[发明专利]支持块体擦除操作的三维闪存器件及其制造方法

说明书

提供了支持块体擦除操作的三维闪存器件及制造三维闪存器件的方法。支持块体擦除操作的三维闪存器件包括：串，包括沿一个方向延伸的沟道层和相对于沟道层竖直堆叠的多个电极层；在串上的上布线层；在串的中间区域中穿过沟道层布置在多个电极层之间的至少一个中间布线层；在串下方的下布线层；以及至少一个连接件，布置在至少一个中间布线层中并且将由至少一个中间布线层划分的至少两个沟道层彼此连接。

技术领域

本公开涉及三维闪存器件及制造三维闪存器件的方法，尤其涉及一种具有支持块体擦除操作的结构的三维闪存器件。

背景技术

闪存器件是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，因此可以普遍用于例如计算机、数码相机、MP3播放器、游戏系统、记忆棒等。这样的闪存器件通过福勒-诺德海姆隧穿(F-N隧穿)或热电子注入来电控制数据的输入和输出。

具体地，参考图1，图1示出现有的三维闪存的阵列，现有的三维闪存的阵列可以包括公共源极线CSL、位线BL以及在公共源极线CSL和位线BL之间的多个单元串CSTR。

位线是二维布置的，并且多个单元串CSTR与每条位线并联连接。单元串CSTR可以共同连接到公共源极线CSL。即，多个单元串CSTR可以布置在多条位线和一条公共源极线CSL之间。可以提供多条公共源极线CSL，并且可以是二维布置的。可以将电相等的电压施加到多条公共源极线CSL，或者可以电控制多条公共源极线CSL中的每条。

每个单元串CSTR可以包括连接到公共源极线CSL的接地选择晶体管GST，连接到位线BL的串选择晶体管SST，以及在接地选择晶体管GST和串选择晶体管SST之间的多个存储单元晶体管MCT。另外，接地选择晶体管GST、串选择晶体管SST和存储单元晶体管MCT可以串联连接。

公共源极线CSL可以共同连接到接地选择晶体管GST的源极。另外，可以将布置在公共源极线CSL和位线BL之间的接地选择线GSL、多条字线WL0至WL3和多条串选择线SSL分别用作接地选择晶体管GST、存储单元晶体管MCT和串选择晶体管SST的电极层。此外，每个存储单元晶体管MCT包括存储元件。

关于现有的三维闪存，为了实现消费者所需的优异性能和低价格，已通过竖直堆叠单元提高了集成度。

例如，参考图2，图2示出现有三维闪存的结构，在衬底200上布置电极结构215，在电极结构215中交替且重复地形成层间电介质211和水平结构250，以制造现有三维闪存。层间电介质211和水平结构250可以在第一方向上延伸。每个层间电介质211可以包括例如氧化硅膜，并且层间电介质211之中的最下面的层间电介质211a可以具有比其他层间电介质211的厚度小的厚度。每个水平结构250可以包括第一阻挡绝缘膜242和第二阻挡绝缘膜243以及电极层245。可以提供多个电极结构215，并且可以在第二方向上布置以彼此面对，第二方向与第一方向相交。在图2中，第一方向和第二方向可以分别对应于x轴和y轴。沟槽240可以在多个电极结构215之间沿第一方向延伸，以使多个电极结构215彼此分离。可以在由沟槽240暴露的衬底200中形成重掺杂杂质区，从而布置公共源极线CSL。尽管未示出，但是可以进一步布置隔离绝缘膜以填充沟槽240。

竖直结构230可以布置为穿过电极结构215。在示例中，在平面图中，竖直结构230可以在第一方向和第二方向上对齐，并且因此以矩阵形式布置。在另一示例中，竖直结构230可以在第二方向上对齐并且在第一方向上以之字形布置。每个竖直结构230可以包括保护膜224、电荷存储膜225、隧道绝缘膜226和沟道层227。例如，沟道层227可以具有内部为空的管状，在这种情况下，可以进一步布置填充膜228以填充沟道层227的内部。漏极区域D可以位于沟道层227上，并且导电图案229可以形成在漏极区域D上并且连接至位线BL。位线BL可以在与水平结构250相交的方向(例如第二方向)上延伸。在示例中，在第二方向上对齐的竖直结构230可以连接到一条位线BL。