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수직 적층된 SSL을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2014053118
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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 낸드 플래시 메모리 어레이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직으로 적층된 복수개의 스트링선택라인들을 구비함으로써, 각 층을 기존 낸드 동작 방식으로 구동할 수 있어 주변회로와의 호환성을 높일 수 있게 되었고, 층 선택을 위한 추가면적을 최소화시킬 수 있게 된 효과가 있으며, 반도체 기판으로부터 적층매개층을 이용한 에피텍시로 성장시킨 단결정반도체층으로 액티브라인을 형성하고, 수평 및 수직 이격 거리를 공정상 얼마든지 조절 가능하므로, 용이하게 수직으로 적층된 스트링선택라인들을 형성할 수 있는 효과도 있다.
Int. CL H01L 27/115 (2017.01.01) H01L 21/8247 (2006.01.01)
CPC H01L 27/0688(2013.01) H01L 27/0688(2013.01) H01L 27/0688(2013.01) H01L 27/0688(2013.01) H01L 27/0688(2013.01)
출원번호/일자 1020110106525 (2011.10.18)
출원인 서울대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1263313-0000 (2013.05.06)
공개번호/일자 10-2013-0042302 (2013.04.26) 문서열기
공고번호/일자 (20130515) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.10.18)
심사청구항수 15

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 김윤 대한민국 서울특별시 동작구
3 서주연 대한민국 서울특별시 서초구

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
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2011.10.18 수리 (Accepted) 1-1-2011-0814213-16
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2012.05.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2012.06.19 수리 (Accepted) 9-1-2012-0047064-17
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2013.01.14 수리 (Accepted) 4-1-2013-5007213-54
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2013.01.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0066497-80
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2013.02.04 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0101803-89
7 등록결정서
Decision to grant
2013.04.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0282383-95
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.03.17 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033829-92
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2015-5062924-01
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2019-5093546-10
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.05.23 수리 (Accepted) 4-1-2019-5101798-31
12 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
제 1 방향으로 일정거리 길이를 갖으며 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향 및 제 3 방향으로 각각 일정 거리 이격되며 형성된 복수개의 액티브라인들;상기 각 액티브라인과 수직하게 전하저장층을 포함하는 절연막층을 사이에 두고 감싸며 상기 제 1 방향으로 일정 거리 이격되어 형성된 복수개의 워드라인들;상기 복수개의 워드라인들 일측에 상기 제 1 방향으로 이격되어 상기 복수개의 액티브라인들을 층별로 게이트 절연막을 사이에 두고 감싸며 층간 절연막을 사이에 두고 수직으로 적층 형성된 복수개의 스트링선택라인들; 및상기 복수개의 워드라인들 타측에 상기 제 1 방향과 반대방향으로 이격되어 상기 복수개의 액티브라인들을 절연막층을 사이에 두고 감싸며 형성된 접지선택라인을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
2 2
제 1 항에 있어서,상기 복수개의 액티브라인들은 각 층별로 상기 복수개의 스트링선택라인들을 지나 상기 제 2 방향으로 형성된 복수개의 비트라인컨택들에 각각 전기적으로 연결되고,상기 복수개의 비트라인컨택들은 각각 상기 제 3 방향으로 수직으로 적층된 복수개의 액티브라인들과 전기적으로 연결되며 비트라인을 통하여 비트라인 디코더 회로부에 연결되는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
3 3
제 2 항에 있어서,상기 복수개의 스트링선택라인들은 상기 복수개의 비트라인컨택들과 상기 복수개의 워드라인들 사이에서 상기 층간 절연막을 사이에 두고 하나의 스트링선택라인 폭을 갖고 수직으로 적층되고, 상기 각 스트링선택라인의 길이방향 일단에는 계단 형상의 컨택부가 형성된 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
