半导体存储器装置及半导体存储器装置的制造方法制造方法及图纸

本申请涉及半导体存储器装置及半导体存储器装置的制造方法。一种半导体存储器装置包括：沟道层；栅电极，其与沟道层间隔开；阻挡绝缘层，其位于栅电极与沟道层之间；隧道绝缘层，其位于沟道层与阻挡绝缘层之间；以及纳米颗粒，其在隧道绝缘层和阻挡绝缘层之间彼此间隔开。开。开。

【技术实现步骤摘要】
半导体存储器装置及半导体存储器装置的制造方法


[0001]本公开总体上涉及半导体存储器装置及该半导体存储器装置的制造方法，并且更具体地，涉及非易失性存储器装置及该非易失性存储器装置的制造方法。

技术介绍

[0002]非易失性存储器装置即使在供电中断时也可以保留数据。闪存装置是一种非易失性存储器装置，并且用于各种便携式电子装置。
[0003]闪存装置的数据储存层可以由各种材料制成。当由多晶硅制成的浮置栅用作数据储存层时，可以改进单元的电特性。当由氮化物层制成的电荷俘获层用作数据储存层时，可以简化数据储存层的制造工艺。
[0004]如上所述，已经开发了应用各种材料作为数据储存层的半导体存储器装置，并且已经开发了用于提高半导体存储器装置的操作可靠性的各种技术。

