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단결정 스타구조 형성 방법 및 이를 이용한 3차원 낸드 플래시 메모리 어레이

  • 기술번호 : KST2014037004
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 단결정 스타구조 형성방법 및 이를 이용한 3차원 낸드 플래시 메모리 어레이에 관한 것으로, 복수개의 단결정 반도체층을 수직으로 적층한 스타 구조를 형성함에 있어, 2번의 절연막 교체 공정과 스페이서를 통한 식각공정을 함으로써, 공정 중에 각 반도체층을 충분히 지지하여 서로 달라붙지 않도록 하며, 단 한번의 사진식각 공정으로 각 층을 독립적으로 컨택할 수 있고, 불필요한 면적 소모를 줄여 어레이의 집적도를 최대한 높일 수 있는 효과가 있다.
Int. CL H01L 27/115 (2017.01.01)
CPC H01L 27/11578(2013.01) H01L 27/11578(2013.01) H01L 27/11578(2013.01) H01L 27/11578(2013.01)
출원번호/일자 1020100015280 (2010.02.19)
출원인 서울대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1117589-0000 (2012.02.10)
공개번호/일자 10-2011-0095676 (2011.08.25) 문서열기
공고번호/일자 (20120220) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2010.02.19)
심사청구항수 12

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 관악구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 박병국 대한민국 서울특별시 서초구
2 윤장근 대한민국 대전광역시 중구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 권오준 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 성지하이츠*차 ****호 (역삼동)(소중한특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 서울특별시 관악구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2010.02.19 수리 (Accepted) 1-1-2010-0111103-13
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.03.23 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.04.12 수리 (Accepted) 9-1-2011-0030022-78
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.04.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0235090-52
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.05.13 수리 (Accepted) 1-1-2011-0354561-11
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.05.13 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0354488-86
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.09.27 수리 (Accepted) 4-1-2011-5195109-43
8 등록결정서
Decision to grant		 2011.11.11 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0659916-93
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.01.14 수리 (Accepted) 4-1-2013-5007213-54
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.17 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033829-92
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2015-5062924-01
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2019-5093546-10
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.23 수리 (Accepted) 4-1-2019-5101798-31
