[发明专利]用于存储器的沟道柱及其制造方法

说明书

本公开提供了一种用于存储器的沟道柱及其制造方法。根据本公开的一方面，一种用于形成存储器中的沟道柱的方法包括：提供沟道柱结构，其中，所述沟道柱结构包括环绕中空区域的沟道区；在所述沟道柱结构的所述中空区域中填入电介质材料；以及在预定温度下对所述沟道柱结构进行退火操作，其中，在所述退火操作后，所述电介质材料扩展以将压缩应力施加至所述沟道区。上述技术方案解决了存储器中的低串电流问题，改善了存储器件性能。

技术领域

本发明涉及存储器结构领域，更具体地，涉及一种用于存储器的沟道柱及其制造方法。

背景技术

存储器结构是向各种各样的电子装置提供数据储存的集成电路。存储器可以包括当掉电时丢失所储存的信息的易失性存储器结构(例如RAM-随机存取存储器)、和即使当掉电时也保留所储存的信息的非易失性存储器结构。这样的非易失性存储器的一个示例是闪速存储器，例如，三维(3D)NAND闪存。

对于3D NAND闪存技术而言，越来越多的OPOP(即，多晶硅(poly)和氧化物(oxide)依次层叠的结构，例如，氧化硅/多晶硅/氧化硅/多晶硅结构)层叠数量是未来的趋势，这是因为随着技术的不断演进，未来需要更高的存储量。然而，更多的层叠数量会导致存储器中的低串电流问题，从而影响闪存编程和擦除功能。

发明内容

为了解决上述问题，本公开通过在存储器的沟道区内创建应力源来在诸如3DNAND的存储器的沟道区上提供持续的压缩应力，从而增强了沟道区串电流，并显著地提高了所需业务的存储器装置的各项性能，例如，闪存编程和擦除功能等。

根据本公开的一方面，提供了一种用于形成存储器中的沟道柱的方法，所述方法包括：提供沟道柱结构，其中，所述沟道柱结构包括环绕中空区域的沟道区；在所述沟道柱结构的所述中空区域中填入电介质材料；以及在预定温度下对所述沟道柱结构进行退火操作，其中，在所述退火操作后，所述电介质材料扩展以将压缩应力施加至所述沟道区。

在一示例中，所述电介质材料在初始填入中空区域时为液态，并在所述退火操作后转变为固态。

在一示例中，所述电介质材料在初始填入中空区域时为液态的聚合物，并在所述退火操作后转变为固态的氧化物。

在一示例中，所述聚合物包括硅、碳以及氢原子。

在一示例中，在所述退火操作中，所述聚合物与所通入的水蒸气进行反应以生成所述氧化物。

在一示例中，当所述预定温度达到阈值温度以上时，所述电介质材料开始通过扩展将所述压缩应力施加至所述沟道区。

在一示例中，所述阈值温度为450℃，并且所述预定温度在450℃至600℃之间。

在一示例中，所述预定温度在500℃至600℃之间。

在一示例中，所述预定温度在550℃至600℃之间

在一示例中，所述沟道柱结构的横截面形状为圆形、椭圆形、正方形、长方形中的一种。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储器，包括上述方法制造的所述沟道柱，其中，所述沟道柱包括沟道区和电介质材料，并且所述沟道区环绕所述电介质材料；源极，所述源极耦合到所述沟道柱的第一端；以及漏极，所述漏极耦合到所述沟道柱的第二端。

该存储器还包括多晶硅和氧化物依次层叠的结构，其中，所述沟道柱垂直穿过所述层叠的结构延伸。

在一示例中，所述电介质材料包括氧化物。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子系统，包括：处理器；存储器设备，所述存储器设备包括上述存储器构成的存储器阵列；其中，所述处理器通过地址线和数据线耦合到所述存储器设备。

在一示例中，所述存储器阵列耦合到字线驱动器、位线驱动器、以及感测放大器中的至少之一。