[发明专利]具有处于存储器串中的口袋结构的三维存储器件及其形成方法

权利要求书

1.一种三维(3D)存储器件，包括：

衬底；

处于所述衬底上的选择性外延层；

处于所述选择性外延层上的存储器堆叠层，所述存储器堆叠层包括交替的导电层和电介质层；以及

存储器串，其包括在所述存储器堆叠层中垂直延伸的沟道结构以及在所述选择性外延层中垂直延伸的口袋结构；

其中，所述存储器串包括在所述沟道结构中垂直延伸并且在所述口袋结构中垂直以及横向延伸并与所述选择性外延层接触的半导体沟道。

2.根据权利要求1所述的3D存储器件，其中，所述沟道结构的横向尺寸不大于所述口袋结构的横向尺寸。

3.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中，所述沟道结构的横向尺寸与所述口袋结构的横向尺寸相同。

4.根据权利要求1-3中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述存储器串包括沿横向处于所述存储器堆叠层和所述沟道结构中的所述半导体沟道之间的存储器膜，所述存储器膜在所述沟道结构中垂直延伸并且在所述口袋结构中横向延伸。

5.根据权利要求4所述的3D存储器件，其中，所述存储器膜包括阻挡层、存储层和隧穿层。

6.根据权利要求1-5中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述存储器串包括被所述半导体沟道包围的帽盖层，所述帽盖层在所述口袋结构中的横向尺寸大于所述帽盖层在所述沟道结构中的横向尺寸。

7.根据权利要求1-6中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述选择性外延层包括单晶硅，并且所述半导体沟道包括多晶硅。

8.根据权利要求1-7中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述半导体沟道在所述口袋结构中横向延伸大约20nm。

9.根据权利要求1-8中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述半导体沟道在所述存储器串的下端是平的。

10.根据权利要求1-9中的任何一项所述的3D存储器件，还包括垂直延伸穿过所述存储器堆叠层并且与所述选择性外延层接触的源极接触结构。

11.一种三维(3D)存储器件，包括：

衬底；

处于所述衬底上的选择性外延层；

处于所述选择性外延层上的存储器堆叠层，所述存储器堆叠层包括交替的导电层和电介质层；以及

存储器串，其包括在所述存储器堆叠层中垂直延伸的沟道结构以及在所述选择性外延层中垂直延伸的口袋结构，

其中，所述沟道结构的横向尺寸不大于所述口袋结构的横向尺寸。

12.根据权利要求11所述的3D存储器件，其中，所述沟道结构的横向尺寸与所述口袋结构的横向尺寸相同。

13.根据权利要求11或12所述的3D存储器件，其中，所述存储器串包括在所述沟道结构中垂直延伸并且在所述口袋结构中垂直以及横向延伸并与所述选择性外延层接触的半导体沟道。

14.根据权利要求13所述的3D存储器件，其中，所述半导体沟道在所述口袋结构中横向延伸大约20nm。

15.根据权利要求13或14所述的3D存储器件，其中，所述存储器串包括沿横向处于所述存储器堆叠层和所述沟道结构中的所述半导体沟道之间的存储器膜，所述存储器膜在所述沟道结构中垂直延伸并且在所述口袋结构中横向延伸。

16.根据权利要求15所述的3D存储器件，其中，所述存储器膜包括阻挡层、存储层和隧穿层。