專利名稱：非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法，更具體而言， 涉及一種具有三維(3D)結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法，在所述非易失性存儲(chǔ)器件中沿著從襯底垂直突出的溝道形成存儲(chǔ)器單元。
背景技術(shù)：
非易失性存儲(chǔ)器件即使在電源被切斷的情況下也能保留其中所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。目前，廣泛使用了各種非易失性存儲(chǔ)器件，諸如快閃存儲(chǔ)器。隨著在硅襯底之上制成單層的二維存儲(chǔ)器件的集成度的提高達(dá)到極限，引入了通過沿著從硅襯底垂直突出的溝道層疊多個(gè)存儲(chǔ)器單元而制成的三維非易失性存儲(chǔ)器件。圖1是說明一種三維非易失性存儲(chǔ)器件的截面圖。參見圖1，在襯底10之上設(shè)置了用于形成管溝道晶體管的柵電極的第一導(dǎo)電層 11、交替層疊第一層間電介質(zhì)層12和第二導(dǎo)電層13以形成多層存儲(chǔ)器單元的結(jié)構(gòu)、以及順序?qū)盈B第二層間電介質(zhì)層16、第三導(dǎo)電層17和第二層間電介質(zhì)層16以形成選擇晶體管的結(jié)構(gòu)。形成一對(duì)單元溝道孔以穿透第一層間電介質(zhì)層12和第二導(dǎo)電層13的層疊結(jié)構(gòu)， 在第一導(dǎo)電層11中設(shè)置管溝道孔以將上述一對(duì)單元溝道孔的下部相互耦接。一對(duì)選擇溝道孔穿透第二層間電介質(zhì)層16、第三導(dǎo)電層17和第二層間電介質(zhì)層16的層疊結(jié)構(gòu)。在單元溝道孔和管溝道孔的內(nèi)壁上設(shè)置存儲(chǔ)器柵絕緣層14，并用第一溝道層15 填充設(shè)置有存儲(chǔ)器柵絕緣層14的管溝道孔和單元溝道孔。另外，在與第二層間電介質(zhì)層 16、第三導(dǎo)電層17和第二層間電介質(zhì)層16的層疊結(jié)構(gòu)相鄰的選擇溝道孔的內(nèi)壁上設(shè)置柵絕緣層18，并用第二溝道層19來填充選擇溝道孔中的設(shè)置有柵絕緣層18的部分。結(jié)果，在襯底10之上設(shè)置了管溝道晶體管、多層存儲(chǔ)器單元和選擇晶體管。管溝道晶體管包括第一導(dǎo)電層11、形成在管溝道孔內(nèi)部的存儲(chǔ)器柵絕緣層14和第一溝道層15。 多層存儲(chǔ)器單元包括形成在一對(duì)單元溝道孔內(nèi)部的存儲(chǔ)器柵絕緣層14和第一溝道層15以及沿著存儲(chǔ)器柵絕緣層14和第一溝道層15垂直層疊的第二導(dǎo)電層13。沿著一對(duì)單元溝道孔中的一個(gè)的多層存儲(chǔ)器單元與沿著一對(duì)單元溝道孔中的另一個(gè)的多層存儲(chǔ)器單元通過縫隙S而彼此隔開。選擇晶體管包括形成在一對(duì)選擇溝道孔內(nèi)部的柵絕緣層18和第二溝道層19以及第三導(dǎo)電層17。沿著一對(duì)選擇溝道孔中的一個(gè)的選擇晶體管與沿著一對(duì)選擇溝道孔中的另一個(gè)的選擇晶體管通過縫隙S而彼此隔開。在上述三維非易失性存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)中，溝道層沒有與襯底直接耦接。這意味著三維非易失性存儲(chǔ)器件不包括起到形成阱拾取區(qū)域(well pick-up region)的襯底本體的作用的層。因此，在圖1中的已知的三維非易失性存儲(chǔ)器件中，不可以通過施加擦除電壓到襯底本體來執(zhí)行數(shù)據(jù)擦除操作，已知的三維非易失性存儲(chǔ)器件改為通過基于柵致漏極泄漏效應(yīng)(GIDL)供應(yīng)空穴來執(zhí)行擦除操作。然而，當(dāng)基于GIDL效應(yīng)來執(zhí)行擦除操作時(shí)，擦除率可能會(huì)因?yàn)闆]有供應(yīng)足夠的空穴而降低。具體來說，隨著垂直設(shè)置的溝道層的長(zhǎng)度增加，擦除率進(jìn)一步降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法，所述非易失性存儲(chǔ)器件可以在存儲(chǔ)器單元的溝道層沒有直接與襯底耦接的情況下通過提供起襯底本體作用的層來執(zhí)行F-N隧穿擦除操作。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，一種非易失性存儲(chǔ)器件，包括存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括串聯(lián)耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元，所述非易失性存儲(chǔ)器件包括所述存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括第一半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電層，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電層之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層；第一選擇晶體管，所述第一選擇晶體管包括與第一半導(dǎo)體層的一端耦接的第二半導(dǎo)體層；第二選擇晶體管，所述第二選擇晶體管包括與第一半導(dǎo)體層的另一端耦接的第三半導(dǎo)體層；以及第四半導(dǎo)體層，所述第四半導(dǎo)體層與沒有設(shè)置第二導(dǎo)電層的區(qū)域中的第一半導(dǎo)體層接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于制造包括存儲(chǔ)串的非易失性存儲(chǔ)器件的方法，所述存儲(chǔ)串包括串聯(lián)耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元，所述方法包括以下步驟形成所述存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括第一半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電層，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電層之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層；以及形成分別與所述第一半導(dǎo)體層的一端和另一端耦接的第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層以及與沒有設(shè)置所述第二導(dǎo)電層的區(qū)域中的第一半導(dǎo)體層耦接的第四半導(dǎo)體層。