[发明专利]非易失性存储器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月30日提交的韩国专利申请No.10-2010-0138858的优先权，本文通过引用包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种非易失性存储器件及其制造方法，更具体而言，涉及一种包括垂直于衬底层叠的多个存储器单元的非易失性存储器件及其制造方法。

背景技术

非易失性存储器件即使在电源被切断的情况下也保留所存储的数据。各种非易失性存储器件如快闪存储器件得到广泛的使用。

由于制造成硅衬底之上的单层中的二维存储器件的存储器件的集成度达到了技术极限，所以提出了其中垂直于硅衬底层叠多个存储器单元(memeory cell)的三维非易失性存储器件。

发明内容

本发明的实施例涉及一种非易失性存储器件及其制造方法，所述非易失性存储器件由于在垂直方向上层叠有多个存储器单元而具有增加的集成度，具有简单的制造工艺，并且稳定地执行存储器单元操作。

根据本发明的一个实施例，一种非易失性存储器件包括沿第一方向延伸的沟道结构，所述沟道结构包括交替层叠在衬底之上的多个层间电介质层和多个沟道层以使每个层间电介质层与多个沟道层中相应的一个沟道层相邻。所述非易失性存储器件包括在沟道结构之上的字线，所述字线在沟道结构之上沿着与第一方向相交叉的第二方向延伸；以及栅电极，所述栅电极沿着向下的方向突出于字线并与沟道结构的侧壁接触。存储器栅绝缘层被插入到栅电极与沟道结构之间，其中，与层间电介质层的侧壁相比，沟道层的与栅电极接触的侧壁向栅电极突出。

根据本发明的另一实施例，一种制造非易失性存储器件的方法包括以下步骤：形成沿着第一方向延伸的沟道结构，并且所述沟道结构包括交替层叠在衬底之上的多个层间电介质层和多个沟道层，以使每个层间电介质层与多个沟道层中相应的一个沟道层相邻。所述方法还可以包括以下步骤：在包括沟道结构的衬底之上形成存储器栅绝缘层；以及在存储器栅绝缘层之上形成在沟道结构之上沿着与第一方向相交叉的第二方向延伸的字线以及沿着向下的方向突出于字线并与沟道结构的侧壁接触的栅电极。与层间电介质层的侧壁相比，沟道层的与栅电极接触的侧壁可以向栅电极突出。

附图说明

图1A至图1G图示了根据本发明一个实施例的具有三维结构的非易失性存储器件。

图2A至图4E图示了根据本发明一个实施例的制造具有三维结构的非易失性存储器件的方法。

图5A至图6E图示了根据本发明另一实施例的具有三维结构的非易失性存储器件以及制造该非易失性存储器件的方法。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。但是，本发明可以以不同的方式实施，而不应解释成被限定为本文所列的实施例。确切地说，提供这些实施例是为了使本说明书充分和完整，并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在本说明书中，相同的附图标记在本发明的不同附图和实施例中表示相同的部分。

附图并非按比例绘制，在某些情况下，为了清楚地示出实施例的特征可能对比例做夸大处理。当提及第一层在第二层“上”或在衬底“上”时，其不仅表示第一层直接形成在第二层上或在衬底上的情况，还表示在第一层与第二层之间或在第一层与衬底之间存在至少第三层的情况。

下面，参照图1A至图4E描述根据本发明一个实施例的具有三维结构的非易失性存储器件及其制造方法。

图1A至图1G示出了根据本发明一个实施例的具有三维结构的非易失性存储器件。图1A是非易失性存储器件的立体图，图1B是非易失性存储器件的俯视图。图1C和图1D分别是通过沿着线X1-X2和线X3-X4截取图1A的非易失性存储器件获得的截面图。图1E和图1F分别是通过沿着线Y1-Y2和线Y3-Y4截取图1A的非易失性存储器件获得的截面图。图1G是将图1A中所示的非易失性存储器件的A部分放大的截面图。

参照图1A至图1G，具有三维结构的非易失性存储器件包括：衬底100；沿着第一方向延伸的沟道结构C，其中沟道结构C包括交替层叠在衬底100之上的多个层间电介质层110和多个沟道层120；沿着第二方向延伸的字线WL，所述第二方向与所述第一方向相交叉并且在沟道结构C之上延伸；沿着向下的方向突出于字线WL以与沟道结构C的侧壁接触的栅电极140A；以及插入在栅电极140A与沟道结构C之间的存储栅绝缘层130。

下面，为了便于描述，层间电介质层110和沟道层120层叠的方向被定义为层叠方向或垂直方向。