[發明專利]半導體存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210125455.7
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102760739A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 徐順玉;李相范;金世峻
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;俞波

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年4月26日提交至韓國專利局的韓國申請No.10-2011-0038998的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及半導體存儲器件及其制造方法，尤其涉及一種具有三維(3D)結構的半導體存儲器件及其制造方法。

背景技術

當快閃存儲器件工作時，若大量電流從多個位線流向耦接到公共源極線的源極接觸插塞時，則出現源極線彈跳現象(bouncing?phenomenon)，其中公共源極線的電壓由于源極接觸插塞的電阻而發生偏移。源極線彈跳現象使快閃存儲器件的特性退化。下文將詳細描述由于源極線彈跳現象導致的快閃存儲器件特性的退化。

快閃存儲器件的存儲器單元陣列包括多個存儲串。每個存儲串包括串聯耦接的存儲器單元。此外，存儲串的漏極耦接到位線。耦接到各個位線的多個存儲串通過源極接觸插塞共同耦接到公共源極線。此外，形成存儲串的每個存儲器單元的柵極耦接到字線。

為了在選中的存儲器單元中寫入數據，在設定的次數內重復地執行編程操作和驗證操作，直到完成對所選存儲器單元的編程為止。在驗證操作中，耦接到選中的存儲器單元的位線的電壓被預充電至高電平。接著，通過向耦接到選中的存儲器單元的字線施加驗證電壓，根據位線的電壓是否改變來確定選中的存儲器單元是否被編程。即，當選中的存儲器單元的閾值電壓為驗證電壓或更高(即，選中的存儲器單元已被編程)時，位線的電壓保持在高電平。若選中的存儲器單元的閾值電壓未到達驗證電壓(即，選中的存儲器單元尚未被編程)，則將位線耦接到公共源極線并因此使位線的電壓從預充電電平放電到接地電壓。此時，若公共源極線的電壓由于對公共源極線和耦接到位線的存儲串進行耦接的源極接觸插塞的電阻而升高，則選中的存儲器單元的源極電壓也升高。取決于耦接到字線的未選擇的存儲器單元的編程狀態，公共源極線的電壓可能發生偏移。

例如，若對處于其中耦接到字線的所有未選中的存儲器單元均未被編程的狀態下的選中的存儲器單元執行驗證操作，則公共源極線的電壓會升高。因此，選中的存儲器單元可能被驗證為已編程，因為，盡管選中的存儲器單元未被編程，但是位線的電壓沒有從預充電電平放電。可以通過隨后的編程操作對耦接到字線的所有未選中的存儲器單元進行編程。在這種情況下，若對所選存儲器單元執行讀取操作，則所選存儲器單元的閾值電壓可被讀出為低于驗證操作中的電壓，因為與未選中的存儲器單元沒有被編程時的噪聲相比，由于公共源極線而引起的噪聲減小。

會出現編程不足的單元，所述編程不足的單元被確定為已被編程了，但是由于如上述其中公共源極線的電壓根據外圍單元的編程狀態而被偏移的源極線彈跳現象，所述單元尚未編程。對于特定的編程狀態，編程不足的單元增加了存儲器單元的閾值電壓分布寬度。根據耦接到公共源極線的源極接觸插塞的電阻的增大，上述導致快閃存儲器件的特性退化的源極線彈跳現象會變得更為嚴重。

在其中將存儲器單元在垂直于半導體襯底的方向上層疊以增大存儲器單元的集成度的3D結構的半導體存儲器件中，在結構特性方面，將多個單元串共同耦接到具有高電阻的源極接觸插塞。因此，在3D結構的半導體存儲器件中，源極線彈跳現象變得更為嚴重。于是，需要一種改善源極線彈跳現象的方法。

發明內容

本發明的例示性實施例涉及一種可以改善源極線彈跳現象的具有3D結構的半導體存儲器件及其制造方法。

根據本發明的一個方面，一種半導體存儲器件包括：多個存儲塊，所述多個存儲塊被形成于包括源極區的襯底之上并由縫隙彼此隔開；多個位線，所述多個位線耦接到存儲塊的串并被設置在存儲塊之上；以及形成于縫隙內的源極接觸線，所述源極接觸線分別耦接到源極區并被設置在與多個位線交叉的方向上。

根據本發明的另一個方面，一種制造半導體存儲器件的方法包括以下步驟：在包括源極區的襯底之上形成由縫隙彼此隔開的多個存儲塊；形成設置在縫隙內并分別耦按到源極區的源極接觸線；以及，在包括源極接觸線的結構之上形成多個位線。

附圖說明

圖1為半導體存儲器件的平面圖；

圖2A為沿圖1的線‘A’截取的所述半導體存儲器件的截面圖；

圖2B為沿圖1的線‘B’截取的所述半導體存儲器件的截面圖；

圖3為根據本發明第一實施例的半導體存儲器件的平面圖；

圖4為圖3中部分‘C’的示意性透視圖；

圖5A至圖11A為平面圖，示出制造根據本發明第一實施例的半導體存儲器件的方法；