[發(fā)明專利]非易失性存儲(chǔ)裝置及其操作和制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610171720.X
• 申請(qǐng)日: 2006-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN101114654A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金元柱;金錫必;樸允童;具俊謨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L27/115
• 分類號(hào): H01L27/115;H01L21/8247;G11C16/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非易失性存儲(chǔ)裝置，更具體地，涉及一種具有凹入型控制柵極的非易失性存儲(chǔ)裝置，以及其操作和制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品尺寸減小和速度增加，用于半導(dǎo)體產(chǎn)品的非易失性存儲(chǔ)裝置的操作速度和集成度也增加了。因而，具有3維結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)裝置替代了具有平面結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)裝置。例如，具有3維結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)裝置可以包括延伸進(jìn)入半導(dǎo)體基底內(nèi)的凹入型控制柵極。

具有3維結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)裝置比具有平面結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)裝置具有更大的溝道區(qū)，因此具有增加的操作電流，結(jié)果增加了非易失性存儲(chǔ)裝置的速度。

但是，由于仍然具有大的摻雜區(qū)，例如源區(qū)和漏區(qū)，所以具有3維結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)裝置受到其集成度可增加程度的限制。具體地，具有NAND結(jié)構(gòu)的對(duì)于集成度有利的非易失性存儲(chǔ)裝置具有大的交替布置的源區(qū)和漏區(qū)，使得所述存儲(chǔ)裝置受到其集成度可增加程度的限制。

圖1是傳統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)裝置的電路圖。參考圖1，字線WL和位線BL相互交叉。存儲(chǔ)器晶體管Tm的源極和漏極(未圖示)連接到位線BL。存儲(chǔ)晶體管Tm的控制柵極連接到字線WL。具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)裝置可以被稱為氮化物可編程只讀存儲(chǔ)器(NROM)裝置。NROM裝置的位線WL具有大的摻雜區(qū)，這使NROM裝置的集成度不能夠增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種可以增加其集成度的非易失性存儲(chǔ)裝置。

本發(fā)明還公開了一種可以增加其集成度的非易失性存儲(chǔ)裝置的操作方法。

本發(fā)明還公開了一種可以增加其集成度的非易失性存儲(chǔ)裝置的制造方法

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種非易失性存儲(chǔ)裝置，包括：在半導(dǎo)體基底上形成的多個(gè)第一控制柵極；在兩個(gè)相鄰的第一控制柵極之間形成并且凹入半導(dǎo)體基底從而布置在多個(gè)第一控制柵極的底部下面的多個(gè)第二控制柵極；布置在半導(dǎo)體基底和多個(gè)第一控制柵極之間的多個(gè)第一存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)膜；布置在半導(dǎo)體基底和多個(gè)第二控制柵極之間的多個(gè)第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)膜；和被界定在半導(dǎo)體基底內(nèi)以便順序延伸跨過(guò)多個(gè)第一控制柵極和多個(gè)第二控制柵極的多個(gè)位線區(qū)。

位線區(qū)是半導(dǎo)體基底內(nèi)的摻雜區(qū)。

非易失性存儲(chǔ)裝置還可以包括：在多個(gè)第一柵極下面的半導(dǎo)體基底表面附近界定的多個(gè)第一溝道區(qū)；和界定在半導(dǎo)體基底表面附近的多個(gè)第二溝道區(qū)，每個(gè)包圍多個(gè)第二控制柵極并且界定在兩個(gè)相鄰位線區(qū)之間。

多個(gè)第一溝道區(qū)和第二溝道區(qū)在相互隔開。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種操作非易失性存儲(chǔ)裝置的方法，包括：對(duì)多個(gè)第一和第二控制柵極至少之一施加編程電壓，并且在兩個(gè)相鄰的位線區(qū)之間施加操作電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種制造非易失性存儲(chǔ)裝置的方法，包括：在半導(dǎo)體基底內(nèi)形成多個(gè)溝槽；在半導(dǎo)體基底內(nèi)形成多個(gè)位線區(qū)以便順序延伸跨過(guò)多個(gè)溝槽；在多個(gè)溝槽之間的半導(dǎo)體基底表面上形成多個(gè)第一存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)膜；在多個(gè)第一存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)膜上形成多個(gè)第一控制柵極；并且在多個(gè)第二存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)膜上形成多個(gè)第二控制柵極，以便被布置在多個(gè)第一控制柵極的底部的下面并且被凹入。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的典型實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更為顯見(jiàn)，其中：

圖1是傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)裝置的電路圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)裝置的透視圖。

圖3是示出在圖2中所示出的非易失性存儲(chǔ)裝置的布局圖；

圖4是沿在圖2中所示出的非易失性存儲(chǔ)裝置的IV-IV’線所取的截面圖；

圖5和6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的操作非易失性存儲(chǔ)裝置方法的布局圖；并且

圖7至9是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)裝置的制造方法的透視圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將參考附圖更充分地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例。但是本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，不應(yīng)解釋為限于在此提出的實(shí)施例，相反公開這些實(shí)施例使得本公開更為徹底和完整，并且對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的概念。在附圖中，為清楚起見(jiàn)，夸大了層和區(qū)的厚度。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)裝置的透視圖。圖3是示出在圖2中示出的非易失性存儲(chǔ)裝置的布局圖。圖4是沿在圖2中示出的非易失性存儲(chǔ)裝置的IV-IV’線所取的截面圖。