數(shù)目可以各種各樣地變化。在一些實(shí)施方式中，一個豎直擋塊vb可以包括如圖20b中所示的四個溝道圖案sp，或一個豎直擋塊vb可以包括如在圖20c中所示的兩個溝道圖案sp。

在參考圖5a和14a描述的實(shí)施方式中，豎直擋塊vb可以在第一方向d1上延伸。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式不限于此。在某些實(shí)施方式中，每個豎直擋塊vb可以在第二方向d2上延伸，如圖20d中所示。第一方向d1可以是柵電極(例如字線)沿其延伸的方向。第二方向d2可以是位線沿其延伸的方向。或者，豎直擋塊vb可以在與第一和第二方向d1和d2都相交的方向上延伸。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式，在其中形成溝道圖案的開口可具有相對寬的區(qū)域。因而，用于形成開口的蝕刻工藝的難度可以降低或最小化。結(jié)果，可以容易地形成具有相對高的深寬比的開口。此外，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲層、下半導(dǎo)體圖案和溝道圖案形成在具有相對寬的區(qū)域的開口中，所以制造工藝的難度可以降低或最小化。此外，因?yàn)闁烹姌O沒有形成于在一個豎直擋塊中包括的溝道圖案之間，所以用于形成柵電極的導(dǎo)電材料的量可以減少或最小化。結(jié)果，有可能減少或防止在窄區(qū)域中形成柵電極時可能引起的問題(例如數(shù)據(jù)存儲層的損壞和基板的翹起)。

雖然已經(jīng)參考示例實(shí)施方式描述了本發(fā)明構(gòu)思，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯然地是，可以進(jìn)行各種各樣的改變和變形而不脫離本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。因此，應(yīng)該理解，以上實(shí)施方式不是限制性的，而是說明性的。因而，本發(fā)明構(gòu)思的范圍將由權(quán)利要求書及其等效物的最寬可允許解釋確定，而不應(yīng)受上述描述約束或限制。

本申請要求享有2016年4月11日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2016-0044395號的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用被整體合并于此。