示例實施方式涉及垂直存儲器件及其制造方法。更具體地，示例實施方式涉及包括垂直層疊的柵線的垂直存儲器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

近來，包括關(guān)于基板的表面垂直層疊的多個存儲單元的垂直存儲器件已經(jīng)被發(fā)展，用于實現(xiàn)高集成度。在垂直存儲器件中，具有柱形或圓柱形的溝道可以從基板的表面垂直地突出，并且圍繞該溝道的柵線可以反復(fù)地層疊。

隨著垂直存儲器件的集成度變得更大，柵線的數(shù)目以及包括溝道和柵線的塊區(qū)(block)的數(shù)目會增大。因此，會增加垂直存儲器件的復(fù)雜性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

示例實施方式提供一種具有改善的工藝和操作可靠性的垂直存儲器件。

示例實施方式提供一種制造具有改善的工藝和操作可靠性的垂直存儲器件的方法。

根據(jù)示例實施方式，一種垂直存儲器件包括：基板；多個溝道，在基板上，溝道在垂直于基板的頂表面的第一方向上延伸；多條柵線，在基板上層疊在彼此之上，柵線圍繞溝道，柵線沿著第一方向彼此間隔開；多條布線，在柵線上方并電連接到柵線；以及識別圖案(identification pattern)，在基板上處于與至少一個布線的層級(level)相同的層級。

在示例實施方式中，每個層級的柵線可以包括在平行于基板的頂表面的第二方向上延伸的臺階部，布線可以電連接到對應(yīng)的柵線的臺階部。

在示例實施方式中，識別圖案可以在第二方向上與溝道間隔開，布線設(shè)置在溝道與識別圖案之間。

在示例實施方式中，垂直存儲器件還可以包括在基板上且在識別圖案和一條布線之間的虛設(shè)布線。

在示例實施方式中，垂直存儲器件還可以包括在第三方向上延伸的位線，該第三方向可以平行于基板的頂表面并交叉第二方向。位線可以連接到溝道中的至少一個。識別圖案和位線可以處于相同的層級。

在示例實施方式中，在平面圖中，識別圖案可以在位線和布線之間。

在示例實施方式中，布線可以設(shè)置在基板上方的多個層級，識別圖案可以在與布線中的最下面的布線的層級相同的層級。

在示例實施方式中，布線可以設(shè)置在基板上方的多個層級，識別圖案可以設(shè)置在與布線中的最上面的布線的層級相同的層級。

在示例實施方式中，層級可以設(shè)置在基板上方的多個層級，識別圖案可以設(shè)置在所述多個層級中的兩個或更多層級。

在示例實施方式中，識別圖案可以包括多個點狀圖案(dot pattern)、多個線形圖案、以及點狀圖案和線形圖案的組合中的一個。

在示例實施方式中，識別圖案可以包括多個線形圖案，并且線形圖案可以彼此交叉。

在示例實施方式中，識別圖案和布線可以包括相同的導(dǎo)電材料。

根據(jù)示例實施方式，一種垂直存儲器件包括：基板；在基板上的多個單元塊；多條布線；以及在基板上的識別圖案。每個單元塊包括：在垂直于基板的頂表面的第一方向上延伸的多個溝道以及在基板上層疊在彼此之上的多條柵線。柵線圍繞溝道。柵線沿著第一方向彼此間隔開。多條布線在柵線上方并電連接到柵線。識別圖案對應(yīng)于多個單元塊中的至少一個。

在示例實施方式中，識別圖案可以設(shè)置在與布線中的至少一個的層級相同的層級。

在示例實施方式中，柵線可以在平行于基板的頂表面的第二方向上延伸。多個單元塊可以沿著第三方向彼此間隔開，該第三方向可以平行于基板的頂表面。第三方向可以交叉第二方向。

在示例實施方式中，垂直存儲器件還可以包括在基板上且在該多個單元塊中的相鄰單元塊之間的切割圖案(cutting pattern)。

在示例實施方式中，基板可以包括單元區(qū)和延伸區(qū)。溝道可以在單元區(qū)上。柵線的端部分可以在延伸區(qū)上。切割圖案可以在單元區(qū)和延伸區(qū)之上延伸。

在示例實施方式中，切割圖案可以是公共源線。

在示例實施方式中，垂直存儲器件還可以包括在基板上并布置在第三方向上的多個塊組(block group)。每個塊組可以包括一組單元塊。

在示例實施方式中，識別圖案可以對于每個塊組被提供。

在示例實施方式中，單元塊中的至少一個還可以包括鄰近于布線的虛設(shè)布線。

在示例實施方式中，多個單元塊中的其中可提供識別圖案的單元塊中包括的虛設(shè)布線可以具有與虛設(shè)布線中的其余虛設(shè)布線不同的形狀。

根據(jù)示例實施方式，一種垂直存儲器件包括：基板，包括單元區(qū)、延伸區(qū)和外圍區(qū)；在單元區(qū)上的多個垂直溝道；在基板上的柵線，該柵線圍繞垂直溝道，柵線在基板的頂表面上層疊在彼此之上，柵線在單元區(qū)和延伸區(qū)上延伸；接觸，在延伸區(qū)上電連接到柵線；布線，經(jīng)由接觸電連接到柵線，該布線從延伸區(qū)延伸到外圍區(qū)；以及識別圖案，在基板上且在柵線中的最上面的柵線上方。

在示例實施方式中，識別圖案可以處于與布線中的至少一個的層級相同的層級。

在示例實施方式中，垂直溝道可以在可垂直于基板的頂表面的第一方向上延伸，柵線可以在第二方向和第三方向上延伸，第二方向和第三方向可以平行于基板的頂表面并可以彼此交叉。

在示例實施方式中，延伸區(qū)可以包括第一延伸區(qū)和第二延伸區(qū)。第一延伸區(qū)可以鄰近于單元區(qū)在第二方向上的兩個側(cè)部。第二延伸區(qū)可以鄰近于單元區(qū)在第三方向上的兩個側(cè)部。外圍區(qū)可以包括第一外圍區(qū)和第二外圍區(qū)。第一外圍區(qū)可以鄰近于第一延伸區(qū)在第二方向上的側(cè)部。第二外圍區(qū)可以鄰近于第二延伸區(qū)在第三方向上的側(cè)部。

在示例實施方式中，接觸和布線可以布置在第一延伸區(qū)上，第二延伸區(qū)可以用作虛設(shè)區(qū)。第一外圍區(qū)可以是解碼器區(qū)，第二外圍區(qū)可以是頁面緩沖器區(qū)。

在示例實施方式中，垂直存儲器件可以包括在基板上的多個識別圖案。該多個識別圖案可以包括所述識別圖案。該多個識別圖案可以在單元區(qū)、第一延伸區(qū)、第二延伸區(qū)、第一外圍區(qū)和第二外圍區(qū)中的至少兩個上。

在示例實施方式中，柵線可以包括從基板的頂表面順序地層疊的接地選擇線(GSL)、字線和串選擇線(SSL)。第一延伸區(qū)可以包括相對于單元區(qū)彼此面對的第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)。

在示例實施方式中，布線可以包括在第一接觸區(qū)上電連接到GSL和字線的第一布線以及在第二接觸區(qū)上電連接到SSL的第二布線。

在示例實施方式中，識別圖案可以包括鄰近于第一布線的第一識別圖案以及鄰近于第二布線的第二識別圖案。

根據(jù)示例實施方式，一種制造垂直存儲器件的方法包括：在基板上形成模制結(jié)構(gòu)，形成模制結(jié)構(gòu)包括在基板上交替且重復(fù)地形成絕緣中間層和犧牲層；在基板上形成延伸穿過模制結(jié)構(gòu)的溝道；形成線性地延伸穿過模制結(jié)構(gòu)的開口；通過開口去除犧牲層；在從其去除犧牲層的空間中形成柵線；形成電連接到柵線的第一布線；在基板上且在與第一布線的層級相同的層級形成識別圖案；通過經(jīng)由第一布線施加電信號來檢測故障；以及在第一布線上方形成第二布線，第二布線電連接到第一布線中的至少一條。

在示例實施方式中，檢測故障可以包括利用識別圖案作為地址標(biāo)識引導(dǎo)物(address identification guide)和參考圖案中的一個。

