반도체 기판; 상기 반도체 기판 상의 일부분에 배치된 3차원 수직 구조체층; 상기 3차원 수직 구조체층 상의 적어도 일부분에 배치된 메모리층; 및상기 메모리층 상의 적어도 일부분에 배치된 2차원 물질 기반 채널층; 을 포함하는 3차원 수직 전하 저장 메모리로서, 상기 2차원 물질 기반 채널층은, 상기 3차원 수직 구조체층의 측면에 상응하는 메모리층 상에 수직 성장된 3차원 수직 채널 영역을 갖고,상기 3차원 수직 구조체층은,상기 기판 상에 제1 산화물층;상기 제1 산화물층 상에 게이트층; 및상기 게이트층 상에 제2 산화물층;을 포함하고,상기 제1 산화물층은 상기 반도체 기판의 폭 방향으로 연장된 연장부를 포함하고,상기 2차원 물질 기반 채널층은 상기 3차원 수직 구조체층과 상기 연장부에 상응하는 메모리층을 걸쳐 연속적으로 배치되고, 상기 3차원 수직 구조체층의 측면에 상응하는 메모리층 상에 수직 성장된 3차원 수직 채널 영역을 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

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제1항에 있어서,상기 2차원 물질 기반 채널층은 상기 3차원 수직 구조체층 및 상기 연장부에 상응하는 메모리층 상에서 직성장되고, 원자층 두께의 막인 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제1항에 있어서,상기 2차원 물질 기반 채널층은 2차원 반도체 물질을 포함하고,상기 2차원 반도체 물질은 전이금속 칼코겐 화합물 및 비전이금속 칼코겐 화합물 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제1항에 있어서,상기 3차원 수직 구조체층의 상기 제1 산화물층과 상기 연장부의 제1 산화물층 간에 단차를 포함하고,상기 3차원 수직 구조체층의 상기 제1 산화물층이 상기 연장부의 제1 산화물층 보다 더 두꺼운 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제1항에 있어서,상기 제1 산화물층 및 상기 제2 산화물층은 동일하거나 상이한 산화물을 포함하고,상기 게이트층은 금속 전도성 물질, 탄소계 전도성 물질 또는 다결정 폴리 실리콘 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제1항에 있어서,상기 메모리층은,블록킹층;터널링층; 및 상기 블록킹층 및 상기 터널링층 사이에 전하 저장층;을 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제1항에 있어서,상기 메모리층은 상기 3차원 수직 구조체층 및 상기 연장부 상에서 이들을 걸쳐서 연속적으로 배치되고,상기 3차원 수직 구조체층에 상응하는 메모리층 상에 배치되는 드레인 전극; 및상기 연장부에 상응하는 메모리층 상에 배치되는 소스 전극; 을 포함하고, 상기 2차원 물질 기반 채널층은 상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극을 연결하고,비휘발성 메모리인 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제8항에 있어서,상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극의 일부분은 상기 메모리층 상에 배치되고, 나머지 부분은 상기 2차원 물질 기반 채널층과 접촉하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제7항에 있어서,상기 블록킹층은 실리콘, 알루미늄, 티타늄, 하프늄, 하프늄-알루미늄 또는 지르코늄 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하는 산화물; 육방정계 비정질 질화붕소 또는 비정질 질화붕소 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하고,상기 전하 저장층은 실리콘, 실리콘 질화물, 알루미늄, 티타늄, 탄탈룸, 탄소, 하프늄 또는 지르코늄 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하고,상기 터널링층은 실리콘, 알루미늄, 티타늄, 하프늄, 하프늄-알루미늄 또는 지르코늄 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하는 산화물; 육방정계 비정질 질화붕소 또는 비정질 질화붕소 중 적어도 하나 이상 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

제1항에 있어서,상기 3차원 수직 구조체층은 상기 3차원 수직 구조체층의 최상단에서 깊이 방향으로 패터닝된 단일 또는 복수개의 게이트 전극을 포함하고,상기 게이트 전극은 홈 내에 게이트 금속 함유 물질을 포함하고,상기 홈은 상기 3차원 수직 구조체층 중 게이트층이 노출되는 깊이까지 또는 상기 게이트층의 일부분까지 패터닝된 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리.

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반도체 기판을 준비하는 단계;상기 반도체 기판 상에 3차원 수직 구조체층을 형성하는 단계;상기 3차원 수직 구조체층 상에 메모리층을 형성하는 단계; 및 상기 메모리층 상에 2차원 물질 기반 채널층을 형성하는 단계; 를 포함하는 제1항의 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법으로서,상기 2차원 물질 기반 채널층을 형성하는 단계는, 상기 3차원 수직 구조체층의 측면에 상응하는 메모리층 상에 수직 성장된 3차원 수직 채널 영역을 형성하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

제13항에 있어서,상기 3차원 수직 구조체층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 제1 산화물층을 형성하는 단계;상기 제1 산화물층 상에 게이트층을 형성하는 단계; 상기 게이트층 상에 제2 산화물층을 형성하는 단계; 및상기 제1 산화물층, 상기 게이트층 및 상기 제2 산화물층을 3차원 수직 구조체의 형태; 및 상기 제1 산화물층의 일부분이 상기 반도체 기판의 폭 방향으로 연장된 연장부;를 형성하도록 식각하는 단계;를 포함하고, 상기 2차원 물질 기반 채널층을 형성하는 단계는, 상기 3차원 수직 구조체층 및 상기 연장부에 상응하는 메모리층을 걸쳐 연속적으로 배치되도록 상기 2차원 물질을 성장시키고, 상기 3차원 수직 구조체층의 측면에 상응하는 메모리층 상에 수직 성장된 3차원 수직 채널 영역을 형성하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

제14항에 있어서,상기 제1 산화물층 상에 게이트층을 형성하는 단계는상기 제1 산화물층 상에 게이트층을 증착하는 단계; 및 상기 증착된 게이트층을 열처리하는 단계; 를 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

제14항에 있어서,상기 메모리층을 형성하는 단계는,상기 3차원 수직 구조체층 및 상기 연장부 상의 일부분에 블록킹층을 형성하는 단계; 상기 블록킹층 상에 전하 저장층을 형성하는 단계; 및 상기 전하 저장층 상에 터널링층을 형성하는 단계;를 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

제14항에 있어서,상기 2차원 물질 기반 채널층을 형성하는 단계는, MOVCD 공정을 이용하여 상기 3차원 수직 구조체층 및 상기 연장부의 형태에 따라 2차원 물질을 성장시키고 증착하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

제13항에 있어서,상기 2차원 물질 기반 채널층을 형성하는 단계 이후에 상기 메모리층 상에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

제13항에 있어서,상기 3차원 수직 구조체층 내에 홈을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 3차원 수직 구조체층의 최상단층에서부터 게이트층이 노출되는 깊이까지 또는 게이트층의 일부분까지 식각하여 홈을 패턴닝하는 것인, 3차원 수직 전하 저장 메모리의 제조방법.

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