非揮發(fā)性存儲器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種非揮發(fā)性存儲器及其制造方法，該存儲器包括基底、堆疊結(jié)構(gòu)、通道層與第二介電層。堆疊結(jié)構(gòu)包括第一介電層與多個存儲單元。第一介電層設(shè)置于基底上。存儲單元堆疊設(shè)置于第一介電層上。各個存儲單元包括二層第一導(dǎo)體層與電荷存儲結(jié)構(gòu)。電荷存儲結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一導(dǎo)體層之間。垂直相鄰的存儲單元中的電荷存儲結(jié)構(gòu)彼此隔離。通道層設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，且連接于基底。第二介電層設(shè)置于通道層與第一導(dǎo)體層之間。
【專利說明】
非揮發(fā)性存儲器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種存儲器及其制造方法，且特別是涉及一種非揮發(fā)性存儲器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非揮發(fā)性存儲器元件由于具有使存入的數(shù)據(jù)在斷電后也不會消失的優(yōu)點，因此成為個人電腦和電子設(shè)備所廣泛采用的一種存儲器元件。
[0003]目前業(yè)界較常使用的閃存存儲器陣列包括反或柵(NOR)型陣列結(jié)構(gòu)與反及柵(NAND)型陣列結(jié)構(gòu)。由于反及柵(NAND)型陣列的非揮發(fā)性存儲器結(jié)構(gòu)是使各存儲單元串接在一起，其積成度與面積利用率較反或柵(NOR)型陣列的非揮發(fā)性存儲器佳，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在多種電子產(chǎn)品中。
[0004]然而，在目前元件小型化的趨勢下，如何在有限的空間中進(jìn)一步地提升存儲器元件的積成度為目前業(yè)界積極追求的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種非揮發(fā)性存儲器及其制造方法，其可有效地提升存儲器元件的積成度。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種非揮發(fā)性存儲器，包括基底、堆疊結(jié)構(gòu)、通道層與第二介電層。堆疊結(jié)構(gòu)包括第一介電層與多個存儲單元。第一介電層設(shè)置于基底上。存儲單元堆疊設(shè)置于第一介電層上。各個存儲單元包括二層第一導(dǎo)體層與電荷存儲結(jié)構(gòu)。電荷存儲結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一導(dǎo)體層之間。垂直相鄰的存儲單元中的電荷存儲結(jié)構(gòu)彼此隔離。通道層設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，且連接于基底。第二介電層設(shè)置于通道層與第一導(dǎo)體層之間。
[0007]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，垂直相鄰的兩個存儲單元可共用位于其間的第一導(dǎo)體層。
[0008]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，各個電荷存儲結(jié)構(gòu)包括第三介電層、第四介電層與電荷存儲層。第三介電層設(shè)置于各層第一導(dǎo)體層上。第四介電層設(shè)置于第三介電層上。電荷存儲層設(shè)置于第三介電層與第四介電層之間。
[0009]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，電荷存儲層例如是電荷捕捉層。
[0010]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，通道層包括主通道層與間隙壁通道層。主通道層設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)的一側(cè)。間隙壁通道層設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)與主通道層之間。
[0011]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，還包括摻雜區(qū)，設(shè)置于通道層下方的基底中。
[0012]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，還包括導(dǎo)線，設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)上，且連接于通道層。
[0013]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，導(dǎo)線與通道層例如是一體成型或是各自獨立的結(jié)構(gòu)。
[0014]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，堆疊結(jié)構(gòu)還包括第二導(dǎo)體層，設(shè)置于第一介電層與堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的第一導(dǎo)體層之間。第二導(dǎo)體層與堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的第一導(dǎo)體層例如是電性隔離。
[0015]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器中，堆疊結(jié)構(gòu)還包括第三導(dǎo)體層，設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的第一導(dǎo)體層上。第三導(dǎo)體層與堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的第一導(dǎo)體層例如是電性隔離。
