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KR102788409B1 - Semiconductor device - Google Patents

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KR102788409B1
KR102788409B1 KR1020200075826A KR20200075826A KR102788409B1 KR 102788409 B1 KR102788409 B1 KR 102788409B1 KR 1020200075826 A KR1020200075826 A KR 1020200075826A KR 20200075826 A KR20200075826 A KR 20200075826A KR 102788409 B1 KR102788409 B1 KR 102788409B1
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KR
South Korea
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stack structure
contact
disposed
insulating film
channel hole
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KR1020200075826A
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박성민
박현호
강재열
윤태환
조승현
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 장치가 제공된다. 반도체 장치는 셀 영역 및 상기 셀 영역의 제1 방향으로의 적어도 일 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판으로, 셀 영역은 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 인접한 제1 셀 영역 및 제2 셀 영역을 포함하고, 컨택 영역은 제2 방향으로 인접한 제1 컨택 영역 및 제2 컨택 영역을 포함하고, 제1 셀 영역 및 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물, 제2 셀 영역 및 제2 컨택 영역 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 스택 구조물과 제2 방향으로 이격되고, 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물, 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막, 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 층간 절연막을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하는 제1 관통 비아, 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제1 스택 구조물에 연결되는 제1 게이트 컨택, 제2 컨택 영역 상에 배치되고, 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제2 스택 구조물에 연결되는 제2 게이트 컨택, 제1 스택 구조물과 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴, 제1 셀 영역 상에 배치되고, 제1 스택 구조물을 제3 방향으로 관통하고, 제1 컨택 영역과 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀, 및 제2 셀 영역 상에 배치되고, 제2 스택 구조물을 제3 방향으로 관통하고, 제2 컨택 영역과 가장 인접하게 배치되고, 제1 채널 홀과 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 채널 홀을 포함한다.A semiconductor device is provided. A semiconductor device comprises a substrate in which a cell region and a contact region disposed on at least one side of the cell region in a first direction are defined, wherein the cell region includes a first cell region and a second cell region adjacent in a second direction perpendicular to the first direction, and the contact region includes a first contact region and a second contact region adjacent in the second direction, a first stack structure disposed on the first cell region and the first contact region, in which first insulating films and first gate electrodes are alternately laminated, and extending in the first direction, a second stack structure disposed on the second cell region and the second contact region, in which second insulating films and second gate electrodes are alternately laminated, and spaced apart from the first stack structure in the second direction and extending in the first direction, an interlayer insulating film disposed on the first and second stack structures, a first through via disposed on the first contact region and penetrating the interlayer insulating film in a third direction perpendicular to the first and second directions, a first gate contact disposed on the first contact region and penetrating the interlayer insulating film in the third direction and connected to the first stack structure, A second gate contact disposed on a second contact region and connected to a second stack structure by penetrating the interlayer insulating film in a third direction, a first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure and extending in the first direction, a first channel hole disposed on a first cell region, penetrating the first stack structure in the third direction, and positioned most adjacent to the first contact region, and a second channel hole disposed on a second cell region, penetrating the second stack structure in the third direction, and positioned most adjacent to the second contact region, and spaced apart from the first channel hole in a fourth direction having an acute angle with the first direction.

Description

반도체 장치{Semiconductor device}Semiconductor device

본 발명은 반도체 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device.

소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해 반도체 장치의 집적도를 증가시키는 것이 요구되고 있다. 반도체 장치의 경우, 그 집적도는 제품의 가격을 결정하는 중요한 요인이기 때문에, 특히 증가된 집적도가 요구되고 있다. 2차원 또는 평면적 반도체 장치의 경우, 그 집적도는 단위 메모리 셀이 점유하는 면적에 의해 주로 결정되기 때문에, 미세 패턴 형성 기술의 수준에 크게 영향을 받는다.In order to meet the superior performance and low price demanded by consumers, the integration of semiconductor devices is required to increase. In the case of semiconductor devices, the integration is an important factor in determining the price of the product, so increased integration is particularly required. In the case of two-dimensional or planar semiconductor devices, the integration is mainly determined by the area occupied by the unit memory cell, so it is greatly affected by the level of fine pattern formation technology.

하지만, 패턴의 미세화를 위해서는 초고가의 장비들이 필요하기 때문에, 2차원 반도체 장치의 집적도는 증가하고는 있지만 여전히 제한적이다. 이에 따라, 3차원적으로 배열되는 메모리 셀들을 구비하는 3차원 반도체 메모리 장치들이 제안되고 있다.However, because ultra-expensive equipment is required for pattern miniaturization, the integration of two-dimensional semiconductor devices is increasing but still limited. Accordingly, three-dimensional semiconductor memory devices having memory cells arranged three-dimensionally are being proposed.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 분리 패턴이 형성되는 공정에서 채널 홀들이 미스얼라인(misalign)되는 것을 반영하여 스터드 컨택들을 배열함으로써, 채널 홀들과 스터드 컨택들 사이를 효과적으로 얼라인(align)시켜 신뢰성이 향상된 반도체 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device with improved reliability by arranging stud contacts to reflect the misalignment of channel holes in the process of forming an electrode separation pattern, thereby effectively aligning the channel holes and stud contacts.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 전극 분리 패턴이 형성되는 공정에서 채널 홀들이 미스얼라인(misalign)되는 것을 반영하여 게이트 컨택들을 배열함으로써, 게이트 컨택들을 효과적으로 얼라인(align)시켜 신뢰성이 향상된 반도체 장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device with improved reliability by effectively aligning gate contacts by arranging gate contacts to reflect misalignment of channel holes in a process of forming an electrode separation pattern.

본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 장치의 몇몇 실시예는, 셀 영역 및 상기 셀 영역의 제1 방향으로의 적어도 일 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판으로, 셀 영역은 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 인접한 제1 셀 영역 및 제2 셀 영역을 포함하고, 컨택 영역은 제2 방향으로 인접한 제1 컨택 영역 및 제2 컨택 영역을 포함하고, 제1 셀 영역 및 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물, 제2 셀 영역 및 제2 컨택 영역 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 스택 구조물과 제2 방향으로 이격되고, 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물, 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막, 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 층간 절연막을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하는 제1 관통 비아, 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제1 스택 구조물에 연결되는 제1 게이트 컨택, 제2 컨택 영역 상에 배치되고, 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제2 스택 구조물에 연결되는 제2 게이트 컨택, 제1 스택 구조물과 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴, 제1 셀 영역 상에 배치되고, 제1 스택 구조물을 제3 방향으로 관통하고, 제1 컨택 영역과 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀, 및 제2 셀 영역 상에 배치되고, 제2 스택 구조물을 제3 방향으로 관통하고, 제2 컨택 영역과 가장 인접하게 배치되고, 제1 채널 홀과 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 채널 홀을 포함한다.Some embodiments of a semiconductor device according to the technical idea of the present invention for solving the above problem include a substrate in which a cell region and a contact region arranged on at least one side of the cell region in a first direction are defined, wherein the cell region includes a first cell region and a second cell region adjacent in a second direction perpendicular to the first direction, and the contact region includes a first contact region and a second contact region adjacent in the second direction, a first stack structure arranged on the first cell region and the first contact region, in which a first insulating film and a first gate electrode are alternately stacked, and extends in the first direction, a second stack structure arranged on the second cell region and the second contact region, in which a second insulating film and a second gate electrode are alternately stacked, and is spaced apart from the first stack structure in the second direction and extends in the first direction, an interlayer insulating film arranged on the first and second stack structures, a first through via arranged on the first contact region and penetrating the interlayer insulating film in a third direction perpendicular to the first and second directions, and a first contact via arranged on the first contact region and penetrating the interlayer insulating film in the third direction. A first gate contact penetrating and connected to the first stack structure, a second gate contact disposed on a second contact region and penetrating the interlayer insulating film in a third direction and connected to the second stack structure, a first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure and extending in the first direction, a first channel hole disposed on the first cell region, penetrating the first stack structure in the third direction, and positioned most adjacent to the first contact region, and a second channel hole disposed on the second cell region, penetrating the second stack structure in the third direction, and positioned most adjacent to the second contact region, and spaced apart from the first channel hole in a fourth direction having an acute angle with the first direction.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 장치의 다른 몇몇 실시예는, 셀 영역 및 셀 영역의 양 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판, 기판 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물, 기판 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 스택 구조물과 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격되고, 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물, 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막, 제1 스택 구조물과 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴, 제1 스택 구조물을 제2 방향으로 가로지르고, 제1 전극 분리 패턴과 접하는 제2 전극 분리 패턴, 셀 영역 상에서 제1 스택 구조물을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 컨택 영역과 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀, 셀 영역 상에서 제2 스택 구조물을 제3 방향으로 관통하고, 컨택 영역과 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되고, 제1 채널 홀과 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 채널 홀, 컨택 영역 상에서 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제1 스택 구조물에 연결되는 제1 게이트 컨택, 및 컨택 영역 상에서 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제2 스택 구조물에 연결되고, 제1 게이트 컨택과 제4 방향으로 이격된 제2 게이트 컨택을 포함한다.Some other embodiments of a semiconductor device according to the technical idea of the present invention for solving the above problem include a substrate defining a cell region and a contact region disposed on both sides of the cell region, a first stack structure disposed on the substrate, in which first insulating films and first gate electrodes are alternately stacked, and extending in a first direction, a second stack structure disposed on the substrate, in which second insulating films and second gate electrodes are alternately stacked, and spaced apart from the first stack structure in a second direction perpendicular to the first direction, and extending in the first direction, an interlayer insulating film disposed on the first and second stack structures, a first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure, and extending in the first direction, a second electrode separation pattern crossing the first stack structure in the second direction and in contact with the first electrode separation pattern, a first channel hole penetrating the first stack structure in a third direction perpendicular to the first and second directions on the cell region, and being disposed most adjacent to the contact region in the first direction, a first channel hole penetrating the second stack structure in the third direction on the cell region, and spaced apart from the contact region in the first direction. It includes a second channel hole which is arranged most adjacently and spaced apart in a fourth direction having an acute angle with the first direction and the first channel hole, a first gate contact which penetrates the interlayer insulating film in the third direction on the contact area and is connected to the first stack structure, and a second gate contact which penetrates the interlayer insulating film in the third direction on the contact area and is connected to the second stack structure and is spaced apart from the first gate contact in the fourth direction.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 장치의 또 다른 몇몇 실시예는, 셀 영역 및 셀 영역의 양 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판, 기판 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물, 기판 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 스택 구조물과 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격되고, 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물, 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막, 제1 스택 구조물과 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴, 제1 스택 구조물을 제2 방향으로 가로지르고, 제1 전극 분리 패턴과 접하는 제2 전극 분리 패턴, 셀 영역 상에서 제1 스택 구조물을 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 컨택 영역과 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀, 셀 영역 상에서 제2 스택 구조물을 제3 방향으로 관통하고, 컨택 영역과 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되고, 제1 채널 홀과 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 채널 홀, 제1 채널 홀과 제3 방향으로 오버랩되는 제1 스터드 컨택, 제2 채널 홀과 제3 방향으로 오버랩되고, 제1 스터드 컨택과 제4 방향으로 이격된 제2 스터드 컨택, 컨택 영역 상에서 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제1 스택 구조물에 연결되는 제1 게이트 컨택, 및 컨택 영역 상에서 층간 절연막을 제3 방향으로 관통하여 제2 스택 구조물에 연결되고, 제1 게이트 컨택과 제4 방향으로 이격된 제2 게이트 컨택을 포함한다.Some other embodiments of a semiconductor device according to the technical idea of the present invention for solving the above problem include a substrate defining a cell region and a contact region disposed on both sides of the cell region, a first stack structure disposed on the substrate, in which first insulating films and first gate electrodes are alternately laminated, and extending in a first direction, a second stack structure disposed on the substrate, in which second insulating films and second gate electrodes are alternately laminated, and spaced apart from the first stack structure in a second direction perpendicular to the first direction, and extending in the first direction, an interlayer insulating film disposed on the first and second stack structures, a first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure, and extending in the first direction, a second electrode separation pattern crossing the first stack structure in the second direction and in contact with the first electrode separation pattern, a first channel hole penetrating the first stack structure in a third direction perpendicular to the first and second directions on the cell region, and being disposed most adjacent to the contact region in the first direction, a first channel hole penetrating the second stack structure in the third direction on the cell region, and spaced apart from the contact region and the first A first stud contact is disposed most adjacent to the first channel hole in the direction, and is spaced apart in a fourth direction having an acute angle with the first direction, a first stud contact overlapping the first channel hole in the third direction, a second stud contact overlapping the second channel hole in the third direction and spaced apart from the first stud contact in the fourth direction, a first gate contact connecting to the first stack structure by penetrating the interlayer insulating film in the third direction on the contact region, and a second gate contact connecting to the second stack structure by penetrating the interlayer insulating film in the third direction on the contact region, and spaced apart from the first gate contact in the fourth direction.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에 포함된 복수의 메모리 셀 블록들 중 하나의 메모리 셀 블록을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이아웃도이다.
도 5는 도 4의 R1 영역을 확대한 확대도이다.
도 6은 도 5의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 5의 R2 영역을 확대한 확대도이다.
도 8은 도 5의 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 도 5의 C-C' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 도 4의 D-D' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이아웃도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating one memory cell block among a plurality of memory cell blocks included in a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a layout diagram illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
Figure 5 is an enlarged view of the R1 area of Figure 4.
Figure 6 is a cross-sectional view taken along line AA' of Figure 5.
Figure 7 is an enlarged view of the R2 area of Figure 5.
Figure 8 is a cross-sectional view taken along line BB' of Figure 5.
Figure 9 is a cross-sectional view taken along line CC' of Figure 5.
Fig. 10 is a cross-sectional view taken along line DD' of Fig. 4.
FIG. 11 is a layout diagram illustrating a semiconductor device according to some other embodiments of the present invention.
FIGS. 12 and 13 are cross-sectional views illustrating semiconductor devices according to still other embodiments of the present invention.
FIGS. 14 and 15 are cross-sectional views illustrating semiconductor devices according to still other embodiments of the present invention.
FIGS. 16 to 19 are intermediate step drawings for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치(10)는 메모리 셀 어레이(20)와 주변 회로(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a semiconductor device (10) according to some embodiments of the present invention may include a memory cell array (20) and a peripheral circuit (30).

