3D存储器单元和阵列架构的制作方法

本发明的示例性实施例总体上涉及存储器领域，更具体地涉及存储器单元和阵列结构以及相关联的工艺。

背景技术：

1、随着电子电路的复杂性和密度的增加，存储器尺寸、复杂性和成本是重要的考虑因素。一种增加存储器容量的方法是使用三维(3d)阵列结构。3d阵列结构目前已成功地用于nand闪存中。然而，对于动态随机存取存储器(dram)，由于其特殊的一个晶体管一个电容器(one-transistor-one-capacitor，1t1c)单元结构，还没有实现成本有效的3d阵列结构。

技术实现思路

1、在各种示例性实施例中，公开了三维(3d)存储器单元、阵列结构以及相关联的工艺。在一个实施例中，公开了一种使用浮体单元来实现dram的新颖3d阵列结构。该阵列结构是使用类似于3d nand闪存的深沟槽工艺形成的。因此，可以实现超高密度dram。在一个实施例中，提供了3d nor型存储器单元和阵列结构。所公开的存储器单元和阵列结构适用于许多技术。例如，本发明的存储器单元和阵列结构适用于动态随机存取存储器(dram)、浮体单元(fbc)存储器、nor型闪存和晶闸管。

2、在一个示例性实施例中，提供了一种存储器单元结构，包括：第一半导体材料；浮体半导体材料，其具有围绕且连接到第一半导体材料的内侧面；以及第二半导体材料，其具有围绕且连接到浮体半导体材料的内侧面。存储器单元结构还包括：第一电介质层，其连接到浮体材料的顶面；第二电介质层，其连接到浮体材料的底面；前栅极，其连接到第一电介质层；以及背栅极，其连接到第二电介质层。

3、在一个示例性实施例中，提供了一种三维(3d)存储器阵列，包括由电介质层分离以形成存储器单元堆叠的多个存储器单元。存储器单元堆叠中的每个存储器单元包括：位元线，其由第一半导体材料和第一导体材料中的一者形成；浮体半导体材料，其具有围绕且连接到位元线的内侧面；源极线，其由第二半导体材料和第二导体材料中的一者形成，具有围绕且连接到浮体半导体材料的内侧面；以及字元线，其由第三导体材料形成，通过电介质层耦合到浮体半导体以形成存储器单元的栅极。另外，存储器单元堆叠的位元线被连接以形成垂直位元线。

4、本发明的示例性实施例的另外特征和益处将从下面阐述的详细描述、附图和权利要求中变得明了。

技术特征：

1.一种存储器单元结构，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器单元结构，其中，所述第一半导体材料包括n+型掺杂，所述浮体半导体材料包括p-型掺杂，并且所述第二半导体材料包括n+型掺杂。

3.根据权利要求1所述的存储器单元结构，还包括连接到所述第一半导体材料的金属线。

4.根据权利要求1所述的存储器单元结构，其中，所述第一半导体材料包括p+型掺杂，所述浮体半导体材料包括n-型掺杂，并且所述第二半导体材料包括p+型掺杂。

5.根据权利要求1所述的存储器单元结构，其中，所述第一电介质层和所述第二电介质层包括氧化物材料和高k材料中的一者。

6.根据权利要求1所述的存储器单元结构，其中，所述第一电介质层和所述第二电介质层包括电荷俘获层。

7.根据权利要求6所述的存储器单元结构，其中，所述电荷俘获层包括氧化物-氮化物-氧化物层。

8.一种三维(3d)存储器阵列，包括：

9.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述阵列包括多个存储器单元堆叠，并且其中，所述多个堆叠中的字元线被连接以在水平方向上形成多个字元线层。

10.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述阵列包括多个存储器单元堆叠，并且其中，所述多个堆叠中的源极线被连接以在水平方向上形成多个源极线层。

11.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述浮体材料对于所述多个存储器单元堆叠中的各个存储器单元是独立的。

12.根据权利要求9所述的三维(3d)存储器阵列，其中，各个存储器单元的所述浮体半导体耦合到两个字元线层。

13.根据权利要求9所述的三维(3d)存储器阵列，其中，各个存储器单元的所述浮体半导体耦合到一个字元线层。

14.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述第一半导体材料包括n+型掺杂，所述浮体半导体材料包括p-型掺杂，并且所述第二半导体材料包括n+型掺杂。

15.根据权利要求14所述的三维(3d)存储器阵列，还包括连接到所述第一半导体材料的金属线。

16.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述第一半导体材料包括p+型掺杂，所述浮体半导体材料包括n-型掺杂，并且所述第二半导体材料包括p+型掺杂。

17.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述电介质层包括氧化物材料和高k材料中的一者。

18.根据权利要求8所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述电介质层包括电荷俘获层。

19.根据权利要求18所述的三维(3d)存储器阵列，其中，所述电荷俘获层包括氧化物-氮化物-氧化物层。

20.一种通过执行操作形成的三维(3d)存储器阵列，所述操作包括：

技术总结公开了各种3D存储器单元、阵列架构和工艺。在一个实施例中，一种存储器单元结构包括：第一半导体材料；浮体半导体材料，其具有围绕且连接到第一半导体材料的内侧面；以及第二半导体材料，其具有围绕且连接到浮体半导体材料的内侧面。存储器单元结构还包括：第一电介质层，其连接到浮体材料的顶面；第二电介质层，其连接到浮体材料的底面；前栅极，其连接到第一电介质层；以及背栅极，其连接到第二电介质层。技术研发人员：许富菖受保护的技术使用者：许富菖技术研发日：技术公布日：2024/7/23