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法，所述方法包括以下步驟在襯底之上形成第一導(dǎo)電層；選擇性地刻蝕所述第一導(dǎo)電層以形成兩個(gè)或多個(gè)凹槽；形成第一犧牲層圖案以填充所述兩個(gè)或多個(gè)凹槽；通過層疊第一層間電介質(zhì)層、第二導(dǎo)電層和另一個(gè)第一層間電介質(zhì)層來形成單元柵結(jié)構(gòu)；形成第一溝道孔、第二溝道孔、第三溝道孔和第四溝道孔，其中所述第一溝道孔和所述第二溝道孔暴露出所述凹槽中的一個(gè)凹槽中的第一犧牲層圖案，且所述第三溝道孔和所述第四溝道孔暴露出相鄰凹槽中的第一犧牲層圖案；形成將所述第一溝道孔和所述第二溝道孔的下端連接的第一管溝道孔，形成將所述第三溝道孔和所述第四溝道孔的下端連接的另一個(gè)第一管溝道孔，形成將所述第二溝道孔和第三溝道孔的頂端連接的第二管溝道孔；沿著所述第一溝道孔至所述第四溝道孔、兩個(gè)第一管溝道孔和所述第二管溝道孔的內(nèi)壁形成柵絕緣層；在所述第一溝道孔至第四溝道孔、所述兩個(gè)第一管溝道孔和所述第二管溝道孔的內(nèi)部形成第一半導(dǎo)體層；以及在所述第二管溝道孔之上形成第一線，所述第一線與所述第二管溝道孔內(nèi)部的第一半導(dǎo)體層電耦接。


圖1是說明一種已知的三維非易失性存儲(chǔ)器件的截面圖。
圖2A至圖17B是說明根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的三維非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法的截面圖和平面圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以用不同的方式來實(shí)施，而并不應(yīng)當(dāng)解釋成受本文所提供的實(shí)施例的限制。另外，提供這些實(shí)施例是為了使本說明書充分和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在本說明書中， 相同的附圖標(biāo)記在本發(fā)明的不同附圖和實(shí)施例中表示相同的部分。附圖并非按比例繪制，在某些情況下，為了清楚地示出實(shí)施例的特征，對(duì)一些部分做夸大處理。當(dāng)提及第一層在第二層“上”或在襯底“上”時(shí)，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在第一層與襯底之間存在第三層的情況。圖2A至圖17B是說明根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的三維非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法的截面圖和平面圖。B圖是平面圖，而A圖是沿著B圖的Y-Y’線截取的截面圖。具體地，圖17A和圖17B是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的三維非易失性存儲(chǔ)器件的截面圖和平面圖，且圖2A至16B示出了制造圖17A和17B所示的存儲(chǔ)器件的中間過程。首先，參照?qǐng)D2A至17B描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法。參見圖2A和2B，在襯底100之上形成第一導(dǎo)電層110以形成第一管溝道晶體管的柵電極。襯底100可以是半導(dǎo)體襯底諸如硅襯底。第一導(dǎo)電層110可以包括摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層。參見圖3A和;3B，通過選擇性刻蝕第一導(dǎo)電層110以形成凹槽并用電介質(zhì)材料諸如氮化物層來填充凹槽內(nèi)部，形成填充第一導(dǎo)電層110的內(nèi)部的第一犧牲層圖案115。在用電介質(zhì)材料填充凹槽之后，可以通過平坦化工藝?yán)缁瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來將所得結(jié)構(gòu)平坦化，直到暴露出第一導(dǎo)電層110的部分為止。第一犧牲層圖案115是用于形成稍后描述的第一管溝道晶體管的溝道孔，且第一犧牲層圖案115具有條/線的形狀，所述條/線的形狀具有沿一個(gè)方向例如Y-Y’方向的長(zhǎng)軸和沿著與長(zhǎng)軸方向垂直的方向例如χ-χ’方向的短軸。在下文，為了方便起見，將χ-χ’方向稱作第一方向，將Y-Y’方向稱作第二方向?？梢圆贾枚鄠€(gè)第一犧牲層圖案115，以形成具有沿第一方向和第二方向的行和列的陣列或矩陣。沿第二方向彼此相鄰排列的兩個(gè)第一犧牲層圖案115(例如，同一列中的兩個(gè)第一犧牲層圖案11 形成一對(duì)第一犧牲層圖案115， 并可以被稱作一對(duì)第一犧牲層圖案。例如，圖3A中沿著Y-Y’截取的橫截面示出了一對(duì)第一犧牲層圖案115。參見圖4A和4B，在第一犧牲層圖案115和第一導(dǎo)電層110之上交替地形成第一層間電介質(zhì)層120和第二導(dǎo)電層125以形成沿垂直方向上層疊的多個(gè)存儲(chǔ)器單元。在下文， 為了方便起見，將交替層疊有第一層間電介質(zhì)層120和第二導(dǎo)電層125的層疊結(jié)構(gòu)稱作單元柵結(jié)構(gòu)(CGS)。
在本文中，第一層間電介質(zhì)層120用于將所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元彼此隔離。第一層間電介質(zhì)層120可以是氧化物層。第二導(dǎo)電層125用于形成存儲(chǔ)器單元的控制柵電極。第二導(dǎo)電層125可以是摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層。在此示例性實(shí)施例中，示出了四層第二導(dǎo)電層125，但是本發(fā)明不限于四層。相反，可以形成任意層數(shù)的第二導(dǎo)電層125。參見圖5A和5B，通過選擇性地刻蝕單元柵結(jié)構(gòu)來形成包括第一溝道孔Hl和第二溝道孔H2且暴露出屬于一對(duì)第一犧牲層圖案115的一個(gè)第一犧牲層圖案115的第一對(duì)溝道孔、包括第三溝道孔H3和第四溝道孔H4且暴露出屬于同一對(duì)犧牲層圖案115的另一個(gè)第一犧牲層圖案115的第二對(duì)溝道孔。第一溝道孔至第四溝道孔HI、H2、H3、H4是用于形成存儲(chǔ)器單元的溝道的空間。另外，一對(duì)溝道孔，例如包括第一溝道孔Hl和第二溝道孔H2 的第一對(duì)溝道孔或包括第三溝道孔H3和第四溝道孔H4的第二對(duì)溝道孔，被設(shè)置在一個(gè)第一犧牲層圖案115之上，并沿著第一犧牲層圖案115的主軸方向即縱向方向?qū)R。