TW202315076A - Three-dimensional flash memory and method of forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種記憶體及其形成方法,且特別是有關於一種三維快閃記憶體及其形成方法。The present invention relates to a memory and its forming method, and in particular to a three-dimensional flash memory and its forming method.
非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)由於具有使存入的資料在斷電後也不會消失的優點,因此成為個人電腦和其他電子設備所廣泛採用的一種記憶體。Non-volatile memory (such as flash memory) has the advantage that the stored data will not disappear after power failure, so it has become a type of memory widely used in personal computers and other electronic devices.
目前業界較常使用的三維快閃記憶體包括反或式(NOR)快閃記憶體以及反及式(NAND)快閃記憶體。此外,另一種三維快閃記憶體為及式(AND)快閃記憶體,其可應用在多維度的快閃記憶體陣列中而具有高積集度與高面積利用率,且具有操作速度快的優點。因此,三維快閃記憶體的發展已逐漸成為目前的趨勢。Currently, the 3D flash memory commonly used in the industry includes a negative-or (NOR) flash memory and a negative-and-type (NAND) flash memory. In addition, another type of 3D flash memory is AND flash memory, which can be applied in a multi-dimensional flash memory array and has high integration and high area utilization, and has fast operation speed. The advantages. Therefore, the development of 3D flash memory has gradually become the current trend.
本發明提供一種三維快閃記憶體包括:基底、堆疊結構、相鄰兩個狹縫溝渠、多個垂直通道結構以及多個狹縫開孔。堆疊結構配置在基底上。堆疊結構包括交替堆疊的多個介電層與多個導體層。相鄰兩個狹縫溝渠貫穿堆疊結構。相鄰兩個狹縫溝渠具有平均寬度30w。多個垂直通道結構配置在相鄰兩個狹縫溝渠之間,且貫穿堆疊結構。多個狹縫開孔離散配置在多個垂直通道結構之間,且貫穿堆疊結構。多個狹縫開孔的平均寬度W大於或等於相鄰兩個狹縫溝渠的平均寬度30w。The invention provides a three-dimensional flash memory including: a base, a stack structure, two adjacent slit trenches, multiple vertical channel structures and multiple slit openings. The stack structure is configured on the base. The stack structure includes a plurality of dielectric layers and a plurality of conductor layers stacked alternately. Two adjacent slit ditches run through the stacked structure. Two adjacent slit trenches have an average width of 30w. Multiple vertical channel structures are arranged between two adjacent slit trenches and run through the stacked structure. A plurality of slit openings are discretely arranged between the plurality of vertical channel structures and run through the stacked structure. The average width W of the plurality of slit openings is greater than or equal to the
