一種存儲(chǔ)器元件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種高密度存儲(chǔ)元件，且特別是有關(guān)于一種將存儲(chǔ)單元的多階層排列成三維空間的立體陣列的存儲(chǔ)元件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三維立體存儲(chǔ)元件，已經(jīng)發(fā)展出多種不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)。其中包含由被絕緣材料所隔離的導(dǎo)電條紋(conductive strips)所構(gòu)成的疊層(Stacks of conductive strips),以及位于這些疊層之間的垂直有源條紋(vertical active strips)。包含電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單兀，則位于疊層中導(dǎo)電條紋的中間階層(intermediate planes of conductive stripsin the stacks)和垂直有源條紋之間的接口區(qū)(interface reg1ns)之中。串行選擇開關(guān)，位于疊層中導(dǎo)電條紋的頂部階層(top plane of conductive strips in the stacks)與垂直有源條紋之間的接口區(qū)之中。參考選擇開關(guān)(reference select switch),位于疊層中導(dǎo)電條紋的底部階層(bottom plane of conductive strips)與垂直有源條紋之間的接口區(qū)之中。為了可靠地控制存儲(chǔ)單元的操作，串行選擇開關(guān)和參考選擇開關(guān)的閾值電壓，必須保持穩(wěn)定。當(dāng)串行選擇開關(guān)和參考選擇開關(guān)，納入電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，用來(lái)作為存儲(chǔ)單元時(shí)，串行選擇開關(guān)和參考選擇開關(guān)會(huì)被充電，因而造成這些開關(guān)閾值電壓改變，需要額外的電流來(lái)對(duì)這些開關(guān)進(jìn)行寫入與擦除。
[0003]因此，有需提供三維立體集成電路存儲(chǔ)器一種結(jié)構(gòu)，可提供串行選擇開關(guān)和參考選擇開關(guān)穩(wěn)定的閾值電壓，使其在存儲(chǔ)單元寫入及擦除時(shí)，不需要額外電流來(lái)控制其閾值電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是有關(guān)于一種包含串接存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)元件。此一元件包括由絕緣材質(zhì)所分離的多個(gè)導(dǎo)電條紋的多個(gè)疊層，至少由多個(gè)導(dǎo)電條紋所構(gòu)成的一底部階層(GSL)、由多個(gè)導(dǎo)電條紋所構(gòu)成的多個(gè)中間階層(WLs)、以及由多個(gè)導(dǎo)電條紋所構(gòu)成的一頂部階層(SSLs);多個(gè)垂直有源條紋，位于這些疊層之間；多個(gè)電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，位于這些疊層中的這些中間階層的這些導(dǎo)電條紋的多個(gè)側(cè)壁表面(side surfaces of the conductive stripsin the plurality of intermediate planes in the stacks),與這些垂直有源條紋之間的多個(gè)交錯(cuò)處的接口區(qū)(interface reg1ns at cross-points)中；以及一柵介電層,具有與這些電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)相異的材質(zhì)，且位于該頂部階層的這些導(dǎo)電條紋和該底部階層的這些導(dǎo)電條紋二者至少一者的多個(gè)側(cè)壁表面，與這些垂直有源條紋中的垂直有源條紋(thevertical active strips in the plurality of vertical active strips 以下簡(jiǎn)稱為「垂直有源條紋」)之間的多個(gè)交錯(cuò)處的接口區(qū)中。
[0005]此一元件包括形成在導(dǎo)電條紋的頂部階層(SSL)上方的金屬硅化物層。此一元件包括，用來(lái)隔離導(dǎo)電條紋的頂部階層和垂直有源條紋的間隙壁，以及形成在垂直有源條紋頂部的金屬硅化物層。柵介電層，包含一層厚度比電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)還要薄的氧化硅材質(zhì)層。其中，柵介電層的厚度約為7奈米(nanometer, nm)。
[0006]一參考導(dǎo)體層，位于導(dǎo)電條紋的底部階層和集成電路基材之間，并且與多個(gè)垂直有源條紋連接。此參考導(dǎo)體層，包含N+摻雜的半導(dǎo)體材質(zhì)。
[0007]本發(fā)明的實(shí)施例，也提供制作前述存儲(chǔ)器元件的方法。
[0008]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下:
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一種三維立體存儲(chǔ)器元件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所繪示的一種三維立體存儲(chǔ)元件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例所繪示的一種三維立體存儲(chǔ)元件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的一種集成電路的簡(jiǎn)化方塊圖。
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的制作存儲(chǔ)器元件的方法流程圖。
[0014]圖4至圖15是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示，制作存儲(chǔ)器元件的一系列工藝結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0015]圖16至圖27是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所繪示，制作存儲(chǔ)器元件的一系列工藝結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0016]【符號(hào)說明】
[0017]100:存儲(chǔ)器元件105:絕緣材質(zhì)
[0018]111:導(dǎo)電條紋Illg:柵介電層