[0016]本發(fā)明提出一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，包括下列步驟。在基底上形成堆疊結(jié)構(gòu)。堆疊結(jié)構(gòu)包括第一介電層與多個存儲單元。第一介電層設(shè)置于基底上。存儲單元堆疊設(shè)置于第一介電層上。各個存儲單元包括二層第一導(dǎo)體層與電荷存儲結(jié)構(gòu)。電荷存儲結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一導(dǎo)體層之間。垂直相鄰的存儲單元中的電荷存儲結(jié)構(gòu)彼此隔離。在堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成通道層。通道層連接于基底。在通道層與第一導(dǎo)體層之間形成第二介電層。
[0017]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，堆疊結(jié)構(gòu)的形成方法包括下列步驟。在基底上形成第一介電材料層。在第一介電材料層上交替地形成多層第一導(dǎo)體材料層與多層電荷存儲結(jié)構(gòu)層。對第一導(dǎo)體材料層、電荷存儲結(jié)構(gòu)層與第一介電材料層進(jìn)行圖案化制作工藝。
[0018]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，各層電荷存儲結(jié)構(gòu)層的形成方法包括下列步驟。在各層第一導(dǎo)體材料層上形成第三介電材料層。在第三介電材料層上形成電荷存儲材料層。在電荷存儲材料層上形成第四介電材料層。
[0019]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，圖案化制作工藝可于第一導(dǎo)體材料層、電荷存儲結(jié)構(gòu)層與第一介電材料層中形成暴露出基底的開
□ O
[0020]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，通道層的形成方法包括下列步驟。在堆疊結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的第二介電層上形成間隙壁通道層。形成填滿開口的主通道層。
[0021]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，還包括于通道層下方的基底中形成摻雜區(qū)。
[0022]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，還包括于堆疊結(jié)構(gòu)上形成連接于通道層的導(dǎo)線。
[0023]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，導(dǎo)線與通道層可通過一體成型的方式形成或是各自獨立形成。
[0024]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，還包括于第一介電層與堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的第一導(dǎo)體層之間形成第二導(dǎo)體層。第二導(dǎo)體層與堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的第一導(dǎo)體層例如是電性隔離。
[0025]依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，還包括于堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的第一導(dǎo)體層上形成第三導(dǎo)體層。第三導(dǎo)體層與堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的第一導(dǎo)體層例如是電性隔離。
[0026]基于上述，在本發(fā)明所提出的非揮發(fā)性存儲器及其制造方法中，通過將多個存儲單元中的第一導(dǎo)體層與電荷存儲結(jié)構(gòu)堆疊設(shè)置，且搭配平坦式的電荷存儲結(jié)構(gòu)與垂直式的通道層，可有效地提升存儲器元件的積成度。
[0027]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0028]圖1A至圖1F為本發(fā)明的一實施例的非揮發(fā)性存儲器的制造流程剖視圖；
[0029]圖2為對圖1F的非揮發(fā)性存儲器進(jìn)行編程操作的電路簡圖；
[0030]圖3為對圖1F的非揮發(fā)性存儲器進(jìn)行抹除操作的電路簡圖；
[0031]圖4為對圖1F的非揮發(fā)性存儲器進(jìn)行讀取操作的電路簡圖。
[0032]符號說明
[0033]10:非揮發(fā)性存儲器
[0034]100:基底
[0035]102、106、112、116、118、122、130:介電材料層
[0036]102a、106a、112a、116a、118a、122a、130a:介電層
[0037]104、108、120:導(dǎo)體材料層
[0038]104a、108a、120a:導(dǎo)體層
[0039]110:電荷存儲結(jié)構(gòu)層
[0040]I 1a:電荷存儲結(jié)構(gòu)
[0041]114:電荷存儲材料層
[0042]114a:電荷存儲層
[0043]124:堆疊結(jié)構(gòu)
[0044]126:開口
[0045]128:存儲單元
[0046]132:間隙壁通道層
[0047]134:摻雜區(qū)
[0048]136:主通道層
[0049]138:通道層
[0050]140:導(dǎo)線
[0051]BL:位線
[0052]CGl?CG6:控制柵極
[0053]S⑶、SGS:選擇柵極
[0054]SL:源極線
