半导体存储装置制造方法及图纸

技术编号:17999372 阅读:93 留言:0更新日期:2018-05-19 17:06
一实施方式的半导体存储装置具备行解码器及存储单元阵列,所述存储单元阵列具备第1功能块。第1功能块具备:第1区域(CEL);第2区域(WLHU),在第1方向(Y方向)上与第1区域(CEL)相邻;及第3区域(CNCT),连接第1区域(CEL)与第2区域(WLHU)。存储单元阵列还具备:第1绝缘层(730),填埋第1区域(CEL)与第2区域(WLHU)之间的第1槽(DY),且与第3区域(CNCT)相接;第1接触插塞(CP12),设置在第1绝缘层(730)中,且与行解码器电连接;及第1配线层(IC1),连接选择栅极线(SGD)与第1接触插塞(CP12)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体存储装置
本实施方式涉及一种半导体存储装置。
技术介绍
已知一种将存储单元三维排列的NAND型闪速存储器。
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术提供一种可缩小功能块尺寸的半导体存储装置。[解决问题的技术手段]本实施方式的半导体存储装置具备:行解码器,设置在半导体衬底上;及存储单元阵列,设置在行解码器的上方,且具备第1功能块。第1功能块具备:第1区域,沿着由第1方向及第2方向形成的第1平面扩展,且沿着第2方向具有第1宽度,所述第1方向是半导体衬底的面内方向,所述第2方向是所述面内方向且与第1方向不同;第2区域,沿着第1平面扩展,沿着第2方向具有大于所述第1宽度的第2宽度,且在第1方向上与所述第1区域相邻;及第3区域,沿着第1平面扩展,沿着第2方向具有小于所述第1宽度的第3宽度,且位于第1区域与第2区域之间而将两者连接。第1到第3区域包含沿着半导体衬底的铅垂方向也就是第3方向积层的多条第1字线。第1区域还包含设置在最上层的第1字线的第1选择栅极线。存储单元阵列还具备:第1绝缘层,填埋第1区域与第2区域之间的第1槽,且在第2方向上与第3区域相接;第1接触插塞,设置在第1绝缘层中,且电连接行解码器;及第1配线层,连接第1选择栅极线与第1接触插塞。附图说明图1是第1实施方式的存储系统的框图。图2是第1实施方式的半导体存储装置具备的功能块的电路图。图3是第1实施方式的行解码器的电路图。图4是第1实施方式的读出放大器的电路图。图5是第1实施方式的存储单元阵列及驱动电路的平面布局图。图6是第1实施方式的存储单元阵列的平面布局图。图7是第1实施方式的存储单元阵列下区域的平面布局图。图8是示意性表示第1实施方式的存储单元阵列与存储单元阵列下区域的剖视图。图9是第1实施方式的子阵列的平面布局图。图10是第1实施方式的单元组的平面布局图。图11是第1实施方式的单元组的平面布局图图12是第1实施方式的单元区域及带道(lane)R的平面布局图。图13是第1实施方式的单元区域及带道(lane)R的平面布局图。图14是沿着图6的14-14线的剖视图。图15是沿着图11的15-15线的剖视图。图16是沿着图11的16-16线的区域的局部剖视图。图17是沿着图11的17-17线的剖视图。图18是沿着图11的18-18线的剖视图。图19是沿着图11的19-19线的剖视图。图20是沿着图11的20-20线的剖视图。图21是沿着图12及图13的21-21线的剖视图。图22是表示第1实施方式的字线与行解码器的连接关系的布局图。图23是第2实施方式的存储单元阵列下区域的平面布局图。图24是详细地表示图23的区域R2的平面布局图。图25是第3实施方式的单元区域的平面布局图。图26是沿着图25的26A-26A线及26B-26B线的剖视图。图27是第1实施方式的第1变化例的带道R的平面布局图。图28是第1实施方式的第2变化例的带道R的平面布局图。图29是第3实施方式的第1变化例的单元区域的平面布局图。图30是第3实施方式的第2变化例的单元区域的平面布局图。图31是第3实施方式的第3变化例的单元区域的平面布局图。具体实施方式以下,参照附图对实施方式进行说明。另外,在以下的说明中,对于具有相同功能及构成的构成要素标注共用的参照符号。1.第1实施方式对第1实施方式的半导体存储装置进行说明。以下,作为半导体存储装置,列举将存储单元三维地积层到半导体衬底上方的三维积层型NAND型闪速存储器为例进行说明。1.1关于构成1.1.1关于存储系统的整体构成首先,使用图1对本实施方式的包含半导体存储装置的存储系统的大致整体构成进行说明。图1是本实施方式的存储系统的框图。如图所示,存储系统1具备NAND型闪速存储器100与控制器200。NAND型闪速存储器100与控制器200例如可通过组合而构成一个半导体装置,作为这个例子列举如SDTM卡的存储卡、或SSD(solidstatedrive:固态驱动器)等。NAND型闪速存储器100具备多个存储单元,且非易失性地存储数据。控制器200通过NAND总线连接于NAND型闪速存储器100,且通过主机总线连接于主机设备300。并且,控制器200控制NAND型闪速存储器100,且响应从主机设备300接收到的命令,而对NAND型闪速存储器100进行访问。