[發明專利]非易失性存儲器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201210560867.3
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103178068A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 崔相武;周瀚洙;樸丙洙;吳尚炫
• 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;H01L29/43;H01L21/8247;H01L21/28
• 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: 石卓瓊;俞波

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年12月21日提交的韓國專利申請No.10-2011-0139624的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種非易失性存儲器件及其制造方法，更具體而言，涉及一種包括垂直于襯底層疊的多個存儲器單元的非易失性存儲器件和制造所述非易失性存儲器件的方法。

背景技術

非易失性存儲器件即使在電源斷電時也保持數據。目前存在并使用多種非易失性存儲器件，諸如NAND快閃存儲器。

隨著在硅襯底之上形成單層的存儲器單元的二維非易失性存儲器件的集成度可能達到技術極限，可以使用在硅襯底之上垂直層疊多個存儲器單元的三維非易失性存儲器件。三維非易失性存儲器件分為垂直溝道器件和垂直柵器件，在垂直溝道器件中沿著垂直于襯底所形成的溝道層疊多個字線，在垂直柵器件中沿著垂直于襯底所形成的柵形成多個溝道層。

雖然二維存儲器單元使用襯底的一部分作為溝道，但是三維非易失性存儲器件不使用襯底的一部分作為溝道。因此，三維非易失性存儲器件不能通過向具有高濃度P型雜質區的襯底體施加高正電壓而經由福勒-諾德海姆（Fowler-Nordheim）隧穿將空穴注入存儲器單元的浮柵中來執行擦除操作。而是，三維非易失性存儲器件通過向選擇晶體管的柵極施加高電壓而產生柵致漏極泄漏（Gate-Induced?Drain?Leakage，GIDL）來執行擦除操作，并向溝道提供由GIDL電流產生的熱空穴。

然而，由于產生許多電子-空穴對可能是困難的，因此三維非易失性存儲器件可能不能有效地利用GIDL電流執行擦除操作。

發明內容

本發明的實施例針對一種可以有效地利用柵致漏極泄漏（Gate-Induced?DrainLeakage，GIDL）電流執行擦除操作的三維非易失性存儲器件，以及制造所述非易失性存儲器件的方法。

根據本發明的一個實施例，一種非易失性存儲器件包括：溝道結構，所述溝道結構形成在襯底之上，所述襯底包括交替地層疊的多個層間電介質層和多個溝道層；以及第一選擇柵和第二選擇柵，第一選擇柵和第二選擇柵被設置在溝道結構的第一側和第二側，其中第一選擇柵和第二選擇柵分別接觸多個溝道層的側壁，其中，形成第一選擇柵的材料的功函數與形成第二選擇柵的材料的功函數不同。

根據本發明的另一個實施例，一種非易失性存儲器件包括：溝道，所述溝道從襯底沿垂直方向延伸；以及多個層間電介質層和多個導電層，所述多個層間電介質層和所述多個導電層沿著溝道交替地層疊，其中，所述多個導電層之中的最上層的導電層形成選擇柵，以及選擇柵的接觸溝道的第一側的第一部分由具有第一功函數的材料形成，而選擇柵的接觸溝道的第二側的第二部分由具有第二功函數的材料形成，第二功函數與第一功函數不同。

附圖說明

圖1是說明根據本發明一個實施例的非易失性存儲器件的立體圖。

圖2是圖1的非易失性存儲器件沿線X-X’截取的剖面圖。

圖3A是現有的非易失性存儲器件的能帶圖。

圖3B是根據本發明一個實施例的非易失性存儲器件的能帶圖。

圖4A至圖7B說明根據本發明一個實施例的制造非易失性存儲器件的方法。

圖8是根據本發明另一個實施例的非易失性存儲器件的立體圖。

圖9至圖10是根據本發明又一個實施例的非易失性存儲器件的剖面圖和平面圖。

圖11至圖12是說明根據本發明再一個實施例的制造非易失性存儲器件的方法的剖面圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例。但是，本發明可以以不同的方式實施，并不應當解釋為限定為本文所列的實施例。另外，提供這些實施例是為了使本說明書充分和完整，并向本領域技術人員充分傳達本發明的范圍。在本說明書中，相似的附圖標記在本發明的不同附圖和實施例中表示相似的部分。

附圖并非按比例繪制，并且在某些情況下為了清楚地示出實施例的特征，可能對比例做夸大處理。當提及第一層在第二層“上”或在襯底“上”時，其不僅表示第一層直接形成在第二層或襯底上的情況，還表示在第一層與第二層或襯底之間存在第三層的情況。

在下文中，參考圖1至圖7B來描述根據本發明一個實施例的非易失性存儲器件以及制造所述非易失性存儲器件的方法。