在示例實施方式中，該方法可以包括在基板上形成多個單元塊。單元塊可以由溝道、柵線和第一布線限定。檢測故障可以包括利用識別圖案作為用于從多個單元塊選擇期望的單元塊的地址標(biāo)識引導(dǎo)物或參考圖案。

在示例實施方式中，第一布線和識別圖案可以通過相同的圖案化工藝形成。

根據(jù)示例實施方式，一種垂直存儲器件包括：基板，包括單元區(qū)、延伸區(qū)和外圍區(qū)；單元塊，包括層疊在彼此之上的柵線和穿過柵線垂直地延伸的溝道；在單元塊上的絕緣層，絕緣層在單元區(qū)、延伸區(qū)和外圍區(qū)上延伸；以及在絕緣層上的導(dǎo)電圖案。導(dǎo)電圖案包括在絕緣層上彼此間隔開的布線和識別圖案。布線電連接到柵線，識別圖案處于基板上方的與布線的層級相同的層級。

在示例實施方式中，導(dǎo)電圖案可以包括在基板上方的與布線和識別圖案的層級相同的層級的位線，位線可以電連接到溝道，并且位線可以與布線和識別圖案間隔開。

在示例實施方式中，導(dǎo)電圖案可以包括虛設(shè)圖案，虛設(shè)圖案可以與處于相同層級的布線和識別圖案間隔開，識別圖案可以在外圍區(qū)之上。

在示例實施方式中，垂直存儲器件還可以包括在單元塊上的位線以及在位線和絕緣層之上的第二絕緣層。絕緣層可以是第一絕緣層，導(dǎo)電圖案可以在第二絕緣層之上。

在示例實施方式中，布線和識別圖案可以由相同的材料形成。

附圖說明

從如附圖所示的發(fā)明構(gòu)思的非限制實施方式的更詳細(xì)描述，發(fā)明構(gòu)思的以上和其它的特征將變得明顯，附圖中相同的附圖標(biāo)記在不同的視圖中始終指代相同的部件。附圖不必按比例，而是重點在于示出發(fā)明構(gòu)思的原理。在附圖中：

圖1是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的區(qū)域的示意俯視平面圖；

圖2至圖4是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的俯視平面圖和截面圖；

圖5是示出單元塊中包括的布線的布置的示意圖；

圖6至圖9示出根據(jù)示例實施方式的識別圖案的形狀；

圖10至圖35是示出根據(jù)示例實施方式的制造垂直存儲器件的方法的截面圖和俯視平面圖；

圖36至圖38是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的截面圖；

圖39是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的區(qū)域的示意俯視平面圖；

圖40至圖42是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的俯視平面圖和截面圖；

圖43是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的區(qū)域的示意俯視平面圖；以及

圖44是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的俯視平面圖。

具體實施方式

在下文將參照附圖更充分地描述各種示例實施方式，附圖中示出示例實施方式。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以許多不同的形式實施，而不應(yīng)被解釋限于這里闡述的示例實施方式。而是，提供這些示例實施方式使得本描述將徹底和完整，并將發(fā)明構(gòu)思的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，可以夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。附圖中的相同的附圖標(biāo)記和/或數(shù)字表示相同的元件，因此可以不必重復(fù)對它們的描述。

將理解，當(dāng)一元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)印吧稀?、“連接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，它可以直接在另一元件或?qū)由?、直接連接或聯(lián)接到另一元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，?dāng)一元件被稱為“直接在”另一元件或?qū)印吧稀薄ⅰ爸苯舆B接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，不存在居間的元件或?qū)?。用于描述元件或?qū)又g的關(guān)系的其它詞語應(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”包括一個或多個相關(guān)列舉項目的任意和所有組合。

將理解，盡管這里可以使用術(shù)語第一、第二、第三、第四等來描述各種元件、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)語僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一元件、部件、區(qū)域、層或部分區(qū)別開。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，而沒有背離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。

為了描述的方便，這里可以使用空間關(guān)系術(shù)語諸如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“上方”、“上”等來描述一個元件或特征與另一個(些)元件或特征的如附圖所示的關(guān)系。將理解，空間關(guān)系術(shù)語旨在涵蓋除了附圖中繪出的方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)，被描述為在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件將會取向在其它元件或特征的“上方”。因此，示范性術(shù)語“在…下方”可以涵蓋之上和之下兩種取向。器件也可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它的取向)，這里使用的空間關(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示例實施方式的目的，而不意在限制本發(fā)明構(gòu)思。如這里所用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指示。還將理解的，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”指定所述特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件的存在，但是不排除一個或多個其它特征、整體、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施方式，該截面圖是理想化的示例實施方式(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因而，由于例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的變化是可預(yù)期的。因此，示例實施方式不應(yīng)被解釋為限于這里所示的區(qū)域的特定形狀，而是包括由于例如由制造引起的形狀偏差。例如，被示出為矩形的注入?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。類似地，通過注入形成的埋入?yún)^(qū)可以導(dǎo)致在埋入?yún)^(qū)和通過其發(fā)生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，它們的形狀不旨在示出器件的區(qū)域的實際形狀并且不旨在限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。

除非另外地限定，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有本發(fā)明構(gòu)思所屬的領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。還將理解的，術(shù)語諸如在通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的背景中的涵義一致的涵義，而不應(yīng)被解釋為理想化或過度正式的含義，除非這里明確地如此限定。

盡管一些截面圖的對應(yīng)平面圖和/或透視圖可以不被示出，但是這里示出的器件結(jié)構(gòu)的截面圖為多個器件結(jié)構(gòu)提供支持，該多個器件結(jié)構(gòu)沿著兩個不同的方向(如將在平面圖中示出的)和/或在三個不同的方向上(如將在透視圖中示出的)延伸。該兩個不同的方向可以彼此垂直或可以不彼此垂直。該三個不同的方向可以包括可垂直于所述兩個不同的方向的第三方向。多個器件結(jié)構(gòu)可以被集成在相同的電子器件中。例如，當(dāng)在截面圖中示出器件結(jié)構(gòu)(例如存儲單元結(jié)構(gòu)或晶體管結(jié)構(gòu))時，電子器件可以包括多個器件結(jié)構(gòu)(例如存儲單元結(jié)構(gòu)或晶體管結(jié)構(gòu))，如將由該電子器件的平面圖示出的。該多個器件結(jié)構(gòu)可以布置成陣列和/或二維圖案。

基本上垂直于基板的頂表面的方向被稱為第一方向，基本上平行于基板的頂表面并彼此交叉的兩個方向被稱為第二方向和第三方向。例如，第二方向和第三方向基本上彼此垂直。另外，由箭頭表示的方向和其相反方向被認(rèn)為是相同的方向。上述方向的定義在本說明書中的所有附圖中都是相同的。

圖1是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的區(qū)域的示意俯視平面圖。圖2至圖4是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的俯視平面圖和截面圖。為了描述的方便，一些絕緣結(jié)構(gòu)的圖示在圖2中被省略。

參照圖1和圖2，垂直存儲器件可以包括基板100，基板100包括單元區(qū)C、延伸區(qū)E1和E2以及外圍區(qū)P1和P2。

如圖2所示，設(shè)置在垂直溝道結(jié)構(gòu)136(見圖3和圖4)上的襯墊137可以布置在單元區(qū)C上，多條柵線160(例如160a至160f)可以圍繞垂直溝道結(jié)構(gòu)136并可以沿著第一方向?qū)盈B。

延伸區(qū)可以包括第一延伸區(qū)E1和第二延伸區(qū)E2。例如，一對第一延伸區(qū)E1可以位于單元區(qū)C的在第二方向上的兩個側(cè)部處。第一外圍區(qū)P1可以在第二方向上鄰近于第一延伸區(qū)E1且在基板100的外圍部分處。

在示例實施方式中，柵線160的臺階部可以布置在第一延伸區(qū)E1上。第一布線180可以經(jīng)由第一接觸172電連接到每個臺階部。柵線160的在第一延伸區(qū)E1上的臺階部可以用作接觸墊。

例如，第一布線180可以在第二方向上從第一延伸區(qū)E1延伸到第一外圍區(qū)P1。

布線墊181可以在第一外圍區(qū)P1上形成在第一布線180的端部處。例如，第一布線180可以經(jīng)由布線墊181電連接到外圍電路接觸176(見圖3)。