隨后，形成填充第一溝道孔至第四溝道孔H1、H2、H3、H4的內(nèi)部的第二犧牲層圖案 130。第二犧牲層圖案130用于保護(hù)第二導(dǎo)電層125在后續(xù)用于形成第一溝槽至第三溝槽的工藝(見圖6A和6B)中免于受損傷。第二犧牲層圖案130可以是氮化物層。另外，可以通過在包括第一溝道孔至第四溝道孔HI、H2、H3、H4的襯底結(jié)構(gòu)之上沉積電介質(zhì)材料諸如氮化物層，并執(zhí)行平坦化工藝?yán)缁瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝直到暴露出單元柵結(jié)構(gòu)的表面，來形成第二犧牲層圖案130。參見圖5B，示出了第一溝道孔至第四溝道孔HI、H2、H3、H4相對(duì)于第一犧牲圖案 115的布置。在圖5B中，以虛線示出了第一犧牲層圖案115，因?yàn)樗鼈儚膱D5B的平面視圖中是不可見的。在下文，可以使用虛線來表示從平面圖的角度可見的表面之下的某些結(jié)構(gòu)。參見圖6A和圖6B，通過選擇性地刻蝕第一溝道孔Hl與第二溝道孔H2之間的單元柵結(jié)構(gòu)、第二溝道孔H2與第三溝道孔H3之間的單元柵結(jié)構(gòu)以及第三溝道孔H3與第四溝道孔H4之間的單元柵結(jié)構(gòu)，在單元柵結(jié)構(gòu)中形成了沿第一方向延伸的縫隙型的第一溝槽至第三溝槽Tl、T2、T3。在本文中，第一溝槽Tl指的是設(shè)置在一個(gè)第一犧牲層圖案115之上的包括第一溝道孔Hl和第二溝道孔H2的第一對(duì)溝道孔之間的溝槽。同時(shí)，第三溝槽T3指的是設(shè)置在另一個(gè)第一犧牲層圖案115之上的包括第三溝道孔H3和第四溝道孔H4的第二對(duì)溝道孔之間的溝槽。第二溝槽T2指的是設(shè)置在一個(gè)第一犧牲層圖案115與另一個(gè)第一犧牲層圖案115之間即在第二溝道孔H2與第三溝道孔H3之間的溝槽。在本文中，為了形成第一溝槽至第三溝槽Tl、T2、T3，使用第一層間電介質(zhì)層120 中的最底層作為刻蝕停止層來刻蝕單元柵結(jié)構(gòu)。具體來說，單元柵結(jié)構(gòu)被足夠地過刻蝕，以充分地將第二導(dǎo)電層125的最底層隔離開。通過形成第一溝槽至第三溝槽Tl、T2、T3，包括在單元柵結(jié)構(gòu)中的第二導(dǎo)電層125 根據(jù)每個(gè)溝道孔HI、Η2、Η3或H4而沿著第二方向被隔離開。參見圖7A和7B，形成填充第一溝槽至第三溝槽T1、T2、T3的第三犧牲層圖案132。第三犧牲層圖案132可以是氮化物層。另外，可以通過在包括第一溝槽至第三溝槽Tl、Τ2、Τ3的襯底結(jié)構(gòu)之上沉積電介質(zhì)材料諸如氮化物層并執(zhí)行例如CMP工藝的平坦化工藝直到暴露出單元柵結(jié)構(gòu)的表面，來形成第三犧牲層圖案132。隨后，在包括第二犧牲層圖案130和第三犧牲層圖案132的單元柵結(jié)構(gòu)之上形成第三導(dǎo)電層135，所述第三導(dǎo)電層135形成第二管溝道晶體管的柵電極。第三導(dǎo)電層135可以是摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層。在本文中，第三導(dǎo)電層135包括與形成第二管晶體管的溝道的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的開口即第二管溝道孔PH2。第二管溝道孔PH2暴露出第二犧牲層圖案130。此外，第二管溝道孔 PH2暴露出設(shè)置在一個(gè)第一犧牲層圖案115之上的第二犧牲層圖案130與設(shè)置在同一對(duì)第一犧牲層圖案115中的另一個(gè)第一犧牲層圖案115之上的第二犧牲層圖案130之間的空間 (圖7B中用區(qū)域A表示)。例如，第二管溝道孔PH2暴露出填充第二溝道孔H2的第二犧牲層圖案130與填充第三溝道孔H3的第二犧牲層圖案130之間的空間(區(qū)域A)。這里，可以通過刻蝕第三導(dǎo)電層135而形成第二管溝道孔PH2。使用濕法刻蝕工藝或干法刻蝕工藝來執(zhí)行第三導(dǎo)電層135的刻蝕。此外，可以在第三導(dǎo)電層之上形成掩模，且所述掩模結(jié)合刻蝕工藝一起使用，使得刻蝕第三導(dǎo)電層135產(chǎn)生第二管溝道孔PH2。另外， 一旦第二管溝道孔PH2形成，就可以去除所述掩模。參見圖8A和8B，去除被第二管溝道孔PH2暴露的第二犧牲層圖案130，也去除因第二犧牲層圖案130的去除而暴露出的第一犧牲層圖案115。第二犧牲層圖案130和第一犧牲層圖案115可以通過濕法刻蝕工藝來去除。當(dāng)?shù)诙奚鼘訄D案130和第一犧牲層圖案115是氮化物層時(shí)，可以使用包括磷酸等的刻蝕溶液來執(zhí)行濕法刻蝕工藝。結(jié)果，去除了第二犧牲層圖案130且使第一溝道孔至第四溝道孔H1、H2、H3、H4開放。另外，由于第一犧牲層圖案115被去除，形成了用于形成第一管溝道晶體管的溝道的空間即第一管溝道孔PHl。如圖8A所示，作為以上工藝的結(jié)果，第一溝道孔Hl和第二溝道孔H2通過設(shè)置在第一溝道孔Hl和第二溝道孔H2之下的第一管溝道孔PHl中的一個(gè)而物理地彼此連接，第三溝道孔H3和第四溝道孔H4通過設(shè)置在第三溝道孔H3和第四溝道孔H4之下的另一第一管溝道孔PHl而物理地彼此連接。第二溝道孔H2和第三溝道孔H3通過設(shè)置在第二溝道孔 H2和第三溝道孔H3之上的第二管溝道孔PH2而彼此連接。簡(jiǎn)而言之，第一溝道孔至第四溝道孔HI、H2、H3、H4、第一管溝道孔PHl和第二管溝道孔PH2彼此相連接。參見圖9A和9B，沿著第一溝道孔至第四溝道孔HI、H2、H3、H4、第一管溝道孔PHl 和第二管溝道孔PH2的內(nèi)壁，形成存儲(chǔ)器柵絕緣層140。在存儲(chǔ)器柵絕緣層140之上形成要用作存儲(chǔ)器單元的溝道和第一及第二管溝道晶體管的溝道的第一半導(dǎo)體層145。可以通過順序地沉積電荷阻擋層、電荷俘獲層和隧穿絕緣層，來形成存儲(chǔ)器柵絕緣層140。在本文中，隧穿絕緣層即用于電荷隧穿的層，可以是氧化物層；電荷俘獲層即用于俘獲電荷并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的層，可以是氮化物層。此外，電荷阻擋層，即用于防止電荷俘獲層內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移到外部的層，可以是氧化物層。簡(jiǎn)而言之，存儲(chǔ)器柵絕緣層140可以具有氧化物-氮化物-氧化物(ONO)的三層結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器柵絕緣層140可以將第二導(dǎo)電層125和第一半導(dǎo)體層145彼此電隔離，并實(shí)質(zhì)通過俘獲被分別用作存儲(chǔ)器單元的柵電極和溝道的第二導(dǎo)電層125和第一半導(dǎo)體層 145之間的電荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。