[发明专利]三维闪存及其操作方法

说明书

公开了一种三维闪存。根据一个实施方式，该三维闪存具有升压面积被减小的结构、对其应用小块的结构、对其应用COP并且布线工艺被简化的结构、或对其应用对称的U形BiCs的结构。

技术领域

以下实施方式涉及三维(3D)闪存及其操作方法。

背景技术

闪存器件是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，其通常可以用于例如计算机、数码相机、MPEG-1音频层3(MP3)播放器、游戏系统、记忆棒等。闪存器件通过福勒-诺德海姆(Fowler-Nordheim)(F-N)隧穿或热电子注入对数据的输入和输出进行电控制。

具体地，参照示出了常规三维(3D)闪存的阵列的图1，3D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之间并联连接的多个单元串CSTR。

位线BL可以二维地排列，并且多个单元串CSTR可以并联连接到每条位线BL。单元串CSTR可以共同连接到公共源极线CSL。即，多个单元串CSTR可以在多条位线BL和一条公共源极线CSL之间。在这种情况下，公共源极线CSL可以提供为多条，并且多条公共源极线CSL可以在电极结构215之间二维地排列。这里，可以将电相同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。此外，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。此外，在公共源极线CSL和位线BL之间的接地选择线GSL、多条字线(例如，WL0至WL3)和多条串选择线SSL可以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可以包括存储元件。在下文中，串选择线SSL可以被表述为上选择线(USL)，接地选择线GSL可以被表述为下选择线(LSL)。

同时，为了满足消费者所需求的优异性能和低廉价格，常规3D闪存通过垂直堆叠单元来增加集成密度。

例如，参照示出了常规3D闪存的结构的图2，常规3D闪存通过在衬底200上布置电极结构215来制造，层间绝缘层211和水平结构250交替且重复地布置在电极结构215中。层间绝缘层211和水平结构250可以在第一方向上延伸。层间绝缘层211可以是例如硅氧化物膜。层间绝缘层211中最下面的层间绝缘层211a可以具有比其他层间绝缘层211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。电极结构215可以被提供为多个，并且多个电极结构215可以被布置为在与第一方向交叉的第二方向上彼此面对。第一方向和第二方向可以分别对应于图2的x轴和y轴。配置为将多个电极结构215彼此隔开的沟槽240可以在多个电极结构215之间在第一方向上延伸。公共源极线CSL可以通过在由沟槽240暴露的衬底200中形成重掺杂的杂质区来布置。尽管未示出，但是可以进一步安置隔离绝缘膜以填充沟槽240。

垂直结构230可以设置为穿过电极结构215。作为示例，在从上方观察的视图中，垂直结构230可以在第一方向和第二方向上排列成矩阵形式。在另一示例中，垂直结构230可以在第二方向上排列并被定位为在第一方向上是Z字形的。每个垂直结构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。在示例中，沟道层227可以布置成中空管的形式。在这种情况下，可以进一步安置掩埋膜228以填充沟道层227的内部。漏极区D可以在沟道层227上，并且导电图案229可以形成在漏极区D上并连接到位线BL。位线BL可以在与水平电极250交叉的方向(例如，第二方向)上延伸。在示例中，在第二方向上排列的垂直结构230可以连接到一条位线BL。