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.02 수리 (Accepted) 4-1-2019-5154561-59
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
소정의 반도체 기판 상에 에피텍시(epitaxy)법으로 "적층매개층-003e#단결정반도체층"을 2이상 n번 반복 적층시킨 후, n번째 단결정반도체층 상부에 n+1번째 적층매개층을 한번 더 형성시킨 다음, 상기 n+1번째 적층매개층 상부에 제 1 식각 마스크를 형성시키는 제 1 단계와;상기 제 1 식각 마스크를 이용하여 상기 n+1번째 적층매개층부터 상기 n번 적층된 "단결정반도체층/적층매개층"을 순차 식각하여 컨택부와 셀 형성부를 갖는 담장 형상의 적층 구조를 형성하는 제 2 단계와;상기 기판 전면에 절연막을 증착하고 평탄화시킨 다음, 제 2 식각 마스크를 형성하는 제 3 단계와;상기 제 2 식각 마스크를 이용하여 상기 절연막을 비등방성으로 식각하여 상기 담장 형상의 적층 구조를 드러나게 한 다음, 상기 드러난 적층 구조의 적층매개층을 식각하여 상기 단결정반도체층만 드러나게 하는 제 4 단계와;상기 제 2 식각 마스크를 제거하고, 상기 기판 전면에 다시 절연막을 증착하고 평탄화시킨 다음, 상기 제 2 식각 마스크로 열었던 부분을 가릴 수 있도록 제 3 식각 마스크를 형성하는 제 5 단계와;상기 제 3 식각 마스크를 이용하여 상기 절연막을 비등방성으로 식각하여 상기 담장 형상의 적층 구조를 드러나게 한 다음, 상기 드러난 적층 구조의 적층매개층을 식각하여 상기 단결정반도체층만 드러나게 하는 제 6 단계와;상기 제 3 식각 마스크를 제거하고, 상기 기판 전면에 다시 절연막을 증착하고 평탄화시키는 제 7 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 제 2 단계의 상기 담장 형상의 적층 구조는 2개 이상의 라인으로 상기 셀 형성부를 구성하고, 상기 셀 형성부의 일측에 상기 각 라인과 공통으로 연결되도록 하나의 라인으로 상기 컨택부를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
3 3
제 1 항에 있어서,상기 제 2 단계의 상기 담장 형상의 적층 구조는 2개 이상의 라인으로 상기 셀 형성부를 구성하고, 상기 셀 형성부의 일측에 상기 각 라인과 연결되도록 2개 이상의 라인으로 상기 컨택부를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
4 4
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 기판 및 상기 단결정반도체층은 실리콘(Si)이고,상기 적층매개층은 실리콘게르마늄(SiGe)이고,상기 제 5 단계의 상기 제 3 식각 마스크는 상기 셀 형성부의 타측 일부를 함께 가릴 수 있도록 형성하는 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
5 5
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 7 단계 이후에 상기 각 단결정반도체층을 가리며 상기 컨택부의 끝단에 맞출 수 있도록 제 4 식각 마스크를 형성하고, 상기 제 4 식각 마스크를 이용하여 상기 절연막을 비등방성으로 식각하여 상기 컨택부의 끝단이 드러나게 하는 제 8 단계와;상기 기판 전면에 상기 단결정반도체층과 식각률이 동일하거나 비슷한 스페이서 물질층을 층착하고 비등방성으로 식각하여 상기 컨택부의 끝단과 접하며 측벽 스페이서를 형성시키는 제 9 단계와;상기 기판 전면에 다시 절연막을 증착하고 상기 측벽 스페이서가 드러나도록 평탄화시키는 제 10 단계와;상기 측벽 스페이서를 식각하여 들어가며 상기 컨택부를 이루는 상기 각 단결정반도체층이 계단 모양으로 식각되도록 등방성 식각을 행하는 제 11 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
6 6
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 단계의 상기 제 1 식각 마스크는 상기 컨택부 상에 하나 이상의 단차를 이루도록 두께를 달리하며 형성되고,상기 제 2 단계의 상기 담장 형상의 적층 구조에서 상기 컨택부는 하나 이상의 단차를 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
7 7
