CN107658306B - 一种使用波浪上选择门剪切的3d-nand存储器 - Google Patents

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Abstract

一种使用波浪上选择门剪切的3D‑NAND存储器，所述3D‑NAND存储器的通道空穴结构为九孔空穴阵列，所述波浪上选择门剪切有两条，分别分布在所述阵列的第三列和第四列之间、第六列和第七列之间。所述波浪上选择门剪切呈波浪形，分布在空穴之间。所述3D‑NAND存储器通道空穴结构的线位距离为52nm。本发明的优点是降低了成本，由于线位距离增大而提高了制造的便利性和可行性。

Description

一种使用波浪上选择门剪切的3D-NAND存储器
技术领域
本发明涉及一种使用波浪上选择门剪切的NAND存储器通道空穴结构，属于3DNAND存储器制造领域。
背景技术
如图1所示，目前3D NAND存储器的通道空穴结构为9单元结构，其中线宽(BL)为22nm，间距为17nm，所以线位距离(BL total pitch)为39nm。在这种结构中，为了进行上选择门剪切步骤(TSG cut，top selective gate cut)，中间的第五列单元在剪切的过程中由于位于剪切的路径上，被直接破坏而无法使用，只留下其余8列单元可以有效使用。
如此，由于有一列单元被浪费掉，最终增加了整个存储器制造的成本。
再者，现有技术的3D NAND存储器，存在着需要通过多次光照来实现极小线位及其可控性的难题。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的目的是获得高器件密度(提高约11％)和降低成本(降低约10％)，将线宽/间距由22/17扩展到26/26(线位距离由39-43nm提高到52-55nm)，从而显著提高了边缘区使用率；根据不同的产品应用设计更长和更扁的平面/晶粒布局。
具体的，根据本发明的一个方面，提供了一种使用波浪上选择门剪切的3D-NAND存储器通道空穴结构，所述3D-NAND存储器的通道空穴结构为九孔空穴阵列，所述波浪上选择门剪切有两条，分别分布在所述阵列的第三列和第四列之间、第六列和第七列之间。
优选的，所述3D-NAND存储器通道空穴结构的线位距离为52-55nm。
具体的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的3D-NAND存储器通道空穴结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：
形成九孔空穴阵列；
在所述九孔空穴阵列的第三列和第四列之间、在第六列和第七列之间形成上选择门剪切，从而沿着所述上选择门剪切将通道空穴结构分隔为三个部分。
本发明的优点是降低了成本，由于线位距离增大而提高了制造的便利性和可行性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1是现有技术中TSG剪切方法示意图。
附图2是本发明使用波浪上选择门剪切的NAND存储器通道空穴结构示意图。
附图3是形成本本发明使用波浪上选择门剪切的NAND存储器通道空穴结构的方法步骤一示意图。
附图4是形成本本发明使用波浪上选择门剪切的NAND存储器通道空穴结构的方法步骤二示意图。
附图5是现有技术和本发明使用波浪上选择门剪切的NAND存储器通道空穴结构的区块单元大小对比示意图。
附图6是现有技术和本发明使用波浪上选择门剪切的NAND存储器通道空穴结构的整体区块大小对比示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图2所示，为本发明使用波浪上选择门剪切NAND存储器通道空穴结构的原理示意图。其中，在第三列和第四列之间、在第六列和第七列之间，分别使用了两个波浪形上选择门剪切路径，将9单元结构分割为3个不同的子区域。如此，由于上选择门剪切形成过程中没有任何的单元结构的损失，提高了最后生成的器件密度(提高11％左右)，并降低了成本(降低10％左右)。
图3、图4为本发明为本发明使用波浪上选择门剪切NAND存储器通道空穴结构的方法示意图。如图3所示，第一步，首先形成九孔空穴阵列。如图4所示，第二步，在第三列和第四列之间、在第六列和第七列之间形成波浪形上选择门剪切，其沿着所述波浪形上选择门剪切将通道空穴结构分隔为三个部分。
图5为本发明和现有技术中区块大小的比较。例如，本发明采用线宽(BL)为26nm，间距为26nm，所以线位距离(BL total pitch)为52nm(本发明的线位距离不限于52nm，可以在52-55nm之间)。因此总的NAND串长度为16*210*8*52nm＝6.82mm。相比之下，现有技术的NAND串长度为16*210*8*39nm＝5.11mm。因此，如图6所示，由原来的二分区，变为三分区可以让线位距离也得到了放大，每一根BL要连接一个分区的空穴单元，所以线位距离会由原来的156nm/4变成156nm/3(156nm是空穴单元的中心距离)，由于线位距离增大而提高了制造的便利性和可行性，并且显著提高了边缘区使用率。
器件密度是由最终的空穴数目决定的，所以相同的空穴数目会增加1/9的实际密度(大约10％的成本节约)，但作为NAND产品模块，要求区块的X方向有16000根线位，所以本发明区块的X方向要变长大约1/3，因为线位的间距变大1/3，从而Y方向可以减小1/3来保持相同的面积或者1.1倍的空穴密度(和现有技术模块相比较)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种使用波浪上选择门剪切的3D-NAND存储器通道空穴结构，其特征在于：
所述3D-NAND存储器通道空穴结构为九孔空穴阵列，所述波浪上选择门剪切有两条，分别分布在所述阵列的第三列和第四列之间、第六列和第七列之间。
2.根据权利要求1所述的3D-NAND存储器通道空穴结构，其特征在于：
所述3D-NAND存储器通道空穴结构的线位距离为52-55nm。
3.一种根据权利要求1或2所述的3D-NAND存储器通道空穴结构的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
形成九孔空穴阵列；
在所述九孔空穴阵列的第三列和第四列之间、在第六列和第七列之间形成上选择门剪切，从而沿着所述上选择门剪切将通道空穴结构分隔为三个部分。
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