非挥发性存储器结构制造技术

本发明专利技术公开一种非挥发性存储器结构，其包括基底、堆叠结构、导体柱、通道层、电荷存储结构与第二介电层。堆叠结构设置在基底上，且具有开口。堆叠结构包括交替堆叠的多个第一导体层与多个第一介电层。导体柱设置在开口中。通道层设置在堆叠结构与导体柱之间。电荷存储结构设置在堆叠结构与通道层之间。第二介电层设置在通道层与导体柱之间。上述非挥发性存储器结构可有效地提升存储器元件的电性效能及可靠度。

【技术实现步骤摘要】
非挥发性存储器结构
本专利技术涉及一种存储器结构，且特别是涉及一种非挥发性存储器结构。
技术介绍
由于非挥发性存储器(non-volatilememory)可进行多次数据的存入、读取与抹除等操作，且具有当电源供应中断时，所存储的数据不会消失、数据存取时间短以及低消耗功率等优点，所以已成为个人计算机和电子设备所广泛采用的一种存储器。然而，随着非挥发性存储器的集成度不断提升，如何提升存储器元件的电性效能及可靠度为目前业界所持续努力的目标。
技术实现思路
本专利技术提供一种非挥发性存储器结构，其可有效地提升存储器元件的电性效能及可靠度。本专利技术提出一种非挥发性存储器结构，包括基底、堆叠结构、导体柱、通道层、电荷存储结构与第二介电层。堆叠结构设置在基底上，且具有开口。堆叠结构包括交替堆叠的多个第一导体层与多个第一介电层。导体柱设置在开口中。通道层设置在堆叠结构与导体柱之间。电荷存储结构设置在堆叠结构与通道层之间。第二介电层设置在通道层与导体柱之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第一导体层的材料例如是金属或掺杂多晶硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第一介电层的材料例如是氧化硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，导体柱的材料例如是金属或掺杂多晶硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，通道层还可设置在导体柱与基底之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，通道层的材料例如是多晶硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，电荷存储结构可包括电荷存储层、第三介电层与第四介电层。电荷存储层设置在堆叠结构与通道层之间。第三介电层设置在堆叠结构与电荷存储层之间。第四介电层设置在电荷存储层与通道层之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，电荷存储层例如是电荷捕捉层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，电荷存储层的材料例如是氮化硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第三介电层与第四介电层的材料例如是氧化硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第二介电层的材料例如是氧化硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，还可包括半导体层。半导体层设置在通道层与基底之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，半导体层的材料例如是外延硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，还可包括第二导体层。第二导体层设置在最上层的第一导体层上方，且连接于通道层。第二导体层与最上层的第一导体层可彼此隔离。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第一介电层可设置在第二导体层与最上层的第一导体层之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第二导体层的材料例如是掺杂多晶硅。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，还可包括接触窗。接触窗电连接于第二导体层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，还可包括接垫(pad)。接垫设置在导体柱上。接垫与通道层彼此隔离。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，第二介电层还可设置在接垫与通道层之间。依照本专利技术的一实施例所述，在上述非挥发性存储器结构中，还可包括接触窗。接触窗电连接于接垫。基于上述，在本专利技术所提出的非挥发性存储器结构中，由于导体柱可作为背部电极(backsideelectrode)使用，因此可有效地提升非挥发性存储器的电性效能及可靠度。举例来说，导体柱可降低随机电报噪声(randomtelegraphnoise，RTN)且可提升电子迁移率(electronmobility)。此外，在进行抹除操作时，可通过导体柱作来提升抹除均匀性(eraseuniformity)。另外，导体柱可具有快速电子释放(quickelectrondetrapping，QED)的功能，由此可提升数据保存能力(dataretentioncapacity)。另一方面，通过导体柱可防止编程干扰的问题。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术一实施例的非挥发性存储器结构的剖视图；图2为图1的局部立体示意图；图3为沿着图2中的I-I’剖面线的剖视图。符号说明10：非挥发性存储器结构100：基底102：导体柱104：通道层106：电荷存储结构108、114、118、120、124、128：介电层110：开口112、126：导体层116：电荷存储层122：半导体层130、134：接触窗132：接垫SS：堆叠结构具体实施方式图1为本专利技术一实施例的非挥发性存储器结构的剖视图。图2为图1的局部立体示意图。图3为沿着图2中的I-I’剖面线的剖视图。请参照图1至图3，非挥发性存储器结构10包括基底100、堆叠结构SS、导体柱102、通道层104、电荷存储结构106与介电层108。非挥发性存储器结构10例如是具有垂直通道的三维反极栅闪存存储器(3DNANDflashmemory)。基底100可为半导体基底，如硅基底。此外，依据产品设计需求，可于基底100中形成所需的掺杂区(未示出)。堆叠结构SS设置在基底100上，且具有开口110。开口110可暴露出基底100。在本实施例中，开口110可延伸至基底100中，但本专利技术并不以此为限。在其他实施例中，开口110可仅暴露出基底100，而不延伸至基底100中。堆叠结构SS包括交替堆叠的多个导体层112与多个介电层114。在堆叠设置的多个导体层112中，最上层与最下层的导体层112分别可作为选择栅极使用，且其余的导体层112可作为控制栅极使用，但本专利技术并不以此为限。导体层112的材料例如是金属或掺杂多晶硅，其中金属例如是钨、铜或铝。此外，在导体层112的材料为金属的情况下，非挥发性存储器结构10还可包括设置在导体层112与电荷存储结构106之间以及导体层112与介电层114之间的阻障层(未示出)。另外，介电层114可设置在最下层的导体层112与基底100之间，以隔离最下层的导体层112与基底100，但本专利技术并不以此为限。介电层114的材料例如是氧化硅。导体柱102设置在开口110中。导体柱102可作为背部电极使用。导体柱102的材料例如是金属或掺杂多晶硅，其中金属例如是钨、铜或铝。当导体柱102的材料为金属时，导体柱102可帮助散热，由此可改善因过热而导致的数据保存能力变差的问题。通道层104设置在堆叠结构SS与导体柱102之间。此外，通道层104还可设置在导体柱102与基底100之间。通道层104的材料例如是多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非挥发性存储器结构，其特征在于，包括：/n基底；/n堆叠结构，设置在所述基底上，且具有开口，其中所述堆叠结构包括交替堆叠的多个第一导体层与多个第一介电层；/n导体柱，设置在所述开口中；/n通道层，设置在所述堆叠结构与所述导体柱之间；/n电荷存储结构，设置在所述堆叠结构与所述通道层之间；以及/n第二介电层，设置在所述通道层与所述导体柱之间。/n