虛設(shè)布線184可以進(jìn)一步布置在第一外圍區(qū)P1上以鄰近第一布線180。在示例實施方式中，虛設(shè)布線184可以處于與第一布線180相同的層級，并可以用作用于識別第一外圍區(qū)P1的標(biāo)記。

一對第二延伸區(qū)E2可以位于單元區(qū)C的在第三方向上的兩個側(cè)部處。柵線160的臺階部也可以布置在第二延伸區(qū)E2上。在示例實施方式中，第一布線180和/或第一接觸172可以不布置在第二延伸區(qū)E2上，第二延伸區(qū)E2可以被分配作為虛設(shè)區(qū)。

第二外圍區(qū)P2可以在第三方向上鄰近于第二延伸區(qū)E2且在基板100的外圍部分處。

切割圖案157可以設(shè)置在單元區(qū)C和第一延伸區(qū)E1上，并可以延伸穿過柵線160。

在示例實施方式中，切割圖案157可以在第二方向上貫穿單元區(qū)C和第一延伸區(qū)E1延伸，并可以沿著第一方向交叉或切斷柵線160。多個切割圖案157可以沿著第三方向布置在單元區(qū)C上。

多個單元塊可以由切割圖案157限定。如圖1所示，第一至第三單元塊CB1、CB2和CB3可以由兩個切割圖案157限定。切割圖案157的數(shù)目和單元塊的數(shù)目可以取決于垂直存儲器件的容量和集成度而更大。

每個單元塊可以包括：柵線160，可被切割圖案157切割并沿著第一方向?qū)盈B；垂直溝道結(jié)構(gòu)136，延伸穿過柵線160；以及第一布線180，電連接到柵線160的臺階部。在示例實施方式中，單元塊還可以包括虛設(shè)布線184。

第一外圍區(qū)P1可以用作解碼器區(qū)，用于選擇單元塊或?qū)⑿盘柺┘拥降谝徊季€180。

在示例實施方式中，識別圖案186可以被包括在單元塊中的至少一個中。在示例實施方式中，識別圖案186可以處于與第一布線180的層級相同的層級，并可以設(shè)置在第一外圍區(qū)P1上。

在示例實施方式中，識別圖案186可以鄰近于虛設(shè)布線184。例如，如圖1所示，識別圖案186可以被包括在第二單元塊CB2中(或在第二方向上挨著第二單元塊CB2)。在此情況下，包括在第二單元塊CB2中的虛設(shè)布線184可以具有與第一單元塊CB1和第三單元塊CB3中的虛設(shè)布線184的形狀不同的形狀。

例如，第二單元塊CB2中包括的虛設(shè)布線184可以比第一單元塊CB1和第三單元塊CB3中包括的虛設(shè)布線184更短。

識別圖案186可以用作第一外圍區(qū)P1上的地址標(biāo)識引導(dǎo)物，用于例如施加信號和/或選擇單元塊。由于單元塊可以具有彼此基本相同或相似的結(jié)構(gòu)并可以包括重復(fù)的圖案，所以在搜索地址或進(jìn)行各種檢測時會不容易確定期望的單元塊。然而，識別圖案186可以被包括在單元塊中的至少一個中，參考圖案可以被提供用于地址標(biāo)識。

此外，虛設(shè)布線184也可以用作用于識別垂直存儲器件的地址和/或區(qū)域的參考圖案。

例如，如圖1和圖2所示，識別圖案186可以包括可在不同的方向上延伸的線形圖案的組合。然而，識別圖案186的形狀可以考慮到識別或圖案化工藝的方便而改變。

位線182可以例如在第三方向上延伸并可以經(jīng)由襯墊137電連接到垂直溝道結(jié)構(gòu)136。多個位線182可以沿著第二方向布置在單元區(qū)C上。

在示例實施方式中，位線182可以延伸貫穿單元區(qū)C和鄰近于單元區(qū)C的一對第二延伸區(qū)E2。在示例實施方式中，位線182可以延伸到第二外圍區(qū)P2。第二外圍區(qū)P2可以用作頁面緩沖器區(qū)。

在下文，將參照圖3和圖4更詳細(xì)地描述垂直存儲器件的元件和構(gòu)造。圖3和圖4是分別沿圖2的線I-I’和II-II’截取的截面圖。

基板100可以包括半導(dǎo)體材料，例如硅和/或鍺。在示例實施方式中，基板100可以包括單晶硅。例如，基板100可以用作垂直存儲器件的主體和/或p型阱。

垂直溝道結(jié)構(gòu)136可以在單元區(qū)C上沿第一方向延伸穿過柵線160和絕緣中間層圖案116(例如116a至116g)。垂直溝道結(jié)構(gòu)136可以包括溝道132、電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130和填充絕緣圖案134。在示例實施方式中，半導(dǎo)體圖案127可以插置在基板100和垂直溝道結(jié)構(gòu)136之間。

溝道132可以具有中空的圓柱形狀或杯形狀。溝道132可以包括多晶硅或單晶硅，并可以在其一部分中包括p型雜質(zhì)諸如硼(B)。

填充絕緣圖案134可以填充溝道132的內(nèi)部空間，并可以具有實心圓柱形狀或柱形狀。填充絕緣圖案134可以包括絕緣材料諸如硅氧化物。在示例實施方式中，溝道132可以具有柱形狀或?qū)嵭膱A柱形狀，填充絕緣圖案134可以被省略。

電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130可以形成在溝道132的外側(cè)壁上。電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130可以具有吸管(straw)形狀或圓柱殼形狀。

電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130可以包括從溝道132的外側(cè)壁順序地層疊的隧道絕緣層、電荷存儲層和阻擋層。阻擋層可以包括硅氧化物或金屬氧化物，諸如鉿氧化物或鋁氧化物。電荷存儲層可以包括氮化物諸如硅氮化物或金屬氧化物，隧道絕緣層可以包括氧化物諸如硅氧化物。例如，電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130可以具有氧化物-氮化物-氧化物(ONO)分層結(jié)構(gòu)。

半導(dǎo)體圖案127可以包括單晶硅或多晶硅。半導(dǎo)體圖案127可以與電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130的底部和溝道132的底部接觸。

襯墊137可以形成在垂直溝道結(jié)構(gòu)136上。例如，襯墊137可以電連接到例如位線182，并可以用作源/漏極區(qū)，電荷可以通過該源/漏極區(qū)移動或傳輸?shù)綔系?32。襯墊137可以包括多晶硅或單晶硅，并可以可選地?fù)诫s有n型雜質(zhì)，諸如磷(P)或砷(As)。

如圖2所示，多個襯墊137可以沿著第二方向布置在單元區(qū)C上，使得襯墊行可以被限定，并且多個襯墊行可以布置在第三方向上。垂直溝道結(jié)構(gòu)136也可以根據(jù)襯墊137的布置來布置。例如，多個垂直溝道結(jié)構(gòu)136可以沿著第二方向布置在單元區(qū)C上以形成溝道行，并且多個溝道行可以布置在第三方向上。

柵線160可以形成在電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130或半導(dǎo)體圖案127的外側(cè)壁上，并可以沿著第一方向彼此間隔開。在示例實施方式中，每條柵線160可以部分地圍繞至少一個溝道行中包括的溝道132或垂直溝道結(jié)構(gòu)136并可以在第二方向上延伸。

在示例實施方式中，每條柵線160可以圍繞一定數(shù)目的溝道行，例如4個溝道行。在此情況下，柵線層疊結(jié)構(gòu)可以由4個溝道行和圍繞該4個溝道行的柵線160限定。多個柵線層疊結(jié)構(gòu)可以沿著第三方向布置。

在示例實施方式中，柵線160在第二方向上的寬度或長度可以從基板100的頂表面沿著第一方向減小。例如，如圖3所示，多條柵線160可以層疊成金字塔形狀或階梯形狀。

因此，每個層級的柵線160可以包括在第二方向上從處于其上面的層級的柵線160突出的臺階部，柵線160的臺階部可以布置在第一延伸區(qū)E1上。

柵線160可以包括接地選擇線(GSL)、字線和串選擇線(SSL)。例如，最下面的柵線160a可以用作GSL。最上面的柵線160f可以用作SSL。在GSL和SSL之間的柵線160b至160e可以用作字線。

GSL(例如柵線160a)可以橫向地圍繞半導(dǎo)體圖案127。字線(例如柵線160b至160e)和SSL(例如柵線160f)可以橫向地圍繞溝道132或電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130。