메모리 셀 어레이(20)는 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn)을 포함할 수 있다. 각각의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn)은 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn)은 비트 라인들(BL), 워드 라인들(WL), 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 접지 선택 라인(GSL)을 통해 주변 회로(30)에 연결될 수 있다.The memory cell array (20) may include a plurality of memory cell blocks (BLK1 to BLKn). Each of the memory cell blocks (BLK1 to BLKn) may include a plurality of memory cells. The memory cell blocks (BLK1 to BLKn) may be connected to a peripheral circuit (30) through bit lines (BL), word lines (WL), at least one string select line (SSL), and at least one ground select line (GSL).

구체적으로, 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn)은 워드 라인들(WL), 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 접지 선택 라인(GSL)을 통해 로우 디코더(33)에 연결될 수 있다. 또한, 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn)은 비트 라인들(BL)을 통해 페이지 버퍼(35)에 연결될 수 있다.Specifically, the memory cell blocks (BLK1 to BLKn) may be connected to a row decoder (33) via word lines (WL), at least one string select line (SSL), and at least one ground select line (GSL). Additionally, the memory cell blocks (BLK1 to BLKn) may be connected to a page buffer (35) via bit lines (BL).

주변 회로(30)는 반도체 장치(10)의 외부로부터 어드레스(ADDR), 커맨드(CMD) 및 제어 신호(CTRL)를 수신할 수 있고, 반도체 장치(10)의 외부의 장치와 데이터(DATA)를 송수신할 수 있다. 주변 회로(30)는 제어 로직(37), 로우 디코더(33) 및 페이지 버퍼(35)를 포함할 수 있다. The peripheral circuit (30) can receive an address (ADDR), a command (CMD), and a control signal (CTRL) from the outside of the semiconductor device (10), and can transmit and receive data (DATA) with a device outside of the semiconductor device (10). The peripheral circuit (30) can include a control logic (37), a row decoder (33), and a page buffer (35).

도시되지 않았으나, 주변 회로(30)는 입출력 회로, 반도체 장치(10)의 동작에 필요한 다양한 전압들을 생성하는 전압 생성 회로, 및 메모리 셀 어레이(20)로부터 독출된 데이터(DATA)의 오류를 정정하기 위한 오류 정정 회로 등 다양한 서브 회로들을 더 포함할 수 있다.Although not shown, the peripheral circuit (30) may further include various sub-circuits such as an input/output circuit, a voltage generation circuit that generates various voltages necessary for the operation of the semiconductor device (10), and an error correction circuit for correcting errors in data (DATA) read from the memory cell array (20).

제어 로직(37)은 로우 디코더(33), 상기 전압 발생기 및 상기 입출력 회로에 연결될 수 있다. 제어 로직(37)은 반도체 장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 로직(37)은 제어 신호(CTRL)에 응답하여 반도체 장치(10) 내에서 사용되는 각종 내부 제어신호들을 생성할 수 있다. The control logic (37) can be connected to the row decoder (33), the voltage generator, and the input/output circuit. The control logic (37) can control the overall operation of the semiconductor device (10). The control logic (37) can generate various internal control signals used within the semiconductor device (10) in response to a control signal (CTRL).

예를 들어, 제어 로직(37)은 프로그램(program) 동작 또는 소거(erase) 동작 등의 메모리 동작 수행 시 워드 라인들(WL) 및 비트 라인들(BL)로 제공되는 전압 레벨을 조절할 수 있다.For example, the control logic (37) can adjust the voltage levels provided to the word lines (WL) and bit lines (BL) when performing a memory operation such as a program operation or an erase operation.

로우 디코더(33)는 어드레스(ADDR)에 응답하여 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn) 중 적어도 하나를 선택할 수 있으며, 선택된 메모리 셀 블록(BLK1 내지 BLKn)의 적어도 하나의 워드 라인(WL), 적어도 하나의 스트링 선택 라인(SSL) 및 적어도 하나의 접지 선택 라인(GSL)을 선택할 수 있다. 로우 디코더(33)는 선택된 메모리 셀 블록(BLK1 내지 BLKn)의 워드 라인(WL)에 메모리 동작 수행을 위한 전압을 전달할 수 있다.The row decoder (33) can select at least one of a plurality of memory cell blocks (BLK1 to BLKn) in response to an address (ADDR), and can select at least one word line (WL), at least one string select line (SSL), and at least one ground select line (GSL) of the selected memory cell block (BLK1 to BLKn). The row decoder (33) can transmit a voltage for performing a memory operation to the word line (WL) of the selected memory cell block (BLK1 to BLKn).

페이지 버퍼(35)는 비트 라인들(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(20)에 연결될 수 있다. 페이지 버퍼(35)는 기입 드라이버(writer driver) 또는 감지 증폭기(sense amplifier)로 동작할 수 있다. 구체적으로, 프로그램 동작시, 페이지 버퍼(35)는 기입 드라이버로 동작하여 메모리 셀 어레이(20)에 저장하고자 하는 데이터(DATA)에 따른 전압을 비트 라인들(BL)에 인가할 수 있다. 한편, 독출 동작 시, 페이지 버퍼(35)는 감지 증폭기로 동작하여 메모리 셀 어레이(20)에 저장된 데이터(DATA)를 감지할 수 있다.The page buffer (35) can be connected to the memory cell array (20) via bit lines (BL). The page buffer (35) can operate as a writer driver or a sense amplifier. Specifically, during a program operation, the page buffer (35) can operate as a writer driver to apply a voltage according to data (DATA) to be stored in the memory cell array (20) to the bit lines (BL). Meanwhile, during a read operation, the page buffer (35) can operate as a sense amplifier to sense data (DATA) stored in the memory cell array (20).

도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치는 주변 로직 구조체(PS) 및 셀 어레이 구조체(CS)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a semiconductor device according to some embodiments of the present invention may include a peripheral logic structure (PS) and a cell array structure (CS).

셀 어레이 구조체(CS)는 주변 로직 구조체(PS) 상에 적층될 수 있다. 즉, 주변 로직 구조체(PS)와 셀 어레이 구조체(CS)는 평면적 관점에서 오버랩될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치는 COP(Cell Over Peri) 구조를 가질 수 있다.The cell array structure (CS) may be stacked on the peripheral logic structure (PS). That is, the peripheral logic structure (PS) and the cell array structure (CS) may overlap in a planar view. A semiconductor device according to some embodiments of the present invention may have a COP (Cell Over Peri) structure.

예를 들어, 셀 어레이 구조체(CS)는 도 1의 메모리 셀 어레이(20)를 포함할 수 있다. 주변 로직 구조체(PS)는 도 1의 주변 회로(30)를 포함할 수 있다.For example, the cell array structure (CS) may include the memory cell array (20) of Fig. 1. The peripheral logic structure (PS) may include the peripheral circuit (30) of Fig. 1.

셀 어레이 구조체(CS)는 주변 로직 구조체(PS) 상에 배치되는 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKn)을 포함할 수 있다. A cell array structure (CS) may include a plurality of memory cell blocks (BLK1 to BLKn) arranged on a peripheral logic structure (PS).

도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에 포함된 복수의 메모리 셀 블록들 중 하나의 메모리 셀 블록을 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating one memory cell block among a plurality of memory cell blocks included in a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 메모리 셀 블록은 공통 소오스 라인(CSL), 복수의 비트 라인들(BL) 및 공통 소오스 라인(CSL)과 비트 라인들(BL) 사이에 배치되는 복수의 셀 스트링들(CSTR)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a memory cell block according to some embodiments of the present invention may include a common source line (CSL), a plurality of bit lines (BL), and a plurality of cell strings (CSTR) arranged between the common source line (CSL) and the bit lines (BL).

비트 라인들(BL0-BL2) 각각에 복수의 셀 스트링들(CSTR)이 병렬로 연결될 수 있다. 복수의 셀 스트링들(CSTR)은 공통 소오스 라인(CSL)에 공통으로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 비트 라인들(BL0-BL2)과 하나의 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 복수의 셀 스트링들(CSTR)이 배치될 수 있다. 공통 소오스 라인(CSL)은 복수로 2차원적으로 배열될 수 있다. 여기서, 공통 소오스 라인들(CSL)에는 전기적으로 동일한 전압이 인가될 수 있거나, 또는 공통 소오스 라인들(CSL) 각각이 전기적으로 제어될 수도 있다.A plurality of cell strings (CSTR) may be connected in parallel to each of the bit lines (BL0-BL2). The plurality of cell strings (CSTR) may be commonly connected to a common source line (CSL). That is, a plurality of cell strings (CSTR) may be arranged between the plurality of bit lines (BL0-BL2) and one common source line (CSL). The common source lines (CSL) may be arranged two-dimensionally in plurality. Here, the same electrical voltage may be applied to the common source lines (CSL), or each of the common source lines (CSL) may be electrically controlled.

예를 들어, 셀 스트링들(CSTR) 각각은 직렬 연결된 스트링 선택 트랜지스터들(SST1, SST2), 직렬 연결된 메모리 셀들(MCT), 접지 선택 트랜지스터(GST)로 구성될 수 있다. 또한, 메모리 셀들(MCT) 각각은 데이터 저장 요소(data storage element)를 포함한다.For example, each of the cell strings (CSTR) may be composed of series-connected string select transistors (SST1, SST2), series-connected memory cells (MCT), and a ground select transistor (GST). Additionally, each of the memory cells (MCT) includes a data storage element.

몇몇 실시예에서, 각각의 셀 스트링들(CSTR)은 직렬 연결된 제1 및 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)을 포함할 수 있으며, 제2 스트링 선택 트랜지스터(SST2)는 비트 라인(BL0-BL2)에 접속될 수 있으며, 접지 선택 트랜지스터(GST)는 공통 소오스 라인(CSL)에 접속될 수 있다. 메모리 셀들(MCT)은 제1 스트링 선택 트랜지스터(SST1)와 접지 선택 트랜지스터(GST) 사이에 직렬 연결될 수 있다.In some embodiments, each of the cell strings (CSTR) may include first and second string select transistors (SST1, SST2) connected in series, the second string select transistor (SST2) may be connected to a bit line (BL0-BL2), and the ground select transistor (GST) may be connected to a common source line (CSL). The memory cells (MCT) may be connected in series between the first string select transistor (SST1) and the ground select transistor (GST).

또한, 셀 스트링들(CSTR) 각각은 제1 스트링 선택 트랜지스터(SST1)와 메모리 셀(MCT) 사이에 연결된 더미 셀(DMC)을 더 포함할 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 더미 셀(DMC)은 접지 선택 트랜지스터(GST)와 메모리 셀(MCT) 사이에도 연결될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 각각의 셀 스트링들(CSTR)에서 접지 선택 트랜지스터(GST)는, 제1 및 제2 스트링 선택 트랜지스터들(SST1, SST2)와 유사하게, 직렬 연결된 복수 개의 모오스(MOS) 트랜지스터들로 구성될 수도 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, 각각의 셀 스트링들(CSTR)은 하나의 스트링 선택 트랜지스터를 포함할 수도 있다.Additionally, each of the cell strings (CSTR) may further include a dummy cell (DMC) connected between the first string select transistor (SST1) and the memory cell (MCT). Although not shown in the drawing, the dummy cell (DMC) may also be connected between the ground select transistor (GST) and the memory cell (MCT). In some other embodiments, the ground select transistor (GST) in each of the cell strings (CSTR) may be composed of a plurality of series-connected MOS transistors, similar to the first and second string select transistors (SST1, SST2). In some other embodiments, each of the cell strings (CSTR) may include one string select transistor.