【具體實施方式】
[0055]圖1A至圖1F為本發(fā)明的一實施例的非揮發(fā)性存儲器的制造流程剖視圖。
[0056]首先，請參照圖1A，在基底100上形成介電材料層102?；?00例如是硅基底。介電材料層102的材料例如是氧化硅。介電材料層102的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或熱氧化法。
[0057]接著，可選擇性地于介電材料層102上形成導(dǎo)體材料層104。導(dǎo)體材料層104的材料例如是摻雜多晶硅。導(dǎo)體材料層104的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0058]然后，可選擇性地于導(dǎo)體材料層104上形成介電材料層106。介電材料層106的材料例如是氧化硅。介電材料層106的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0059]接下來，請參照圖1B，在介電材料層106上交替地形成多層導(dǎo)體材料層108與多層電荷存儲結(jié)構(gòu)層110。在此實施例中，是以形成六層導(dǎo)體材料層108與五層電荷存儲結(jié)構(gòu)層110為例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不以此為限。于此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者可依照產(chǎn)品設(shè)置需求來調(diào)整導(dǎo)體材料層108的層數(shù)與電荷存儲結(jié)構(gòu)層110的層數(shù)。
[0060]導(dǎo)體材料層108的材料例如是摻雜多晶硅。導(dǎo)體材料層108的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0061]各層電荷存儲結(jié)構(gòu)層110例如是通過下列方法形成。在各層導(dǎo)體材料層108上形成介電材料層112。在介電材料層112上形成電荷存儲材料層114。在電荷存儲材料層114上形成介電材料層116。介電材料層112、116的材料例如分別是氧化硅。介電材料層112、116的形成方法例如分別是化學(xué)氣相沉積法或熱氧化法。電荷存儲材料層114的材料例如是電荷捕捉材料，如氮化硅等。電荷存儲材料層114的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0062]再者，請參照圖1C，可選擇性地于導(dǎo)體材料層108上形成介電材料層118。介電材料層118的材料例如是氧化硅。介電材料層118的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0063]隨后，可選擇性地于介電材料層118上形成導(dǎo)體材料層120。導(dǎo)體材料層120的材料例如是摻雜多晶硅。導(dǎo)體材料層120的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0064]繼之，可選擇性地于導(dǎo)體材料層120上形成介電材料層122。介電材料層122的材料例如是氧化硅。介電材料層122的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0065]接著，請參照圖1D，對介電材料層122、導(dǎo)體材料層120、介電材料層118、導(dǎo)體材料層108、電荷存儲結(jié)構(gòu)層110、介電材料層106、導(dǎo)體材料層104與介電材料層102進(jìn)行圖案化制作工藝，而形成堆疊結(jié)構(gòu)124。堆疊結(jié)構(gòu)124包括介電層122a、導(dǎo)體層120a、介電層118a、導(dǎo)體層108a、電荷存儲結(jié)構(gòu)110a、介電層106a、導(dǎo)體層104a與介電層102a。電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa包括介電層112a、電荷存儲層114a與介電層116a。在此實施例中，是以形成兩個堆疊結(jié)構(gòu)124為例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不以此為限，只要形成一個以上堆疊結(jié)構(gòu)124即屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。于此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者可依照產(chǎn)品設(shè)置需求來調(diào)整堆疊結(jié)構(gòu)124的個數(shù)。
[0066]此外，上述圖案化制作工藝可于介電材料層122、導(dǎo)體材料層120、介電材料層118、導(dǎo)體材料層108、電荷存儲結(jié)構(gòu)層110、介電材料層106、導(dǎo)體材料層104與介電材料層102中形成暴露出基底100的開口 126。上述圖案化制作工藝?yán)缡墙M合使用光刻制作工藝與蝕刻制作工藝來進(jìn)行。
[0067]此外，由相鄰的兩層導(dǎo)體層108a與位于其間的電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa形成存儲單元128。導(dǎo)體層108a可作為控制柵極使用。導(dǎo)體層120a與導(dǎo)體層104a分別可作為選擇柵極使用。在此實施例中，是以在一個堆疊結(jié)構(gòu)124中形成五個存儲單元128為例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不以此為限。于此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者可依照產(chǎn)品設(shè)置需求來調(diào)整存儲單元128的個數(shù)。
[0068]然后，共形地于開口 126上形成介電材料層130。介電材料層130的材料例如是氧化硅。介電材料層130的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或熱氧化法。
