[發明專利]垂直型非易失性存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010299123.1
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102034829A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 金伶厚;李曉山;裵相元;尹普彥;李根澤
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

1.一種垂直型非易失性存儲器件，包括：

襯底上的絕緣層圖案，所述絕緣層圖案具有線形狀；

所述襯底上的單晶半導體圖案，直接在所述絕緣層圖案的側壁上，所述單晶半導體圖案包括在垂直方向上延伸的柱形，該垂直方向關于所述襯底的主表面垂直取向；

隧穿氧化物層，在所述單晶半導體圖案上；

下電極層圖案，在所述隧穿氧化物層上且在所述襯底上；

多個絕緣中間層圖案，在所述下電極層圖案上，所述絕緣中間層圖案沿所述單晶半導體圖案彼此間隔開一距離；

電荷俘獲層和阻擋電介質層，在所述絕緣中間層圖案之間的所述隧穿氧化物層上；

多個控制柵極圖案，在所述絕緣中間層圖案之間的所述阻擋電介質層上；以及

上電極層圖案，在所述隧穿氧化物層上且在所述絕緣中間層圖案的最上部上。

2.如權利要求1所述的垂直型非易失性存儲器件，其中所述電荷俘獲層包括硅氮化物或金屬氧化物。

3.如權利要求1所述的垂直型非易失性存儲器件，其中所述電荷俘獲層和所述阻擋電介質層包括遵循所述隧穿氧化物層的表面以及所述絕緣中間層圖案的上表面和下表面的各個共形層。

4.如權利要求1所述的垂直型非易失性存儲器件，還包括在所述下電極層圖案與所述襯底之間的下絕緣層。

5.如權利要求1所述的垂直型非易失性存儲器件，其中所述單晶半導體圖案包括單晶硅。

6.如權利要求5所述的垂直型非易失性存儲器件，其中所述單晶半導體圖案通過熱處理非晶硅以進行相變轉變為單晶硅而形成。

7.如權利要求1所述的垂直型非易失性存儲器件，其中所述阻擋電介質層包括硅氧化物或金屬氧化物。

8.如權利要求1所述的垂直型非易失性存儲器件，還包括在所述襯底中的雜質區域，所述雜質區域電連接到所述單晶半導體圖案。

9.一種制造垂直型非易失性存儲器件的方法，包括：

在半導體襯底中形成雜質區域；

在所述雜質區域上形成下絕緣層；

在所述下絕緣層上形成下電極層；

在所述下電極層上重復地形成絕緣中間層和犧牲層；

在最上面的絕緣中間層上形成上電極層；

在重復堆疊的層中形成溝道凹槽以形成絕緣中間層圖案和犧牲層圖案，所述雜質區域通過所述溝道凹槽暴露；

在所述溝道凹槽的側壁上形成隧穿氧化物層；

在所述溝道凹槽中的所述隧穿氧化物層上形成單晶半導體圖案；

在所述溝道凹槽中形成絕緣層圖案；

去除所述犧牲層圖案以暴露所述隧穿氧化物層；

在所述隧穿氧化物層上形成電荷俘獲層和阻擋電介質層；以及

在所述絕緣中間層圖案之間的所述阻擋電介質層上形成控制柵極圖案。

10.如權利要求9所述的方法，還包括在形成所述控制柵極圖案之后，形成直接在所述單晶圖案上的位線。

11.如權利要求9所述的方法，其中去除所述犧牲層圖案以暴露所述隧穿氧化物層包括：

部分去除所述單晶圖案之間的所述重復堆疊層以形成第一開口；以及

通過濕法蝕刻工藝去除所述犧牲層圖案以形成暴露所述隧穿氧化物層的第二開口。

12.如權利要求11所述的方法，其中形成控制柵極圖案包括：

在所述阻擋電介質層的表面上形成導電層以填充所述第一開口和所述第二開口；以及

蝕刻填充所述第一開口的所述導電層使得所述導電層保留在所述第二開口中。

13.如權利要求12所述的方法，還包括：

在所述第一開口中形成隔離絕緣層圖案，使得同一層的所述控制柵極圖案彼此絕緣。

14.如權利要求9所述的方法，其中所述犧牲層使用硅氧化物形成，所述絕緣中間層使用硅氮化物形成。

15.如權利要求9所述的方法，其中所述犧牲層形成為具有比所述控制柵極圖案更大的厚度。

16.如權利要求9所述的方法，其中所述犧牲層包括相對于所述絕緣層具有蝕刻選擇性的材料。