4 4
제 3 항에 있어서,상기 계단 형상의 컨택부 좌, 우측에는 상기 비트라인 디코더 회로부와 이웃한 일측에 스트링선택라인 디코더 회로부가 배치되고, 타측에 워드라인 디코더 회로부가 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
5 5
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 복수개의 액티브라인들은 상기 제 2 방향으로 수평하게 이격된 거리보다 상기 제 3 방향으로 수직하게 이격된 거리가 더 큰 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
6 6
제 5 항에 있어서,상기 접지선택라인을 지난 상기 복수개의 액티브라인들의 각 타단에는 상기 접지선택라인과 나란하게 공통소스라인이 형성되고,상기 공통소스라인 일측에는 상기 복수개의 액티브라인들과 일체로 연결된 바디 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
7 7
제 5 항에 있어서,상기 각 액티브라인은 단결정반도체층인 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
8 8
제 7 항에 있어서,상기 각 워드라인이 지나는 상기 각 액티브라인의 단면은 사각형, 원형 및 타원형 중에서 어느 하나이고,상기 각 워드라인은 상기 각 액티브라인의 외주면을 감싸며 지나가는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
9 9
제 7 항에 있어서,상기 각 워드라인은 상기 각 액티브라인의 양측면을 감싸며 지나가는 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
10 10
제 5 항에 있어서,상기 전하저장층은 질화물층 또는 도전성 물질층인 것을 특징으로 하는 수직 적층된 스트링선택라인을 갖는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이
11 11
소정의 반도체 기판 상에 에피텍시(epitaxy)법으로 적층매개층과 단결정반도체층을 2 이상 n번 교대로 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 단계;상기 제 1 식각 마스크를 이용하여 상기 n+1번째 적층매개층부터 n번 교대로 반복 적층된 단결정반도체층과 적층매개층을 순차 식각하여 일정 수평거리로 이격되며 복수개의 담장 형상 적층 구조들을 형성하는 제 2 단계;상기 기판 전면에 제 1 절연막을 증착하고 평탄화시킨 다음, 제 2 식각 마스크를 형성하고, 상기 제 2 식각 마스크를 이용하여 상기 제 1 절연막을 비등방성으로 식각하여 상기 각 담장 형상 적층 구조 중 스트링선택라인 형성영역을 연 다음, 상기 스트링선택라인 형성영역의 적층매개층을 식각하여 상기 단결정반도체층만 드러나게 하는 제 3 단계;상기 스트링선택라인 형성영역에 드러난 상기 단결정반도체층 상에 게이트 절연막을 형성하고 도핑된 반도체 물질을 증착하여 n개의 스트링선택라인들을 형성하는 제 4 단계; 및상기 기판 전면에 다시 제 2 절연막을 증착하고 평탄화시킨 다음, 둘 이상의 식각 마스크들을 교대로 형성하며, 복수개의 워드라인들 및 접지선택라인 형성영역을 순차로 열고, 적층매개층을 식각하여 상기 단결정반도체층만 드러나도록 한 다음, 복수개의 워드라인들, 접지선택라인 및 공통접지라인을 형성하는 제 5 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이의 제조방법
12 12
제 11 항에 있어서,상기 제 4 단계는,상기 게이트 절연막 상에 상기 도핑된 반도체 물질로 일정 두께 증착한 다음, 제 3 절연막을 상기 스트링선택라인 형성영역에 다시 채우고 상기 도핑된 반도체 물질이 드러날 때까지 상기 제 3 절연막을 식각하는 제 4-1 단계;상기 제 1 절연막 및 상기 제 3 절연막을 마스크로 하여 드러난 상기 도핑된 반도체 물질을 건식 식각하여 스트링선택라인 양측으로 상하간 연결된 부위가 드러나게 하는 제 4-2 단계; 및상기 제 1 절연막 및 상기 제 3 절연막 사이로 드러난 상기 도핑된 반도체 물질을 등방성으로 식각하여 상기 스트링선택라인 양측의 상하간 연결된 부위가 분리되어 상기 n개의 스트링선택라인들을 형성하는 제 4-3 단계로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이의 제조방법
13 13
제 12 항에 있어서,상기 제 4-1 단계 이전으로, 상기 게이트 절연막 형성 전에 상기 스트링선택라인 형성영역에 드러난 상기 단결정반도체층을 라운딩하는 공정을 더 진행하는 것을 특징으로 하는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이의 제조방법
14 14
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 단계에서 상기 제 1 식각 마스크는 상기 제 2 단계에서 상기 복수개의 담장 형상 적층 구조들 사이의 수평거리가 상기 적층매개층의 적층 두께보다 작도록 형성하는 것을 특징으로 하는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이의 제조방법
15 15
제 14 항에 있어서,상기 제 5 단계에서 상기 복수개의 워드라인들 형성은 순차적으로 적층매개층을 식각하며 제 4 절연막으로 채운 다음, 상기 제 4 절연막을 사이에 두고 드러난 상기 단결정반도체층를 라운딩시키고, 이어 상기 단결정반도체층 상에 전하저장층을 포함한 제 5 절연막을 형성하고 금속 물질을 증착하여 워드라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 스타구조 낸드 플래시 메모리 어레이의 제조방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 지식경제부 서울대학교 산학협력단 산업원천기술개발사업(정보통신) 차세대 메모리용 3D 적층 신소자 및 핵심소재 공정기술 개발