技术实现思路

[0005]根据本公开的实施方式，一种半导体存储器装置包括：沟道层；栅电极，其与沟道层间隔开；阻挡绝缘层，其位于栅电极与沟道层之间；隧道绝缘层，其位于沟道层与阻挡绝缘层之间；以及数据储存层，其位于隧道绝缘层和阻挡绝缘层之间。数据储存层包括通过多孔结构、化学链或间隙彼此间隔开的纳米颗粒。
[0006]根据本公开的实施方式，一种半导体存储器装置包括：沟道层；栅电极，其与沟道层间隔开；阻挡绝缘层，其位于栅电极与沟道层之间；纳米颗粒，其在阻挡绝缘层与沟道层之间彼此间隔开；隧道绝缘层，其设置于阻挡绝缘层与沟道层之间；以及绝缘层，其位于纳米颗粒之间。
[0007]根据本公开的实施方式，一种制造半导体存储器装置的方法包括：形成包括交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠结构；形成贯穿层叠结构的孔；在孔的侧壁上形成阻挡绝缘层；在阻挡绝缘层上形成具有通过多孔结构或化学链彼此间隔开的纳米颗粒的数据储存层；在数据储存层上形成隧道绝缘层；以及在隧道绝缘层上形成沟道层。
附图说明
[0008]下面将参照附图更全面地描述示例实施方式；然而，示例实施方式可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开内容对于本领域技术人员而言是能够实现的。
[0009]在附图中，为了示例清楚，可以夸大尺寸。将理解，当元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在附加的居间元件。贯穿附图，相似的附图标记指代相似的元件。
[0010]图1是例示了根据本公开的实施方式的半导体存储器装置的示意性电路图。
[0011]图2A和图2B是例示了根据本公开的实施方式的三维半导体存储器装置的图。
[0012]图3是例示了根据本公开的实施方式的存储器层的截面图。
[0013]图4A和图4B是例示了根据本公开的实施方式的三维半导体存储器装置的图。
[0014]图5和图6是例示了根据本公开的实施方式的存储器层的截面图。
[0015]图7A、图7B和图7C是例示了根据本公开的实施方式的纳米颗粒的图。
[0016]图8A和图8B是例示了根据本公开的实施方式的三维半导体存储器装置的制造方法的流程图。
[0017]图9A和图9B是例示了形成图8A和图8B所示的存储器层的步骤的流程图。
[0018]图10A和图10B是例示了使用金属有机框架(MOF)的存储器层的制造方法的流程图。
[0019]图11A和图11B是示意性例示了MOF的图。
[0020]图12A和图12B是例示了使用自组装单层(SAM)的存储器层的制造方法的流程图。
[0021]图13是例示了根据本公开的实施方式的存储器系统的构造的框图。
[0022]图14是例示了根据本公开的实施方式的计算系统的构造的框图。
具体实施方式
[0023]本文所公开的具体结构和功能描述仅仅是出于描述根据本公开的概念的实施方式的目的而例示的。根据本公开的概念的实施方式可以以各种形式实现，并且它们不应被解释为限于在此阐述的具体实施方式。
[0024]一些实施方式涉及具有改进的操作可靠性的半导体存储器装置以及该半导体存储器装置的制造方法。
[0025]图1是例示了根据本公开的实施方式的半导体存储器装置的示意性电路图。
[0026]参照图1，半导体存储器装置可以是非易失性存储器装置。在实施方式中，半导体存储器装置可以是NAND闪存装置。NAND闪存装置可以二维或三维地实现。在下文中，将例示和描述三维NAND闪存装置的实施方式，但本公开不限于此。
[0027]NAND闪存装置可以包括连接至位线BL和公共源极线CSL的存储器单元串CS。该图例示了一个存储器单元串CS，但是多个存储器单元串可以并联连接在位线BL和公共源极线CSL之间。
[0028]存储器单元串CS可以包括设置在公共源极线CSL和位线BL之间的源极选择晶体管SST、多个存储器单元MC和漏极选择晶体管DST。
[0029]源极选择晶体管SST可以控制多个存储器单元MC和公共源极线CSL之间的电连接。可以在公共源极线CSL和多个存储器单元MC之间设置一个源极选择晶体管SST。然而，本公开的实施方式不限于此，并且可以在公共源极线CSL和多个存储器单元MC之间设置串联连接的两个或更多个源极选择晶体管。源极选择晶体管SST可以连接至源极选择线SSL。源极选择晶体管SST的操作可以由施加至源极选择线SSL的源极选通信号控制。
[0030]多个存储器单元MC可以设置在源极选择晶体管SST和漏极选择晶体管DST之间。源极选择晶体管SST和漏极选择晶体管DST之间的存储器单元MC可以彼此串联连接。存储器单元MC可以分别连接至字线WL。存储器单元MC的操作可以由施加至字线WL的单元选通信号控制。
[0031]漏极选择晶体管DST可以控制多个存储器单元MC和位线BL之间的电连接。可以在
位线BL和多个存储器单元MC之间设置一个漏极选择晶体管DST。然而，本公开的实施方式不限于此，并且可以在位线BL和多个存储器单元MC之间设置串联连接的两个或更多个漏极选择晶体管。漏极选择晶体管DST可以连接至漏极选择线DSL。漏极选择晶体管DST的操作可以由施加至漏极选择线DSL的漏极选通信号控制。
[0032]每个存储器单元MC可以存储单比特数据或多比特数据。
[0033]图2A和图2B是例示了根据本公开的实施方式的三维半导体存储器装置的图。图2A是例示了三维半导体存储器装置的一部分的立体图，而图2B是图2A所示的区域A的放大截面图。
[0034]参照图2A和图2B，三维半导体存储器装置可以包括沟道层127、围绕沟道层127的存储器层120A和围绕存储器层120A的层叠结构100。
[0035]层叠结构100可以包括在X
‑
Y平面上彼此平行地延伸的层间绝缘层101和栅电极103。栅电极103可以用作图1所示的字线WL。栅电极103可以在Z轴方向上与层间绝缘层101交替层叠。因此，栅电极103可以通过层间绝缘层101彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体存储器装置，该半导体存储器装置包括：沟道层；栅电极，该栅电极与所述沟道层间隔开；阻挡绝缘层，该阻挡绝缘层位于所述栅电极与所述沟道层之间；隧道绝缘层，该隧道绝缘层位于所述沟道层与所述阻挡绝缘层之间；以及数据储存层，该数据储存层位于所述隧道绝缘层和所述阻挡绝缘层之间，其中，所述数据储存层包括通过多孔结构、化学链或间隙彼此间隔开的纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述多孔结构包括金属有机框架MOF。3.根据权利要求2所述的半导体存储器装置，其中，所述MOF包括孔隙，并且其中，所述纳米颗粒分别设置在所述孔隙中。4.根据权利要求2所述的半导体存储器装置，其中，所述MOF包括二维布置的孔隙或包括三维布置的孔隙。5.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述化学链包括自组装单层SAM。6.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，该半导体存储器装置还包括：第一层间绝缘层，该第一层间绝缘层位于所述栅电极下方；以及第二层间绝缘层，该第二层间绝缘层位于所述栅电极上，其中，所述沟道层、所述阻挡绝缘层、所述隧道绝缘层和所述数据储存层中的每一个沿着所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层的侧壁延伸。7.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，该半导体存储器装置还包括：第一层间绝缘层，该第一层间绝缘层位于所述栅电极下方；以及第二层间绝缘层，该第二层间绝缘层位于所述栅电极上，其中，所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层比所述栅电极更向所述沟道层突出，其中，所述沟道层和所述隧道绝缘层中的每一个沿着所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层的侧壁延伸，其中，所述阻挡绝缘层包括位于所述隧道绝缘层和所述栅电极之间的弯曲部、以及位于所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层中的每一个与所述隧道绝缘层之间延伸的垂直部，并且其中，所述数据储存层设置在所述垂直部之间。8.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述纳米颗粒包括金属纳米颗粒或硅纳米颗粒。9.一种半导体存储器装置，该半导体存储器装置包括：沟道层；栅电极，该栅电极与所述沟道层间隔开；阻挡绝缘层，该阻挡绝缘层位于所述栅电极与所述沟道层之间；纳米颗粒，所述纳米颗粒在所述阻挡绝缘层与所述沟道层之间彼此间隔开；隧道绝缘层，该隧道绝缘层设置于所述阻挡绝缘层与所述沟道层之间；以及绝缘层，该绝缘层位于所述纳米颗粒之间。
10.根据权利要求9所述的半导体存储器装置，该半导体存储器装置还包括：第一层间绝缘层，该第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩在贤，具元泰，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：