考慮到垂直存儲器件的電路設(shè)計和集成度，柵線可以以增加的層級形成，例如16個層級、24個層級、32個層級、48個層級等。SSL可以在兩個或更多層級形成。

柵線160可以包括金屬諸如鎢(W)、金屬氮化物和/或金屬硅化物。在示例實施方式中，柵線可以具有包括金屬氮化物(諸如鎢氮化物)和金屬的多層結(jié)構(gòu)。

絕緣中間層圖案116可以設(shè)置在第一方向上相鄰的柵線160之間。絕緣中間層圖案116可以包括基于硅氧化物的材料，例如二氧化硅(SiO₂)、硅碳氧化物(SiOC)或硅氟氧化物(SiOF)。包括在一個柵線層疊結(jié)構(gòu)中的柵線160可以通過絕緣中間層圖案116彼此絕緣。在示例實施方式中，絕緣中間層圖案116可以沿著第一方向?qū)盈B成與柵線160基本相同或相似的金字塔形狀或階梯形狀。

包括例如晶體管的外圍電路可以形成在基板100的第一外圍區(qū)P1上。晶體管可以包括柵極結(jié)構(gòu)108和第一雜質(zhì)區(qū)103。柵極結(jié)構(gòu)108可以包括柵極絕緣圖案102、柵電極104和柵極掩模106。在示例實施方式中，外圍電路保護(hù)層109可以形成在第一外圍區(qū)P1上。

覆蓋柵線160的臺階部的模制保護(hù)層120可以形成在柵線層疊結(jié)構(gòu)的側(cè)部上。模制保護(hù)層120也可以覆蓋第一外圍區(qū)P1上的外圍電路保護(hù)層109。

外圍電路保護(hù)層109和模制保護(hù)層120可以包括絕緣材料，例如硅氧化物。

第一上部絕緣層140可以形成在模制保護(hù)層120、最上面的絕緣中間層圖案116g和襯墊137上。

切割圖案157可以插置在柵線層疊結(jié)構(gòu)之間。絕緣圖案155可以形成在切割圖案157的側(cè)壁上。例如，切割圖案157和絕緣圖案155可以延伸穿過第一上部絕緣層140、柵線160、絕緣中間層圖案116和模制保護(hù)層120，并可以在第二方向上延伸。包括一定數(shù)目的溝道行(例如4個溝道行)的柵線層疊結(jié)構(gòu)可以由切割圖案157和絕緣圖案155限定。

在示例實施方式中，切割圖案157可以用作垂直存儲器件的公共源線(CSL)。切割圖案157和包括在柵線層疊結(jié)構(gòu)中的柵線160可以通過絕緣圖案155彼此絕緣。

切割圖案157可以包括金屬，例如鎢或銅。絕緣圖案155可以包括例如硅氧化物。

雜質(zhì)區(qū)105(見圖4)可以形成在基板100的上部，在切割圖案157和絕緣圖案155下面。第一雜質(zhì)區(qū)105可以與切割圖案157一起在第二方向上延伸。

第二上部絕緣層170可以形成在第一上部絕緣層140上，并可以覆蓋切割圖案157和絕緣圖案155。

第一接觸172可以延伸穿過第二上部絕緣層170、第一上部絕緣層140、模制保護(hù)層120和/或絕緣中間層圖案116以電連接到處于每個層級的柵線160。

在示例實施方式中，第一接觸172可以分布在第一延伸區(qū)E1上，并可以電連接到柵線160的臺階部。在示例實施方式中，對于一個柵線層疊結(jié)構(gòu)中包括的柵線160的每個臺階部可以提供第一接觸172。

電連接到襯墊137的位線接觸174可以設(shè)置在單元區(qū)C上。例如，位線接觸174可以穿過第二上部絕緣層170和第一上部絕緣層140形成從而與襯墊137接觸。多個位線接觸174可以形成為與襯墊137基本上相同或相似的布置。

在示例實施方式中，外圍電路接觸176可以形成在第一外圍區(qū)P1上。外圍電路接觸176可以例如延伸穿過第二上部絕緣層170、第一上部絕緣層140、模制保護(hù)層120和外圍電路保護(hù)層109，并可以電連接到第一雜質(zhì)區(qū)103。

第一布線180可以設(shè)置在第二上部絕緣層170上以電連接到第一接觸172。在示例實施方式中，第一布線180可以基于包括在一個柵線層疊結(jié)構(gòu)中的柵線160的數(shù)目來提供。例如，六條第一布線180可以對應(yīng)于一個柵線層疊結(jié)構(gòu)。

在示例實施方式中，第一布線180可以在第二方向上延伸貫穿第一延伸區(qū)E1和第一外圍區(qū)P1，并且還可以經(jīng)由布線墊181(見圖2)電連接到外圍電路接觸176。

位線182、虛設(shè)布線184和識別圖案186可以設(shè)置在第二上部絕緣層170上，如參照圖2所述的。在示例實施方式中，位線182、第一布線180、虛設(shè)布線184和識別圖案186可以位于基本上相同的層級。

圖5是示出單元塊中包括的布線的布置的示意圖。

如參照圖1至圖4所述的，第一布線180和虛設(shè)布線184可以被包括在每個單元塊中，多個單元塊可以沿著第三方向重復(fù)地布置。因此，布線可以以基本上相同或相似的圖案沿著第三方向重復(fù)地布置。

參照圖5，例如第一至第三單元塊CB1、CB2和CB3可以限定一個塊組BG，多個塊組BG可以沿著第三方向布置。

在示例實施方式中，至少一個識別圖案186可以提供在每個塊組BG中。例如，識別圖案186可以提供在每個塊組BG的第一單元塊CB1中。

如上所述，布置成重復(fù)的圖案的布線可以基于單元塊和塊組BG來劃分，識別圖案186可以插入每個塊組中。因此，當(dāng)施加信號、檢測缺陷等時可以容易地進(jìn)行地址標(biāo)識，并且可以精確地選擇期望的單元塊。

塊組BG中包括的單元塊的數(shù)目以及識別圖案186的位置和形狀可以不被限制為如圖5所示的。

圖6至圖9示出根據(jù)示例實施方式的識別圖案的形狀。

參照圖6，識別圖案286a可以包括多個點狀圖案或島圖案的組合。因此，識別圖案286a可以與具有線形狀的相鄰布線容易地區(qū)別開。

參照圖7，識別圖案286b可以包括在相同的方向上延伸的線形圖案的組合。包括在識別圖案286b中的線形圖案可以比相鄰的布線(例如第一布線180和虛設(shè)布線184)短。因此，識別圖案286b可以與相鄰的布線容易地區(qū)別開。

參照圖8，識別圖案286c可以包括在不同的方向上延伸的線形圖案。例如，識別圖案286c可以包括彼此交叉的線形圖案。

參照圖9，識別圖案286d可以包括多個點狀圖案或島圖案和至少一個線形圖案的組合。

然而，考慮到相對于相鄰布線的獨特性，識別圖案的形狀可以被適當(dāng)?shù)馗淖儭?/p>

在示例實施方式中，識別圖案可以具有字符(或字母)形狀，例如字母字符或韓國語的字符。在示例實施方式中，識別圖案可以具有賦予次序的形狀，例如數(shù)字或羅馬字母。

圖10至圖35是示出根據(jù)示例實施方式的制造垂直存儲器件的方法的截面圖和俯視平面圖。例如，圖10至圖35示出制造圖1至圖4中示出的垂直存儲器件的方法。

具體地，圖13、20、24、27、31和33是示出該方法的俯視平面圖。圖10、11、12、14、16、18、22、25、29、32和34是沿俯視平面圖中指定的線I-I’且沿著第一方向截取的截面圖。圖15、17、19、21、23、26、28、30和35是沿俯視平面圖中指定的線II-II’且沿著第一方向截取的截面圖。

為了描述的方便，一些絕緣結(jié)構(gòu)的圖示在圖13、20、24、27、31和33中被省略。

參照圖10，外圍電路可以形成在基板100上。

如參照圖1所述的，基板100可以包括單元區(qū)C、第一延伸區(qū)E1和第二延伸區(qū)E2以及第一外圍區(qū)P1和第二外圍區(qū)P2。在示例實施方式中，外圍電路可以形成在鄰近于第一延伸區(qū)E1的第一外圍區(qū)P1上。

