[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2011年5月26日提交的申请号为10-2011-0050038的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

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，涉及一种包括层叠成垂直于衬底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

非易失性存储器件是即使电源切断仍能保留其中储存的数据的存储器件。一种示例性的非易失性存储器件是NAND型快闪存储器件。

由于具有二维结构的存储器件——其中存储器单元形成在硅衬底之上的单层中——的集成将接近物理极限，开发了具有三维结构的非易失性存储器件——其中多个存储器单元被层叠成垂直于硅衬底。

具有三维结构的非易失性存储器件通过以下方法来制造：对交替地层叠在衬底之上的多个绝缘层和多个控制栅层进行刻蚀以形成垂直沟道并由此形成用于沟道的沟槽；在用于沟道的沟槽中的每个沟槽的内壁上形成存储层；以及用沟道层填充用于沟道的沟槽。

这里，在形成用于沟道的沟槽以形成垂直沟道的过程中，在执行刻蚀工艺以形成具有高的高宽比的用于沟道的沟槽时，用于沟道的沟槽中的每个沟槽的宽度越往沟槽底部就越窄，并且变化的宽度使得沟道宽度不一致。因此，存储器单元的阈值电压也变得不一致，于是控制阈值电压变得困难。

由于层叠的存储器单元的数目增加，上述特征变得更为显著。

发明内容

本发明的示例性实施例针对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多个存储器单元沿垂直方向层叠而具有提高的集成度，并且由于沟道被形成为具有一致的宽度而具有可控的阈值电压。

根据本发明的一个示例性实施例，一种非易失性存储器件，包括：栅结构，所述栅结构包括在衬底之上与控制栅层交替地层叠的第一绝缘层，其中，所述栅结构沿着第一方向延伸；沟道线，所述沟道线每个都沿着不同于第一方向的第二方向在所述栅结构之上延伸；存储层，所述存储层形成在所述栅结构与所述沟道线之间，并被设置成通过将所述栅结构与所述沟道线电绝缘来俘获电荷；位线接触，所述位线接触形成行，每行沿着第一方向延伸并与所述沟道线的顶表面接触；源极线，所述源极线每个都沿着第一方向延伸并与所述沟道线的顶表面接触，其中，所述源极线与所述位线接触的行交替；以及位线，所述位线形成在所述位线接触之上，并且所述位线每个都沿着第二方向延伸。

根据本发明的另一个示例性实施例，一种制造非易失性存储器件的方法，包括以下步骤：在衬底之上交替地层叠第一绝缘层与控制栅层；通过选择地刻蚀第一绝缘层和控制栅层来形成多个栅结构，所述多个栅结构每个都沿着第一方向延伸；沿着栅结构形成存储层；在存储层之上形成沟道层；通过选择性地刻蚀沟道层来形成沟道线，所述沟道线每个都沿着不同于第一方向的第二方向延伸；形成源极线，所述源极线每个都沿着第一方向延伸并与沟道线的顶表面接触；形成成行的位线接触，每行沿着第一方向延伸，其中，位线接触的行与沟道线的顶表面接触并与源极线交替；以及在位线接触之上形成位线，所述位线每个都沿着第二方向延伸。

根据本发明的另一个示例性实施例，一种非易失性存储器件，包括：栅结构对，所述栅结构对包括在衬底之上与控制栅层交替层叠的第一绝缘层，所述栅结构对中的每个栅结构沿着第一方向延伸；第二绝缘层，所述第二绝缘层被设置在所述栅结构对之间；沟道线，所述沟道线每个都沿着所述栅结构对和所述第二绝缘层在不同于第一方向的第二方向上延伸；存储层，所述存储层被设置在由所述栅结构对和所述第二绝缘层构成的整体与所述沟道线之间，以通过将所述栅结构与所述沟道线电绝缘来俘获电荷；位线接触，所述位线接触形成行并且与所述沟道线的顶表面接触，每行沿着第一方向延伸；源极线，所述源极线每个都沿着第一方向延伸并与所述沟道线的顶表面接触，其中，所述源极线与所述位线接触的行交替；以及位线，所述位线形成在所述位线接触之上，所述位线每个都沿着第二方向延伸。