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NAND閃存存儲單元、NAND閃存及其形成方法與流程

文檔序號:12680588閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種NAND閃存存儲單元,包括:

半導體襯底;

位于所述半導體襯底上的第一鰭部;

其特征在于:

所述第一鰭部至少包括從下到上層疊的第一隔離層、第一疊層結構、第二隔離層和第二疊層結構;

所述第一疊層結構包括第一源層、第一溝道層和第一漏層;

所述第二疊層結構包括第二源層、第二溝道層和第二漏層。

2.如權利要求1所述的NAND閃存存儲單元,其特征在于,還包括:

一個或者相互分立的多個第一柵極,所述第一柵極橫跨所述第一鰭部并覆蓋在部分所述第一鰭部的頂部和兩側;所述第一柵極與所述第一鰭部之間還具有第一隧穿介質層、第一電荷陷阱層和第一柵介質層;

串源極,所述串源極位于在所述第一鰭部的第一端,所述串源極與所述第一源層和所述第二源層相連接;

串漏極,所述串漏極位于在所述第一鰭部的第二端,所述串漏極與所述第一漏層和所述第二漏層相連接。

3.如權利要求2所述的NAND閃存存儲單元,其特征在于,所述第一鰭部包括一個或者多個第三疊層結構;所述第二疊層結構與位于所述第二疊層結構上方的第一個所述第三疊層結構之間具有第三隔離層;所述第三疊層結構包括第三源層、第三溝道層和第三漏層;所述串源極與所述第三源層相連接;所述串漏極與所述第三漏層相連接。

4.如權利要求3所述的NAND閃存存儲單元,其特征在于,所述第一隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第一源層相反的半導體層;所述第二隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第二源層相反的半導體層;所述第三隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第三源層相反的半導體層。

5.一種NAND閃存存儲單元的形成方法,其特征在于,包括:

提供半導體襯底;

在所述半導體襯底上形成第一結構,形成所述第一結構至少包括形成從下到上層疊的第一隔離材料層、第一疊層組合、第二隔離材料層和第二疊層組合;所述第一疊層組合包括第一源材料層、第一溝道材料層和第一漏材料層;所述第二疊層組合包括第二源材料層、第二溝道材料層和第二漏材料層;

刻蝕所述第一結構直至形成第一鰭部,所述第一鰭部至少包括從下到上層疊的第一隔離層、第一疊層結構、第二隔離層和第二疊層結構;所述第一疊層結構包括第一源層、第一溝道層和第一漏層;所述第二疊層結構包括第二源層、第二溝道層和第二漏層。

6.如權利要求5所述的形成方法,其特征在于,還包括:

形成一個或者相互分立的多個第一柵極,所述第一柵極橫跨所述第一鰭部并覆蓋在部分所述第一鰭部的頂部和兩側;所述第一柵極與所述第一鰭部之間還具有第一隧穿介質層、第一電荷陷阱層和第一柵介質層;

形成串源極,所述串源極位于在所述第一鰭部的第一端,所述串源極與所述第一源層和所述第二源層相連接;

形成串漏極,所述串漏極位于在所述第一鰭部的第二端,所述串漏極與所述第一漏層和所述第二漏層相連接。

7.如權利要求6所述的形成方法,其特征在于,形成所述第一結構還包括在所述第二疊層組合上形成一個或者多個第三疊層組合,并在所述第二疊層結構與位于所述第二疊層結構上方的第一個所述第三疊層結構之間形成第三隔離材料層;刻蝕所述第一結構得到的所述第一鰭部還包括一個或者多個第三疊層結構;所述第二疊層結構與位于所述第二疊層結構上方的第一個所述第三疊層結構之間具有第三隔離層;所述第三疊層結構包括第三源層、第三溝道層和第三漏層;所述串源極與所述第三源層相連接;所述串漏極與所述第三漏層相連接。

8.如權利要求7所述的形成方法,其特征在于,采用絕緣層制作所述第一隔離層,或者采用與所述第一源層摻雜類型相反的半導體層制作所述第一隔 離層;采用絕緣層制作所述第二隔離層,或者采用與所述第二源層摻雜類型相反的半導體層制作所述第二隔離層;采用絕緣層制作所述第三隔離層,或者采用與所述第三源層摻雜類型相反的半導體層制作所述第三隔離層。

9.一種NAND閃存,包括:

半導體襯底,所述半導體襯底包括核心區(qū)和外圍區(qū);

位于所述核心區(qū)的第一鰭部;

位于所述外圍區(qū)的第二鰭部;

其特征在于:

所述第一鰭部至少包括從下到上層疊的第一隔離層、第一疊層結構、第二隔離層和第二疊層結構;

所述第一疊層結構包括第一源層、第一溝道層和第一漏層;

所述第二疊層結構包括第二源層、第二溝道層和第二漏層。

10.如權利要求9所述的NAND閃存,其特征在于,還包括:

一個或者相互分立的多個第一柵極,所述第一柵極橫跨所述第一鰭部并覆蓋在部分所述第一鰭部的頂部和兩側;所述第一柵極與所述第一鰭部之間還具有第一隧穿介質層、第一電荷陷阱層和第一柵介質層;

串源極,所述串源極位于所述第一鰭部的第一端,所述串源極與所述第一源層和所述第二源層相連接;

第一單漏極,所述第一單漏極位于所述第一鰭部的第二端,所述第一單漏極與所述第一漏層相連接;

第二單漏極,所述第二單漏極位于所述第一鰭部的第二端,所述第二單漏極與所述第二漏層相連接;