基板100可以包括半導(dǎo)體(例如單晶硅或單晶鍺)并可以用作垂直存儲器件的主體和/或p型阱。外圍電路可以包括例如由柵極結(jié)構(gòu)108和第一雜質(zhì)區(qū)103限定的晶體管。

例如，柵極絕緣層、柵電極層和柵極掩模層可以順序地形成在基板100上。柵極掩模層可以被部分地蝕刻以形成柵極掩模106。柵電極層和柵極絕緣層可以利用柵極掩模106作為蝕刻掩模被部分地蝕刻以形成柵電極104和柵極絕緣圖案102。因此，可以形成包括順序地層疊在基板100上的柵極絕緣圖案102、柵電極104和柵極掩模106的柵極結(jié)構(gòu)108。

柵極絕緣層可以由硅氧化物或金屬氧化物形成。柵電極層可以由金屬、金屬氮化物、金屬硅化物或摻雜的多晶硅形成。柵極掩模層可以由硅氮化物形成。柵極絕緣層、柵電極層和柵極掩模層可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDP-CVD)工藝、原子層沉積(ALD)工藝以及濺射工藝中的至少一種形成。在示例實施方式中，柵極絕緣層可以通過對基板100的頂表面進(jìn)行熱氧化工藝而形成。

離子注入工藝可以利用柵極結(jié)構(gòu)108作為注入掩模來進(jìn)行，從而鄰近于柵極結(jié)構(gòu)108在第一外圍區(qū)P1中的基板100的上部形成第一雜質(zhì)區(qū)103。

在示例實施方式中，包括例如硅氮化物的間隔物可以進(jìn)一步形成在柵極結(jié)構(gòu)108的側(cè)壁上。

覆蓋晶體管的外圍電路保護(hù)層109可以進(jìn)一步形成。例如，覆蓋第一雜質(zhì)區(qū)103和柵極結(jié)構(gòu)108的保護(hù)層可以形成在基板100上。保護(hù)層的形成在單元區(qū)C和第一延伸區(qū)E1上的部分可以被去除以形成外圍電路保護(hù)層109。保護(hù)層可以形成為氧化物層。

參照圖11，階梯模制結(jié)構(gòu)可以形成在基板100的單元區(qū)C以及延伸區(qū)E1和E2上。

在示例實施方式中，絕緣中間層112(例如112a至112g)和犧牲層114(例如114a至114f)可以形成在基板100上以形成模制結(jié)構(gòu)。

絕緣中間層112可以由基于氧化物的材料例如二氧化硅、硅碳氧化物和/或硅氟氧化物形成。犧牲層114可以由相對于絕緣中間層112可具有蝕刻選擇性的材料形成并可以通過濕蝕刻工藝容易地去除。例如，犧牲層114可以由基于氮化物的材料例如硅氮化物和/或硅硼氮化物形成。

絕緣中間層112和犧牲層114可以通過CVD工藝、PECVD工藝、旋涂工藝等形成。在示例實施方式中，最下面的絕緣中間層112a可以通過熱氧化工藝或自由基氧化(radical oxidation)工藝形成在基板100的頂表面上。在示例實施方式中，考慮到襯墊137(見圖18)的形成，最上面的絕緣中間層112g可以形成為具有相對大的厚度。

犧牲層114可以在隨后的工藝中去除從而為GSL、字線和SSL提供空間。因此，絕緣中間層112和犧牲層114的數(shù)目可以考慮到GSL、字線和SSL的數(shù)目來確定。圖11示出犧牲層114和絕緣中間層112分別形成6個層級和7個層級。然而，絕緣中間層112和犧牲層114的數(shù)目可以根據(jù)垂直存儲器件的期望集成度而增大或減小。

隨后，模制結(jié)構(gòu)的側(cè)部可以例如以階梯式的方式被部分地蝕刻以形成階梯模制結(jié)構(gòu)。

例如，覆蓋單元區(qū)C和延伸區(qū)E1和E2的光致抗蝕劑圖案(未示出)可以形成在最上面的絕緣中間層112g上。最上面的絕緣中間層112g和最上面的犧牲層114f的外圍部分可以利用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模來去除。光致抗蝕劑圖案的外圍部分可以被部分地去除使得光致抗蝕劑圖案的寬度可以減小。絕緣中間層112g和112f的外圍部分以及犧牲層114f和114e的外圍部分可以再次利用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模被蝕刻。蝕刻工藝可以以與如上所述類似的方式重復(fù)期望的(和/或可選地，預(yù)定的)蝕刻數(shù)量，從而獲得圖11中示出的階梯模制結(jié)構(gòu)，并且外圍區(qū)P1和P2以及外圍電路保護(hù)層109可以被再次暴露。

參照圖12，覆蓋階梯模制結(jié)構(gòu)的側(cè)部的模制保護(hù)層120可以形成在基板100和外圍電路保護(hù)層109上。

例如，覆蓋階梯模制結(jié)構(gòu)和外圍電路保護(hù)層109的絕緣層可以通過CVD工藝或旋涂工藝?yán)美绻柩趸镄纬稍诨?00上。絕緣層的上部可以被平坦化直到最上面的絕緣中間層112g被暴露，從而形成模制保護(hù)層120。平坦化工藝可以包括化學(xué)機械拋光(CMP)工藝和/或回蝕刻工藝。

在示例實施方式中，模制保護(hù)層120可以由與絕緣中間層112的材料基本上相同或相似的材料形成。在此情況下，模制保護(hù)層120可以與絕緣中間層112成一體或與其合并。

參照圖13至圖15，溝道孔125可以穿過單元區(qū)C上的階梯模制結(jié)構(gòu)形成。

例如，硬掩模(未示出)可以形成在最上面的絕緣中間層112g和模制保護(hù)層120上。階梯模制結(jié)構(gòu)的絕緣中間層112和犧牲層114可以通過進(jìn)行例如干蝕刻工藝被部分地蝕刻。硬掩模可以用作蝕刻掩模以形成溝道孔125。溝道孔125可以從基板100的頂表面在第一方向上延伸，基板100的頂表面可以通過溝道孔125被部分地暴露。硬掩?？梢杂苫诠璧幕蚧谔嫉男坑惭谀?SOH)材料和/或光致抗蝕劑材料形成。在形成溝道孔125之后，硬掩模可以通過灰化工藝和/或剝離工藝去除。

如圖13、圖14和圖15所示，多個溝道孔125可以形成在第二方向上以形成溝道孔行。多個溝道孔行可以形成在第三方向上。溝道孔行可以布置為使得溝道孔125可以沿著第二方向和/或第三方向形成為Z字形布置。

在示例實施方式中，半導(dǎo)體圖案127可以形成在溝道孔125的下部。例如，半導(dǎo)體圖案127可以利用通過溝道孔125暴露的基板100的頂表面作為籽晶通過選擇性外延生長(SEG)工藝形成。在示例實施方式中，半導(dǎo)體圖案127的頂表面可以位于第一犧牲層114a的頂表面和第二犧牲層114b的底表面之間。

參照圖16和圖17，填充溝道孔125的垂直溝道結(jié)構(gòu)136可以形成在半導(dǎo)體圖案127上。

在示例實施方式中，電介質(zhì)層可以沿著溝道孔125的側(cè)壁以及最上面的絕緣中間層112g的頂表面、半導(dǎo)體圖案127的頂表面和模制保護(hù)層120的頂表面形成。電介質(zhì)層的上部和下部可以通過回蝕刻工藝去除以在溝道孔125的側(cè)壁上形成電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130。

填充溝道孔125的剩余部分的溝道層和填充絕緣層可以沿著最上面的絕緣中間層112g和模制保護(hù)層120的頂表面、電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130的內(nèi)壁以及半導(dǎo)體圖案127的頂表面順序地形成。溝道層的上部和填充絕緣層的上部可以通過例如CMP工藝被平坦化直到最上面的絕緣中間層112g和/或模制保護(hù)層120可以被暴露。因此，包括電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130、溝道132和填充絕緣圖案134的垂直溝道結(jié)構(gòu)136可以形成在每個溝道孔125中。

電介質(zhì)層可以通過順序地形成阻擋層、電荷存儲層和隧道絕緣層而形成。在示例實施方式中，電介質(zhì)層可以形成為氧化物-氮化物-氧化物(ONO)分層結(jié)構(gòu)。阻擋層、電荷存儲層和隧道絕緣層可以通過CVD工藝、PECVD工藝、ALD工藝等形成。