本發明提供一種三維快閃記憶體的形成方法,包括:在基底上形成停止層與堆疊結構,其中堆疊結構包括交替堆疊的多個介電層與多個犧牲層;在堆疊結構與停止層中形成多個第一開口;在多個第一開口中分別形成多個垂直通道結構;在堆疊結構中形成暴露出停止層的多個第二開口,其中多個第二開口至少包括具有平均寬度30w的相鄰兩個狹縫溝渠與具有平均寬度W的多個狹縫開孔,多個垂直通道結構形成在兩個狹縫溝渠之間,且多個狹縫開孔離散形成在多個垂直通道結構之間,其中多個狹縫開孔的平均寬度W大於或等於相鄰兩個狹縫溝渠的平均寬度30w;以及通過多個第二開口進行閘極替換製程,以將多個犧牲層替換為多個導體層。The invention provides a method for forming a three-dimensional flash memory, comprising: forming a stop layer and a stack structure on a substrate, wherein the stack structure includes a plurality of dielectric layers and a plurality of sacrificial layers stacked alternately; in the stack structure and the stop layer forming a plurality of first openings; forming a plurality of vertical channel structures in the plurality of first openings; forming a plurality of second openings exposing the stop layer in the stacked structure, wherein the plurality of second openings at least include an average width of 30w Two adjacent slit trenches and a plurality of slit openings with an average width W, a plurality of vertical channel structures are formed between the two slit trenches, and a plurality of slit openings are discretely formed in the plurality of vertical channels Between the structures, the average width W of the plurality of slit openings is greater than or equal to the
基於上述,本實施例將多個狹縫開孔離散形成在所述多個垂直通道結構之間,以增加閘極替換製程中犧牲層的移除效率以及導體層的填入效率,進而提升三維快閃記憶體的良率。在此情況下,本實施例不僅可解決現有記憶體的製程瓶頸,還可增加單位晶片面積的記憶單元的數量,進而提升記憶體的積集度與面積利用率。Based on the above, in this embodiment, a plurality of slit openings are discretely formed between the plurality of vertical channel structures, so as to increase the removal efficiency of the sacrificial layer and the filling efficiency of the conductor layer in the gate replacement process, thereby improving the three-dimensional Yield of flash memory. In this case, this embodiment can not only solve the bottleneck of the existing memory manufacturing process, but also increase the number of memory units per unit chip area, thereby improving the integration degree and area utilization rate of the memory.
參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而,本發明亦可以各種不同的形式體現,而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之元件標號表示相同或相似之元件,以下段落將不再一一贅述。The present invention will be described more fully with reference to the drawings of this embodiment. However, the present invention can also be embodied in various forms and should not be limited to the embodiments described herein. The thicknesses of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity. The same or similar component numbers represent the same or similar components, and the following paragraphs will not repeat them one by one.