另外，存儲(chǔ)器柵絕緣層140可以在被分別用作第一管溝道晶體管的柵電極和溝道的第一導(dǎo)電層110和第一半導(dǎo)體層145之間用作使第一導(dǎo)電層110和第一半導(dǎo)體層145彼此絕緣的柵絕緣層。另外，存儲(chǔ)器柵絕緣層140可以在被分別用作第二管溝道晶體管的柵電極和溝道的第三導(dǎo)電層135和第一半導(dǎo)體層145之間用作使第三導(dǎo)電層135和第一半導(dǎo)體層145彼此絕緣的柵絕緣層?？梢酝ㄟ^沿著存儲(chǔ)器柵絕緣層140沉積半導(dǎo)體材料諸如多晶硅來形成第一半導(dǎo)體層145。在本文中，第一半導(dǎo)體層145可以是第一導(dǎo)電類型，例如可以是P型。在此實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體層145被形成為具有填滿第一管溝道孔PH1、第二管溝道孔PH2以及第一溝道孔至第四溝道孔H1、H2、H3、H4的厚度。然而，本發(fā)明不限于第一半導(dǎo)體層145填滿這些孔的實(shí)施例。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，第一半導(dǎo)體層145可以被形成為薄層，其沒有填滿第一管溝道孔PH1、第二管溝道孔PH2以及第一溝道孔至第四溝道孔 H1、H2、H3、H4。如圖9A所示，形成第一半導(dǎo)體層145的結(jié)果是，第一半導(dǎo)體層145包括第一柱體部分至第四柱體部分，所述第一柱體部分至第四柱體部分以柱體形狀被分別形成在第一溝道孔至第四溝道孔HI、H2、H3、H4的內(nèi)部；第一連接部分，所述第一連接部分被形成在第一管溝道孔PHl的內(nèi)部并使第一柱體部分和第二柱體部分的下部連接；第二連接部分，所述第二連接部分被形成在第一管溝道孔PHl的內(nèi)部并使第三和第四柱體部分的下部連接；第五和第六柱體部分，所述第五和第六柱體部分被形成在第二管溝道孔PH2的內(nèi)部且分別被設(shè)置在第一和第四柱體部分之上；以及第三連接部分，所述第三連接部分被形成在第二管溝道孔H2的內(nèi)部并使第二柱體部分和第三柱體部分的上部連接。在本文中，第一柱體部分至第四柱體部分可以用作存儲(chǔ)器單元的溝道，第一連接部分和第二連接部分可以用作第一管溝道晶體管的溝道。第三連接部分、第五柱體部分和第六柱體部分可以用作第二管溝道晶體管的溝道。作為上述工藝的結(jié)果，在襯底100之上形成了第一管溝道晶體管，所述第一管溝道晶體管包括第一半導(dǎo)體層145的第一連接部分和第二連接部分、圍繞第一連接部分和第二連接部分的下表面和側(cè)表面的第一導(dǎo)電層110、以及插入在第一和第二連接部分與第一導(dǎo)電層110之間的存儲(chǔ)器柵絕緣層140。在第一管溝道晶體管之上形成多層存儲(chǔ)器單元，所述多層存儲(chǔ)器單元包括第一半導(dǎo)體層145的第一柱體部分至第四柱體部分；多個(gè)第二導(dǎo)電層125，所述多個(gè)第二導(dǎo)電層 125沿著第一柱體部分至第四柱體部分層疊且根據(jù)第一柱體部分至第四柱體部分中的每個(gè)通過上述的第一溝槽至第三溝槽Tl、T2、T3而隔離；以及存儲(chǔ)器柵絕緣層140，所述存儲(chǔ)器柵絕緣層140被插入在第一至第四柱體部分與第二導(dǎo)電層125之間。在下文，沿著第一至第四柱體部分中的每個(gè)層疊的多層存儲(chǔ)器單元被稱作第一至第四垂直串。如圖9Α的示例性實(shí)施例所示，第一至第四垂直串中的每個(gè)包括四層存儲(chǔ)器單元，但是本發(fā)明不限于每個(gè)垂直串中四層存儲(chǔ)器單元。相反，在每個(gè)垂直串中可以有任意數(shù)量的層。由于第一至第四垂直串通過第一至第三連接部分而耦接，因此第一至第四垂直串串聯(lián)連接以形成一個(gè)存儲(chǔ)串。根據(jù)該示例性實(shí)施例，因此，一個(gè)存儲(chǔ)串可以包括16個(gè)存儲(chǔ)器單元。在多層存儲(chǔ)器單元之上形成第二管溝道晶體管，所述第二管溝道晶體管包括第一半導(dǎo)體層145的第五和第六柱體部分以及第三連接部分、圍繞第五和第六柱體部分以及第三連接部分的側(cè)表面的第三導(dǎo)電層135、以及插入在第三連接部分以及第五和第六柱體部分與第三導(dǎo)電層135之間的存儲(chǔ)器柵絕緣層140?？梢酝ㄟ^第一和第二管溝道晶體管來控制第一至第四垂直串的連接。簡(jiǎn)而言之， 可以通過第一管溝道晶體管來控制第一和第二垂直串的連接以及第三和第四垂直串的連接，而通過第二管溝道晶體管來控制第二和第三垂直串的連接。參見圖IOA和10B，在圖9A和9B的工藝得到的襯底結(jié)構(gòu)之上順序地形成第二層間電介質(zhì)層150、第四導(dǎo)電層155和第二層間電介質(zhì)層150，以便形成第一和第二選擇晶體管。 在下文，為了方便起見，將第二層間電介質(zhì)層150、第四導(dǎo)電層155和第二層間電介質(zhì)層150 的層疊結(jié)構(gòu)稱作選擇柵結(jié)構(gòu)(SGS)。第四導(dǎo)電層155用于形成第一和第二選擇晶體管的柵電極。第四導(dǎo)電層155可以是摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層。第二層間電介質(zhì)層150使第四導(dǎo)電層155與第四導(dǎo)電層155的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)絕緣，第二層間電介質(zhì)層150可以是氧化物層。參見圖IlA和11B，通過選擇性地刻蝕選擇柵結(jié)構(gòu)(SGS)來形成使第一半導(dǎo)體層 145的第五柱體部分暴露出的第五溝道孔H5和使第一半導(dǎo)體層145的第六柱體部分暴露出的第六溝道孔H6。第五溝道孔H5和第六溝道孔H6是要形成第一和第二選擇晶體管的溝道的區(qū)域。通過選擇性地刻蝕選擇柵結(jié)構(gòu)(SGQ來形成使第一半導(dǎo)體層145的第三連接部分暴露的第四溝槽T4。第四溝槽T4可以暴露出在第二溝道孔H2內(nèi)部的第二柱體部分與第三溝道孔H3內(nèi)部的第三柱體部分之間的第三連接部分之上的區(qū)域。第四溝槽T4是要形成稍后將描述的第四半導(dǎo)體層的區(qū)域。盡管在本示例性實(shí)施例中示出第四溝槽T4具有孔狀，但是本發(fā)明不限于孔狀。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，第四溝槽T4也可以具有沿第一方向延伸的線狀且仍然暴露出第三連接部分。參見圖12A和12B，在第四溝槽T4、第五溝道孔H5和第六溝道孔H6的側(cè)壁上形成柵絕緣層160，然后形成半導(dǎo)體層165A、165B、165C，所述半導(dǎo)體層165A、165B、165C分別填充其中形成有柵絕緣層160的第五溝道孔H5、第六溝道孔H6和第四溝槽T4的內(nèi)部?？