[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

垂直沟道层；

控制栅和层间绝缘层，所述控制栅和所述层间绝缘层相互交替层叠在衬底上并包围所述垂直沟道层；

浮栅，所述浮栅插入在所述垂直沟道层与所述控制栅之间，并由所述层间绝缘层相互分隔开；以及

电荷阻挡层，所述电荷阻挡层插入在所述浮栅与所述控制栅之间。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述电荷阻挡层包括具有环形的第一电荷阻挡层以分别包围所述浮栅。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述电荷阻挡层插入在所述浮栅与所述控制栅之间以及在所述控制栅与所述层间绝缘层之间，以分别覆盖所述控制栅的顶表面和底表面。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述电荷阻挡层包括：

第一电荷阻挡层，所述第一电荷阻挡层具有环形以分别包围所述浮栅；以及

第二电荷阻挡层，所述第二电荷阻挡层插入在所述第一电荷阻挡层与所述控制栅之间以及在所述控制栅与所述层间绝缘层之间，以分别覆盖所述控制栅的顶表面和底表面。

5.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述浮栅每个包括多晶硅层、金属层或硅化物层。

6.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述浮栅每个具有10nm或更小的厚度。

7.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述浮栅中的每个的宽度等于或小于每个层间绝缘层的宽度。

8.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述控制栅每个包括多晶硅层或钨层。

9.如权利要求1所述的半导体器件，其中，还包括第一隧道绝缘层，所述第一隧道绝缘层连续地覆盖所述垂直沟道层中的每个的侧壁。

10.如权利要求1所述的半导体器件，还包括：

至少一个下选择晶体管，所述至少一个下选择晶体管被形成在所述控制栅的底部之下；以及

至少一个上选择晶体管，所述至少一个上选择晶体管被形成在所述控制栅的顶部上。

11.如权利要求1所述的半导体器件，还包括：

管道栅，所述管道栅被形成在所述控制栅的底部之下；

管道沟道层，所述管道沟道层被形成在所述管道栅中并与所述垂直沟道层的下端部耦接；以及

选择栅，所述选择栅被形成在所述控制栅的顶部上。

12.如权利要求11所述的半导体器件，还包括：

第二隧道绝缘层，所述第二隧道绝缘层覆盖所述管道沟道层；以及

浮栅导电层，所述浮栅导电层插入在所述第二隧道绝缘层与所述管道栅之间。

13.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：

相互交替地形成第一牺牲层和第二牺牲层；

通过刻蚀所述第一牺牲层和所述第二牺牲层而形成沟道孔；

在所述沟道孔中形成浮栅材料层、隧道绝缘层和沟道层；

通过刻蚀所述第一牺牲层和所述第二牺牲层而形成缝隙；

通过去除在所述缝隙中暴露出的所述第一牺牲层而形成第一凹陷区域；

在所述第一凹陷区域中形成第一电荷阻挡层；

在形成有所述第一电荷阻挡层的所述第一凹陷区域中形成导电层；

通过去除在所述缝隙中暴露出的所述第二牺牲层而形成第二凹陷区域；

通过刻蚀经由所述第二凹陷区域暴露出的所述浮栅材料层而形成浮栅；以及

在刻蚀了所述浮栅材料层的所述第二凹陷区域中形成层间绝缘层。

14.如权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：

在形成所述浮栅材料层之前在所述沟道孔中形成第二电荷阻挡层；以及

在形成所述第一凹陷区域之后刻蚀经由所述第二凹陷区域暴露出的所述第二电荷阻挡层。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一牺牲层每个由氧化物层形成，所述第二牺牲层每个由氮化物层形成。

16.如权利要求13所述的方法，其中，所述导电层每个包括多晶硅层或钨层。

17.如权利要求13所述的方法，其中，所述浮栅材料层具有10nm或更小的厚度。