[发明专利]包括单元栅极图案的三维闪速存储器装置及其制造方法

说明书

公开了包括单元栅极图案的三维闪速存储器装置及其制造方法。三维闪速存储器装置被描述为可包括衬底、交替地堆叠在衬底上的多个单元栅极图案和多个模制绝缘层、以及与多个单元栅极图案的侧表面和多个模制绝缘层的侧表面接触的垂直沟道结构。多个单元栅极图案中的每一个可包括单元栅电极和相邻设置在单元栅电极的一个侧表面上的阻挡势垒图案。阻挡势垒图案的内侧表面可包括上内侧表面、中间内侧表面和下内侧表面。阻挡势垒图案的中间内侧表面可面对单元栅电极的一个侧表面。阻挡势垒图案可具有在阻挡势垒图案的上内侧表面与阻挡势垒图案的中间内侧表面之间的连接点处朝向单元栅电极突出的部分。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月18日提交的韩国专利申请No.10-2019-0072284的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开涉及一种包括具有阻挡势垒图案的单元栅极图案的三维闪速存储器装置及其制造方法。

背景技术

三维闪速存储器装置是通过单元栅电极和施加到沟道层的电场来操作的半导体装置。如果单元栅电极(或单元栅极势垒图案)与沟道层或电荷陷阱层之间存在尖锐部分，则电流会泄露并且电场会集中在尖锐部分上，尖锐部分处的势垒图案、电荷陷阱层和/或隧道绝缘层可能会被物理地损坏。

发明内容

本公开的实施例提供了包括具有弧形的拐角部分或锥形拐角部分的单元栅电极、单元栅极势垒图案和/或阻挡势垒图案的结构以及制造该结构的方法，使得电场不被集中在单元栅电极与沟道图案之间。

例如，提出了一种方法，其中，牺牲绝缘层中的用于形成单元栅电极和单元栅极势垒图案的氮浓度是阶梯的或者是逐渐调整的以使经氧化的阻挡势垒图案的形状不同。

本公开的实施例提供了制造三维闪速存储器装置的方法。

根据示例实施例，一种三维闪速存储器装置可包括：衬底；多个单元栅极图案和多个模制绝缘层，其交替地堆叠在衬底上；以及垂直沟道结构，其与多个单元栅极图案的侧表面和多个模制绝缘层的侧表面接触。多个单元栅极图案中的每一个可包括单元栅电极和相邻设置在单元栅电极的一个侧表面上的阻挡势垒图案。阻挡势垒图案的内侧表面可包括上内侧表面、中间内侧表面和下内侧表面。阻挡势垒图案的中间内侧表面可面对单元栅电极的所述一个侧表面。阻挡势垒图案可具有在阻挡势垒图案的上内侧表面与阻挡势垒图案的中间内侧表面之间的连接点处朝向单元栅电极突出的部分。

根据示例实施例，一种三维闪速存储器装置可包括：衬底；单元栅极图案和模制绝缘层，其堆叠在衬底上；以及垂直沟道结构，其与单元栅极图案的侧表面和模制绝缘层的侧表面邻接。模制绝缘层可包括绝缘材料。单元栅极图案可包括单元栅电极、导电内单元栅极势垒图案、绝缘外单元栅极势垒图案和阻挡势垒图案。导电内单元栅极势垒图案可围绕单元栅电极的上表面、单元栅电极的下表面和单元栅电极的侧表面。绝缘外单元栅极势垒图案的第一表面可共形地覆盖导电内单元栅极势垒图案。阻挡势垒图案的内侧表面可位于绝缘外单元栅极势垒图案的与绝缘外单元栅极势垒图案的第一表面相对的第二表面上。阻挡势垒图案的内侧表面可具有包括凹陷部分的凹凸形状。阻挡势垒图案的外侧表面可具有凸出的外侧表面。

根据示例实施例，一种三维闪速存储器装置可包括：衬底；多个单元栅极图案和多个模制绝缘层，其交替地堆叠在衬底上；以及垂直沟道结构，其与多个单元栅极图案的侧表面和多个模制绝缘层的侧表面接触。多个模制绝缘层可包括绝缘材料。多个单元栅极图案中的每一个可包括单元栅电极和围绕单元栅电极的一个侧表面的阻挡势垒图案。阻挡势垒图案的内侧表面可包括上内侧表面、中间内侧表面和下内侧表面。阻挡势垒图案的内侧表面的上内侧表面和下内侧表面可各自具有凹凸形状。

附图说明

图1是示出根据实施例的三维闪速存储器装置的纵向截面图。