[0069]接下來，請參照圖1E，在堆疊結(jié)構(gòu)124側(cè)壁上的介電材料層130上形成間隙壁通道層132。間隙壁通道層132的材料例如是多晶硅。間隙壁通道層132的形成方法例如是先共形地于開口 126中形成通道材料層(未繪示)，再對通道材料層進(jìn)行回蝕刻制作工藝而形成?；匚g刻制作工藝?yán)缡歉墒轿g刻制作工藝。
[0070]之后，對介電材料層130進(jìn)行回蝕刻制作工藝，移除未被間隙壁通道層132所覆蓋的介電材料層130，而形成暴露出基底100的介電層130a?；匚g刻制作工藝?yán)缡歉墒轿g刻制作工藝。
[0071]再者，在暴露出的基底100中形成摻雜區(qū)134。摻雜區(qū)134可作為源極線使用。摻雜區(qū)134的形成方法例如是離子注入法。
[0072]隨后，請參照圖1F，形成填滿開口 126的主通道層136。主通道層136連接于基底100中的摻雜區(qū)134。主通道層136與間隙壁通道層132形成通道層138。主通道層136的材料例如是多晶硅。主通道層136的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0073]繼之，在堆疊結(jié)構(gòu)124上形成連接于通道層138的導(dǎo)線140。導(dǎo)線140的材料例如是摻雜多晶硅等導(dǎo)體材料。導(dǎo)線140的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)線140與通道層138中的主通道層136可通過一體成型的方式形成或是各自獨立形成。
[0074]通過上述制造方法已完成反或柵(NOR)型陣列的非揮發(fā)性存儲器10的制作。以下，通過圖1F來說明本實施例的非揮發(fā)性存儲器10的結(jié)構(gòu)。
[0075]請參照圖1F，非揮發(fā)性存儲器10包括基底100、堆疊結(jié)構(gòu)124、通道層138與介電層130a。堆疊結(jié)構(gòu)124包括介電層102a與多個存儲單元128。介電層102a設(shè)置于基底100上。存儲單元128堆疊設(shè)置于介電層102a上。各個存儲單元128包括二層導(dǎo)體層108a與電荷存儲結(jié)構(gòu)110a。電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa設(shè)置于導(dǎo)體層108a之間。垂直相鄰的存儲單元128中的電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa彼此隔離。垂直相鄰的兩個存儲單元128可共用位于其間的導(dǎo)體層108a。各個電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa包括介電層112a、介電層116a與電荷存儲層114a。介電層112a設(shè)置于各層導(dǎo)體層108a上。介電層116a設(shè)置于介電層112a上。電荷存儲層114a設(shè)置于介電層112a與介電層116a之間。電荷存儲層114a例如是電荷捕捉層。通道層138設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)124的側(cè)壁上，且連接于基底100。通道層138包括主通道層136與間隙壁通道層132。主通道層136設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)124的一側(cè)。間隙壁通道層132設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)124與主通道層136之間。介電層130a設(shè)置于通道層138與導(dǎo)體層108a之間，還可延伸至通道層138與導(dǎo)體層104a之間以及通道層138與導(dǎo)體層120a之間。
[0076]此外，非揮發(fā)性存儲器10還可選擇性地包括摻雜區(qū)134、導(dǎo)線140、介電層122a、導(dǎo)體層104a、介電層106a、導(dǎo)體層120a與介電層118a中的至少一者。摻雜區(qū)130設(shè)置于通道層138下方的基底100中，且可與通道層138進(jìn)行連接。導(dǎo)線140設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)124上，且連接于通道層138。導(dǎo)線140與堆疊結(jié)構(gòu)124中的導(dǎo)體層120a例如是通過介電層122a而電性隔離。導(dǎo)線140與通道層138例如是一體成型或是各自獨立的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)體層104a設(shè)置于介電層102a與堆疊結(jié)構(gòu)124中最下方的導(dǎo)體層108a之間。導(dǎo)體層104a與堆疊結(jié)構(gòu)124中最下方的導(dǎo)體層108a例如是通過介電層106a而電性隔離。導(dǎo)體層120a設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)124中最上方的導(dǎo)體層108a上。導(dǎo)體層120a與堆疊結(jié)構(gòu)124中最上方的導(dǎo)體層108a例如是通過介電層118a而電性隔離。
[0077]此外，非揮發(fā)性存儲器10中各構(gòu)件的材料、設(shè)置方式、形成方法與功效已于上述圖1A至圖1F的制造方法中進(jìn)行詳盡地說明，故于此不再贅述。
[0078]基于上述，在上述實施例所提出的非揮發(fā)性存儲器10及其制造方法中，通過將多個存儲單元128中的導(dǎo)體層108a與電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa堆疊設(shè)置，且搭配平坦式的電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa與垂直式的通道層138，可有效地提升存儲器元件的積成度。