梢酝ㄟ^在包括第五溝道孔H5、第六溝道孔H6和第四溝槽T4的襯底結(jié)構(gòu)之上沉積諸如多晶硅的半導(dǎo)體材料并執(zhí)行例如CMP工藝的平坦化工藝，來形成半導(dǎo)體層165A、165B、165C。在下文，填充第五溝道孔H5、第六溝道孔H6和第四溝槽T4的半導(dǎo)體層分別被稱作第二半導(dǎo)體層至第四半導(dǎo)體層165A、165B、165C。第二半導(dǎo)體層至第四半導(dǎo)體層165A、165B、165C可以具有與第一半導(dǎo)體層145相同的導(dǎo)電類型，即第一導(dǎo)電類型。例如，第一導(dǎo)電類型可以是P 型。在本文中，填充第五溝道孔H5和第六溝道孔H6的第二半導(dǎo)體層165A和第三半導(dǎo)體層165B可以用作第一和第二選擇晶體管的溝道。另外，填充第四溝槽T4的第四半導(dǎo)體層165C可以起到節(jié)點(diǎn)的作用，所述第四半導(dǎo)體層165C可以通過直接與用作存儲(chǔ)串的溝道的第一半導(dǎo)體層145耦接，來將某一電壓(例如，預(yù)定的電壓)施加到第一半導(dǎo)體層145。換句話說，第四半導(dǎo)體層165C可以起到形成阱拾取區(qū)域的襯底本體的作用。因而，可以通過向第四半導(dǎo)體層165C施加擦除電壓來執(zhí)行擦除數(shù)據(jù)的操作。如上所述，當(dāng)?shù)谒陌雽?dǎo)體層165C的導(dǎo)電類型是P型且第四半導(dǎo)體層165C相比于第一半導(dǎo)體層145包括更高濃度摻雜的P型雜質(zhì)時(shí)，第四半導(dǎo)體層165C可以在將多個(gè)存儲(chǔ)器單元中所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)擦除的擦除操作期間，通過將空穴供應(yīng)至第一半導(dǎo)體層145來執(zhí)行FN隧穿擦除操作。柵絕緣層160插入在第二和第三半導(dǎo)體層165A和165B與第四導(dǎo)電層155之間以及第四半導(dǎo)體層165C與第四導(dǎo)電層155之間，以將它們彼此電絕緣。
參見圖13A和13B，為了將第一和第二選擇晶體管與第四半導(dǎo)體層165C隔離，通過選擇性地刻蝕第二半導(dǎo)體層165A與第四半導(dǎo)體層165C之間以及第三半導(dǎo)體層165B與第四半導(dǎo)體層165C之間的選擇柵結(jié)構(gòu)(SGS)，來形成沿第一方向延伸的溝槽，然后形成填充所述溝槽的第一絕緣層170。結(jié)果，第一絕緣層170具有沿著第一方向延伸的線狀，并被設(shè)置在第二半導(dǎo)體層165A與第四半導(dǎo)體層165C之間以及在第三半導(dǎo)體層165B與第四半導(dǎo)體層165C之間的選擇柵結(jié)構(gòu)(SGS)的內(nèi)部。作為上述工藝的結(jié)果，在第二管溝道晶體管之上設(shè)置了第一選擇晶體管和第二選擇晶體管。第一選擇晶體管與存儲(chǔ)串的一端耦接，且包括第二半導(dǎo)體層165A、沿第一方向中延伸且圍繞第二半導(dǎo)體層165A的側(cè)壁的第四導(dǎo)電層155、以及插入在第二半導(dǎo)體層165A與第四導(dǎo)電層巧5之間的柵絕緣層160。第二選擇晶體管與存儲(chǔ)串的另一端耦接，且包括第三半導(dǎo)體層165B、沿第一方向中延伸且圍繞第三半導(dǎo)體層165B的側(cè)壁的第四導(dǎo)電層155、以及插入在第三半導(dǎo)體層165B與第四導(dǎo)電層155之間的柵絕緣層160。第四半導(dǎo)體層165C 被設(shè)置在第一選擇晶體管與第二選擇晶體管之間。而且，第一選擇晶體管、第二選擇晶體管和第四半導(dǎo)體層165C通過第一絕緣層170而彼此隔離。在下文，為了方便起見，將第一選擇晶體管稱作漏極選擇晶體管，將第二選擇晶體管稱作源極選擇晶體管。但是，根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，第一選擇晶體管被稱作源極選擇晶體管而第二選擇晶體管被稱作漏極選擇晶體管。參見圖14A和14B，通過用雜質(zhì)選擇性地?fù)诫s第二和第三半導(dǎo)體層165A和165B， 在用作第一和第二選擇晶體管的溝道的第二和三半導(dǎo)體層165A和165B的上部中形成第一結(jié)區(qū)180A和第二結(jié)區(qū)180B。在示例性本實(shí)施例中，第一結(jié)區(qū)180A是漏極區(qū)域而第二結(jié)區(qū) 180B是源極區(qū)域，但是本發(fā)明不限于這種配置。在另一個(gè)實(shí)施例中，漏極區(qū)域和源極區(qū)域可以交換。這里，第一結(jié)區(qū)180A和第二結(jié)區(qū)180B可以是與第一半導(dǎo)體層145和第四半導(dǎo)體層165C的導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。例如，在第一半導(dǎo)體層145的導(dǎo)電類型是P型的情況下，第二導(dǎo)電類型可以是N型。參見圖15A和15B，形成覆蓋在圖14A和14B的工藝之后獲得的襯底結(jié)構(gòu)的第二絕緣層185。然后，通過選擇性地刻蝕第二絕緣層185來形成沿第一方向中延伸且暴露出第三和第四半導(dǎo)體層165B和165C的溝槽。隨后，通過用導(dǎo)電材料填充溝槽內(nèi)部，來形成第一線 190和第二線195。因而，第一線190沿第一方向延伸，且連接了沿第一方向?qū)R的第四半導(dǎo)體層165C(S卩，連接了第四半導(dǎo)體層165C在同一行內(nèi)的部分)。此外，第二線195沿第一方向延伸，且連接了沿第一方向?qū)R的第三半導(dǎo)體層165B的上部中的第二結(jié)區(qū)180B(即， 連接了第二結(jié)區(qū)180B的在同一行內(nèi)的部分)。這里，第一線190可以是用于將體電壓施加到起襯底本體作用的第四半導(dǎo)體層 165C的線，具體來說，第一線190可以是用于施加供上述擦除操作使用的擦除電壓的線。擦除電壓是相對(duì)較高的電壓。例如，擦除電壓可以在約IOV到約25V的范圍內(nèi)。第二線195是與第二結(jié)區(qū)180B耦接的線。當(dāng)?shù)诙Y(jié)區(qū)180B是源極區(qū)域時(shí)，第二線195可以是源極線。參見圖16A和16B，形成覆蓋通過圖15A和15B的工藝所獲得的襯底結(jié)構(gòu)的第三絕緣層200。然后，通過選擇性刻蝕第三絕緣層200形成使第二半導(dǎo)體層165A的上部中的第一結(jié)區(qū)180A暴露的接觸孔。隨后，通過用導(dǎo)電材料填充接觸孔的內(nèi)部，來形成與第一結(jié)區(qū) 180A電連接的接觸205。當(dāng)?shù)谝唤Y(jié)區(qū)180A是漏極區(qū)域時(shí)，接觸205可以是漏極接觸。