第二柵極,所述第二柵極橫跨所述第二鰭部并覆蓋在部分所述第二鰭部的頂部和兩側;所述第二柵極與所述第二鰭部之間還具有第二隧穿介質層和第二柵介質層;

源極,所述源極位于所述第二鰭部的第一端;

漏極,所述漏極位于所述第二鰭部的第二端。

11.如權利要求10所述的NAND閃存,其特征在于,所述第一鰭部還包括位于所述第二疊層結構的一個或者多個第三疊層結構,所述第二疊層結構與位于所述第二疊層結構上方的第一個所述第三疊層結構之間具有第三隔離層,所述第三疊層結構包括第三源層、第三溝道層和第三漏層;所述串源極與所述第三源層相連接;所述NAND閃存還包括一個或者多個第三單漏極,一個所述第三單漏極對應與一個所述第三漏層相連接。

12.如權利要求11所述的NAND閃存,其特征在于,所述第一鰭部包括多個所述第三疊層結構,上下兩個所述第三疊層結構之間具有第四隔離層。

13.如權利要求12所述的NAND閃存,其特征在于,所述第一隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第一源層相反的半導體層;所述第二隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第二源層相反的半導體層;所述第三隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第三源層相反的半導體層,所述第四隔離層為絕緣層,或者為摻雜類型與所述第三源層相反的半導體層。

14.如權利要求10所述的NAND閃存,其特征在于,在所述第一鰭部上還具有源選擇晶體管和漏選擇晶體管的至少其中之一,所述源選擇晶體管位于所述串源極與所述第一柵極之間,所述漏選擇晶體管位于所述第一單漏極和所述第二單漏極與所述第一柵極之間。

15.一種NAND閃存的形成方法,其特征在于,包括:

提供半導體襯底,所述半導體襯底包括核心區(qū)和外圍區(qū);

在所述核心區(qū)形成凹槽;

在所述凹槽內形成填充結構,形成所述填充結構的過程至少包括形成從下到上層疊的第一隔離材料層、第一疊層組合、第二隔離材料層和第二疊層組合;所述第一疊層組合包括第一源材料層、第一溝道材料層和第一漏材料層;所述第二疊層組合包括第二源材料層、第二溝道材料層和第二漏材料層;

對所述填充結構和所述外圍區(qū)的半導體襯底同時進行刻蝕,直至形成位于 所述核心區(qū)的第一鰭部和位于所述外圍區(qū)的第二鰭部,所述第一鰭部至少包括第一隔離層、第一疊層結構、第二隔離層和第二疊層結構;所述第一疊層結構包括第一源層、第一溝道層和第一漏層,所述第二疊層結構包括第二源層、第二溝道層和第二漏層。

16.如權利要求15所述的形成方法,其特征在于,所述形成方法還包括:

形成一個或者相互分立的多個第一柵極,所述第一柵極橫跨所述第一鰭部并覆蓋在部分所述第一鰭部的頂部和兩側;并在所述第一柵極與所述第一鰭部之間形成第一隧穿介質層、第一電荷陷阱層和第一柵介質層;

形成串源極,所述串源極位于所述第一鰭部的第一端,所述串源極與所述第一源層和所述第二源層相連接;

形成第一單漏極,所述第一單漏極位于所述第一鰭部的第二端,所述第一單漏極與所述第一漏層相連接;

形成第二單漏極,所述第二單漏極位于所述第一鰭部的第二端,所述第二單漏極與所述第二漏層相連接;

形成第二柵極,所述第二柵極橫跨所述第二鰭部并覆蓋在部分所述第二鰭部的頂部和兩側;并在所述第二柵極與所述第二鰭部之間形成第二隧穿介質層和第二柵介質層;

形成源極,所述源極位于所述第二鰭部的第一端;

形成漏極,所述漏極位于所述第二鰭部的第二端。

17.如權利要求16所述的形成方法,其特征在于,形成所述填充結構還包括:在第二疊層組合上形成一個或者多個第三疊層組合,并在所述第二疊層組合與位于第二疊層組合上方的第一個所述第三疊層組合之間形成第三材料隔離層;所述第一鰭部還包括位于所述第二疊層結構的一個或者多個第三疊層結構,所述第二疊層結構與位于所述第二疊層結構上方的第一個所述第三疊層結構之間具有第三隔離層。

18.如權利要求17所述的形成方法,其特征在于,形成多個所述第三疊層組合,在上下兩個所述第三疊層組合之間形成第四材料隔離層;所述第一鰭部包 括多個第三疊層結構,在上下兩個所述第三疊層結構之間形成第四隔離層。

19.如權利要求18所述的形成方法,其特征在于,采用絕緣層制作所述第一隔離層,或者采用摻雜類型與所述第一源層相反的半導體層制作所述第一隔離層;采用絕緣層制作所述第二隔離層,或者采用摻雜類型與所述第二源層相反的半導體層制作所述第二隔離層;采用絕緣層制作所述第三隔離層,或者采用摻雜類型與所述第三源層相反的半導體層制作所述第三隔離層;采用絕緣層制作所述第四隔離層,或者采用摻雜類型與所述第三源層相反的半導體層制作所述第四隔離層。

20.如權利要求16所述的形成方法,其特征在于,還包括將源選擇晶體管和漏選擇晶體管的至少其中之一制作在所述第一鰭部上,所述源選擇晶體管制作在所述串源極與所述第一柵極之間,所述漏選擇晶體管制作在所述第一單漏極和所述第二單漏極與所述第一柵極之間。

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