圖1、圖2、圖3、圖4A以及圖5是依照本發明一實施例的一種三維及式(AND)快閃記憶體的製造流程的剖面示意圖。圖4B是沿著圖4A的A-A切線的平面示意圖。雖然以下實施例是以三維及式快閃記憶體為例來說明,但本發明不以此為限。在其他實施例中,所得的記憶體結構亦可以是三維反及式(NAND)快閃記憶體或是三維反或式(NOR)快閃記憶體。FIG. 1 , FIG. 2 , FIG. 3 , FIG. 4A and FIG. 5 are schematic cross-sectional views of a manufacturing process of a three-dimensional AND (AND) flash memory according to an embodiment of the present invention. Fig. 4B is a schematic plan view along the line A-A of Fig. 4A. Although the following embodiments are described by taking the three-dimensional flash memory as an example, the present invention is not limited thereto. In other embodiments, the obtained memory structure can also be a three-dimensional inverting-or (NAND) flash memory or a three-dimensional inverting-or (NOR) flash memory.
請參照圖1,首先,提供初始結構10。具體來說,初始結構10可包括基底100、蓋層106、停止層108、堆疊結構110以及垂直通道結構130。在一實施例中,基底100包括介電基底。介電基底可以是形成在矽基板上的介電層,例如是氧化矽層。在一實施例中,蓋層106的材料包括介電材料,例如是氧化矽。在一實施例中,停止層108的材料包括摻雜多晶矽材料。舉例來說,停止層108可以是P型摻雜(P+)多晶矽層。Referring to FIG. 1 , first, an
堆疊結構110可包括交替堆疊的多個介電層112與多個犧牲層114。在一實施例中,介電層112與犧牲層114可以是不同的介電材料。舉例來說,介電層112可以是氧化矽層;犧牲層114可以是氮化矽層。介電層112與犧牲層114的數量可以依據需求來調整,本發明不以此為限。The
垂直通道結構130可形成在開口20中。如圖1所示,開口20(亦可稱為第一開口)可貫穿堆疊結構110、停止層108、蓋層106且部分延伸至基底100中。具體來說,垂直通道結構130可包括通道層132、絕緣柱134、介電材料135、第一源極/汲極柱136以及第二源極/汲極柱138。第一源極/汲極柱136與第二源極/汲極柱138貫穿介電材料135,並部分延伸至基底100中。在本實施例中,多晶矽材料142、144與多晶矽層102、104具有相同的材料,例如是N型摻雜(N+)多晶矽材料。在此情況下,第一源極/汲極柱136可包括內埋在基底100中的多晶矽層102(亦可稱為第一部分)以及配置在多晶矽層102上的多晶矽材料142(亦可稱為第二部分)。同樣地,第二源極/汲極柱138亦可包括內埋在基底100中的多晶矽層104(亦可稱為第一部分)以及配置在多晶矽層104上的多晶矽材料144(亦可稱為第二部分)。在本實施例中,多晶矽層102、104的橫截面積可小於多晶矽材料142、144的橫截面積。也就是說,多晶矽層102、104的周界可位於多晶矽材料142、144的範圍內,如圖4B所示。絕緣柱134配置在第一源極/汲極柱136與第二源極/汲極柱138之間,以分隔第一源極/汲極柱136與第二源極/汲極柱138。另外,通道層132位於開口20的側壁上且可橫向環繞絕緣柱134、介電材料135、第一源極/汲極柱136以及第二源極/汲極柱138。A
如圖1所示,初始結構10可選擇性地包括多個氧化物層124、128。氧化物層124可配置在犧牲層114與通道層132之間,而氧化物層128可配置在停止層108與通道層132之間。氧化物層124可通過對犧牲層114的側壁進行氧化處理來形成,而氧化物層128可通過對停止層108的側壁進行氧化處理來形成。在一實施例中,氧化物層124與氧化物層128具有不同材料。舉例來說,氧化物層124可以是氮氧化矽層,而氧化物層128則可以是氧化矽層。在一實施例中,氧化處理包括熱氧化法,濕式氧化法或其組合。值得注意的是,由於停止層108的氧化速度快於犧牲層114的氧化速度,因此,氧化物層128的厚度可大於氧化物層124的厚度。As shown in FIG. 1 , the
在形成垂直通道結構130之後,可進行閘極替換製程,以將堆疊結構110中的犧牲層114替換成導體層154,如圖2至圖4B所示。After the