몇몇 실시예에서, 제1 스트링 선택 트랜지스터(SST1)는 제1 스트링 선택 라인(SSL1)에 의해 제어될 수 있으며, 제2 스트링 선택 트랜지스터(SST2)는 제 2 스트링 선택 라인(SSL2)에 의해 제어될 수 있다. 메모리 셀들(MCT)은 복수 개의 워드 라인들(WL0-WLn)에 의해 제어될 수 있으며, 더미 셀들(DMC)은 더미 워드 라인(DWL)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 접지 선택 트랜지스터(GST)는 접지 선택 라인(GSL)에 의해 제어될 수 있다. 공통 소오스 라인(CSL)은 접지 선택 트랜지스터들(GST)의 소오스들에 공통으로 연결될 수 있다.In some embodiments, the first string select transistor (SST1) may be controlled by the first string select line (SSL1), and the second string select transistor (SST2) may be controlled by the second string select line (SSL2). The memory cells (MCT) may be controlled by a plurality of word lines (WL0-WLn), and the dummy cells (DMC) may be controlled by a dummy word line (DWL). Additionally, the ground select transistor (GST) may be controlled by the ground select line (GSL). A common source line (CSL) may be commonly connected to the sources of the ground select transistors (GST).

하나의 셀 스트링(CSTR)은 공통 소오스 라인들(CSL)로부터의 거리가 서로 다른 복수개의 메모리 셀들(MCT)로 구성될 수 있다. 그리고, 공통 소오스 라인들(CSL)과 비트 라인들(BL0-BL2) 사이에는 복수 개의 워드 라인들(WL0-WLn, DWL)이 배치될 수 있다.A single cell string (CSTR) may be composed of a plurality of memory cells (MCT) having different distances from common source lines (CSL). In addition, a plurality of word lines (WL0-WLn, DWL) may be arranged between the common source lines (CSL) and bit lines (BL0-BL2).

공통 소오스 라인들(CSL)로부터 실질적으로 동일한 거리에 배치되는, 메모리 셀들(MCT)의 게이트 전극들은 워드 라인들(WL0-WLn, DWL) 중의 하나에 공통으로 연결되어 등전위 상태에 있을 수 있다. 이와 달리, 메모리 셀들(MCT)의 게이트 전극들이 공통 소오스 라인들(CSL)로부터 실질적으로 동일한 레벨에 배치되더라도, 서로 다른 행 또는 열에 배치되는 게이트 전극들이 독립적으로 제어될 수 있다.Gate electrodes of memory cells (MCT) arranged at substantially the same distance from common source lines (CSL) may be commonly connected to one of the word lines (WL0-WLn, DWL) and thus may be in an equipotential state. Alternatively, even if the gate electrodes of memory cells (MCT) are arranged at substantially the same level from the common source lines (CSL), gate electrodes arranged in different rows or columns may be independently controlled.

접지 선택 라인들(GSL0-GSL2) 및 스트링 선택 라인들(SSL1, SSL2)은 예를 들어, 워드 라인들(WL0-WLn, DWL)과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 공통 소오스 라인들(CSL)로부터 실질적으로 동일한 레벨에 배치되는 접지 선택 라인들(GSL0-GSL2) 및 스트링 선택 라인들(SSL1, SSL2)은 전기적으로 서로 분리될 수 있다.The ground select lines (GSL0-GSL2) and the string select lines (SSL1, SSL2) may extend, for example, in the same direction as the word lines (WL0-WLn, DWL). The ground select lines (GSL0-GSL2) and the string select lines (SSL1, SSL2), which are arranged at substantially the same level from the common source lines (CSL), may be electrically isolated from each other.

이하에서, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다.Hereinafter, semiconductor devices according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 10.

도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이아웃도이다. 도 5는 도 4의 R1 영역을 확대한 확대도이다. 도 6은 도 5의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 7은 도 5의 R2 영역을 확대한 확대도이다. 도 8은 도 5의 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 9는 도 5의 C-C' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 10은 도 4의 D-D' 선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 4 is a layout diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. FIG. 5 is an enlarged view of area R1 of FIG. 4. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 5. FIG. 7 is an enlarged view of area R2 of FIG. 5. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 5. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 5. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line D-D' of FIG. 4.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 기판(100), 트랜지스터(TR), 복수의 배선(101), 제1 층간 절연막(102), 하부 지지 반도체층(105), 공통 소오스 플레이트(106), 컨택 지지막(107), 충진 절연막(108), 제1 스택 구조물(110), 제2 스택 구조물(120), 제1 희생 절연막(115), 제2 희생 절연막(125), 제2 내지 제4 층간 절연막(141, 142, 143), 제1 내지 제5 전극 분리 패턴(151, 152, 153, 154, 155), 채널 절연막(161), 채널막(162), 채널 필링막(163), 도전성 패드(164), 복수의 채널 홀(CH), 복수의 스터드 컨택(SC), 복수의 게이트 컨택(GC), 제1 및 제2 관통 비아(V1, V2), 게이트 컨택 연결 배선(171), 제1 및 제2 관통 비아 연결 배선(172, 173) 및 비트 라인(180)을 포함한다.Referring to FIGS. 4 to 10, a semiconductor device according to some embodiments of the present invention includes a substrate (100), a transistor (TR), a plurality of wirings (101), a first interlayer insulating film (102), a lower support semiconductor layer (105), a common source plate (106), a contact support film (107), a filling insulating film (108), a first stack structure (110), a second stack structure (120), a first sacrificial insulating film (115), a second sacrificial insulating film (125), second to fourth interlayer insulating films (141, 142, 143), first to fifth electrode separation patterns (151, 152, 153, 154, 155), a channel insulating film (161), a channel film (162), a channel filling film (163), a conductive pad (164), a plurality of channel holes (CH), a plurality of stud contacts (SC), a plurality of gate contacts (GC), first and second through vias (V1, V2), gate contact connection wiring (171), first and second through-via connection wiring (172, 173), and bit line (180).

기판(100)에는 셀 영역(Ⅰ) 및 컨택 영역(Ⅱ)이 정의될 수 있다. 컨택 영역(Ⅱ)은 셀 영역(Ⅰ)의 제1 방향(DR1)으로의 적어도 일 측에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 컨택 영역(Ⅱ)은 셀 영역(Ⅰ)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.A cell region (I) and a contact region (II) may be defined on the substrate (100). The contact region (II) may be arranged on at least one side of the cell region (I) in the first direction (DR1). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. In some other embodiments, the contact region (II) may be arranged to surround the cell region (I).

셀 영역(Ⅰ)은 제1 방향(DR1)과 수직인 제2 방향(DR2)으로 인접한 제1 셀 영역 및 제2 셀 영역을 포함할 수 있다. 컨택 영역(Ⅱ)은 제2 방향(DR2)으로 인접한 제1 컨택 영역 및 제2 컨택 영역을 포함할 수 있다.The cell region (Ⅰ) may include a first cell region and a second cell region adjacent in a second direction (DR2) perpendicular to the first direction (DR1). The contact region (Ⅱ) may include a first contact region and a second contact region adjacent in the second direction (DR2).

기판(100)은 벌크 실리콘 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 이와 달리, 기판(100)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, 실리콘 게르마늄, SGOI(silicon germanium on insulator), 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The substrate (100) may be bulk silicon or a silicon-on-insulator (SOI). Alternatively, the substrate (100) may be a silicon substrate, or may include other materials, such as silicon germanium, silicon germanium on insulator (SGOI), indium antimonide, lead tellurium compound, indium arsenide, indium phosphide, gallium arsenide, or gallium antimonide, although the technical idea of the present invention is not limited thereto.

트랜지스터(TR)는 기판(100)에 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(102)은 기판(100) 상에서 트랜지스터(TR)를 덮도록 배치될 수 있다. 복수의 배선(101)은 제1 층간 절연막(102)의 내부에 배치될 수 있다. 복수의 배선(101) 중에서 적어도 하나는 트랜지스터(TR)와 전기적으로 접속될 수 있다.A transistor (TR) may be arranged on a substrate (100). A first interlayer insulating film (102) may be arranged to cover the transistor (TR) on the substrate (100). A plurality of wirings (101) may be arranged inside the first interlayer insulating film (102). At least one of the plurality of wirings (101) may be electrically connected to the transistor (TR).

하부 지지 반도체층(105)은 제1 층간 절연막(102) 상에 배치될 수 있다. 하부 지지 반도체층(105)은 평판 형상을 가질 수 있다. 하부 지지 반도체층(105)은 셀 영역(Ⅰ) 및 컨택 영역(Ⅱ) 각각에 배치될 수 있다. 하부 지지 반도체층(105)은 제1 관통 비아(V1) 및 제2 관통 비아(V2)가 형성되는 영역에는 배치되지 않을 수 있다.The lower support semiconductor layer (105) may be disposed on the first interlayer insulating film (102). The lower support semiconductor layer (105) may have a flat plate shape. The lower support semiconductor layer (105) may be disposed in each of the cell region (I) and the contact region (II). The lower support semiconductor layer (105) may not be disposed in the region where the first through via (V1) and the second through via (V2) are formed.

하부 지지 반도체층(105)은 예를 들어, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 갈륨비소(GaAs), 인듐갈륨비소(InGaAs), 알루미늄갈륨비소(AlGaAs), 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The lower support semiconductor layer (105) may include, for example, at least one of silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), indium gallium arsenide (InGaAs), aluminum gallium arsenide (AlGaAs), or mixtures thereof.

공통 소오스 플레이트(106)는 하부 지지 반도체층(105) 상에 배치될 수 있다. 공통 소오스 플레이트(106)는 평판 형상을 가질 수 있다. 공통 소오스 플레이트(106)는 셀 영역(Ⅰ) 및 컨택 영역(Ⅱ) 각각에 배치될 수 있다. 공통 소오스 플레이트(106)는 제1 관통 비아(V1) 및 제2 관통 비아(V2)가 형성되는 영역에는 배치되지 않을 수 있다.A common source plate (106) may be arranged on the lower support semiconductor layer (105). The common source plate (106) may have a flat plate shape. The common source plate (106) may be arranged in each of the cell region (I) and the contact region (II). The common source plate (106) may not be arranged in a region where the first through-via (V1) and the second through-via (V2) are formed.

공통 소오스 플레이트(106)는 도 3의 공통 소오스 라인(CSL)의 기능을 수행할 수 있다.The common source plate (106) can perform the function of the common source line (CSL) of FIG. 3.

공통 소오스 플레이트(106)는 예를 들어, 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 공통 소오스 플레이트(106)는 예를 들어, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 갈륨비소(GaAs), 인듐갈륨비소(InGaAs), 알루미늄갈륨비소(AlGaAs), 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The common source plate (106) may include, for example, polysilicon. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the common source plate (106) may include, for example, at least one of silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), indium gallium arsenide (InGaAs), aluminum gallium arsenide (AlGaAs), or mixtures thereof.

충진 절연막(108)은 제1 층간 절연막(102) 상에 배치될 수 있다. 충진 절연막(108)은 제1 층간 절연막(102) 상에서 하부 지지 반도체층(105) 및 공통 소오스 플레이트(106)가 형성되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 충진 절연막(108)의 상면은 공통 소오스 플레이트(106)의 상면과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 충진 절연막(108)은 예를 들어, 실리콘 산화물을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The filling insulating film (108) may be disposed on the first interlayer insulating film (102). The filling insulating film (108) may be disposed on an area of the first interlayer insulating film (102) where the lower support semiconductor layer (105) and the common source plate (106) are not formed. For example, the upper surface of the filling insulating film (108) may be formed on the same plane as the upper surface of the common source plate (106). The filling insulating film (108) may include, for example, silicon oxide, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

컨택 지지막(107)은 공통 소오스 플레이트(106) 상에 배치될 수 있다. 컨택 지지막(107)은 셀 영역(Ⅰ) 및 컨택 영역(Ⅱ) 각각에 배치될 수 있다. 컨택 지지막(107)은 복수의 채널 홀(CH) 각각의 측벽을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 컨택 지지막(107)은 예를 들어, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 혼합물과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다.The contact support film (107) may be arranged on the common source plate (106). The contact support film (107) may be arranged in each of the cell region (I) and the contact region (II). The contact support film (107) may be arranged to surround the sidewall of each of the plurality of channel holes (CH). The contact support film (107) may include a semiconductor material, such as, for example, silicon (Si), germanium (Ge), or a mixture thereof.

제1 스택 구조물(110)은 컨택 지지막(107) 상에 배치될 수 있다. 제1 스택 구조물(110)은 제1 셀 영역 및 제1 컨택 영역 각각에 배치될 수 있다. 제1 스택 구조물(110)은 제1 컨택 영역에서 계단식 구조의 측벽 프로파일은 가질 수 있다. 제1 스택 구조물(110)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.The first stack structure (110) may be disposed on the contact support film (107). The first stack structure (110) may be disposed in each of the first cell region and the first contact region. The first stack structure (110) may have a step-like sidewall profile in the first contact region. The first stack structure (110) may extend in the first direction (DR1).

