三维快闪存储器装置及其形成方法与流程

本发明是关于一种三维(3d)快闪存储器装置及其形成方法，特别是关于三维编码型(nor)快闪存储器装置及其形成方法。

背景技术：

1、快闪存储器是一种大容量、高读写速度、低功耗、低成本的非易失性存储器。由于快闪存储器具非易失特性，断电后数据仍可保存在快闪存储器中，因此，快闪存储器受到广泛的应用。

2、在编码型快闪存储器(nor flash memory)中，存储器单元的尺寸在缩小栅极长度和栅极宽度时会出现问题。举例来说，为了在读出时获得高读出电流而不能进一步缩小存储器单元的栅极宽度。为了避免降低临界电压(vth)而不能进一步缩小存储器单元的栅极长度。为了避免短通道效应(sce)问题而不能进一步微缩存储器单元的穿隧氧化层的厚度。基于上述原因，提高nor快闪存储器的整合度和降低每单位的位成本变得越来越困难，因此，需要一种新型的三维nor快闪存储器装置来提高晶片面积使用效率。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种三维快闪存储器装置。三维快闪存储器装置包括衬底、t形多晶硅柱、选择线柱、位线柱、第一控制栅极、第二控制栅极、第一浮置栅极、第二浮置栅极、第一高介电常数介电柱以及第二高介电常数(k)介电柱。t形多晶硅柱设置于衬底上，其中t形多晶硅柱包括平行于衬底的顶面延伸的水平突出部和垂直于衬底的顶面延伸的垂直延伸部。选择线柱和位线柱垂直设置于衬底上，其中选择线柱和位线柱相邻于水平突出部的第一相对侧壁。第一控制栅极和第二控制栅极分别相邻于水平突出部的第二相对侧壁。第一浮置栅极横向设置于水平突出部和第一控制栅极之间。第二浮置栅极横向设置于水平突出部和第二控制栅极之间。第一高介电常数介电柱垂直设置于衬底上且横向设置于第一浮置栅极和第一控制栅极之间。第二高介电常数介电柱垂直设置于衬底上且横向设置于第二浮置栅极和第二控制栅极之间。

2、本发明实施例提供一种三维快闪存储器装置。三维快闪存储器装置包括由多个绝缘层和多个多晶硅层交替而成的交替层堆叠、多晶硅柱、多个第一绝缘柱、选择线柱、位线柱、第一控制栅极、第二控制栅极、第一高介电常数介电柱和第二高介电常数介电柱。交替层堆叠设置在衬底上方。多晶硅柱延伸穿过交替层堆叠。第一绝缘柱延伸穿过交替层堆叠且相邻于多晶硅柱的水平突出部的多个第一相对侧壁。选择线柱与位线柱分别延伸穿过第一绝缘柱且相邻于多晶硅柱的水平突出部的第一相对侧壁。第一控制栅极和第二控制栅极分别相邻于多晶硅柱的水平突出部的多个第二相对侧壁，且通过第一浮置栅极和第二浮置栅极与多晶硅柱的水平突出部隔开。第一高介电常数介电柱延伸穿过交替层堆叠并插入第一控制栅极和第一浮置栅极之间。第二高介电常数介电柱延伸穿过交替层堆叠并插入第二控制栅极和第二浮置栅极之间。

3、本发明实施例提供一种三维快闪存储器装置的形成方法。方法包括提供衬底。在衬底上方形成由多个绝缘层和多个多晶硅层交替而成的交替层堆叠。使用第一等向性刻蚀工艺形成穿过交替层堆叠的第一沟槽。多晶硅层的刻蚀速率大于绝缘层的刻蚀速率。形成穿过交替层堆叠的多晶硅柱。形成穿过交替层堆叠且相邻于多晶硅柱的多个第一相对侧壁的选择线柱和位线柱。形成穿过交替层堆叠且分别位于多晶硅柱的多个第二相对侧壁外侧的第一高介电常数介电柱和第二高介电常数介电柱。

技术特征：

1.一种三维快闪存储器装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的三维快闪存储器装置，其特征在于，更包括一绝缘层，围绕该t型多晶硅柱的该垂直延伸部。

3.如权利要求2所述的三维快闪存储器装置，其特征在于，更包括一绝缘柱，垂直设置在该衬底上且贯穿该t型多晶硅柱。

4.如权利要求1所述的三维快闪存储器装置，其特征在于，更包括：

5.如权利要求1所述的三维快闪存储器装置，其特征在于，更包括一源极电极以及一漏极电极，分别靠近该t形多晶硅柱的该水平突出部的所述多个第一相对侧壁且与该选择线柱和该位线柱接触，其中该t形多晶硅柱的该水平突出部，该源极电极、该漏极电极、该第一浮置栅极、该第二浮置栅极、该第一控制栅极和该第二控制栅极位于同一层别。

6.如权利要求1所述的三维快闪存储器装置，其特征在于，所述多个第一相对侧壁沿该水平突出部的一宽度方向延伸，且所述多个第二相对侧壁沿该水平突出部的一长度方向延伸，其中该第一控制栅极的一长度和该第二控制栅极层的一长度分别大于该第一浮置栅极的一长度和该第二浮置栅极的一长度。

7.一种三维快闪存储器装置的形成方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的三维快闪存储器装置的形成方法，其特征在于，更包括延伸穿过该多晶硅柱的一第一绝缘柱取代该多晶硅柱的一中心部分。

9.如权利要求7所述的三维快闪存储器装置的形成方法，其特征在于，更包括：

10.如权利要求9所述的三维快闪存储器装置的形成方法，其特征在于，更包括：

技术总结本发明提供一种三维快闪存储器装置及其形成方法。三维快闪存储器装置包括衬底、T形多晶硅柱、选择线柱、位线柱、第一和第二控制栅极、第一和第二浮置栅极以及第一和第二高介电常数介电柱。选择线柱与位线柱垂直设置于衬底上且相邻于T形多晶硅水平突出部的多个第一相对侧壁。第一控制栅极与第二控制栅极相邻于水平突出部的多个第二相对侧壁。第一浮置栅极和第二浮置栅极横向设置于水平突出部与第一和第二控制栅极之间。第一和第二高介电常数介电柱横向设置于第一浮置栅极和第一控制栅极之间以及第二浮置栅极和第二控制栅极之间。技术研发人员：陈达受保护的技术使用者：华邦电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23