[发明专利]具有多个沟道层的非易失性存储器件

说明书

本发明提供一种具有多个沟道层的非易失性存储器件。根据实施例的非易失性存储器件包括：衬底；单元电极结构，其设置在衬底上并包括交替层叠的层间绝缘层和栅电极层；沟槽，其穿过衬底上的单元电极结构；电荷储存结构，其设置在沟槽的侧壁表面上；和沟道结构，其相邻于电荷储存结构设置并沿平行于侧壁表面的方向延伸。沟道结构包括单独的空穴传导层和相邻的且单独的电子传导层。设置在控制电介质层上的控制沟道层是电子传导层的一部分，该控制沟道层被配置为电连接到沟道结构和电荷储存结构。控制电介质层和电荷阻挡层是分立的，但是从控制沟道结构到电荷储存结构是连续的。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月27日提交的申请号为10-2018-0171068的韩国专利申请的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的各种实施例总体而言涉及存储器件，并且更具体地，涉及具有多个沟道层的非易失性存储器件。

背景技术

随着设计规则尺寸减小并且集成度增加，已经继续研究能够保证结构稳定性和存储操作可靠性的存储器件的结构。最近，作为研究的结果，已经提出了具有三维结构的存储单元结构的非易失性存储器件。作为具有三维存储单元结构的非易失性存储器件的示例，已经提出了这样的非易失性存储器件，其具有沿垂直于衬底的方向延伸的沟道层和层叠成沿横向方向与沟道层接触的多个存储单元。

发明内容

本公开的实施例提供了可以保证结构稳定性和操作可靠性的非易失性存储器件。

根据本公开的一个方面的非易失性存储器件包括：衬底；单元电极结构，其设置在衬底上并包括交替层叠的层间绝缘层和栅电极层；沟槽，其穿过衬底上的单元电极结构；电荷储存结构，其设置在沟槽的侧壁表面上；和沟道结构，其相邻于电荷储存结构设置并沿平行于侧壁表面的方向延伸。沟道结构包括单独的空穴传导层和相邻的且单独的电子传导层。电荷储存结构包括电荷阻挡层、电荷陷阱层和电荷隧穿层，它们顺序地设置在侧壁表面上并平行于侧壁表面延伸。空穴传导层设置在电荷储存结构上，电子传导层设置在空穴传导层上。空穴传导层的空穴迁移率大于电子传导层的空穴迁移率，并且电子传导层的电子迁移率大于空穴传导层的电子迁移率。空穴传导层包括选自硅(Si)、锗(Ge)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)和铟镓砷(InGaAs)中的至少一种的半导体材料。电子传导层包含铟镓锌(In-Ga-Zn)氧化物。控制电极结构在沟槽的控制部分内设置在单元电极结构之上或之下，并包括层间电介质层和控制电极层，控制电介质层设置成在沟槽的控制部分的侧壁表面上与控制电极结构接触，并且控制沟道层相邻于控制电介质层设置并且电连接到沟道结构。控制沟道层是电子传导层的一部分，其被配置为在沟槽的控制部分的侧壁上沿控制电介质层延伸。空穴传导层被配置用于存储器擦除操作并且设置在电荷储存结构上，但不被设置在相邻的控制结构上，并且电子传导层被配置用于存储器编程操作，并且被设置在空穴传导层上、设置在相邻的控制结构的控制电介质层上、以及设置在它们之间。

根据本公开的另一方面的非易失性存储器件包括：衬底；沟道结构，其沿垂直于衬底的方向延伸；电荷储存结构，其设置为与沟道结构接触；以及单元电极结构，其设置成在横向方向上与电荷储存结构接触。沟道结构包括单独的空穴传导层和相邻的且单独的电子传导层。空穴传导层和电子传导层设置为沿垂直于衬底的方向彼此接触。电荷存储层包括：与沟道结构接触的电荷隧穿层、与电荷隧穿层接触的电荷陷阱层、以及与电荷陷阱层接触的电荷阻挡层。单元电极结构包括在横向方向上与电荷阻挡层相邻设置的栅电极层。空穴传导层的空穴迁移率大于电子传导层的空穴迁移率，并且电子传导层的电子迁移率大于空穴传导层的电子迁移率。电子传导层包含铟镓锌(In-Ga-Zn)氧化物。空穴传导层包括半导体材料，该半导体材料包括空穴作为电荷载流子。该半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)、硅锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)和铟镓砷(InGaAs)中的至少一种。