[0019]Illm:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)112:導(dǎo)電條紋
[0020]112m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)112g:柵介電層
[0021]113:導(dǎo)電條紋113g:柵介電層
[0022]113m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)114:導(dǎo)電條紋
[0023]114g:柵介電層114m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)
[0024]115:絕緣材質(zhì)121:導(dǎo)電條紋
[0025]122:導(dǎo)電條紋123:導(dǎo)電條紋
[0026]124:導(dǎo)電條紋125:絕緣材質(zhì)
[0027]131:導(dǎo)電條紋132:導(dǎo)電條紋
[0028]133:導(dǎo)電條紋134:導(dǎo)電條紋
[0029]135:絕緣材質(zhì)141:導(dǎo)電條紋
[0030]141m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)142:導(dǎo)電條紋
[0031]142m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)143:導(dǎo)電條紋
[0032]143m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)144:導(dǎo)電條紋
[0033]144m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)145:絕緣材質(zhì)
[0034]151:導(dǎo)電條紋151m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)
[0035]152:導(dǎo)電條紋152m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)
[0036]153:導(dǎo)電條紋153m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)
[0037]154:導(dǎo)電條紋154m:電荷儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)
[0038]155:柵介電層156:柵介電層
[0039]157:柵介電層158:柵介電層
[0040]161:垂直有源條紋162:垂直有源條紋
[0041]170:絕緣材料181:間隙壁
[0042]183:間隙壁185:間隙壁
[0043]187:間隙壁191:金屬娃化物層
[0044]192:金屬硅化物層 193:金屬硅化物層
[0045]195:金屬硅化物層 196:金屬硅化物層
[0046]197:金屬硅化物層 200:集成電路
[0047]258:階層譯碼器259:串行選擇線
[0048]260:垂直通道存儲(chǔ)器陣列 261:行譯碼器
[0049]262:字線263:列譯碼器
[0050]266:感測(cè)放大器和數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)
[0051]267:數(shù)據(jù)總線268:方塊
[0052]269:偏壓配置狀態(tài)機(jī)271:數(shù)據(jù)輸入線
[0053]272:數(shù)據(jù)輸出線274:其他電路
[0054]275:集成電路
[0055]310、320、330、340、350、360、370、380:步驟
[0056]405:絕緣層410:導(dǎo)電層
[0057]410a:犧牲層411:導(dǎo)電條紋
[0058]411a:導(dǎo)電條紋411m:存儲(chǔ)層
[0059]412:導(dǎo)電條紋412a:導(dǎo)電條紋
[0060]412m:存儲(chǔ)層413:導(dǎo)電條紋
[0061]413a:導(dǎo)電條紋413m:存儲(chǔ)層
[0062]414:導(dǎo)電條紋414a:導(dǎo)電條紋
[0063]414m:存儲(chǔ)層415:絕緣層
[0064]420:犧牲層421:導(dǎo)電條紋
[0065]422:導(dǎo)電條紋423:導(dǎo)電條紋
[0066]424:導(dǎo)電條紋425:絕緣層
[0067]430:犧牲層431:導(dǎo)電條紋
[0068]432:導(dǎo)電條紋433:導(dǎo)電條紋
[0069]434:導(dǎo)電條紋435:絕緣層
[0070]440:犧牲層441:導(dǎo)電條紋
[0071]441m:存儲(chǔ)層442:導(dǎo)電條紋
[0072]442m:存儲(chǔ)層443:導(dǎo)電條紋
[0073]443m:存儲(chǔ)層444:導(dǎo)電條紋
[0074]444m:存儲(chǔ)層445:絕緣層
[0075]450:導(dǎo)電層451:導(dǎo)電條紋
[0076]452:導(dǎo)電條紋453:導(dǎo)電條紋
[0077]454:導(dǎo)電條紋455:絕緣層
[0078]460:硬掩模層510:開口
[0079]520:開口615:柵介電層
[0080]616:柵介電層617:柵介電層
[0081]618:柵介電層655:柵介電層
[0082]656:柵介電層657:柵介電層
[0083]658:柵介電層661:氧化娃材質(zhì)層
[0084]663:氧化娃材質(zhì)層665:氧化娃材質(zhì)層
[0085]761:垂直有源條紋762:垂直有源條紋
[0086]810:開口905:水平開口
[0087]906:水平開口1001:導(dǎo)電材質(zhì)
[0088]1270:絕緣材料1481:間隙壁
[0089]1483:間隙壁1485:間隙壁
[0090]1487:間隙壁1591:金屬硅化物層
[0091]1592:金屬娃化物層1593:金屬娃化物層
[0092]1595:金屬硅化物層1596:金屬硅化物層
[0093]1597:金屬娃化物層
【具體實(shí)施方式】
[0094]以下將配合圖示，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例提供更詳細(xì)的說明。雖然以下說明將會(huì)參照特定的結(jié)構(gòu)與方法。但必須注意的是，這些特定的實(shí)施案例與方法，并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明仍可采用其他特征、元件方法及實(shí)施例，來(lái)加以實(shí)施。較佳實(shí)施例的提出，僅是用以例示本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。該技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，將可根據(jù)以下說明書