[發明專利]CAKE3DNAND存儲器及其形成方法

有效

• 申請號: 201410315890.5
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104124252B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 鄧寧;吳華強;豐偉;錢鶴;舒清明;朱一明
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京兆易創新科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L27/11568;H01L29/78
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

1.一種CAKE3D?NAND存儲器的形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底；

形成底層隔離層和底層選擇管柵極層；

交替形成多組存儲管隔離層和存儲管柵極層；

形成頂層隔離層和頂層選擇管柵極層；

刻蝕形成在俯視平面上均勻分布的N個垂直孔，所述垂直孔的底部與所述襯底接觸，N為正整數；

在所述垂直孔的內表面上沉積形成電荷俘獲復合層，然后填積多晶硅以形成柱狀襯底；

垂直刻蝕多個隔離槽，其中各個所述隔離槽的底部與所述頂層隔離層接觸，所述多個隔離槽將頂層選擇管柵極層在俯視平面上被均分為N組、每組M個、共計M*N個相同的頂層選擇管柵極單元，M為正整數；

對所述M*N個頂層選擇管柵極單元、所述底層選擇管柵極層和多層所述存儲管柵極層分別形成金屬引線；

形成與所述N個柱狀襯底頂部分別相連的N條位線，以及形成與所述襯底底部相連的源線。

2.根據權利要求1所述的CAKE3D?NAND存儲器的形成方法，其特征在于，所述多個隔離槽包括：

多個第一隔離槽，用于將所述頂層選擇管柵極層平均分隔成N個相同頂層選擇管柵極區域，其中，每個所述頂層選擇管柵極區域對應一個所述柱狀襯底；以及

多個第二隔離槽，用于將每個頂層選擇管柵極區域平均分隔成M個相同頂層選擇管柵極單元，其中，每個頂層選擇管柵極單元均與所述柱狀襯底的局部相接觸。

3.根據權利要求1所述的CAKE3D?NAND存儲器的形成方法，其特征在于，所述沉積形成電荷俘獲復合層包括：依次沉積形成隧穿氧化層、電荷陷阱層和阻擋氧化層。

4.根據權利要求1所述的CAKE3D?NAND存儲器的形成方法，其特征在于，

當所述N個垂直孔呈二維正方點陣分布時，M取值為4、8或16；

當所述N個垂直孔呈二維六角點陣分布時，M取值為3、6或9。

5.一種CAKE3D?NAND存儲器，其特征在于，包括：

襯底；

形成在所述襯底之上的底層隔離層和底層選擇管柵極層；

形成在所述底層選擇管柵極層之上的、交替出現的多組存儲管隔離層和存儲管柵極層；

形成在所述多組存儲管隔離層和存儲管柵極層之上的頂層隔離層；

形成在所述頂層隔離層之上的、在俯視平面上均勻分布的、N組并且每組M個、共計M*N個相同的頂層選擇管柵極單元；

N個柱狀結構，每個所述柱狀結構在俯視平面上位于每組頂層選擇管柵極單元的中間，N組頂層選擇管柵極單元分別與N個所述柱狀結構分別對應，并且屬于同一組中的M個頂層選擇管柵極單元分別與一個所述柱狀結構的局部相接觸，其中，每個所述柱狀結構在長度方向上從所述頂層選擇管柵極層垂直貫穿至所述襯底，每個所述柱狀結構在徑向方向包括外側的電荷俘獲復合層和內側的柱狀襯底；

多條柵極金屬引線，所述多條柵極金屬引線分別與所述M*N個頂層選擇管柵極單元、所述底層選擇管柵極層和多層所述存儲管柵極層相連；

N條位線，所述N條位線與所述N個柱狀襯底頂部分別相連；以及

源線，所述源線與所述襯底底部相連。

6.根據權利要求5所述的CAKE3D?NAND存儲器，其特征在于，所述電荷俘獲復合層沿徑向方向由外至內依次包括：隧穿氧化層、電荷陷阱層和阻擋氧化層。

7.根據權利要求5所述的CAKE3D?NAND存儲器，其特征在于，

當所述N個柱狀結構呈二維正方點陣分布時，M取值為4、8或16；

當所述N個柱狀結構呈二維六角點陣分布時，M取值為3、6或12。