제1 스택 구조물(110)은 교대로 적층된 제1 절연막(111) 및 제1 게이트 전극(112)을 포함할 수 있다. 제1 절연막(111)은 제1 스택 구조물(110)의 최하부에 배치될 수 있다. 제1 게이트 전극(112)은 제1 스택 구조물(110)의 최상부에 배치될 수 있다. 도 6에는 4개의 제1 게이트 전극(112)이 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first stack structure (110) may include first insulating films (111) and first gate electrodes (112) that are alternately stacked. The first insulating film (111) may be arranged at the lowest portion of the first stack structure (110). The first gate electrode (112) may be arranged at the highest portion of the first stack structure (110). Although four first gate electrodes (112) are arranged in FIG. 6, this is only for convenience of explanation, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제1 절연막(111)은 절연 물질 예를 들어, 저유전율 물질, 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극(112)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극(112)은 예를 들어, 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등의 도전성 물질이나 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first insulating film (111) may include an insulating material, for example, at least one of a low-k material, an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film. The first gate electrode (112) may include a conductive material. The first gate electrode (112) may include a conductive material, for example, tungsten (W), cobalt (Co), nickel (Ni), or a semiconductor material, such as silicon, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제1 스택 구조물(110)은 제1 희생 절연막(115)을 포함할 수 있다. 제1 희생 절연막(115)은 컨택 영역(Ⅱ)에서 충진 절연막(108) 상에 배치될 수 있다. 제1 희생 절연막(115)은 제1 방향(DR1)으로 제1 게이트 전극(112)과 오버랩될 수 있다.The first stack structure (110) may include a first sacrificial insulating film (115). The first sacrificial insulating film (115) may be disposed on the filling insulating film (108) in the contact region (II). The first sacrificial insulating film (115) may overlap the first gate electrode (112) in the first direction (DR1).

제1 희생 절연막(115)의 적어도 일부는 제1 및 제2 방향(DR1, DR2)과 수직인 제3 방향(DR3)으로 공통 소오스 플레이트(106)와 오버랩될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.At least a portion of the first sacrificial insulating film (115) may overlap the common source plate (106) in a third direction (DR3) perpendicular to the first and second directions (DR1, DR2). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제1 희생 절연막(115)은 컨택 지지막(107) 및 제1 게이트 전극(112)이 형성되는 과정에서, 제거되지 않고 남은 몰드 부분일 수 있다. 제1 희생 절연막(115)은 예를 들어, 실리콘 질화물을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first sacrificial insulating film (115) may be a portion of the mold that remains without being removed during the process of forming the contact support film (107) and the first gate electrode (112). The first sacrificial insulating film (115) may include, for example, silicon nitride, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제2 스택 구조물(120)은 컨택 지지막(107) 상에 배치될 수 있다. 제2 스택 구조물(120)은 제2 셀 영역 및 제2 컨택 영역 각각에 배치될 수 있다. 제2 스택 구조물(120)은 제2 컨택 영역에서 계단식 구조의 측벽 프로파일은 가질 수 있다. 제2 스택 구조물(120)은 제1 방향(DR1)과 수직인 제2 방향(DR2)으로 제1 스택 구조물(110)과 이격될 수 있다. 제2 스택 구조물(120)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.The second stack structure (120) may be disposed on the contact support film (107). The second stack structure (120) may be disposed in each of the second cell region and the second contact region. The second stack structure (120) may have a step-like sidewall profile in the second contact region. The second stack structure (120) may be spaced apart from the first stack structure (110) in a second direction (DR2) that is perpendicular to the first direction (DR1). The second stack structure (120) may extend in the first direction (DR1).

제2 스택 구조물(120)은 교대로 적층된 제2 절연막(121) 및 제2 게이트 전극(122)을 포함할 수 있다. 제2 절연막(121) 및 제2 게이트 전극(122) 각각은 제1 절연막(111) 및 제1 게이트 전극(112) 각각과 유사한 구조를 가질 수 있다.The second stack structure (120) may include alternately stacked second insulating films (121) and second gate electrodes (122). Each of the second insulating films (121) and the second gate electrodes (122) may have a structure similar to that of the first insulating film (111) and the first gate electrode (112), respectively.

제2 스택 구조물(120)은 제2 희생 절연막(125)을 포함할 수 있다. 제2 희생 절연막(125)은 셀 영역(Ⅰ)에서 충진 절연막(108) 상에 배치될 수 있다. 제2 희생 절연막(125)은 제1 방향(DR1)으로 제2 게이트 전극(122)과 오버랩될 수 있다.The second stack structure (120) may include a second sacrificial insulating film (125). The second sacrificial insulating film (125) may be disposed on the filling insulating film (108) in the cell region (I). The second sacrificial insulating film (125) may overlap the second gate electrode (122) in the first direction (DR1).

제2 희생 절연막(125)의 적어도 일부는 제3 방향(DR3)으로 공통 소오스 플레이트(106)와 오버랩될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.At least a portion of the second sacrificial insulating film (125) may overlap the common source plate (106) in the third direction (DR3). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제2 희생 절연막(125)은 컨택 지지막(107) 및 제2 게이트 전극(122)이 형성되는 과정에서, 제거되지 않고 남은 몰드 부분일 수 있다. 제2 희생 절연막(125)은 예를 들어, 실리콘 질화물을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The second sacrificial insulating film (125) may be a portion of the mold that remains without being removed during the process of forming the contact support film (107) and the second gate electrode (122). The second sacrificial insulating film (125) may include, for example, silicon nitride, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제2 층간 절연막(141)은 제1 스택 구조물(110), 제2 스택 구조물(120) 및 충진 절연막(108) 상에 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(141)은 절연 물질 예를 들어, 저유전율 물질, 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.A second interlayer insulating film (141) may be disposed on the first stack structure (110), the second stack structure (120), and the filling insulating film (108). The second interlayer insulating film (141) may include at least one of an insulating material, for example, a low-k material, an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film.

제3 층간 절연막(142) 및 제4 층간 절연막(143)은 제2 층간 절연막(141) 상에 순차적으로 적층될 수 있다. 제3 층간 절연막(142) 및 제4 층간 절연막(143) 각각은 절연 물질 예를 들어, 저유전율 물질, 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The third interlayer insulating film (142) and the fourth interlayer insulating film (143) may be sequentially laminated on the second interlayer insulating film (141). Each of the third interlayer insulating film (142) and the fourth interlayer insulating film (143) may include at least one of an insulating material, for example, a low-k material, an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film.

제1 전극 분리 패턴(151)은 제1 스택 구조물(110)과 제2 스택 구조물(120) 사이에 배치될 수 있다. 제1 스택 구조물(110) 및 제2 스택 구조물(120)은 제1 전극 분리 패턴(151)에 의해 분리될 수 있다. 제1 전극 분리 패턴(151)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.A first electrode separation pattern (151) may be arranged between a first stack structure (110) and a second stack structure (120). The first stack structure (110) and the second stack structure (120) may be separated by the first electrode separation pattern (151). The first electrode separation pattern (151) may extend in a first direction (DR1).

제1 전극 분리 패턴(151)은 제3 층간 절연막(142) 및 제2 층간 절연막(141)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제1 전극 분리 패턴(151)은 공통 소오스 플레이트(106)를 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제1 전극 분리 패턴(151)의 하면은 공통 소오스 플레이트(106)의 하면과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 제1 전극 분리 패턴(151)의 상면은 제3 층간 절연막(142)의 상면과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first electrode separating pattern (151) can penetrate the third interlayer insulating film (142) and the second interlayer insulating film (141) in the third direction (DR3). The first electrode separating pattern (151) can penetrate the common source plate (106) in the third direction (DR3). The lower surface of the first electrode separating pattern (151) can be formed on the same plane as the lower surface of the common source plate (106). The upper surface of the first electrode separating pattern (151) can be formed on the same plane as the upper surface of the third interlayer insulating film (142). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제2 전극 분리 패턴(152)은 컨택 영역(Ⅱ) 상에서 제1 스택 구조물(110)을 제2 방향(DR2)으로 가로지를 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(152)은 제1 전극 분리 패턴(151)과 접할 수 있다.The second electrode separation pattern (152) can cross the first stack structure (110) in the second direction (DR2) on the contact area (II). The second electrode separation pattern (152) can come into contact with the first electrode separation pattern (151).

제2 전극 분리 패턴(152)은 제3 층간 절연막(142), 제2 층간 절연막(141), 제1 스택 구조물(110), 컨택 지지막(107) 및 공통 소오스 플레이트(106)를 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(152)의 하면은 공통 소오스 플레이트(106)의 하면과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(152)의 상면은 제3 층간 절연막(142)의 상면과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The second electrode separating pattern (152) can penetrate the third interlayer insulating film (142), the second interlayer insulating film (141), the first stack structure (110), the contact support film (107), and the common source plate (106) in the third direction (DR3). The lower surface of the second electrode separating pattern (152) can be formed on the same plane as the lower surface of the common source plate (106). The upper surface of the second electrode separating pattern (152) can be formed on the same plane as the upper surface of the third interlayer insulating film (142). However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제3 전극 분리 패턴(153)은 제1 전극 분리 패턴(151)이 배치되는 제1 스택 구조물(110)의 제1 측과 대향하는 제1 스택 구조물(110)의 제2 측에 배치될 수 있다. 제3 전극 분리 패턴(153)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제3 전극 분리 패턴(153)은 제2 전극 분리 패턴(152)과 접할 수 있다. 제3 전극 분리 패턴(153)은 제3 층간 절연막(142), 제2 층간 절연막(141) 및 공통 소오스 플레이트(106)를 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다.The third electrode separation pattern (153) may be disposed on a second side of the first stack structure (110) opposite to the first side of the first stack structure (110) on which the first electrode separation pattern (151) is disposed. The third electrode separation pattern (153) may extend in the first direction (DR1). The third electrode separation pattern (153) may be in contact with the second electrode separation pattern (152). The third electrode separation pattern (153) may penetrate the third interlayer insulating film (142), the second interlayer insulating film (141), and the common source plate (106) in the third direction (DR3).

제5 전극 분리 패턴(155)은 제1 전극 분리 패턴(151)이 배치되는 제2 스택 구조물(120)의 제1 측과 대향하는 제2 스택 구조물(120)의 제2 측에 배치될 수 있다. 제5 전극 분리 패턴(155)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제5 전극 분리 패턴(155)은 제3 층간 절연막(142), 제2 층간 절연막(141) 및 공통 소오스 플레이트(106)를 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다.The fifth electrode separation pattern (155) may be arranged on a second side of the second stack structure (120) opposite to the first side of the second stack structure (120) on which the first electrode separation pattern (151) is arranged. The fifth electrode separation pattern (155) may extend in the first direction (DR1). The fifth electrode separation pattern (155) may penetrate the third interlayer insulating film (142), the second interlayer insulating film (141), and the common source plate (106) in the third direction (DR3).

제4 전극 분리 패턴(154)은 제1 전극 분리 패턴(151)과 제5 전극 분리 패턴(155) 사이에서 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제4 전극 분리 패턴(154)은 제2 관통 비아(V2)가 형성되는 영역에는 배치되지 않을 수 있다. 제4 전극 분리 패턴(154)은 제3 층간 절연막(142), 제2 층간 절연막(141), 제2 스택 구조물(120), 컨택 지지막(107) 및 공통 소오스 플레이트(106)를 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다.The fourth electrode separation pattern (154) may extend in the first direction (DR1) between the first electrode separation pattern (151) and the fifth electrode separation pattern (155). The fourth electrode separation pattern (154) may not be positioned in an area where the second through via (V2) is formed. The fourth electrode separation pattern (154) may penetrate the third interlayer insulating film (142), the second interlayer insulating film (141), the second stack structure (120), the contact support film (107), and the common source plate (106) in the third direction (DR3).

제1 내지 제5 전극 분리 패턴(151, 152, 153, 154, 155) 각각은 예를 들어, 절연 물질 예를 들어, 저유전율 물질, 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Each of the first to fifth electrode separation patterns (151, 152, 153, 154, 155) may include, for example, at least one of an insulating material, for example, a low-k material, an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film.

복수의 채널 홀(CH) 각각은 제2 층간 절연막(141), 제1 스택 구조물(110), 제2 스택 구조물(120), 컨택 지지막(107) 및 공통 소오스 플레이트(106)를 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 복수의 채널 홀(CH) 각각은 하부 지지 반도체층(105)의 내부로 연장될 수 있다.Each of the plurality of channel holes (CH) can penetrate the second interlayer insulating film (141), the first stack structure (110), the second stack structure (120), the contact support film (107), and the common source plate (106) in the third direction (DR3). Each of the plurality of channel holes (CH) can extend into the interior of the lower support semiconductor layer (105).

복수의 채널 홀(CH)은 예를 들어, 제1 내지 제18 채널 홀(CH1 내지 CH18)을 포함할 수 있다.The plurality of channel holes (CH) may include, for example, first to eighteenth channel holes (CH1 to CH18).

제1 내지 제11 채널 홀(CH1 내지 CH11) 각각은 제1 스택 구조물(110)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제1 내지 제6 채널 홀(CH1 내지 CH6)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 이격될 수 있다. 제7 내지 제11 채널 홀(CH7 내지 CH11)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 이격될 수 있다. 제7 내지 제11 채널 홀(CH7 내지 CH11) 각각은 제1 전극 분리 패턴(151)에 인접하게 배치될 수 있다.Each of the first to eleventh channel holes (CH1 to CH11) can penetrate the first stack structure (110) in a third direction (DR3). The first to sixth channel holes (CH1 to CH6) can be sequentially spaced apart in the first direction (DR1). The seventh to eleventh channel holes (CH7 to CH11) can be sequentially spaced apart in the first direction (DR1). Each of the seventh to eleventh channel holes (CH7 to CH11) can be arranged adjacent to the first electrode separation pattern (151).