主机设备300是例如数码相机或个人电脑等,主机总线是例如依据SDTM接口的总线。NAND总线进行依据NAND接口的信号的收发。所述信号的具体例子为指令锁存使能信号CLE、地址锁存使能信号ALE、写入使能信号WEn、读出使能信号REn、就绪/忙碌信号RBn、及输入输出信号I/O。信号CLE及ALE是向NAND型闪速存储器100通知NAND型闪速存储器100的输入信号I/O分别为指令及地址的信号。信号WEn是在低(low)电平确立,且用来将输入信号I/O提取到NAND型闪速存储器100的信号。另外,“确立”意指将信号(或者逻辑)设为有效(激活)的状态,作为与其相反的用语“否定”意指将信号(或者逻辑)设为无效(非激活)的状态。信号REn也是在低电平确立、并且用来从NAND型闪速存储器100读出输出信号I/O的信号。就绪/忙碌信号RBn表示NAND型闪速存储器100是处于就绪状态(可接收来自控制器200的命令的状态),还是处于忙碌状态(无法接收来自控制器200的命令的状态)的信号,且低电平表示忙碌状态。输入输出信号I/O是例如8比特信号。并且,输入输出信号I/O是在NAND型闪速存储器100与控制器200之间进行收发的数据的实体,是指令、地址、写入数据、及读出数据等。1.1.2关于控制器200的构成接着使用图1对控制器200的构成的细节进行说明。如图1所示,控制器200具备主机接口电路210、内置存储器(RAM)220、处理器(CPU)230、缓冲存储器240、NAND接口电路250、及ECC电路260。主机接口电路210经由主机总线与主机设备300连接,将从主机设备300接收到的命令及数据分别传输到处理器230及缓冲存储器240。此外,响应处理器230的命令,将缓冲存储器240内的数据向主机设备300传输。处理器230对控制器200整体的动作进行控制。例如,处理器230在从主机设备300接收到写入命令时,响应所述命令,对NAND接口电路250发布写入命令。读出及删除时也是一样的。另外,处理器230执行损耗平均等用来管理NAND型闪速存储器100的各种处理。NAND接口电路250经由NAND总线与NAND型闪速存储器100连接,负责与NAND型闪速存储器100的通讯。并且,基于从处理器230接收到的命令,将信号ALE、CLE、WEn、及REn向NAND型闪速存储器100输出。另外,在写入时,将处理器230发布的写入指令、及缓冲存储器240内的写入数据作为输入输出信号I/O向NAND型闪速存储器100传输。此外,在读出时,将处理器230发布的读出指令作为输入输出信号I/O向NAND型闪速存储器100传输,进一步将从NAND型闪速存储器100读出的数据作为输入输出信号I/O接收,并将所述数据向缓冲存储器240传输。缓冲存储器240暂时保存写入数据或读出数据。内置存储器220为例如本文档来自技高网...
半导体存储装置

【技术保护点】
一种半导体存储装置,其特征在于具备:行解码器,设置在半导体衬底上;及存储单元阵列,设置在所述行解码器的上方,且具备第1功能块;且所述第1功能块具备:第1区域,沿着由第1方向及第2方向形成的第1平面扩展,且沿着所述第2方向具有第1宽度,所述第1方向是所述半导体衬底的面内方向,所述第2方向是所述面内方向且与所述第1方向不同;第2区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有大于所述第1宽度的第2宽度,且在所述第1方向上与所述第1区域相邻;及第3区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有小于所述第1宽度的第3宽度,且位于所述第1区域与所述第2区域之间而将两者连接;所述第1到第3区域包含沿着所述半导体衬底的铅垂方向也就是第3方向积层的多条第1字线,所述第1区域还具备设置在最上层的第1字线上的第1选择栅极线,且所述存储单元阵列还具备:第1绝缘层,填埋所述第1区域与所述第2区域之间的第1槽,且在所述第2方向上与所述第3区域相接;第1接触插塞,设置在所述第1绝缘层中,且电连接所述行解码器;及第1配线层,连接所述第1选择栅极线与所述第1接触插塞。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体存储装置,其特征在于具备:行解码器,设置在半导体衬底上;及存储单元阵列,设置在所述行解码器的上方,且具备第1功能块;且所述第1功能块具备:第1区域,沿着由第1方向及第2方向形成的第1平面扩展,且沿着所述第2方向具有第1宽度,所述第1方向是所述半导体衬底的面内方向,所述第2方向是所述面内方向且与所述第1方向不同;第2区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有大于所述第1宽度的第2宽度,且在所述第1方向上与所述第1区域相邻;及第3区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有小于所述第1宽度的第3宽度,且位于所述第1区域与所述第2区域之间而将两者连接;所述第1到第3区域包含沿着所述半导体衬底的铅垂方向也就是第3方向积层的多条第1字线,所述第1区域还具备设置在最上层的第1字线上的第1选择栅极线,且所述存储单元阵列还具备:第1绝缘层,填埋所述第1区域与所述第2区域之间的第1槽,且在所述第2方向上与所述第3区域相接;第1接触插塞,设置在所述第1绝缘层中,且电连接所述行解码器;及第1配线层,连接所述第1选择栅极线与所述第1接触插塞。