[0079]圖2為對圖1F的非揮發(fā)性存儲器進(jìn)行編程操作的電路簡圖。圖3為對圖1F的非揮發(fā)性存儲器進(jìn)行抹除操作的電路簡圖。圖4為對圖1F的非揮發(fā)性存儲器進(jìn)行讀取操作的電路簡圖。以下，通過圖2至圖4來說明上述實施例的非揮發(fā)性存儲器10的操作方法。在圖2至圖4中僅繪示出非揮發(fā)性存儲器10中選定要進(jìn)行操作的一串NAND存儲單元串。
[0080]請同時參照圖1F與圖2至圖4，將導(dǎo)體層108a設(shè)為控制柵極CGl?CG6。將摻雜區(qū)134設(shè)為源極線SL。將導(dǎo)線140設(shè)為字符線BL。將導(dǎo)體層104a與導(dǎo)體層120a分別設(shè)為選擇柵極SGS與選擇柵極SGD。
[0081]請參照圖2，在對選定的存儲單元128(圖2中框示處)進(jìn)行編程操作時，可采用源極端注入(source-side inject1n)的方式將電荷注入電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa而進(jìn)行編程，由此可具有低電壓操作與避免閾值電壓(threshold voltage)分布太廣的功效。
[0082]舉例來說，在對選定的存儲單元128(圖2中框示處)進(jìn)行編程操作所施加的電壓如下。在源極線SL施加操作電壓Vcc，在字符線BL施加0V，在選擇柵極SGS、SGD分別施加
4.5V，在選定的存儲單元128中的控制柵極CG3、CG4分別施加6.5V與1.5V，在其他的控制柵極CG1、CG2、CG5、CG6分別施加4V。然而，于此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者可依照實際的操作條件來對編程電壓進(jìn)行調(diào)整。
[0083]請參照圖3，在對非揮發(fā)性存儲器10進(jìn)行抹除操作時，是對非揮發(fā)性存儲器10的整串NAND存儲單元串進(jìn)行頁式抹除(page erase)，可采用FN穿隧(Fowler-Nordheimtunneling)的方式將存儲在電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa中的電荷抹除。在進(jìn)行抹除操作時，電荷會分別在控制柵極CGl?CG6與電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa之間的抹除路徑流動。
[0084]舉例來說，在對非揮發(fā)性存儲器10的整串NAND存儲單元串進(jìn)行抹除操作所施加的電壓如下。在源極線SL與字符線BL施加OV或使其浮置，在選擇柵極SGS、SGD分別施加
4.5V，在控制柵極CG1、CG3、CG5分別施加0V，在控制柵極CG2、CG4、CG6分別施加11V。然而，于此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者可依照實際的操作條件來對抹除電壓進(jìn)行調(diào)整。
[0085]請參照圖4，在對選定的存儲單元128(圖4中框示處)進(jìn)行讀取操作時，在控制柵極CG3、CG4所施加的電壓可具有以下電壓特性。在控制柵極CG3、CG4所施加的電壓不會將其下方的通道打開，但是敏感度可以偵測到在電荷存儲結(jié)構(gòu)IlOa是否存在電荷。
[0086]舉例來說，在對選定的存儲單元128(圖4中框示處)進(jìn)行讀取操作所施加的電壓如下。在源極線SL施加0V，在字符線BL施加IV，在選擇柵極SGS、SGD分別施加4.5V，在選定的存儲單元128中的控制柵極CG3、CG4分別施加0V，在其他的控制柵極CGl、CG2、CG5、CG6分別施加4V。然而，于此技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者可依照實際的操作條件來對讀取電壓進(jìn)行調(diào)整。
[0087]綜上所述，在上述實施例所提出的非揮發(fā)性存儲器及其制造方法至少具有以下特點。通過將多個存儲單元中的導(dǎo)體層與電荷存儲結(jié)構(gòu)堆疊設(shè)置，且搭配平坦式的電荷存儲結(jié)構(gòu)與垂直式的通道層，可有效地提升存儲器元件的積成度。
[0088]雖然結(jié)合以上實施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種非揮發(fā)性存儲器，包括: 基底； 堆疊結(jié)構(gòu)，包括: 第一介電層，設(shè)置于該基底上；以及 多個存儲單元，堆疊設(shè)置于該第一介電層上，其中各該存儲單元包括: 二第一導(dǎo)體層；以及 電荷存儲結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該些第一導(dǎo)體層之間，其中垂直相鄰的該些存儲單元中的該些電荷存儲結(jié)構(gòu)彼此隔離； 通道層，設(shè)置于該堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，且連接于該基底；以及 第二介電層，設(shè)置于該通道層與該些第一導(dǎo)體層之間。2.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，其中垂直相鄰的兩個存儲單元共用位于其間的該第一導(dǎo)體層。3.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，其中各該電荷存儲結(jié)構(gòu)包括: 第三介電層，設(shè)置于各該第一導(dǎo)體層上； 第四介電層，設(shè)置于該第三介電層上；以及 電荷存儲層，設(shè)置于該第三介電層與該第四介電層之間。4.如權(quán)利要求3所述的非揮發(fā)性存儲器，其中各該電荷存儲層包括一電荷捕捉層。5.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該通道層包括: 主通道層，設(shè)置于該堆疊結(jié)構(gòu)的一側(cè)；以及 間隙壁通道層，設(shè)置于該堆疊結(jié)構(gòu)與該主通道層之間。