예를 들어, 제11 채널 홀(CH11)은 제1 셀 영역 상에서 제1 스택 구조물(110)을 제3 방향(DR3)으로 관통하는 채널 홀들 중에서 제1 컨택 영역과 제1 방향(DR1)으로 가장 인접하게 배치되는 채널 홀이다. 또한, 제16 채널 홀(CH16)은 제2 셀 영역 상에서 제2 스택 구조물(120)을 제3 방향(DR3)으로 관통하는 채널 홀들 중에서 제2 컨택 영역과 제1 방향(DR1)으로 가장 인접하게 배치되는 채널 홀이다.For example, the 11th channel hole (CH11) is a channel hole that is positioned closest to the first contact region in the first direction (DR1) among the channel holes that penetrate the first stack structure (110) in the third direction (DR3) on the first cell region. In addition, the 16th channel hole (CH16) is a channel hole that is positioned closest to the second contact region in the first direction (DR1) among the channel holes that penetrate the second stack structure (120) in the third direction (DR3) on the second cell region.

제7 채널 홀(CH7)은 제1 채널 홀(CH1)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 제8 채널 홀(CH8)은 제2 채널 홀(CH2)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 제9 채널 홀(CH9)은 제3 채널 홀(CH3)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 제10 채널 홀(CH10)은 제4 채널 홀(CH4)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 제11 채널 홀(CH11)은 제5 채널 홀(CH5)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다.The seventh channel hole (CH7) can be spaced apart from the first channel hole (CH1) in a second direction (DR2). The eighth channel hole (CH8) can be spaced apart from the second channel hole (CH2) in a second direction (DR2). The ninth channel hole (CH9) can be spaced apart from the third channel hole (CH3) in a second direction (DR2). The tenth channel hole (CH10) can be spaced apart from the fourth channel hole (CH4) in a second direction (DR2). The eleventh channel hole (CH11) can be spaced apart from the fifth channel hole (CH5) in a second direction (DR2).

제1 내지 제4 채널 홀(CH1 내지 CH4) 및 제7 내지 제11 채널 홀(CH7 내지 CH10) 각각은 컨택 영역(Ⅱ) 상에 배치될 수 있다. 제5, 제6 및 제11 채널 홀(CH5, CH6, CH11) 각각은 셀 영역(Ⅰ) 상에 배치될 수 있다.Each of the first to fourth channel holes (CH1 to CH4) and the seventh to eleventh channel holes (CH7 to CH10) may be arranged on the contact region (II). Each of the fifth, sixth, and eleventh channel holes (CH5, CH6, CH11) may be arranged on the cell region (I).

제2 채널 홀(CH2)과 제3 채널 홀(CH3) 사이 및 제8 채널 홀(CH8)과 제9 채널 홀(CH9) 사이에 제2 전극 분리 패턴(152)이 배치될 수 있다.A second electrode separation pattern (152) may be arranged between the second channel hole (CH2) and the third channel hole (CH3) and between the eighth channel hole (CH8) and the ninth channel hole (CH9).

제12 내지 제18 채널 홀(CH12 내지 CH18) 각각은 제2 스택 구조물(120)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제12 내지 제16 채널 홀(CH12 내지 CH16)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 이격될 수 있다. 제17 채널 홀(CH17)은 제11 채널 홀(CH11)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 제18 채널 홀(CH18)은 제17 채널 홀(CH17)과 제1 방향(DR1)으로 이격될 수 있다.Each of the twelfth to eighteenth channel holes (CH12 to CH18) can penetrate the second stack structure (120) in a third direction (DR3). The twelfth to sixteenth channel holes (CH12 to CH16) can be sequentially spaced apart in a first direction (DR1). The seventeenth channel hole (CH17) can be spaced apart from the eleventh channel hole (CH11) in a second direction (DR2). The eighteenth channel hole (CH18) can be spaced apart from the seventeenth channel hole (CH17) in a first direction (DR1).

제12 내지 제16 채널 홀(CH12 내지 CH16) 각각은 제1 전극 분리 패턴(151)에 인접하게 배치될 수 있다.Each of the 12th to 16th channel holes (CH12 to CH16) may be positioned adjacent to the first electrode separation pattern (151).

제12 내지 제15 채널 홀(CH12 내지 CH15) 각각은 컨택 영역(Ⅱ) 상에 배치될 수 있다. 제16 내지 제18 채널 홀(CH16, CH17, CH18) 각각은 셀 영역(Ⅰ) 상에 배치될 수 있다.Each of the 12th to 15th channel holes (CH12 to CH15) may be arranged on a contact area (II). Each of the 16th to 18th channel holes (CH16, CH17, CH18) may be arranged on a cell area (I).

컨택 영역(Ⅱ) 상에서 제9 채널 홀(CH9)은 제14 채널 홀(CH14)과 제1 방향(DR1)과 예각(θ)을 갖는 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다. 컨택 영역(Ⅱ) 상에서 제10 채널 홀(CH10)은 제15 채널 홀(CH15)과 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다. 셀 영역(Ⅰ) 상에서 제11 채널 홀(CH11)은 제16 채널 홀(CH16)과 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다.On the contact region (II), the ninth channel hole (CH9) can be spaced apart from the fourteenth channel hole (CH14) in a fourth direction (DR4) having an acute angle (θ) with the first direction (DR1). On the contact region (II), the tenth channel hole (CH10) can be spaced apart from the fifteenth channel hole (CH15) in a fourth direction (DR4). On the cell region (I), the eleventh channel hole (CH11) can be spaced apart from the sixteenth channel hole (CH16) in a fourth direction (DR4).

셀 영역(Ⅰ) 상에서 제11 채널 홀(CH11)과 제16 채널 홀(CH16) 사이에서의 제1 방향(DR1)의 간격(d1)은 1nm 내지 30nm 일 수 있다. 컨택 영역(Ⅱ) 상에서 제10 채널 홀(CH10)과 제15 채널 홀(CH15) 사이에서의 제1 방향(DR1)의 간격(d2)은 1nm 내지 50nm 일 수 있다.The spacing (d1) in the first direction (DR1) between the 11th channel hole (CH11) and the 16th channel hole (CH16) on the cell region (Ⅰ) can be 1 nm to 30 nm. The spacing (d2) in the first direction (DR1) between the 10th channel hole (CH10) and the 15th channel hole (CH15) on the contact region (Ⅱ) can be 1 nm to 50 nm.

제5 채널 홀(CH5)의 내부에는 채널 절연막(161), 채널막(162), 채널 필링막(163) 및 도전성 패드(164)가 배치될 수 있다.A channel insulating film (161), a channel film (162), a channel filling film (163), and a conductive pad (164) can be placed inside the fifth channel hole (CH5).

채널 절연막(161)은 제5 채널 홀(CH5)의 측벽 및 바닥면을 따라 배치될 수 있다. 도 7에서 보는 바와 같이, 채널 절연막(161)은 블로킹 절연막(161_1), 전하 저장막(161_2) 및 터널 절연막(161_3)을 포함할 수 있다. 제5 채널 홀(CH5)의 측벽 및 바닥면 상에 블로킹 절연막(161_1), 전하 저장막(161_2) 및 터널 절연막(161_3)이 순차적으로 적층될 수 있다.The channel insulating film (161) may be arranged along the sidewall and bottom surface of the fifth channel hole (CH5). As shown in FIG. 7, the channel insulating film (161) may include a blocking insulating film (161_1), a charge storage film (161_2), and a tunnel insulating film (161_3). The blocking insulating film (161_1), the charge storage film (161_2), and the tunnel insulating film (161_3) may be sequentially laminated on the sidewall and bottom surface of the fifth channel hole (CH5).

터널 절연막(161_3)은, 예를 들어, 채널막(162)과 전하 저장막(161_2) 사이에서 전하를 통과시킬 수 있다. 전하 저장막(161_2)은 예를 들어, 블로킹 절연막(161_1)과 터널 절연막(161_3) 사이에서, 터널 절연막(161_3)을 통과한 전하를 저장할 수 있다. 블로킹 절연막(161_1)은 예를 들어, 전하 저장막(161_2)에 포획된 전하가 제1 게이트 전극(112)으로 방출되는 것을 방지할 수 있다.The tunnel insulating film (161_3) can allow charges to pass between, for example, the channel film (162) and the charge storage film (161_2). The charge storage film (161_2) can store charges that have passed through the tunnel insulating film (161_3), for example, between the blocking insulating film (161_1) and the tunnel insulating film (161_3). The blocking insulating film (161_1) can prevent charges captured in the charge storage film (161_2) from being released to the first gate electrode (112).

채널막(162)은 제5 채널 홀(CH5) 내부에서 채널 절연막(161) 상에 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 공통 소오스 플레이트(106)는 제5 채널 홀(CH5)의 내부로 연장되어 채널막(162)과 접할 수 있다. 이 경우, 공통 소오스 플레이트(106)의 일부는 채널막(162)을 따라 제5 채널 홀(CH5)의 내부로 연장될 수 있다. 채널 절연막(161)은 공통 소오스 플레이트(106)에 의해 분리될 수 있다.The channel film (162) may be arranged on the channel insulating film (161) inside the fifth channel hole (CH5). As illustrated in FIG. 7, the common source plate (106) may extend into the inside of the fifth channel hole (CH5) and come into contact with the channel film (162). In this case, a part of the common source plate (106) may extend into the inside of the fifth channel hole (CH5) along the channel film (162). The channel insulating film (161) may be separated by the common source plate (106).

채널막(162)은 채널 영역으로 기능할 수 있다. 채널막(162)은 채널 절연막(161)이 트랩(trap)하거나 방출할 전하를 제공할 수 있다. 채널막(162)은 예를 들어, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 혼합물과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 또한, 채널막(162)은 금속 산화물 반도체 물질을 포함할 수도 있다.The channel film (162) can function as a channel region. The channel film (162) can provide charges to be trapped or released by the channel insulating film (161). The channel film (162) can include a semiconductor material, such as silicon (Si), germanium (Ge), or a mixture thereof, for example. In addition, the channel film (162) can also include a metal oxide semiconductor material.

채널 필링막(163)은 채널막(162) 상에서 제5 채널 홀(CH5)의 내부를 채우도록 배치될 수 있다. 채널 필링막(163)은 절연 물질을 포함할 수 있다.The channel filling film (163) may be positioned to fill the interior of the fifth channel hole (CH5) on the channel film (162). The channel filling film (163) may include an insulating material.

도전성 패드(164)는 제5 채널 홀(CH5)의 내부에서 채널 필링막(163) 상에 배치될 수 있다. 도전성 패드(164)의 상면은 채널막(162)의 상면 및 채널 절연막(161)의 상면 각각과 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 도전성 패드(164)는 제5 채널 홀(CH5)의 측벽과 접할 수 있다. 도전성 패드(164)는 비트 라인 패드로서 기능할 수 있다.The conductive pad (164) may be arranged on the channel filling film (163) inside the fifth channel hole (CH5). The upper surface of the conductive pad (164) may be formed on the same plane as the upper surface of the channel film (162) and the upper surface of the channel insulating film (161), respectively. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the conductive pad (164) may be in contact with the sidewall of the fifth channel hole (CH5). The conductive pad (164) may function as a bit line pad.

제1 내지 제4 채널 홀(CH1 내지 CH4) 및 제6 내지 제18 채널 홀(CH6 내지 CH18) 각각은 제5 채널 홀(CH5)과 유사한 구조를 가질 수 있다.Each of the first to fourth channel holes (CH1 to CH4) and the sixth to eighteenth channel holes (CH6 to CH18) may have a structure similar to the fifth channel hole (CH5).

복수의 게이트 컨택(GC) 각각은 컨택 영역(Ⅱ) 상에서 제4 층간 절연막(143), 제3 층간 절연막(142) 및 제2 층간 절연막(141)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다.Each of the plurality of gate contacts (GC) can penetrate the fourth interlayer insulating film (143), the third interlayer insulating film (142), and the second interlayer insulating film (141) in the third direction (DR3) on the contact area (II).

예를 들어, 제1 게이트 컨택(GC1)은 제1 컨택 영역의 제1 스택 구조물(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 게이트 컨택(GC1)은 제3 채널 홀(CH3), 제4 채널 홀(CH4), 제9 채널 홀(CH9) 및 제10 채널 홀(CH10) 사이에 배치될 수 있다. 제1 게이트 컨택(GC1)은 제1 게이트 전극(112)과 전기적으로 접속될 수 있다. For example, the first gate contact (GC1) may be disposed on the first stack structure (110) of the first contact region. The first gate contact (GC1) may be disposed between the third channel hole (CH3), the fourth channel hole (CH4), the ninth channel hole (CH9), and the tenth channel hole (CH10). The first gate contact (GC1) may be electrically connected to the first gate electrode (112).

제2 내지 제4 게이트 컨택(GC2, GC3, GC4)은 제2 컨택 영역의 제2 스택 구조물(120) 상에서 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제3 게이트 컨택(GC3)은 제12 채널 홀(CH12)과 제13 채널 홀(CH13) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제4 게이트 컨택(GC4)은 제14 채널 홀(CH14)과 제15 채널 홀(CH15) 사이에 배치될 수 있다.The second to fourth gate contacts (GC2, GC3, GC4) can be sequentially spaced apart in the first direction (DR1) on the second stack structure (120) of the second contact region. For example, the third gate contact (GC3) can be arranged between the twelfth channel hole (CH12) and the thirteenth channel hole (CH13). Also, for example, the fourth gate contact (GC4) can be arranged between the fourteenth channel hole (CH14) and the fifteenth channel hole (CH15).