제 6 항에 있어서,상기 제 7 단계 이후에 상기 절연막을 비등방성으로 식각하여 상기 컨택부의 각 단차가 드러나게 하는 제 8 단계와;상기 기판 전면에 상기 단결정반도체층과 식각률이 동일하거나 비슷한 스페이서 물질층을 층착하고 비등방성으로 식각하여 상기 컨택부의 각 단차와 접하며 하나 이상의 측벽 스페이서를 형성시키는 제 9 단계와;상기 기판 전면에 다시 절연막을 증착하고 비등방성으로 식각하여 상기 각 측벽 스페이서 옆에 하나 이상의 절연막 스페이서를 형성시키는 제 10 단계와;상기 각 측벽 스페이서를 식각하여 들어가며 상기 컨택부를 이루는 상기 각 단결정반도체층이 계단 모양으로 식각되도록 등방성 식각을 행하는 제 11 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조 형성방법
8 8
제 1 항에 의하여 제조된 단결정 스타구조로,반도체 기판 상에 하나의 라인으로 절연막을 사이에 두고 일측 돌출 길이가 서로 다른 복수개의 단결정반도체층들이 수직으로 적층된 담장 형상의 컨택부와;상기 컨택부의 상기 각 단결정반도체층과 2개 이상의 라인들로 연결되며 각 라인마다 절연막을 사이에 두고 복수개의 단결정반도체층들이 수직으로 적층된 담장 형상의 셀 형성부와;상기 셀 형성부의 일측에 상기 각 라인 마다 하나씩 게이트 절연막을 사이에 두고 수직으로 감싸며 형성된 복수개의 라인선택게이트들과;상기 복수개의 라인선택게이트들과 이웃하게 상기 2개 이상의 라인들을 전하저장층을 포함한 절연막층을 사이에 두고 수직으로 감싸고 수평으로 일정 거리 이격되며 형성된 복수개의 제어게이트들과;상기 복수개의 제어게이트들과 이웃하게 상기 2개 이상의 라인들을 게이트 절연막을 사이에 두고 수직으로 감싸며 형성된 접지선택게이트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조를 갖는 낸드 플래시 메모리 어레이
9 9
제 8 항에 있어서,상기 각 제어게이트 및 상기 접지선택게이트에는 상기 셀 형성부의 각 라인과 수직한 방향으로 각각 워드라인 및 접지선택라인이 전기적으로 연결되고,상기 각 라인선택게이트에는 상기 워드라인과 수직한 방향으로 비트선택라인이 전기적으로 연결되고, 상기 컨택부의 상기 각 단결정반도체층의 일측 돌출부에는 상기 비트선택라인과 평행한 방향으로 비트라인이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조를 갖는 낸드 플래시 메모리 어레이
10 10
제 1 항에 의하여 제조된 단결정 스타구조로,반도체 기판 상에 하나의 라인으로 절연막을 사이에 두고 일측 돌출 길이가 서로 다른 복수개의 단결정반도체층들이 수직으로 적층된 담장 형상의 컨택부와;상기 컨택부의 상기 각 단결정반도체층과 nCr 개의 라인들로 연결되며 각 라인마다 절연막을 사이에 두고 복수개의 단결정반도체층들이 수직으로 적층된 담장 형상의 셀 형성부와;상기 셀 형성부의 일측에 상기 각 라인 마다 r 개씩 게이트 절연막을 사이에 두고 수직으로 감싸며 형성된 복수개의 라인선택게이트들과;상기 복수개의 라인선택게이트들과 이웃하게 상기 nCr 개의 라인들을 전하저장층을 포함한 절연막층을 사이에 두고 수직으로 감싸고 수평으로 일정 거리 이격되며 형성된 복수개의 제어게이트들과;상기 복수개의 제어게이트들과 이웃하게 상기 nCr 개의 라인들을 게이트 절연막을 사이에 두고 수직으로 감싸며 형성된 접지선택게이트를 포함하여 구성되되,상기 각 제어게이트 및 상기 접지선택게이트에는 상기 셀 형성부의 각 라인과 수직한 방향으로 각각 워드라인 및 접지선택라인이 전기적으로 연결되고,상기 복수개의 라인선택게이트들에는 상기 워드라인과 평행한 방향으로 n 개의 비트선택라인들과 전기적으로 연결되고, 상기 컨택부의 상기 각 단결정반도체층의 일측 돌출부에는 상기 n 개의 비트선택라인들과 수직한 방향으로 비트라인이 전기적으로 연결되고,상기 r은 상기 n이 짝수이면 n=2r, 상기 n이 홀수이면 n=2r+1 또는 n=2r-1의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조를 갖는 낸드 플래시 메모리 어레이
11 11
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 접지선택게이트와 이웃한 셀 형성부의 가장자리 각 라인에는 P형 실리콘 기판 상에 "실리콘게르마늄층-003e#단결정실리콘층"이 반복 적층되고 N형 불순물로 도핑된 최상위층 상에 공통소스라인이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조를 갖는 낸드 플래시 메모리 어레이
12 12
제 11 항에 있어서,상기 각 라인선택게이트 및 상기 접지선택게이트의 게이트 절연막은 상기 전하저장층을 포함한 절연막층으로 구성된 것을 특징으로 하는 단결정 스타구조를 갖는 낸드 플래시 메모리 어레이
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