6.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，還包括摻雜區(qū)，設(shè)置于該通道層下方的該基底中。7.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，還包括導(dǎo)線，設(shè)置于該堆疊結(jié)構(gòu)上，且連接于該通道層。8.如權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該導(dǎo)線與該通道層為一體成型或為各自獨立的結(jié)構(gòu)。9.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該堆疊結(jié)構(gòu)還包括第二導(dǎo)體層，設(shè)置于該第一介電層與該堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的該第一導(dǎo)體層之間，其中該第二導(dǎo)體層與該堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的該第一導(dǎo)體層電性隔離。10.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該堆疊結(jié)構(gòu)還包括第三導(dǎo)體層，設(shè)置于該堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的該第一導(dǎo)體層上，且與該堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的該第一導(dǎo)體層電性隔離。11.一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，包括: 在一基底上形成一堆疊結(jié)構(gòu)，其中該堆疊結(jié)構(gòu)包括: 第一介電層，設(shè)置于該基底上；以及 多個存儲單元，堆疊設(shè)置于該第一介電層上，其中各該存儲單元包括: 二第一導(dǎo)體層；以及 電荷存儲結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該些第一導(dǎo)體層之間，其中垂直相鄰的該些存儲單元中的該些電荷存儲結(jié)構(gòu)彼此隔離； 在該堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成一通道層，其中該通道層連接于該基底；以及 在該通道層與該些第一導(dǎo)體層之間形成一第二介電層。12.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該堆疊結(jié)構(gòu)的形成方法包括: 在該基底上形成一第一介電材料層； 在該第一介電材料層上交替地形成多層第一導(dǎo)體材料層與多層電荷存儲結(jié)構(gòu)層；以及 對該些第一導(dǎo)體材料層、該些電荷存儲結(jié)構(gòu)層與該第一介電材料層進(jìn)行一圖案化制作工藝。13.如權(quán)利要求12所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中各該電荷存儲結(jié)構(gòu)層的形成方法包括: 在各該第一導(dǎo)體材料層上形成一第三介電材料層； 在該第三介電材料層上形成一電荷存儲材料層；以及 在該電荷存儲材料層上形成一第四介電材料層。14.如權(quán)利要求12所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該圖案化制作工藝包括于該些第一導(dǎo)體材料層、該些電荷存儲結(jié)構(gòu)層與該第一介電材料層中形成暴露出該基底的一開口。15.如權(quán)利要求14所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該通道層的形成方法包括: 在該堆疊結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的該第二介電層上形成一間隙壁通道層；以及 形成填滿該開口的一主通道層。16.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，還包括于該通道層下方的該基底中形成一慘雜區(qū)。17.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，還包括于該堆疊結(jié)構(gòu)上形成連接于該通道層的一導(dǎo)線。18.如權(quán)利要求17所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該導(dǎo)線與該通道層是以一體成型的方式形成或是各自獨立形成。19.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，還包括于該第一介電層與該堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的該第一導(dǎo)體層之間形成一第二導(dǎo)體層，其中該第二導(dǎo)體層與該堆疊結(jié)構(gòu)中最下方的該第一導(dǎo)體層電性隔離。20.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，還包括于該堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的該第一導(dǎo)體層上形成一第三導(dǎo)體層，其中該第三導(dǎo)體層與該堆疊結(jié)構(gòu)中最上方的該第一導(dǎo)體層電性隔離。
【文檔編號】H01L27/115GK105845681SQ201510013033
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月12日
【發(fā)明人】朱建隆, 陳俊宏, 邱達(dá)乾
【申請人】力晶科技股份有限公司