제1 게이트 컨택(GC1)은 제4 게이트 컨택(GC4)과 제1 방향(DR1)과 예각(θ)을 갖는 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다. 제1 게이트 컨택(GC1)과 제4 게이트 컨택(GC4) 사이에서의 제1 방향(DR1)의 간격(d3)은 1nm 내지 50nm 일 수 있다. 복수의 게이트 컨택(GC) 각각은 도전성 물질을 포함할 수 있다.The first gate contact (GC1) can be spaced apart from the fourth gate contact (GC4) in a fourth direction (DR4) having an acute angle (θ) with the first direction (DR1). A spacing (d3) in the first direction (DR1) between the first gate contact (GC1) and the fourth gate contact (GC4) can be 1 nm to 50 nm. Each of the plurality of gate contacts (GC) can include a conductive material.

복수의 스터드 컨택(SC) 각각은 셀 영역(Ⅰ) 상에서 제4 층간 절연막(143) 및 제3 층간 절연막(142)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 복수의 스터드 컨택(SC) 각각은 도전성 패드(164)와 제3 방향(DR3)으로 완전히 오버랩될 수 있다.Each of the plurality of stud contacts (SC) can penetrate the fourth interlayer insulating film (143) and the third interlayer insulating film (142) in the third direction (DR3) on the cell region (I). Each of the plurality of stud contacts (SC) can completely overlap the conductive pad (164) in the third direction (DR3).

예를 들어, 제1 스터드 컨택(SC1)은 제5 채널 홀(CH5)의 내부에 배치된 도전성 패드(164) 상에 배치될 수 있다. 제2 스터드 컨택(SC2)은 제6 채널 홀(CH6)의 내부에 배치된 도전성 패드(164) 상에 배치될 수 있다. 제3 스터드 컨택(SC3)은 제11 채널 홀(CH11)의 내부에 배치된 도전성 패드(164) 상에 배치될 수 있다. 제4 스터드 컨택(SC4)은 제16 채널 홀(CH16)의 내부에 배치된 도전성 패드(164) 상에 배치될 수 있다. 제5 스터드 컨택(SC5)은 제17 채널 홀(CH17)의 내부에 배치된 도전성 패드(164) 상에 배치될 수 있다. 제6 스터드 컨택(SC6)은 제18 채널 홀(CH18)의 내부에 배치된 도전성 패드(164) 상에 배치될 수 있다.For example, the first stud contact (SC1) may be disposed on a conductive pad (164) disposed inside the fifth channel hole (CH5). The second stud contact (SC2) may be disposed on a conductive pad (164) disposed inside the sixth channel hole (CH6). The third stud contact (SC3) may be disposed on a conductive pad (164) disposed inside the eleventh channel hole (CH11). The fourth stud contact (SC4) may be disposed on a conductive pad (164) disposed inside the sixteenth channel hole (CH16). The fifth stud contact (SC5) may be disposed on a conductive pad (164) disposed inside the seventeenth channel hole (CH17). The sixth stud contact (SC6) may be disposed on a conductive pad (164) disposed inside the eighteenth channel hole (CH18).

제3 스터드 컨택(SC3)은 제4 스터드 컨택(SC4)과 제1 방향(DR1)과 예각(θ)을 갖는 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다. 복수의 스터드 컨택(SC) 각각은 도전성 물질을 포함할 수 있다.The third stud contact (SC3) can be spaced apart from the fourth stud contact (SC4) in a fourth direction (DR4) having an acute angle (θ) with the first direction (DR1). Each of the plurality of stud contacts (SC) can include a conductive material.

제1 관통 비아(V1)는 제1 컨택 영역 상에서 제4 층간 절연막(143), 제3 층간 절연막(142), 제2 층간 절연막(141), 제1 스택 구조물(110)의 제1 희생 절연막(115) 및 충진 절연막(108)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제1 관통 비아(V1)는 제1 채널 홀(CH1)과 제1 방향(DR1)으로 이격될 수 있다. 제1 관통 비아(V1)는 제1 층간 절연막(102)의 내부로 연장되어 복수의 배선(101) 중 적어도 하나에 전기적으로 접속될 수 있다.A first through-via (V1) can penetrate a fourth interlayer insulating film (143), a third interlayer insulating film (142), a second interlayer insulating film (141), a first sacrificial insulating film (115) of a first stack structure (110), and a filling insulating film (108) in a third direction (DR3) on a first contact area. The first through-via (V1) can be spaced apart from the first channel hole (CH1) in the first direction (DR1). The first through-via (V1) can extend into the first interlayer insulating film (102) and be electrically connected to at least one of a plurality of wirings (101).

제2 관통 비아(V2)는 제2 셀 영역 상에서 제4 층간 절연막(143), 제3 층간 절연막(142), 제2 층간 절연막(141), 제2 스택 구조물(120)의 제2 희생 절연막(125) 및 충진 절연막(108)을 제3 방향(DR3)으로 관통할 수 있다. 제2 관통 비아(V2)는 제1 전극 분리 패턴(151)과 제5 전극 분리 패턴(155) 사이에 배치될 수 있다. 제2 관통 비아(V2)는 제1 층간 절연막(102)의 내부로 연장되어 복수의 배선(101) 중 적어도 하나에 전기적으로 접속될 수 있다.The second through via (V2) can penetrate the fourth interlayer insulating film (143), the third interlayer insulating film (142), the second interlayer insulating film (141), the second sacrificial insulating film (125) of the second stack structure (120) and the filling insulating film (108) in the third direction (DR3) on the second cell region. The second through via (V2) can be arranged between the first electrode separation pattern (151) and the fifth electrode separation pattern (155). The second through via (V2) can extend into the first interlayer insulating film (102) and be electrically connected to at least one of the plurality of wires (101).

제1 관통 비아(V1) 및 제2 관통 비아(V2) 각각은 도전성 물질을 포함할 수 있다.Each of the first through-via (V1) and the second through-via (V2) may include a conductive material.

게이트 컨택 연결 배선(171)은 예를 들어, 제1 내지 제4 게이트 컨택(GC1, GC2, GC3, GC4) 각각의 상면 상에 배치될 수 있다. 게이트 컨택 연결 배선(171)은 제1 내지 제4 게이트 컨택(GC1, GC2, GC3, GC4) 각각과 전기적으로 접속될 수 있다.The gate contact connection wiring (171) may be arranged, for example, on the upper surface of each of the first to fourth gate contacts (GC1, GC2, GC3, GC4). The gate contact connection wiring (171) may be electrically connected to each of the first to fourth gate contacts (GC1, GC2, GC3, GC4).

제1 관통 비아 연결 배선(172)은 제1 관통 비아(V1)의 상면 상에 배치될 수 있다. 제1 관통 비아 연결 배선(172)은 제1 관통 비아(V1)와 전기적으로 접속될 수 있다. 제2 관통 비아 연결 배선(173)은 제2 관통 비아(V2)의 상면 상에 배치될 수 있다. 제2 관통 비아 연결 배선(173)은 제2 관통 비아(V2)와 전기적으로 접속될 수 있다.The first through-via connection wiring (172) may be arranged on the upper surface of the first through-via (V1). The first through-via connection wiring (172) may be electrically connected to the first through-via (V1). The second through-via connection wiring (173) may be arranged on the upper surface of the second through-via (V2). The second through-via connection wiring (173) may be electrically connected to the second through-via (V2).

복수의 비트 라인(180) 각각은 복수의 스터드 컨택(SC) 각각의 상면 상에 배치될 수 있다. 복수의 비트 라인(180) 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 비트 라인(180) 각각은 제1 내지 제6 스터드 컨택(SC1 내지 SC6) 각각의 상면 상에 배치될 수 있다. 복수의 비트 라인(180) 각각은 제1 내지 제6 스터드 컨택(SC1 내지 SC6) 각각과 전기적으로 접속될 수 있다.Each of the plurality of bit lines (180) may be arranged on an upper surface of each of the plurality of stud contacts (SC). Each of the plurality of bit lines (180) may extend in the second direction (DR2). For example, each of the plurality of bit lines (180) may be arranged on an upper surface of each of the first to sixth stud contacts (SC1 to SC6). Each of the plurality of bit lines (180) may be electrically connected to each of the first to sixth stud contacts (SC1 to SC6).

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 전극 분리 패턴이 형성되는 공정에서 채널 홀들이 미스얼라인(misalign)되는 것을 반영하여 스터드 컨택들을 배열함으로써, 채널 홀들과 스터드 컨택들 사이를 효과적으로 얼라인(align)시킬 수 있다.A semiconductor device according to some embodiments of the present invention can effectively align between channel holes and stud contacts by arranging stud contacts to reflect misalignment of channel holes in a process of forming an electrode separation pattern.

또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 전극 분리 패턴이 형성되는 공정에서 채널 홀들이 미스얼라인(misalign)되는 것을 반영하여 게이트 컨택들을 배열함으로써, 게이트 컨택들을 효과적으로 얼라인(align)시킬 수 있다.In addition, semiconductor devices according to some embodiments of the present invention can effectively align gate contacts by arranging the gate contacts to reflect the misalignment of channel holes in the process of forming an electrode separation pattern.

이하에서, 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다. 도 4 내지 도 10에 도시된 반도체 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to some other embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 11. The description will focus on differences from the semiconductor devices illustrated in FIGS. 4 to 10.

도 11은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이아웃도이다.FIG. 11 is a layout diagram illustrating a semiconductor device according to some other embodiments of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제4 게이트 컨택(GC4_1)이 제1 게이트 컨택(GC1)과 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 즉, 제4 게이트 컨택(GC4_1)은 제1 게이트 컨택(GC1)과 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다.Referring to FIG. 11, a semiconductor device according to some other embodiments of the present invention may have a fourth gate contact (GC4_1) aligned with the first gate contact (GC1) in the second direction (DR2). That is, the fourth gate contact (GC4_1) may be spaced apart from the first gate contact (GC1) in the second direction (DR2).

제2 내지 제4 게이트 컨택(GC2, GC3_1, GC4_1)은 제2 게이트 스택(도 8의 120) 상에서 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 이격될 수 있다.The second to fourth gate contacts (GC2, GC3_1, GC4_1) can be sequentially spaced in the first direction (DR1) on the second gate stack (120 in FIG. 8).

제12 채널 홀(CH12_1)은 제7 채널 홀(CH7)과 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 제14 채널 홀(CH14_1)은 제9 채널 홀(CH9)과 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 제15 채널 홀(CH15_1)은 제10 채널 홀(CH10)과 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 제13 채널 홀(CH13_1)은 제12 채널 홀(CH12_1)과 제14 채널 홀(CH14_1) 사이에 배치될 수 있다.The 12th channel hole (CH12_1) can be aligned with the 7th channel hole (CH7) in the second direction (DR2). The 14th channel hole (CH14_1) can be aligned with the 9th channel hole (CH9) in the second direction (DR2). The 15th channel hole (CH15_1) can be aligned with the 10th channel hole (CH10) in the second direction (DR2). The 13th channel hole (CH13_1) can be arranged between the 12th channel hole (CH12_1) and the 14th channel hole (CH14_1).

이하에서, 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다. 도 4 내지 도 10에 도시된 반도체 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The description will focus on differences from the semiconductor devices illustrated in FIGS. 4 to 10.

도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.FIGS. 12 and 13 are cross-sectional views illustrating semiconductor devices according to still other embodiments of the present invention.

도 12 및 도 13을 참조하면 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 복수의 전극 분리 패턴 각각이 이중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극 분리 패턴(352)은 제1 막(352_1) 및 제1 막(352_1)의 측벽 및 바닥면을 따라 형성되는 제2 막(352_2)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 12 and 13, a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention may have each of a plurality of electrode separation patterns formed as a double film. For example, a second electrode separation pattern (352) may include a first film (352_1) and a second film (352_2) formed along a sidewall and a bottom surface of the first film (352_1).

제2 전극 분리 패턴(352)의 제1 막(352_1) 및 제2 전극 분리 패턴(352)의 제2 막(352_2) 각각은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(352)의 제1 막(352_1)은 예를 들어, 텅스텐(W) 및 폴리 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(352)의 제2 막(352_2)은 절연 물질 예를 들어, 저유전율 물질, 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The first film (352_1) of the second electrode separating pattern (352) and the second film (352_2) of the second electrode separating pattern (352) may each include different materials. The first film (352_1) of the second electrode separating pattern (352) may include, for example, at least one of tungsten (W) and polysilicon. The second film (352_2) of the second electrode separating pattern (352) may include an insulating material, for example, at least one of a low-k material, an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

또한, 예를 들어, 제1 전극 분리 패턴(351)은 제1 막(351_1) 및 제1 막(351_1)의 측벽 및 바닥면을 따라 형성되는 제2 막(351_2)을 포함할 수 있다.Additionally, for example, the first electrode separation pattern (351) may include a first film (351_1) and a second film (351_2) formed along the sidewall and bottom surface of the first film (351_1).

