[發明專利]存儲器裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201811328293.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN110957327B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 葉騰豪;呂函庭
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11578
• 分類號: H01L27/11578;H01L27/11551
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種存儲器裝置，包括通過數個絕緣條帶所隔離的一導電條帶疊層，此導電條帶疊層中的導電條帶在一第一方向上延伸。存儲器裝置包括多個半圓柱形垂直通道結構，延伸通過此導電條帶疊層中的導電條帶，各半圓柱形垂直通道結構具有一分割的橢圓形截面，其具有相對于第一方向呈傾斜的一主軸。存儲器裝置包括位于導電條帶的側壁上的數據儲存結構。半圓柱形垂直通道結構包括半導體薄膜，這些半導體薄膜具有數個外表面，其與導電條帶的側壁上的數據儲存結構接觸。

技術領域

本發明涉及高密度存儲器裝置，且特別涉及存儲器裝置，其中配置有多個平面的存儲單元以提供一種三維3D陣列。

背景技術

隨著集成電路中的裝置的關鍵尺寸縮小到常見存儲單元技術的極限，設計人員已經在尋找用于疊層多個存儲單元的平面的技術，以達到較大儲存容量并達到每位的較低成本。

在一單一柵極及扁平通道結構(flat channel structure)中，柵極可控制性(gate controllability)受限于柵極寬度，啟動電流(turn on current)受限于通道寬度，并在結構的側壁上的相對存儲單元之間存在有Y-干涉(Y-interference)。

需要提供一種供三維集成電路存儲器用的結構，具有放大的通道寬度、較佳的柵極可控制性及減少的Y-干涉。

發明內容

一種存儲器裝置包括通過數個絕緣條帶所隔離的一導電條帶疊層(stack ofconductive strips)，此疊層中的導電條帶在一第一方向(X-方向)上延伸。此存儲器裝置包括多個半圓柱形垂直通道結構(hemi-cylindrical vertical channel structure)，其延伸通過此疊層中的導電條帶，各半圓柱形垂直通道結構具有一分割的橢圓形截面(divided elliptical cross section)，此分割的橢圓形截面具有相對于第一方向呈傾斜的一主軸。此存儲器裝置包括導電條帶之側壁上的數個數據儲存結構。半圓柱形垂直通道結構包括數個半導體薄膜(semiconductor film)，這些半導體薄膜具有數個外表面，這些外表面與導電條帶的側壁上的數據儲存結構接觸。

說明一種包括垂直與非門串行(NAND string)的一3D陣列之電路，這些與非門串行包括數個三柵極存儲單元(tri-gate memory cell)，例如三柵極電荷捕捉存儲單元(tri-gate charge trapping memory cell)。

如本文所用，一個半圓柱形垂直通道結構具有一通道材料，通道材料局部延伸在一圓柱形結構之一外表面周圍，此圓柱形結構具有一分割的橢圓形狀的水平剖面，其中此橢圓形狀可包括一橢圓形及類似橢圓形的形狀，例如長橢圓形、橢圓形、多邊形、軌道形(racetrack)和其他類似橢圓形的形狀，在這個意義上，它們可被視為具有大于正交于主軸之一短軸(minor axis)之一主軸。一橢圓形狀可被分為兩個分割的橢圓形狀(于此稱為“半橢圓形”)，其中此分割可能不平行于短軸，但是位于相對于主軸傾斜一角度并且相對于短軸傾斜一互補角度之一條線。一對半圓柱形垂直通道結構具有沿著一主軸而橫越過一隔離區塊之彼此相對的半橢圓形截面之外表面上的通道材料，并具有包括兩個分割的半橢圓形狀之一水平剖面。通道材料并未沿著位于隔離區塊之分界線來覆蓋圓柱形結構之外表面，因此被稱為“半圓柱形”。

主軸相對于第一方向傾斜一角度，其中此角度的范圍可在30度和80度之間。導電條帶疊層中的導電條帶可用作與半圓柱形垂直通道結構接觸之三柵極或類似finFET的雙柵極(finFET-like double-gates)。

相較于一單一柵極及扁平通道結構，本技術通過在正交于第一方向之一第二方向(Y-方向)上延伸半圓柱形垂直通道結構之尺寸，并通過在相對于第一方向(X-方向)上傾斜半圓柱形垂直通道結構之一主軸，來提供數個包括數個半圓柱形垂直通道結構的傾斜的半圓柱形存儲單元(hemi-cylindrical memory cell)。