溝道層可以由可選地?fù)诫s有雜質(zhì)的多晶硅或非晶硅形成。在示例實施方式中，可以進(jìn)一步對溝道層進(jìn)行熱處理或激光束輻射。在此情況下，溝道層可以轉(zhuǎn)變?yōu)榘▎尉Ч?。填充絕緣層可以利用例如硅氧化物或硅氮化物形成。溝道層和填充絕緣層可以通過CVD工藝、PECVD工藝、ALD工藝、PVD工藝、濺射工藝等形成。

電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130可以具有圍繞溝道132的外側(cè)壁的吸管形狀或圓柱殼形狀。溝道132可以具有基本上杯形形狀。填充絕緣圖案134可以具有插入在溝道132中的柱形狀。

參照圖18和圖19，可以形成蓋在溝道孔125的上部上的襯墊137。

例如，垂直溝道結(jié)構(gòu)136的上部可以通過例如回蝕刻工藝被部分地去除以形成凹進(jìn)。襯墊層可以形成在電介質(zhì)層結(jié)構(gòu)130、溝道132、填充絕緣圖案134、最上面的絕緣中間層112g和模制保護(hù)層120上以充分地填充該凹進(jìn)。襯墊層的上部可以通過例如CMP工藝被平坦化直到最上面的絕緣中間層112g和/或模制保護(hù)層120的頂表面可以被暴露從而由襯墊層的剩余部分形成襯墊137。

例如，襯墊層可以通過濺射工藝或ALD工藝使用可選地用n型雜質(zhì)摻雜的多晶硅形成。在示例實施方式中，包括非晶硅的初始襯墊層可以形成，然后可以對其進(jìn)行結(jié)晶工藝以形成襯墊層。

根據(jù)溝道行的布置，多個襯墊137可以在最上面的絕緣中間層112g中限定襯墊行，多個襯墊行可以沿著第三方向形成。溝道行可以限定在襯墊行下面，多個溝道行可以沿著第三方向布置。

第一上部絕緣層140可以形成在最上面的絕緣中間層112g、襯墊137和模制保護(hù)層120上。第一上部絕緣層140可以通過CVD工藝、旋涂工藝等由硅氧化物形成。

參照圖20和圖21，可以形成延伸穿過階梯模制結(jié)構(gòu)的開口150。

例如，可以形成覆蓋襯墊137并部分地暴露出在溝道行中的一些之間的第一上部絕緣層140的硬掩模(未示出)。第一上部絕緣層140、模制保護(hù)層120、絕緣中間層112和犧牲層114可以通過例如利用硬掩模作為蝕刻掩模的干蝕刻工藝被部分地蝕刻以形成開口150。硬掩?？梢允褂霉庵驴刮g劑材料或SOH材料形成。在形成開口150之后，硬掩模可以通過灰化工藝和/或剝離工藝去除。

例如，開口150可以在第二方向上延伸，多個開口150可以沿著第三方向形成。一定數(shù)目的溝道行可以布置在第三方向上相鄰的開口150之間。例如，如圖20所示，四個溝道行可以被包括在相鄰的開口150之間。然而，考慮到垂直存儲器件的電路設(shè)計或集成度，開口105之間的溝道行的數(shù)目可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。

如圖21所示，在形成開口150之后，絕緣中間層112和犧牲層114可以變成絕緣中間層圖案116(例如116a至116g)和犧牲圖案118(例如118a至118f)。在每個層級的絕緣中間層圖案116和犧牲圖案118可以具有在第二方向上延伸的板形狀。

在示例實施方式中，基板100的頂表面、以及絕緣中間層圖案116的側(cè)壁和犧牲圖案118的側(cè)壁可以通過開口150暴露。

參照圖22和圖23，通過開口150暴露的犧牲圖案118可以被去除。在示例實施方式中，犧牲圖案118可以通過利用例如磷酸作為蝕刻劑溶液的濕蝕刻工藝來去除。

間隙152可以由犧牲圖案118從其去除的空間限定。垂直溝道結(jié)構(gòu)136的側(cè)壁可以被間隙152部分地暴露。在示例實施方式中，半導(dǎo)體圖案127的側(cè)壁可以被最下面的間隙152暴露。

如圖22所示，間隙152可以在每個層級在第二方向上延伸，并可以被模制保護(hù)層120阻擋。

參照圖24至圖26，柵線160(例如160a至160f)可以形成在間隙152中。因此，每個層級的犧牲層114和犧牲圖案118可以用柵線160替換。

在示例實施方式中，柵電極層可以形成在垂直溝道結(jié)構(gòu)136的暴露的外側(cè)壁、絕緣中間層圖案116的表面、基板100的通過開口150暴露的頂表面、以及第一上部絕緣層140的頂表面上。柵電極層可以充分地填充間隙152并至少部分地填充開口150。

柵電極層可以使用金屬或金屬氮化物形成。例如，柵電極層可以由鎢、鎢氮化物、鈦、鈦氮化物、鉭、鉭氮化物、鉑等形成。在示例實施方式中，柵電極層可以形成為包括由金屬氮化物形成的阻擋層和金屬層的多層結(jié)構(gòu)。柵電極層可以通過CVD工藝、PECVD工藝、ALD工藝、PVD工藝、濺射工藝等形成。

在示例實施方式中，在形成柵電極層之前，界面層(未示出)可以沿著間隙152的內(nèi)壁和絕緣中間層圖案116的表面形成。界面層可以由硅氧化物或金屬氧化物形成。

隨后，柵電極層可以被部分地去除以在每個層級的間隙152中形成柵線160。

例如，柵電極層的上部可以通過CMP工藝平坦化直到第一上部絕緣層140可以被暴露。柵電極層的形成在開口150中和在基板100的頂表面上的部分可以被蝕刻以獲得柵線160。

柵線160可以包括在第一方向上順序地層疊且彼此間隔開的GSL(例如柵線160a)、字線(例如柵線160b至160e)和SSL(例如柵線160f)?？紤]到垂直存儲器件的電路設(shè)計和容量，形成GSL、字線和SSL的層級的數(shù)目可以增大。

在每個層級的柵線160可以具有與犧牲圖案118的形狀基本上相同或相似的形狀。在每個層級的柵線160可以包括從其上面的柵線160在第二方向上突出的臺階部。

參照圖27和圖28，可以進(jìn)行離子注入工藝以在基板100的通過開口150暴露的上部處形成第二雜質(zhì)區(qū)105。第二雜質(zhì)區(qū)105可以例如在第二方向上延伸。

隨后，填充開口150的絕緣圖案155和切割圖案157可以形成在第二雜質(zhì)區(qū)105上。

例如，包括硅氧化物的絕緣層可以沿著第一上部絕緣層140的頂表面、以及開口150的側(cè)壁和底部形成。絕緣層的上部和下部可以通過回蝕刻工藝去除以在開口150的側(cè)壁上形成絕緣圖案155。填充開口150的剩余部分的導(dǎo)電層可以形成在第一上部絕緣層140上。導(dǎo)電層的上部可以通過CMP工藝平坦化以形成切割圖案157。導(dǎo)電層可以通過濺射工藝或ALD工藝由金屬、金屬硅化物和/或摻雜的多晶硅形成。

在示例實施方式中，切割圖案157和絕緣圖案155可以一起在開口150中在第二方向上延伸。在示例實施方式中，切割圖案157可以用作垂直存儲器件的CSL，并可以通過絕緣圖案155而與柵線160絕緣。

包括柵線160、絕緣中間層圖案116以及延伸穿過柵線160和絕緣中間層圖案116的溝道行的柵線層疊結(jié)構(gòu)可以由在第三方向上相鄰的切割圖案157限定。

參照圖29和圖30，覆蓋切割圖案157的第二上部絕緣層170可以形成在第一上部絕緣層140上。

例如，第二上部絕緣層170可以通過CVD工藝、旋涂工藝等由與第一上部絕緣層140基本上相同或相似的基于硅氧化物的材料形成。

參照圖31和圖32，接觸可以穿過第二上部絕緣層170和第一上部絕緣層140形成。

在示例實施方式中，第一接觸172(例如172a至172f)可以形成在第一延伸區(qū)E1上以處于對應(yīng)的柵線160(例如160a至160f)的臺階部上。