【技术特征摘要】
20190515 TW 1081167541.一种非挥发性存储器结构，其特征在于，包括：
基底；
堆叠结构，设置在所述基底上，且具有开口，其中所述堆叠结构包括交替堆叠的多个第一导体层与多个第一介电层；
导体柱，设置在所述开口中；
通道层，设置在所述堆叠结构与所述导体柱之间；
电荷存储结构，设置在所述堆叠结构与所述通道层之间；以及
第二介电层，设置在所述通道层与所述导体柱之间。


2.如权利要求1所述的非挥发性存储器结构，其中所述多个第一导体层的材料包括金属或掺杂多晶硅。


3.如权利要求1所述的非挥发性存储器结构，其中所述多个第一介电层的材料包括氧化硅。


4.如权利要求1所述的非挥发性存储器结构，其中所述导体柱的材料包括金属或掺杂多晶硅。


5.如权利要求1所述的非挥发性存储器结构，其中所述通道层还可设置在所述导体柱与所述基底之间。


6.如权利要求1所述的非挥发性存储器结构，其中所述通道层的材料包括多晶硅。


7.如权利要求1所述的非挥发性存储器结构，其中所述电荷存储结构包括：
电荷存储层，设置在所述堆叠结构与所述通道层之间；
第三介电层，设置在所述堆叠结构与所述电荷存储层之间；以及
第四介电层，设置在所述电荷存储层与所述通道层之间。


8.如权利要求7所述的非挥发性存储器结构，其中所述电荷存储层包括电荷捕捉层。


9.如权利要求7所述的非挥发性存储器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子嵩，马晨亮，
申请(专利权)人：力晶积成电子制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71