제1 전극 분리 패턴(351)의 제1 막(351_1) 및 제1 전극 분리 패턴(351)의 제2 막(351_2) 각각은 제2 전극 분리 패턴(352)과 마찬가지로 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제3 전극 분리 패턴(353) 및 제4 전극 분리 패턴(354) 각각은 제1 전극 분리 패턴(351)과 유사한 구조를 가질 수 있다.Each of the first film (351_1) of the first electrode separating pattern (351) and the second film (351_2) of the first electrode separating pattern (351) may include different materials, similar to the second electrode separating pattern (352). Each of the third electrode separating pattern (353) and the fourth electrode separating pattern (354) may have a structure similar to the first electrode separating pattern (351).

이하에서, 도 14 및 도 15을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다. 도 4 내지 도 10에 도시된 반도체 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. The description will focus on differences from the semiconductor devices illustrated in FIGS. 4 to 10.

도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.FIGS. 14 and 15 are cross-sectional views illustrating semiconductor devices according to still other embodiments of the present invention.

도 14 및 도 15를 참조하면 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 복수의 전극 분리 패턴 각각이 이중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극 분리 패턴(452)은 제1 막(452_1) 및 제1 막(452_1)의 측벽을 따라 형성되는 제2 막(452_2)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 14 and 15, a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention may have each of a plurality of electrode separation patterns formed as a double film. For example, a second electrode separation pattern (452) may include a first film (452_1) and a second film (452_2) formed along a sidewall of the first film (452_1).

제2 전극 분리 패턴(452)의 제1 막(452_1) 및 제2 전극 분리 패턴(452)의 제2 막(452_2) 각각은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(452)의 제1 막(452_1)은 예를 들어, 텅스텐(W) 및 폴리 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 전극 분리 패턴(452)의 제2 막(452_2)은 절연 물질 예를 들어, 저유전율 물질, 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Each of the first film (452_1) of the second electrode separating pattern (452) and the second film (452_2) of the second electrode separating pattern (452) may include different materials. The first film (452_1) of the second electrode separating pattern (452) may include, for example, at least one of tungsten (W) and polysilicon. The second film (452_2) of the second electrode separating pattern (452) may include an insulating material, for example, at least one of a low-k material, an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film.

또한, 예를 들어, 제1 전극 분리 패턴(451)은 제1 막(451_1) 및 제1 막(451_1)의 측벽을 따라 형성되는 제2 막(451_2)을 포함할 수 있다. 제1 전극 분리 패턴(451)의 제1 막(451_1) 및 제1 전극 분리 패턴(451)의 제2 막(451_2) 각각은 제2 전극 분리 패턴(452)과 마찬가지로 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제3 전극 분리 패턴(453) 및 제4 전극 분리 패턴(454) 각각은 제1 전극 분리 패턴(451)과 유사한 구조를 가질 수 있다.Additionally, for example, the first electrode separating pattern (451) may include a first film (451_1) and a second film (451_2) formed along a sidewall of the first film (451_1). Each of the first film (451_1) of the first electrode separating pattern (451) and the second film (451_2) of the first electrode separating pattern (451) may include different materials, similar to the second electrode separating pattern (452). Each of the third electrode separating pattern (453) and the fourth electrode separating pattern (454) may have a structure similar to the first electrode separating pattern (451).

공통 소오스 라인(406)은 하부 지지 반도체층(405)의 내부에 배치될 수 있다. 공통 소오스 라인(406)은 제1 내지 제4 전극 분리 패턴(451, 452, 453, 454) 각각의 하부에 배치될 수 있다.The common source line (406) may be arranged inside the lower support semiconductor layer (405). The common source line (406) may be arranged under each of the first to fourth electrode separation patterns (451, 452, 453, 454).

예를 들어, 공통 소오스 라인(406)은 제1 전극 분리 패턴(451), 제3 전극 분리 패턴(453) 및 제4 전극 분리 패턴(454) 각각의 하부에서 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 또한, 공통 소오스 라인(406)은 제2 전극 분리 패턴(452)의 하부에서 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다.For example, the common source line (406) may extend in the first direction (DR1) from the bottom of each of the first electrode separation pattern (451), the third electrode separation pattern (453), and the fourth electrode separation pattern (454). Additionally, the common source line (406) may extend in the second direction (DR2) from the bottom of the second electrode separation pattern (452).

이하에서, 도 5, 도 16 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 16 to 19.

도 16 내지 도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.FIGS. 16 to 19 are intermediate step drawings for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 16을 참조하면, 기판(도 6의 100) 상에 제1 절연막(도 6의 111), 제1 희생 절연막(도 6의 115), 제2 절연막(도 8의 121) 및 제2 희생 절연막(도 8의 125)를 포함하는 스택 구조물이 형성될 수 있다. 이어서, 스택 구조물 상에 제2 층간 절연막(도 6의 141)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 16, a stack structure including a first insulating film (111 of FIG. 6), a first sacrificial insulating film (115 of FIG. 6), a second insulating film (121 of FIG. 8), and a second sacrificial insulating film (125 of FIG. 8) can be formed on a substrate (100 of FIG. 6). Subsequently, a second interlayer insulating film (141 of FIG. 6) can be formed on the stack structure.

이어서, 후속 공정을 통해 제1 스택 구조물(도 6의 110)이 형성되는 영역 상에 제1 내지 제10 채널 홀(CH1 내지 CH10)이 형성될 수 있다. 또한, 후속 공정을 통해 제2 스택 구조물(도 8의 120)이 형성되는 영역 상에 제12 내지 제18 채널 홀(CH12 내지 CH18)이 형성될 수 있다.Next, through a subsequent process, first to tenth channel holes (CH1 to CH10) may be formed on an area where a first stack structure (110 in FIG. 6) is formed. In addition, through a subsequent process, twelfth to eighteenth channel holes (CH12 to CH18) may be formed on an area where a second stack structure (120 in FIG. 8) is formed.

예를 들어, 제2 채널 홀(CH2), 제8 채널 홀(CH8) 및 제13 채널 홀(CH13)은 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 제3 채널 홀(CH3), 제9 채널 홀(CH9) 및 제14 채널 홀(CH14)은 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 제4 채널 홀(CH4), 제10 채널 홀(CH10) 및 제15 채널 홀(CH15)은 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다. 제5 채널 홀(CH5), 제11 채널 홀(CH11) 및 제16 채널 홀(CH16)은 제2 방향(DR2)으로 얼라인될 수 있다.For example, the second channel hole (CH2), the eighth channel hole (CH8), and the thirteenth channel hole (CH13) can be aligned in the second direction (DR2). The third channel hole (CH3), the ninth channel hole (CH9), and the fourteenth channel hole (CH14) can be aligned in the second direction (DR2). The fourth channel hole (CH4), the tenth channel hole (CH10), and the fifteenth channel hole (CH15) can be aligned in the second direction (DR2). The fifth channel hole (CH5), the eleventh channel hole (CH11), and the sixteenth channel hole (CH16) can be aligned in the second direction (DR2).

이어서, 제1 내지 제18 채널 홀(CH1 내지 CH18) 각각의 내부에 채널 절연막(도 6의 161), 채널막(도 6의 162), 채널 필링막(도 6의 163) 및 도전성 패드(도 6의 164)가 형성될 수 있다.Next, a channel insulating film (161 in FIG. 6), a channel film (162 in FIG. 6), a channel filling film (163 in FIG. 6), and a conductive pad (164 in FIG. 6) can be formed inside each of the first to eighteenth channel holes (CH1 to CH18).

도 17을 참조하면, 제2 층간 절연막(도 6의 141) 상에 제3 층간 절연막(도 6의 142)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 17, a third interlayer insulating film (142 of FIG. 6) can be formed on a second interlayer insulating film (141 of FIG. 6).

이어서, 제1 내지 제4 전극 분리 패턴(151, 152, 153, 154)을 형성함으로써, 제1 전극 분리 패턴(151)에 의해 분리되는 제1 스택 구조물(도 6의 110) 및 제2 스택 구조물(도 8의 120)이 형성될 수 있다.Next, by forming first to fourth electrode separation patterns (151, 152, 153, 154), a first stack structure (110 in FIG. 6) and a second stack structure (120 in FIG. 8) separated by the first electrode separation pattern (151) can be formed.

제1 내지 제4 전극 분리 패턴(151, 152, 153, 154)을 형성하는 공정을 통해, 일부 채널 홀들이 미스얼라인될 수 있다.Through the process of forming the first to fourth electrode separation patterns (151, 152, 153, 154), some channel holes may be misaligned.

예를 들어, 제2 채널 홀(CH2) 및 제8 채널 홀(CH8) 각각은 제13 채널 홀(CH13)과 제2 방향(DR2)으로 미스얼라인될 수 있다. 제3 채널 홀(CH3) 및 제9 채널 홀(CH9) 각각은 제14 채널 홀(CH14)과 제2 방향(DR2)으로 미스얼라인될 수 있다. 제4 채널 홀(CH4) 및 제10 채널 홀(CH10) 각각은 제15 채널 홀(CH15)과 제2 방향(DR2)으로 미스얼라인될 수 있다. 제5 채널 홀(CH5) 및 제11 채널 홀(CH11) 각각은 제16 채널 홀(CH16)과 제2 방향(DR2)으로 미스얼라인될 수 있다.For example, the second channel hole (CH2) and the eighth channel hole (CH8) may each be misaligned with the thirteenth channel hole (CH13) in the second direction (DR2). The third channel hole (CH3) and the ninth channel hole (CH9) may each be misaligned with the fourteenth channel hole (CH14) in the second direction (DR2). The fourth channel hole (CH4) and the tenth channel hole (CH10) may each be misaligned with the fifteenth channel hole (CH15) in the second direction (DR2). The fifth channel hole (CH5) and the eleventh channel hole (CH11) may each be misaligned with the sixteenth channel hole (CH16) in the second direction (DR2).

예를 들어, 제11 채널 홀(CH11)은 제16 채널 홀(CH16)과 제1 방향(DR1)과 예각(θ)을 갖는 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다.For example, the 11th channel hole (CH11) can be spaced apart from the 16th channel hole (CH16) in a fourth direction (DR4) having an acute angle (θ) with the first direction (DR1).

도 18을 참조하면, 제3 층간 절연막(도 6의 142) 상에 제4 층간 절연막(도 6의 143)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 18, a fourth interlayer insulating film (143 of FIG. 6) can be formed on a third interlayer insulating film (142 of FIG. 6).

이어서, 제1 내지 제4 게이트 컨택(GC1, GC2, GC3, GC4)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 게이트 컨택(GC1)은 제4 게이트 컨택(GC4)과 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다.Next, first to fourth gate contacts (GC1, GC2, GC3, GC4) can be formed. For example, the first gate contact (GC1) can be spaced apart from the fourth gate contact (GC4) in a fourth direction (DR4).

도 19를 참조하면, 셀 영역(Ⅰ) 상에 형성된 복수의 채널 홀 각각 상에 제1 내지 제6 스터드 컨택(SC1 내지 SC6)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제11 채널 홀(CH11) 상에 형성되는 제3 스터드 컨택(SC3)은 제16 채널 홀(CH16) 상에 형성되는 제4 스터드 컨택(SC4)과 제4 방향(DR4)으로 이격될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 제1 내지 제4 게이트 컨택(GC1, GC2, GC3, GC4) 및 제1 내지 제6 스터드 컨택(SC1 내지 SC6)이 동일한 공정을 통해 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 19, first to sixth stud contacts (SC1 to SC6) may be formed on each of a plurality of channel holes formed on the cell region (I). For example, a third stud contact (SC3) formed on an eleventh channel hole (CH11) may be spaced apart from a fourth stud contact (SC4) formed on a sixteenth channel hole (CH16) in a fourth direction (DR4). In some other embodiments, the first to fourth gate contacts (GC1, GC2, GC3, GC4) and the first to sixth stud contacts (SC1 to SC6) may be formed through the same process.

이어서, 제1 스택 구조물(도 6의 110)과 제3 방향(DR3)으로 오버랩되는 충진 절연막(108)을 관통하도록 제1 관통 비아(도 6의 V1)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 스택 구조물(도 10의 120)과 제3 방향(DR3)으로 오버랩되는 충진 절연막(108)을 관통하도록 제2 관통 비아(도 10의 V2)가 형성될 수 있다.Next, a first through-via (V1 in FIG. 6) may be formed to penetrate the filling insulating film (108) overlapping the first stack structure (110 in FIG. 6) in the third direction (DR3). In addition, a second through-via (V2 in FIG. 10) may be formed to penetrate the filling insulating film (108) overlapping the second stack structure (120 in FIG. 10) in the third direction (DR3).

이어서, 제1 내지 제4 게이트 컨택(GC1, GC2, GC3, GC4) 각각 상에 게이트 컨택 연결 배선(도 8의 171)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 관통 비아(도 6의 V1) 상에 제1 관통 비아 연결 배선(도 6의 172)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 관통 비아(도 10의 V2) 상에 제2 관통 비아 연결 배선(도 10의 173)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 내지 제18 채널 홀(CH1 내지 CH18) 각각 상에 제2 방향(DR2)으로 연장되는 복수의 비트 라인(180)이 형성될 수 있다.Next, a gate contact connection wiring (171 in FIG. 8) may be formed on each of the first to fourth gate contacts (GC1, GC2, GC3, GC4). In addition, a first through-via connection wiring (172 in FIG. 6) may be formed on the first through-via (V1 in FIG. 6). In addition, a second through-via connection wiring (173 in FIG. 10) may be formed on the second through-via (V2 in FIG. 10). In addition, a plurality of bit lines (180) extending in the second direction (DR2) may be formed on each of the first to eighteenth channel holes (CH1 to CH18).