2.根据权利要求1所述的半导体存储装置,其特征在于:所述存储单元阵列还具备第2功能块,所述第2功能块具备:第4区域,沿着所述第1平面扩展,且沿着所述第2方向具有第4宽度;第5区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有大于所述第4宽度的第5宽度,且在所述第1方向上与所述第4区域相邻;及第6区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有小于所述第4宽度的第6宽度,且位于第4区域与第5区域之间而将两者连接;所述第4到第6区域包含沿着所述第3方向积层的多条第2字线,且所述第4区域还具备设置在最上层的第2字线上的第2选择栅极线,所述存储单元阵列进一步具备:第2绝缘层,填埋所述第4区域与所述第5区域之间的第2槽,且在所述第2方向上与所述第6区域相接;第2接触插塞,设置在所述第2绝缘层中,且电连接所述行解码器;及第2配线层,连接所述第2选择栅极线与所述第2接触插塞;并且所述第1区域与所述第4区域隔着填埋所述第1区域与第4区域间的第3槽的第3绝缘层而在所述第2方向上相邻,所述第2区域与所述第5区域隔着所述第1区域与所述第4区域而在所述第1方向上相对,所述第1槽延伸到所述第2区域与所述第4区域之间,第2区域与所述第4区域之间通过所述第1绝缘层分离,所述第2槽延伸到所述第1区域与所述第5区域之间,所述第1区域与所述第5区域之间通过所述第2绝缘层分离。3.根据权利要求2所述的半导体存储装置,其特征在于:所述存储单元阵列还具备第3功能块,且所述第3功能块具备:第7区域,沿着所述第1平面扩展,且沿着所述第2方向具有第7宽度;第8区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有大于所述第7宽度的第8宽度,且在所述第1方向上与所述第7区域相邻;及第9区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有小于所述第7宽度的第9宽度,且位于第7区域与第8区域之间而将两者连接;所述第7到第9区域包含沿着所述第3方向积层的多条第3字线,且所述第7区域还具备设置在最上层的第3字线的第3选择栅极线;所述存储单元阵列还具备:第4绝缘层,填埋所述第7区域与所述第8区域之间的第4槽,且在所述第2方向上与所述第9区域相接;第3接触插塞,设置在所述第4绝缘层中,且电连接所述行解码器;及第3配线层,连接所述选择栅极线与所述第3接触插塞;并且所述第2区域与所述第8区域隔着填埋所述第2区域与第8区域间的第5槽的第5绝缘层而在所述第2方向上相邻;所述第1槽与所述第4槽沿着所述第2方向位于同一线上。4.根据权利要求3所述的半导体存储装置,其特征在于还具备:多条位线,在所述第3方向上,设置在所述第1区域、所述第4区域、及所述第7区域的上方,且为沿着所述第2方向的条形状;及第4接触插塞,设置在填埋所述第5槽的所述第5绝缘层内,且连接于所述多条位线中的任一条;并且所述位线经由所述第4接触插塞电连接所述读出放大器。5.根据权利要求2所述的半导体存储装置,其特征在于:所述存储单元阵列还具备第3功能块,且所述第3功能块包含:第7区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有第7宽度;第8区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有大于所述第7宽度的第8宽度,且在所述第1方向上与所述第7区域相邻;及第9区域,沿着所述第1平面扩展,沿着所述第2方向具有小于所述第7宽度的第9宽度,且位于第7区域与第8区域之间而将两者连接;所述第7到第9区域包含沿着所述第3方向积层的多条第3字线,且所述第7区域还具备设置在最上层的第3字线的第3选择栅极线;所述存储单元阵列还具备:第4绝缘层,填埋所述第7区域与所述第8区域之间的第3槽,且在所述第2方向上与所述第9区域相接;第3接触插塞,设置在所述第4绝缘层中,且电连接所述行解码器;及第3配线层,连接所述选择栅极线与所述第3接触插塞;并且所述第2区域与所述第8区域隔着填埋所述第2区域与第8区域间的第5槽的第5绝缘层而在所述第2方向上相邻。6.根据权利要求5所述的半导体存储装置,其特征在于,所述存储单元阵列还具备:第4接触插塞,设置在所述第5绝缘层内;及第5配线层,连接于所述第4接触插塞,且长度方向沿着所述第1方向;所述第1功能块在所述第2区域中,还具备设置在所述第1字线上的第5接触插塞;所述第3功能块在所述第8区域中,还具备设置在所述第3字线上的第6接触插塞;并...

【专利技术属性】
技术研发人员:二山拓也
申请(专利权)人:东芝存储器株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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