參見圖17A和17B，在第三絕緣層200之上形成沿第二方向延伸且與接觸205耦接的第三線210。當(dāng)接觸205是漏極接觸時(shí)，第三線210可以是位線。下文將再次參照?qǐng)D17A和17B來描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件?？梢愿鶕?jù)參照?qǐng)D2A至16B描述的工藝來制造非易失性存儲(chǔ)器件。然而，本發(fā)明不限于這些工藝，也可以通過其他工藝來制造非易失性存儲(chǔ)器件。由于以上描述了非易失性存儲(chǔ)器件的構(gòu)成元件和功能，因此簡(jiǎn)要描述根據(jù)圖17A和17B的非易失性存儲(chǔ)器件。參見圖17A和17B，非易失性存儲(chǔ)器件包括襯底100 ；存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串被設(shè)置在襯底100之上且包括第一半導(dǎo)體層145和多個(gè)第二導(dǎo)電層125，所述多個(gè)第二導(dǎo)電層125 與第一半導(dǎo)體層145利用它們之間的存儲(chǔ)器柵絕緣層140而接觸；第一選擇晶體管，所述第一選擇晶體管與存儲(chǔ)串的一端耦接且包括第二半導(dǎo)體層165A和第四導(dǎo)電層155，所述第四導(dǎo)電層巧5與第二半導(dǎo)體層165A利用它們之間的柵絕緣層160而接觸；第二選擇晶體管， 所述第二選擇晶體管與所述存儲(chǔ)串的另一端耦接且包括第三半導(dǎo)體層165B和第四導(dǎo)電層 155，所述第四導(dǎo)電層155與第三半導(dǎo)體層165B利用它們之間的柵絕緣層160而接觸；以及第四半導(dǎo)體層165C，所述第四半導(dǎo)體層165C被設(shè)置在第一選擇晶體管與第二選擇晶體管之間且與第一半導(dǎo)體層145耦接。具體來說，第一半導(dǎo)體層145可以包括第一柱體部分至第四柱體部分，所述第一柱體部分至第四柱體部分被分別形成在第一溝道孔至第四溝道孔H1、H2、H3和H4中且沿第二方向?qū)R，垂直于襯底100而延伸；將第一柱體部分和第二柱體部分的下部彼此連接的第一連接部分；將第三柱體部分和第四柱體部分的下部彼此連接的第二連接部分；以及將第二柱體部分和第三柱體部分的上部彼此連接的第三連接部分。第一連接部分和第二連接部分可以形成在第一管溝道孔PHl的內(nèi)部，第三連接部分可以形成在第二管溝道孔PH2的內(nèi)部。另外，形成在第二管溝道孔PH2內(nèi)部的第五和第六柱體部分可以被設(shè)置在第一和第四柱體部分之上。存儲(chǔ)器柵絕緣層140可以被設(shè)置成圍繞第一至第四柱體部分的側(cè)部。此外，存儲(chǔ)器柵絕緣層140可以被設(shè)置成圍繞第一至第三連接部分以及第五和第六柱體部分。多個(gè)第二導(dǎo)電層125可以沿第一方向延伸且圍繞第一柱體部分至第四柱體部分的側(cè)部，并通過第一溝槽至第三溝槽Tl、T2、T3在第二方向上彼此隔離，所述多個(gè)第二導(dǎo)電層125與所述第一柱體部分至第四柱體部分之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層140。這里，圍繞第一柱體部分至第四柱體部分中的每個(gè)的第二導(dǎo)電層125可以被層疊成多層，在所述多層之間具有第一層間電介質(zhì)層120。第一選擇晶體管的第二半導(dǎo)體層165Α被設(shè)置在第一半導(dǎo)體層145的第一和第五柱體部分之上，第二選擇晶體管的第三半導(dǎo)體層165Β被設(shè)置在第四和第六柱體部分之上。第四半導(dǎo)體層165C可以被設(shè)置在第一半導(dǎo)體層145的第三連接部分之上。此外，根據(jù)此示例性實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件還可以包括圍繞第一連接部分和第二連接部分的第一導(dǎo)電層110，所述第一導(dǎo)電層110與第一連接部分和第二連接部分之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層140，因而第一管溝道晶體管可以被設(shè)置在存儲(chǔ)串之下。另外，根據(jù)此示例性實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件還可以包括與第五和第六柱體部分以及第三連接部分接觸的第三導(dǎo)電層135，所述第三導(dǎo)電層135與第五和第六柱體部分以及第三連接部分之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層140。因而，第二管溝道晶體管可以設(shè)置在存儲(chǔ)串之上。另外，第二半導(dǎo)體層165A和第三半導(dǎo)體層165B還可以包括形成在它們上部中的第一結(jié)區(qū)180A和第二結(jié)區(qū)180B。第一結(jié)區(qū)180A和第二結(jié)區(qū)180B可以分別是漏極區(qū)域和源極區(qū)域。第二線195和第三線210沿彼此交叉的方向延伸，且被設(shè)置在第一結(jié)區(qū)180A和第二結(jié)區(qū)180B之上。這里，由于第二線195和第三線210的延伸方向彼此交叉，應(yīng)當(dāng)將第二線195和第三線210設(shè)置在不同的層中。因而，將第二線195或第三線210設(shè)置在第一結(jié)區(qū) 180A之上且與接觸205耦接。換句話說，接觸205可以根據(jù)哪一個(gè)線在另一個(gè)線之上而與第二線195或第三線210耦接。另外，在第四半導(dǎo)體層165C之上設(shè)置了沿著與第二線195 平行的方向延伸的第一線190。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，非易失性存儲(chǔ)器件可以通過提供第四半導(dǎo)體層 165C來執(zhí)行FN隧穿擦除操作，所述第四半導(dǎo)體層165C是直接與存儲(chǔ)器單元的溝道層耦接的層且起到襯底本體的作用。因此，可以提高非易失性存儲(chǔ)器件的操作特性諸如擦除操作的速度。