[發明專利]三維存儲器結構及其操作方法

有效

• 申請號: 201210586806.4
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103904080A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 陳士弘
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L23/58;G11C16/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種三維存儲器結構(3D?memory?structure)，包括：

多個疊層結構，垂直形成于一襯底上，各該疊層結構包括：

一底部柵極(bottom?gate)，其中該多個疊層結構的該多個底部柵極相互連接；

多個柵極(gate)和多個柵極絕緣層(gate?insulator)交錯疊層于該底部柵極上方；和

兩條選擇線(selection?lines)分隔地位于該多個柵極上方且獨立控制，該多個選擇線之間、該多個選擇線和該柵極之間以及該多個選擇線的頂部是以該柵極絕緣層絕緣；

多個電荷捕捉復合層(charge?trapping?multilayers)，位于該多個疊層結構外圍并延伸至該多個底部柵極上；

多個超薄通道(ultra-thin?channels)，位于該多個電荷捕捉復合層外側和襯里式地位于該多個疊層結構之間(lined?between?the?stacked?structures)；和

一介電層，填充于該多個超薄通道外和該多個疊層結構之間。

2.根據權利要求1所述的三維存儲器結構，其中各該疊層結構中的兩該多條選擇線為兩條串行選擇線(string?selection?line，SSL)或是兩條接地選擇線(ground?selection?line，GSL)，其中兩該相鄰疊層結構間的該多個電荷捕捉復合層分別與一SSL和一GSL對應連接。

3.根據權利要求1所述的三維存儲器結構，其中在兩相鄰疊層結構之間的該多個超薄通道向下延伸，而襯里式地形成一超薄U形通道(ultra-thin?U-shaped?channels)于相鄰兩該多個疊層結構之間。

4.根據權利要求1所述的三維存儲器結構，更包括多個層接點(layercontact)，分別與該底部柵極、該多個柵極和該多個選擇線電性連接。

5.根據權利要求1所述的三維存儲器結構，其中該多個疊層結構是在一xy平面上成指狀交錯排列(arranged?as?staggered?fingers)。

6.一種三維存儲器結構(3D?memory?structure)，包括：

一第一指狀疊層件和一第二指狀疊層件是垂直形成于一襯底上，且該第一、第二指狀疊層件是相對(對向)交錯設置，該第一指狀疊層件至少包括一第一疊層結構和一第二疊層結構于一xy平面上朝-x方向延伸，該第二指狀疊層件至少包括一第三疊層結構和一第四疊層結構于該xy平面上朝+x方向延伸，該第三疊層結構延伸于該第一疊層結構和該第二疊層結構之間，該第一至該第四疊層結構中的各該疊層結構沿著z方向包括一底部柵極(bottom?gate)、多個柵極(gate)和多個柵極絕緣層(gate?insulator)交錯疊層于該底部柵極上方、和兩選擇線(selection?lines)獨立地位于該多個柵極的上方，其中該第一至該第四疊層結構的該多個底部柵極相互連接；

一第一電荷捕捉復合層和一第二電荷捕捉復合層，分別形成于該第一指狀疊層件和該第二指狀疊層件的外圍，并沿著z方向延伸至該第一至該第四疊層結構兩相鄰疊層結構之間的該多個底部柵極上；

多個超薄通道(ultra-thin?channels)，相互間隔地位于該第一和該第二電荷捕捉復合層外側并向下延伸，位于該第一至該第四疊層結構的相鄰該多個疊層結構的相對側面的每兩該超薄通道構成一超薄U形通道；

多條字線選擇器(Word?line?selectors)，分別設置于該第一至該第四疊層結構的各該疊層結構的尾端的兩側并分別連接該第一和該第二電荷捕捉復合層；和

一介電層，填充于該多個超薄通道和該多條字線選擇器之外和該第一和該第二指狀疊層件之間，

其中，該三維存儲器結構具有多個存儲單元(unit?cells)，各該存儲單元包括單一該柵極和該第一和該第二電荷捕捉復合層的一部份。

7.根據權利要求6所述的三維存儲器結構，其中該第一至該第四疊層結構的各該疊層結構中的兩該多條選擇線為兩條串行選擇線(stringselection?line，SSL)或是兩條接地選擇線(ground?selection?line，GSL)，其中該第一至該第四疊層結構的兩該相鄰疊層結構間的該第一和該第二電荷捕捉復合層分別與其中一SSL和其中一GSL對應連接。