이러한 공정들을 통해 도 5에 도시된 반도체 장치가 제조될 수 있다.Through these processes, the semiconductor device illustrated in Fig. 5 can be manufactured.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments according to the technical idea of the present invention have been described with reference to the attached drawings, the present invention is not limited to the embodiments described above, but can be manufactured in various different forms, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all aspects and not restrictive.

100: 기판 105: 하부 지지 반도체층
106: 공통 소오스 플레이트 107: 컨택 지지막
108: 충진 절연막 110: 제1 스택 구조물
120: 제2 스택 구조물 141: 제2 층간 절연막
142: 제3 층간 절연막 143: 제3 층간 절연막
151 내지 155: 제1 내지 제5 전극 분리 패턴
CH: 복수의 채널 홀 SC: 복수의 스터드 컨택
GC: 복수의 게이트 컨택 V1: 제1 관통 비아
V2: 제2 관통 비아 180: 비트 라인
100: Substrate 105: Lower support semiconductor layer
106: Common source plate 107: Contact support membrane
108: Filling insulation film 110: First stack structure
120: Second stack structure 141: Second interlayer insulating film
142: Third interlayer insulation film 143: Third interlayer insulation film
151 to 155: First to fifth electrode separation patterns
CH: Multiple channel holes SC: Multiple stud contacts
GC: Multiple gate contacts V1: First through-via
V2: 2nd through via 180: bit line

Claims (10)

셀 영역 및 상기 셀 영역의 제1 방향으로의 적어도 일 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판으로, 상기 셀 영역은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 인접한 제1 셀 영역 및 제2 셀 영역을 포함하고, 상기 컨택 영역은 상기 제2 방향으로 인접한 제1 컨택 영역 및 제2 컨택 영역을 포함하고;
상기 제1 셀 영역 및 상기 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물;
상기 제2 셀 영역 및 상기 제2 컨택 영역 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 상기 제1 스택 구조물과 상기 제2 방향으로 이격되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물;
상기 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막;
상기 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 상기 층간 절연막을 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하는 제1 관통 비아;
상기 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 상기 층간 절연막을 상기 제3 방향으로 관통하여 상기 제1 스택 구조물에 연결되고, 상기 제1 셀 영역에 가장 인접하게 배치되는 제1 게이트 컨택;
상기 제2 컨택 영역 상에 배치되고, 상기 층간 절연막을 상기 제3 방향으로 관통하여 상기 제2 스택 구조물에 연결되고, 상기 제2 셀 영역에 가장 인접하게 배치되고, 상기 제1 게이트 컨택과 상기 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 게이트 컨택;
상기 제1 스택 구조물과 상기 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴;
상기 제1 셀 영역 상에 배치되고, 상기 제1 스택 구조물을 상기 제3 방향으로 관통하고, 상기 제1 컨택 영역과 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀; 및
상기 제2 셀 영역 상에 배치되고, 상기 제2 스택 구조물을 상기 제3 방향으로 관통하고, 상기 제2 컨택 영역과 가장 인접하게 배치되는 제2 채널 홀을 포함하는 반도체 장치.
A substrate having a cell region and a contact region arranged on at least one side of the cell region in a first direction, wherein the cell region includes a first cell region and a second cell region adjacent in a second direction perpendicular to the first direction, and the contact region includes a first contact region and a second contact region adjacent in the second direction;
A first stack structure disposed on the first cell region and the first contact region, in which a first insulating film and a first gate electrode are alternately laminated, and extending in the first direction;
A second stack structure disposed on the second cell region and the second contact region, in which a second insulating film and a second gate electrode are alternately laminated, is spaced apart from the first stack structure in the second direction, and extends in the first direction;
An interlayer insulating film disposed on the first and second stack structures;
A first through-via disposed on the first contact area and penetrating the interlayer insulating film in a third direction perpendicular to the first and second directions;
A first gate contact disposed on the first contact region, penetrating the interlayer insulating film in the third direction and connected to the first stack structure, and disposed most adjacent to the first cell region;
A second gate contact disposed on the second contact region, penetrating the interlayer insulating film in the third direction and connected to the second stack structure, disposed most adjacent to the second cell region, and spaced apart from the first gate contact in a fourth direction having an acute angle with the first direction;
A first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure and extending in the first direction;
A first channel hole disposed on the first cell region, penetrating the first stack structure in the third direction, and disposed most adjacent to the first contact region; and
A semiconductor device comprising a second channel hole disposed on the second cell region, penetrating the second stack structure in the third direction, and disposed most adjacent to the second contact region.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 게이트 컨택과 상기 제2 게이트 컨택 사이의 상기 제1 방향의 간격은 1nm 내지 50nm 인 반도체 장치.
In paragraph 1,
A semiconductor device wherein a spacing between the first gate contact and the second gate contact in the first direction is 1 nm to 50 nm.
제 1항에 있어서,
상기 제1 컨택 영역 상에 배치되고, 상기 제1 스택 구조물을 상기 제2 방향으로 가로지르고, 상기 제1 전극 분리 패턴과 접하는 제2 전극 분리 패턴을 더 포함하는 반도체 장치.
In paragraph 1,
A semiconductor device further comprising a second electrode separation pattern disposed on the first contact region, crossing the first stack structure in the second direction, and in contact with the first electrode separation pattern.
제 1항에 있어서,
상기 제1 채널 홀과 상기 제3 방향으로 오버랩되는 제1 스터드 컨택과,
상기 제2 채널 홀과 상기 제3 방향으로 오버랩되고, 상기 제1 스터드 컨택과 상기 제4 방향으로 이격된 제2 스터드 컨택을 더 포함하는 반도체 장치.
In paragraph 1,
A first stud contact overlapping the first channel hole and the third direction,
A semiconductor device further comprising a second stud contact overlapping the second channel hole in the third direction and spaced apart from the first stud contact in the fourth direction.
제 1항에 있어서,
상기 제1 채널 홀과 상기 제2 채널 홀 사이의 상기 제1 방향의 간격은 1nm 내지 30nm 인 반도체 장치.
In paragraph 1,
A semiconductor device wherein the spacing in the first direction between the first channel hole and the second channel hole is 1 nm to 30 nm.
셀 영역 및 상기 셀 영역의 양 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판;
상기 기판 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물;
상기 기판 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 상기 제1 스택 구조물과 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물;
상기 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막;
상기 제1 스택 구조물과 상기 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴;
상기 제1 스택 구조물을 상기 제2 방향으로 가로지르고, 상기 제1 전극 분리 패턴과 접하는 제2 전극 분리 패턴;
상기 셀 영역 상에서 상기 제1 스택 구조물을 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 상기 컨택 영역과 상기 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀;
상기 셀 영역 상에서 상기 제2 스택 구조물을 상기 제3 방향으로 관통하고, 상기 컨택 영역과 상기 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되고, 상기 제1 채널 홀과 상기 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 채널 홀;
상기 컨택 영역 상에서 상기 층간 절연막을 상기 제3 방향으로 관통하여 상기 제1 스택 구조물에 연결되는 제1 게이트 컨택; 및
상기 컨택 영역 상에서 상기 층간 절연막을 상기 제3 방향으로 관통하여 상기 제2 스택 구조물에 연결되고, 상기 제1 게이트 컨택과 상기 제4 방향으로 이격된 제2 게이트 컨택을 포함하는 반도체 장치.
A substrate having a cell region and contact regions disposed on both sides of the cell region defined;
A first stack structure disposed on the substrate, in which a first insulating film and a first gate electrode are alternately laminated and extend in a first direction;
A second stack structure disposed on the substrate, in which a second insulating film and a second gate electrode are alternately laminated, and is spaced apart from the first stack structure in a second direction perpendicular to the first direction, and extends in the first direction;
An interlayer insulating film disposed on the first and second stack structures;
A first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure and extending in the first direction;
A second electrode separation pattern crossing the first stack structure in the second direction and in contact with the first electrode separation pattern;
A first channel hole penetrating the first stack structure in a third direction perpendicular to the first and second directions on the cell area and positioned most adjacent to the contact area in the first direction;
A second channel hole penetrating the second stack structure in the third direction on the cell area, positioned most adjacent to the contact area in the first direction, and spaced apart from the first channel hole in a fourth direction having an acute angle with the first direction;
A first gate contact connected to the first stack structure by penetrating the interlayer insulating film in the third direction on the contact area; and
A semiconductor device comprising a second gate contact that penetrates the interlayer insulating film in the third direction on the contact area and is connected to the second stack structure, and is spaced apart from the first gate contact in the fourth direction.
제 7항에 있어서,
상기 컨택 영역 상에서 상기 제1 스택 구조물을 상기 제3 방향으로 관통하는 제1 관통 비아와,
상기 셀 영역 상에서 상기 제2 스택 구조물을 상기 제3 방향으로 관통하는 제2 관통 비아를 더 포함하는 반도체 장치.
In Article 7,
A first through-via penetrating the first stack structure in the third direction on the contact area,
A semiconductor device further comprising a second through via penetrating the second stack structure in the third direction on the cell area.
제 7항에 있어서,
상기 기판과 상기 제1 스택 구조물 사이에 배치되고, 평판 형상을 갖는 공통 소오스 플레이트와,
상기 기판과 상기 공통 소오스 플레이트 사이에 배치되는 트랜지스터 및 복수의 배선을 더 포함하는 반도체 장치.
In Article 7,
A common source plate having a flat shape and disposed between the substrate and the first stack structure,
A semiconductor device further comprising a transistor and a plurality of wirings disposed between the substrate and the common source plate.
셀 영역 및 상기 셀 영역의 양 측에 배치되는 컨택 영역이 정의되는 기판;
상기 기판 상에 배치되고, 제1 절연막 및 제1 게이트 전극이 교대로 적층되고, 제1 방향으로 연장되는 제1 스택 구조물;
상기 기판 상에 배치되고, 제2 절연막 및 제2 게이트 전극이 교대로 적층되고, 상기 제1 스택 구조물과 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 스택 구조물;
상기 제1 및 제2 스택 구조물 상에 배치되는 층간 절연막;
상기 제1 스택 구조물과 상기 제2 스택 구조물 사이에 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 전극 분리 패턴;
상기 제1 스택 구조물을 상기 제2 방향으로 가로지르고, 상기 제1 전극 분리 패턴과 접하는 제2 전극 분리 패턴;
상기 셀 영역 상에서 상기 제1 스택 구조물을 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 관통하고, 상기 컨택 영역과 상기 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되는 제1 채널 홀;
상기 셀 영역 상에서 상기 제2 스택 구조물을 상기 제3 방향으로 관통하고, 상기 컨택 영역과 상기 제1 방향으로 가장 인접하게 배치되고, 상기 제1 채널 홀과 상기 제1 방향과 예각을 갖는 제4 방향으로 이격된 제2 채널 홀;
상기 제1 채널 홀과 상기 제3 방향으로 오버랩되는 제1 스터드 컨택;
상기 제2 채널 홀과 상기 제3 방향으로 오버랩되고, 상기 제1 스터드 컨택과 상기 제4 방향으로 이격된 제2 스터드 컨택;
상기 컨택 영역 상에서 상기 층간 절연막을 상기 제3 방향으로 관통하여 상기 제1 스택 구조물에 연결되는 제1 게이트 컨택; 및
상기 컨택 영역 상에서 상기 층간 절연막을 상기 제3 방향으로 관통하여 상기 제2 스택 구조물에 연결되고, 상기 제1 게이트 컨택과 상기 제4 방향으로 이격된 제2 게이트 컨택을 포함하는 반도체 장치.
A substrate having a cell region and contact regions disposed on both sides of the cell region defined;
A first stack structure disposed on the substrate, in which a first insulating film and a first gate electrode are alternately laminated and extend in a first direction;
A second stack structure disposed on the substrate, in which a second insulating film and a second gate electrode are alternately laminated, and is spaced apart from the first stack structure in a second direction perpendicular to the first direction, and extends in the first direction;
An interlayer insulating film disposed on the first and second stack structures;
A first electrode separation pattern disposed between the first stack structure and the second stack structure and extending in the first direction;
A second electrode separation pattern crossing the first stack structure in the second direction and in contact with the first electrode separation pattern;
A first channel hole penetrating the first stack structure in a third direction perpendicular to the first and second directions on the cell area and positioned most adjacent to the contact area in the first direction;
A second channel hole penetrating the second stack structure in the third direction on the cell area, positioned most adjacent to the contact area in the first direction, and spaced apart from the first channel hole in a fourth direction having an acute angle with the first direction;
A first stud contact overlapping the first channel hole and the third direction;
A second stud contact overlapping the second channel hole in the third direction and spaced apart from the first stud contact in the fourth direction;
A first gate contact connected to the first stack structure by penetrating the interlayer insulating film in the third direction on the contact area; and
A semiconductor device comprising a second gate contact that penetrates the interlayer insulating film in the third direction on the contact area and is connected to the second stack structure, and is spaced apart from the first gate contact in the fourth direction.
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