雖然已經(jīng)參照具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在不脫離所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種非易失性存儲(chǔ)器件，所述非易失性存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括串聯(lián)耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器単元，所述非易失性存儲(chǔ)器件包括所述存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括第一半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電層，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電層之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層；第一選擇晶體管，所述第一選擇晶體管包括與所述第一半導(dǎo)體層的一端耦接的第二半導(dǎo)體層；第二選擇晶體管，所述第二選擇晶體管包括與所述第一半導(dǎo)體層的另一端耦接的第三半導(dǎo)體層；以及第四半導(dǎo)體層，所述第四半導(dǎo)體層與沒有設(shè)置所述第二導(dǎo)電層的區(qū)域中的所述第一半導(dǎo)體層接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器件，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括第一柱體部分至第四柱體部分，所述第一柱體部分至所述第四柱體部分垂直于襯底而延伸且沿著ー個(gè)方向?qū)R；第一連接部分，所述第一連接部分將所述第一柱體部分和所述第二柱體部分的下部耦接；第二連接部分，所述第二連接部分將所述第三柱體部分和所述第四柱體部分的下部耦接；以及第三連接部分，所述第三連接部分將所述第二柱體部分和所述第三柱體部分的上部耦接；其中，所述第二導(dǎo)電層圍繞所述第一柱體部分至所述第四柱體部分的側(cè)表面，所述第 ニ導(dǎo)電層與所述第一柱體部分至所述第四柱體部分之間具有所述存儲(chǔ)器柵絕緣層；以及所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層被分別設(shè)置在所述第一柱體部分和所述第四柱體部分之上，以及所述第四半導(dǎo)體層被設(shè)置在所述第三連接部分之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器件，其中，所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層分別包括形成在所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層的上部中的第一結(jié)區(qū)和第 ニ結(jié)區(qū)；以及所述第一半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層具有第一導(dǎo)電類型，所述第一結(jié)區(qū)和所述第二結(jié)區(qū)具有與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非易失性存儲(chǔ)器件，其中，所述第一導(dǎo)電類型是P型而所述第 ニ導(dǎo)電類型是N型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非易失性存儲(chǔ)器件，其中，所述第四半導(dǎo)體層的P型雜質(zhì)的濃度高于所述第一半導(dǎo)體層的P型雜質(zhì)的濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器件，還包括 第一線，所述第一線被設(shè)置在所述第四半導(dǎo)體層之上；第二線，所述第二線被設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層中的ー個(gè)之上且沿著與所述第一線平行的方向延伸；接觸，所述接觸被設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層中的另ー個(gè)之上；以及第三線，所述第三線被設(shè)置在所述接觸之上且沿著與所述第二線交叉的方向延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非易失性存儲(chǔ)器件，還包括第一導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層與所述第一連接部分和所述第二連接部分相鄰；以及柵絕緣層，所述柵絕緣層被插入在所述第一導(dǎo)電層與所述第一連接部分和所述第二連接部分之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非易失性存儲(chǔ)器件，還包括 第三導(dǎo)電層，所述第三導(dǎo)電層與所述第三連接部分相鄰；以及柵絕緣層，所述柵絕緣層被插入在所述第三導(dǎo)電層與所述第三連接部分之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器件，其中，所述存儲(chǔ)器単元被配置成在將擦除電壓配施加到所述第四半導(dǎo)體層的擦除操作期間被擦除。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非易失性存儲(chǔ)器件，其中，所述擦除電壓處在約IOV到約 25V的范圍內(nèi)。
11.一種用于制造包括存儲(chǔ)串的非易失性存儲(chǔ)器件的方法，所述存儲(chǔ)串包括串聯(lián)耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器単元，所述方法包括以下步驟形成所述存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括第一半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電層，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電層之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層；以及形成分別與所述第一半導(dǎo)體層的一端和另一端耦接的第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層， 以及與沒有設(shè)置所述第二導(dǎo)電層的區(qū)域中的第一半導(dǎo)體層耦接的第四半導(dǎo)體層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，形成所述存儲(chǔ)串的步驟包括以下步驟 