在示例實施方式中，可連接到GSL和字線的第一接觸172a至172e可以穿過第二上部絕緣層170、第一上部絕緣層140、模制保護(hù)層120和絕緣中間層圖案116b至116f形成。

在示例實施方式中，可連接到SSL的第一接觸172f可以穿過第二上部絕緣層170、第一上部絕緣層140和最上面的絕緣中間層圖案116g形成。

在示例實施方式中，位線接觸174可以形成在單元區(qū)C上。位線接觸174可以穿過第二上部絕緣層170和第一上部絕緣層140形成從而電連接到襯墊137。在示例實施方式中，外圍電路接觸176可以進(jìn)一步形成在第一外圍區(qū)P1上。外圍電路接觸176可以穿過第二上部絕緣層170、第一上部絕緣層140、模制保護(hù)層120和外圍電路保護(hù)層109形成，并可以電連接到第一雜質(zhì)區(qū)103。

在示例實施方式中，用于形成位線接觸174、第一接觸172和外圍電路接觸176的接觸孔可以通過基本上相同的光刻工藝同時形成。填充接觸孔的第一導(dǎo)電層可以形成，第一導(dǎo)電層的上部可以通過CMP工藝被平坦化直到第二上部絕緣層170的頂表面可以被暴露。因此，位線接觸174、第一接觸172和外圍電路接觸176可以由第一導(dǎo)電層基本上同時地形成。

在示例實施方式中，用于形成位線接觸174、第一接觸172和外圍電路接觸176的光刻工藝可以被分成多個光刻工藝。

參照圖33至圖35，電連接到接觸的布線可以形成在第二上部絕緣層170上。另外，識別圖案186可以與布線一起形成。

第一布線180(例如180a至180f)可以被圖案化以電連接到相應(yīng)的接觸172(例如172a至172f)，該接觸172可以連接到柵線層疊結(jié)構(gòu)。第一布線180可以在第二方向上從第一延伸區(qū)E1延伸到第一外圍區(qū)P1的一部分。在示例實施方式中，虛設(shè)布線184可以與第一布線180一起形成在第一外圍區(qū)P1上。虛設(shè)布線184可以包括多個線形圖案，并可以對于每個柵線層疊結(jié)構(gòu)或每個單元塊形成。

位線182可以在單元區(qū)C上在第三方向上延伸，并可以被圖案化以電連接到多個位線接觸174。

在示例實施方式中，識別圖案186可以形成在單元塊和柵線層疊結(jié)構(gòu)中的一個或多個處。識別圖案186可以形成為在第一外圍區(qū)P1上鄰近虛設(shè)布線184。識別圖案186可以形成為各種形狀從而與虛設(shè)布線184和/或第一布線180區(qū)別開，如參照圖6至圖9所述的。

在示例實施方式中，第一布線180、虛設(shè)布線184和識別圖案186可以通過關(guān)于第二導(dǎo)電層的基本上相同的蝕刻工藝同時形成。在示例實施方式中，位線182也可以由第二導(dǎo)電層形成。

第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層可以通過濺射工藝或ALD工藝由金屬(例如銅、鋁等)形成。

在示例實施方式中，例如，單元塊的操作故障測試可以利用識別圖案186作為地址標(biāo)識引導(dǎo)物來進(jìn)行。如果單元塊通過操作故障測試被確定為正常，則額外的布線構(gòu)造可以在第一布線180上進(jìn)行。

圖36至圖38是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的截面圖。圖36至圖38是示出包括布線結(jié)構(gòu)的垂直存儲器件的上部的局部截面圖。

這里省略了對與參照圖1至圖5示出的元件和構(gòu)造基本上相同或相似的元件和構(gòu)造的詳細(xì)說明。

參照圖36，布線結(jié)構(gòu)可以包括第一接觸172、第一位線接觸174a、外圍電路接觸176、第一位線182a、第一布線180和第一虛設(shè)布線184a。第一位線182a、第一布線180和第一虛設(shè)布線184a可以形成在基本上相同的層級(例如在第二上部絕緣層170上)。

在示例實施方式中，額外的布線可以設(shè)置在第一位線182a、第一布線180和第一虛設(shè)布線184a之上。例如，覆蓋第一位線182a、第一布線180和第一虛設(shè)布線184a的第三上部絕緣層200可以形成在第二上部絕緣層170上。

第二位線接觸204和第二接觸202可以穿過第三上部絕緣層200形成以分別電連接到第一位線182a和第一布線180。

第二布線210、第二位線212和第二虛設(shè)布線214可以形成在第三上部絕緣層200上。第二布線210可以經(jīng)由第二接觸202電連接到第一布線180。第二位線212可以經(jīng)由第二位線接觸204電連接到第一位線182a。第二布線210可以貫穿第一延伸區(qū)E1和第一外圍區(qū)P1延伸。第二位線212可以在單元區(qū)C上例如在第三方向上延伸。

第二虛設(shè)布線214可以對于每個單元塊被提供，并可以與第二布線210間隔開從而設(shè)置在第一外圍區(qū)P1上。

在示例實施方式中，識別圖案216可以設(shè)置在第一外圍區(qū)P1的第三上部絕緣層200的一部分上以鄰近于第二虛設(shè)布線214。

在示例實施方式中，第二布線210、第二位線212、第二虛設(shè)布線214和識別圖案216可以由對于例如第三導(dǎo)電層的基本上相同的圖案化工藝形成。

參照圖37，額外的布線可以進(jìn)一步設(shè)置在第二位線212、第二布線210和第二虛設(shè)布線214之上。

例如，覆蓋第二位線212、第二布線210和第二虛設(shè)布線214的第四上部絕緣層220可以形成在第三上部絕緣層200上。

第三接觸222可以穿過第四上部絕緣層220形成以電連接到第二布線210。

在示例實施方式中，第三布線230和第三虛設(shè)布線234可以形成在第四上部絕緣層220上。第三布線230可以經(jīng)由第三接觸222電連接到第二布線210。第三布線230可以貫穿第一延伸區(qū)E1和第一外圍區(qū)P1延伸。第三虛設(shè)布線234可以對于每個單元塊被提供，并可以與第三布線230間隔開從而設(shè)置在第一外圍區(qū)P1上。

在示例實施方式中，識別圖案236可以設(shè)置在第一外圍區(qū)P1的第四上部絕緣層220的一部分上以鄰近于第三虛設(shè)布線234。

在示例實施方式中，第三布線230、第三虛設(shè)布線234和識別圖案236可以由對于例如第四導(dǎo)電層的基本上相同的圖案化工藝形成。

如圖3、圖36和圖37所示，識別圖案可以設(shè)置在對應(yīng)于第一布線180、第二布線210或第三布線230的布線層級以被提供作為地址標(biāo)識引導(dǎo)物。

在示例實施方式中，識別圖案可以設(shè)置在對應(yīng)于第一布線180、第二布線210或第三布線230的兩個或更多布線層級。

參照圖38，例如，第一識別圖案186a可以設(shè)置在與第一布線180相同的布線層級，第二識別圖案236a可以設(shè)置在與第三布線230相同的布線層級。

在示例實施方式中，第一識別圖案186a可以用作用于故障測試的地址標(biāo)識引導(dǎo)物。第二識別圖案236a可以用作用于施加驅(qū)動信號的地址標(biāo)識引導(dǎo)物。

圖39是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的區(qū)域的示意俯視平面圖。圖40至圖42是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的俯視平面圖和截面圖。具體地，圖40是垂直存儲器件的俯視平面圖。圖41和圖42是沿圖40中指示的線I-I’截取的截面圖。

這里省略了對于與參照圖1至圖4和/或圖36至圖38描述的元件和/或構(gòu)造基本上相同或相似的元件和/或構(gòu)造的詳細(xì)說明。

參照圖39和圖40，如也參照圖1和圖2示出的，垂直存儲器件或基板100可以包括單元區(qū)C、第一延伸區(qū)E1和第二延伸區(qū)E2以及第一外圍區(qū)P1和第二外圍區(qū)P2。

多個單元塊CB1、CB2和CB3可以由貫穿單元區(qū)C和第一延伸區(qū)E1延伸的切割圖案157限定。包括在每個單元塊中的柵線160的臺階部可以布置在第一延伸區(qū)E1上。

在示例實施方式中，識別圖案187可以設(shè)置在單元區(qū)C的鄰近于第一延伸區(qū)E1的端部上。例如，識別圖案187可以設(shè)置在單元區(qū)C的其中可形成垂直溝道結(jié)構(gòu)136的區(qū)域與其中可形成最上面的第一接觸172f的區(qū)域之間的剩余空間上。