形成所述第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層包括第一柱體部分至第四柱體部分，所述第一柱體部分至所述第四柱體部分垂直于襯底而延伸且沿著ー個(gè)方向?qū)R；第一連接部分，所述第一連接部分將所述第一柱體部分和所述第二柱體部分的下部耦接；第二連接部分，所述第二連接部分將所述第三柱體部分和所述第四柱體部分的下部耦接；以及第三連接部分，所述第三連接部分將所述第二柱體部分和所述第三柱體部分的上部耦接；以及形成所述第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層圍繞所述第一柱體部分至第所述四柱體部分的側(cè)表面，所述第二導(dǎo)電層與所述第一柱體部分至所述第四柱體部分之間具有所述存儲(chǔ)器柵絕緣層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟形成第一導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層與所述第一連接部分和所述第二連接部分相鄰，所述第一導(dǎo)電層與所述第一連接部分和所述第二連接部分之間具有柵絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟形成第三導(dǎo)電層，所述第三導(dǎo)電層與所述第三連接部分相鄰，所述第三導(dǎo)電層與所述第三連接部分之間具有柵絕緣層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在形成所述第二半導(dǎo)體層至所述第四半導(dǎo)體層的步驟中將所述第二半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一柱體部分之上，將所述第三半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第四柱體部分之上，以及將所述第四半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第三連接部分之上。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括以下步驟通過在形成所述第二半導(dǎo)體層至所述第四半導(dǎo)體層之后用雜質(zhì)來選擇性地?fù)诫s所述第二導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層，形成第一結(jié)區(qū)和第二結(jié)區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在形成所述第一結(jié)區(qū)和所述第二結(jié)區(qū)的步驟中用導(dǎo)電類型與所述第一半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類型相反的雜質(zhì)來摻雜所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括以下步驟在形成所述第二半導(dǎo)體層至所述第四半導(dǎo)體層之后，在所述第四半導(dǎo)體層之上形成第一線，并在所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層中的一個(gè)之上形成與所述第一線平行的‘ 一 ；形成覆蓋所述第一線和所述第二線的絕緣層；形成接觸，所述接觸穿透所述絕緣層且與所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層中的另ー個(gè)耦接；以及在所述絕緣層之上形成第三線，所述第三線與所述接觸耦接且跨過所述第一線。
19.一種用于制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法，所述方法包括以下步驟 在襯底之上形成第一導(dǎo)電層；選擇性地刻蝕所述第一導(dǎo)電層以形成兩個(gè)或更多個(gè)凹槽； 形成第一犧牲層圖案以填充所述兩個(gè)或更多個(gè)凹槽；通過層疊第一層間電介質(zhì)層、第二導(dǎo)電層和另ー個(gè)第一層間電介質(zhì)層來形成単元柵結(jié)構(gòu)；形成第一溝道孔、第二溝道孔、第三溝道孔和第四溝道孔，其中所述第一溝道孔和所述第二溝道孔暴露出所述凹槽中的一個(gè)凹槽中的第一犧牲層圖案，且所述第三溝道孔和所述第四溝道孔暴露出相鄰凹槽中的第一犧牲層圖案；形成將所述第一溝道孔和所述第二溝道孔的下端連接的第一管溝道孔，形成將所述第三溝道孔和所述第四溝道孔的下端連接的另ー個(gè)第一管溝道孔，以及形成將所述第二溝道孔和第三溝道孔的頂端連接的第二管溝道孔；沿著所述第一溝道孔至所述第四溝道孔、所述兩個(gè)第一管溝道孔和所述第二管溝道孔的內(nèi)壁來形成柵絕緣層；在所述第一溝道孔至所述第四溝道孔、所述兩個(gè)第一管溝道孔和所述第二管溝道孔的內(nèi)部形成第一半導(dǎo)體層；以及在所述第二管溝道孔之上形成第一線，所述第一線與所述第二管溝道孔內(nèi)部的所述第一半導(dǎo)體層電耦接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，形成所述兩個(gè)第一管溝道孔和所述第二管溝道孔的步驟包括以下步驟用第二犧牲層來填充所述第一溝道孔至所述第四溝道孔；在所述第一溝道孔與所述第二溝道孔之間刻蝕出第一溝槽，在所述第二溝道孔與所述第三溝道孔之間刻蝕出第二溝槽，在所述第三溝道孔與所述第四溝道孔之間刻蝕出第三溝槽，其中執(zhí)行刻蝕直到所述第一溝槽至所述第三溝槽中的每個(gè)都暴露出最下層的第一層間電介質(zhì)層為止；填充所述第一溝槽至所述第三溝槽； 在被填充的第一溝槽至第三溝槽之上形成第三導(dǎo)電層；選擇性地刻蝕所述第三導(dǎo)電層，以暴露出填充所述第一溝道孔至所述第四溝道孔中的每個(gè)溝道孔的第二犧牲層且在所述第二溝道孔與所述第三溝道孔之間的所有結(jié)構(gòu)之上形成開ロ ；以及刻蝕所述第二犧牲層和所述第一犧牲層圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法，所述非易失性存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)串，所述存儲(chǔ)串包括串聯(lián)耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元。所述非易失性存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)串，其包括第一半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電層，第一半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電層之間具有存儲(chǔ)器柵絕緣層；第一選擇晶體管，其包括與第一半導(dǎo)體層的一端耦接的第二半導(dǎo)體層；第二選擇晶體管，其包括與第一半導(dǎo)體層的另一端耦接的第三半導(dǎo)體層；以及第四半導(dǎo)體層，其與沒有設(shè)置第二導(dǎo)電層的區(qū)域中的第一半導(dǎo)體層接觸。
文檔編號(hào)H01L27/115GK102544018SQ20111040560
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者李相范 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司