在示例實施方式中，識別圖案可以設(shè)置在單元區(qū)C和第一延伸區(qū)E1之間的邊界處。

如上所述，識別圖案187可以從第一外圍區(qū)P1移動到單元區(qū)C的端部或邊界從而可以節(jié)省或減小第一外圍區(qū)P1的面積。

參照圖41，識別圖案187可以設(shè)置在與第一布線180基本上相同的層級。例如，識別圖案187可以設(shè)置在第二上部絕緣層170上以鄰近于位線182。

參照圖42，如也參照圖36描述的，額外的布線可以進(jìn)一步形成在第一位線174a、第一布線180和第一虛設(shè)布線184a上方。例如，第二位線212、第二布線210和第二虛設(shè)布線214可以設(shè)置在第三上部絕緣層200上。

在示例實施方式中，識別圖案216可以設(shè)置在與第二布線210基本上相同的層級。例如，識別圖案216可以設(shè)置在第三上部絕緣層200上以鄰近于第二位線212。

圖43是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的區(qū)域的示意俯視平面圖。

參照圖43，如也參照圖1和圖2示出的，垂直存儲器件可以包括單元區(qū)C、第一延伸區(qū)E1和第二延伸區(qū)E2以及第一外圍區(qū)P1和第二外圍區(qū)P2。單元塊CB1、CB2和CB3可以由在單元區(qū)C和第一延伸區(qū)E1上的切割圖案限定。

在示例實施方式中，第二延伸區(qū)E2可以被分配作為虛設(shè)區(qū)，第二外圍區(qū)P2可以用作頁面緩沖器區(qū)。

在示例實施方式中，識別圖案可以設(shè)置在第二延伸區(qū)E2和/或第二外圍區(qū)P2上。

在示例實施方式中，識別圖案可以包括設(shè)置在第二延伸區(qū)E2上的第一識別圖案188a和設(shè)置在第二外圍區(qū)P2上的第二識別圖案188b。

識別圖案可以在第三方向上提供在外圍區(qū)和/或延伸區(qū)上。因此，地址標(biāo)識引導(dǎo)物也可以被提供，例如當(dāng)通過位線施加信號時。

圖44是示出根據(jù)示例實施方式的垂直存儲器件的俯視平面圖。這里省略了對于與參照圖1和圖2示出的元件和/或構(gòu)造基本上相同或相似的元件和/或構(gòu)造的詳細(xì)說明。

參照圖44，如也參照圖1描述的，第一延伸區(qū)和第一外圍區(qū)P1可以從單元區(qū)C順序地布置。第一延伸區(qū)和第一外圍區(qū)P1可以關(guān)于單元區(qū)C基本上對稱。

在示例實施方式中，第一延伸區(qū)可以包括第一接觸區(qū)EC1和第二接觸區(qū)EC2。第一接觸區(qū)EC1和第二接觸區(qū)EC2可以鄰近于單元區(qū)C在第二方向上的兩個側(cè)部。

柵線160(例如160a至160g)可以沿著第一方向?qū)盈B在單元區(qū)C和第一延伸區(qū)上。

在示例實施方式中，垂直存儲器件的單元塊或柵線層疊結(jié)構(gòu)可以包括至少兩個層級的SSL。例如，最下面的柵線160a可以用作GSL，兩個最上面的柵線160f和160g可以用作SSL。GSL和SSL之間的柵線160b至160e可以用作字線。

電連接到GSL和字線的第一接觸172和第一布線180可以設(shè)置在第一接觸區(qū)EC1上。在示例實施方式中，電連接到下部SSL 160f的第一接觸172和第一布線180也可以設(shè)置在第一接觸區(qū)EC1上。

虛設(shè)布線184可以設(shè)置在鄰近于第一接觸區(qū)EC1的第一外圍區(qū)P1上。

電連接到SSL的第二接觸240和第二布線245可以設(shè)置在第二接觸區(qū)EC2上。在示例實施方式中，第二接觸240和第二布線245可以電連接到上部SSL 160g。

第一布線180和第二布線245可以在第二方向上延伸，并可以設(shè)置在基本上相同的布線層級。在示例實施方式中，第二布線245可以設(shè)置在第一布線180的上面的布線層級。

包括例如第一至第三單元塊CB1、CB2和CB3的多個單元塊可以由交叉單元區(qū)C和第一延伸區(qū)的切割圖案157限定。

在示例實施方式中，識別圖案可以設(shè)置在布線層級。識別圖案可以包括具有不同形狀或形成在不同區(qū)域處的多個圖案。

例如，第一識別圖案189a可以設(shè)置在鄰近于第一接觸區(qū)EC1的第一外圍區(qū)P1上，并可以用作對于第二單元塊CB2的識別圖案。

第二識別圖案189b可以具有與第一識別圖案189a不同的形狀。例如，第二識別圖案189b可以設(shè)置在鄰近于第二接觸區(qū)EC2的第一外圍區(qū)P1上。第二識別圖案189b可以用作對于第一單元塊CB1的識別圖案，并可以用作用于通過SSL選擇單元塊的地址標(biāo)識引導(dǎo)物。

第三識別圖案189c可以具有與第一識別圖案189a不同的形狀。例如，第三識別圖案189c可以設(shè)置在單元區(qū)C的鄰近于第二接觸區(qū)EC2的端部上。第三識別圖案189c可以用作對于第三單元塊CB3的識別圖案，并可以用作用于通過SSL選擇單元塊的地址標(biāo)識引導(dǎo)物。

第一至第三識別圖案189a、189b和189c可以設(shè)置在相同的布線層級或不同的布線層級。

如上所述，識別圖案可以布置為不同的形狀和/或布置在不同的區(qū)域中。因此，用于選擇單元塊、通過例如第一布線180施加信號、檢測單元塊的故障等的地址標(biāo)識引導(dǎo)物可以被同時提供。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，可以形成用于搜索單元塊的地址的識別圖案。識別圖案可以通過與用于在柵線層疊結(jié)構(gòu)上方形成布線的圖案化工藝相同的圖案化工藝形成。識別圖案和布線可以位于相同的層級。識別圖案可以形成在柵線層疊結(jié)構(gòu)上方，因此可以被容易地識別而不用額外的光學(xué)裝置。因此，識別圖案可以在檢測故障單元塊和識別用于施加信號的單元塊時起參考作用。

在示例實施方式中，非易失性存儲器可以被實現(xiàn)為包括三維(3D)存儲器陣列。3D存儲器陣列可以單片地形成在基板(例如，半導(dǎo)體基板諸如硅或絕緣體上半導(dǎo)體(semiconductor-on-insulator)基板)上。3D存儲器陣列可以包括兩個或多個物理層級的存儲單元，該兩個或多個物理層級的存儲單元具有設(shè)置在基板上方的有源區(qū)和與那些存儲單元的操作有關(guān)的電路，不論這樣的相關(guān)電路在這樣的基板之上還是在這樣的基板內(nèi)。陣列的每個層級的層可以直接沉積在陣列的每個下面的層級的層上。

在示例實施方式中，3D存儲器陣列可以包括豎直地取向的垂直NAND串使得至少一個存儲單元位于另一存儲單元之上。該至少一個存儲單元可以包括電荷捕獲層。

以下的專利文件通過引用整體地結(jié)合于此，描述了三維存儲器陣列的適當(dāng)構(gòu)造，其中三維存儲器陣列配置為多個層級并且字線和/或位線在層級之間共用：美國專利第7679133號、第8553466號、第8654587號和第8559235號；和美國專利公開第2011/0233648號。

應(yīng)當(dāng)理解，這里描述的示例實施方式應(yīng)當(dāng)僅以描述性的含義理解，而不是為了限制的目的。對于根據(jù)示例實施方式的每個器件或方法內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)當(dāng)通常被認(rèn)為可用于根據(jù)示例實施方式的其它器件或方法中的其它相似的特征或方面。雖然已經(jīng)具體示出和描述了一些示例實施方式，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)利要求的精神和范圍。

本申請要求于2015年10月8日在USPTO提交的美國臨時申請第62/238918號以及于2015年11月26日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局(KIPO)提交的韓國專利申請第10-2015-0166489號的優(yōu)先權(quán)。上述申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。