首先,請參照圖2,在垂直通道結構130旁的堆疊結構110中形成開口30(亦可稱為第二開口)。開口30貫穿堆疊結構110,以停在停止層108上並暴露出停止層108。雖然圖2所繪示的開口30的底面與停止層108的頂面齊平,但本發明不以此為限。在其他實施例中,開口30的底面亦可高於或是低於停止層108的頂面。First, please refer to FIG. 2 , an opening 30 (also referred to as a second opening) is formed in the
值得注意的是,在本實施例中,開口30至少包括兩個狹縫溝渠30T與多個狹縫開孔30H,如圖8A所示。具體來說,從剖面角度來看,狹縫溝渠30T可貫穿堆疊結構110並暴露出停止層108,如圖2的標號30所示。從圖8A的上視角度來看,狹縫溝渠30T可沿著X方向延伸並沿著Y方向排列,以將多個垂直通道結構130分隔成沿著Y方向排列的多個陣列區AR。在此實施例中,垂直通道結構130形成在兩個狹縫溝渠30T之間。另一方面,狹縫開孔30H可離散形成在每一個陣列區AR的垂直通道結構130之間。在本實施例中,狹縫開孔30H的形狀可以是點狀。在此情況下,狹縫開孔30H的平均直徑30d可大於或等於狹縫溝渠30T的平均寬度30w,即30d≧30w。狹縫開孔30H的平均直徑30d可大於或等於垂直通道結構130的平均直徑130d,即30d≧130d。在一實施例中,垂直通道結構130的平均直徑130d可介於100 nm至350 nm之間。It should be noted that, in this embodiment, the
回頭參照圖8A,一般而言,倘若沒有狹縫開孔30H,相鄰兩個狹縫溝渠30T之間的距離35可介於1 μm至20 μm之間,或是小於垂直通道結構130的平均直徑130d的200倍。當相鄰兩個狹縫溝渠30T之間的距離35過大,則可能會導致後續蝕刻製程無法完全移除陣列區AR的中間區域的犧牲層114。在此情況下,氮化矽殘留問題會出現在陣列區AR的中間區域,進而導致後續導體層(或是閘極)填入不良問題。因此,在習知方法中,相鄰兩個狹縫溝渠30T之間的距離35無法增加以容納更多的垂直通道結構130,進而無法提升記憶體元件的積集度。Referring back to FIG. 8A , in general, if there is no slit opening 30H, the
另一方面,當圖2的堆疊結構110的高度愈高,則會因高深寬比的原因而使得開口20的上部寬度大於下部寬度。在開口20的上部寬度過大的情況下,相鄰兩個垂直通道結構130(或相鄰兩個開口20)之間的上部間距130s(如圖8A所示)會變得過小,其可能會導致後續蝕刻製程無法完全移除此處的犧牲層114。在此情況下,氮化矽殘留問題也會出現在相鄰兩個垂直通道結構130之間的區域,進而導致後續導體層(或是閘極)填入不良問題。On the other hand, when the height of the stacked
為了解決上述問題,本實施例將多個狹縫開孔30H離散形成在多個垂直通道結構130之間,以增加閘極替換製程中犧牲層114的移除效率以及導體層154(圖4A)的填入效率,進而提升記憶體元件的良率。在此情況下,相鄰兩個狹縫溝渠30T之間的距離35可大於或等於20 μm,進而容納更多的垂直通道結構130。因此,本實施例還可提升記憶體元件的積集度。In order to solve the above problems, in this embodiment, a plurality of
接著,請參照圖3,通過開口30進行蝕刻製程,移除犧牲層114,以在介電層112之間形成多個空隙34。空隙34橫向暴露出氧化物層124。也就是說,空隙34是由介電層112與氧化物層124所定義的。值得注意的是,氧化物層124可視為上述的蝕刻製程用以移除犧牲層114的蝕刻停止層,以避免過度蝕刻進而損壞通道層132。在一實施例中,所述蝕刻製程可以是濕式蝕刻製程。舉例來說,當犧牲層114為氮化矽時,所述蝕刻製程可以是使用含有磷酸的蝕刻液,並將所述蝕刻液倒入開口30(其包括狹縫溝渠30T與狹縫開孔30H)中,從而移除犧牲層114。由於所述蝕刻液對於犧牲層114具有高蝕刻選擇性,因此,犧牲層114可被完全移除,而介電層112、停止層108以及蓋層106未被移除或僅少量移除。Next, referring to FIG. 3 , an etching process is performed through the
圖8B繪示出圖8A中的區域40的放大示意圖。在一實施例中,如圖8B所示,多個狹縫開孔30H中的第一部分在閘極替換製程中移除犧牲層114的第一移除極限面積A1具有移除極限長度K1。多個狹縫開孔30H中的第二部分在閘極替換製程中移除犧牲層114的第二移除極限面積A2具有移除極限長度K2。第一移除極限面積A1與第二移除極限面積A2部分重疊。也就是說,相鄰兩個狹縫開孔30H在閘極替換製程中移除犧牲層114的移除極限長度的加總(即,相當於總移除限制直徑2(K1+K2))可大於相鄰兩個狹縫開孔30H之間的距離D1,即2(K1+K2)>D1。在此情況下,本實施例可確保位於陣列區AR的中間區域的犧牲層114通過狹縫開孔30H而被完全移除。FIG. 8B shows an enlarged schematic view of the
圖8C繪示出圖8A中的區域50的放大示意圖。在一實施例中,如圖8B與圖8C所示,多個狹縫開孔30H中的一者在閘極替換製程中移除犧牲層114的移除極限面積A1/A2與兩個狹縫溝渠30T中的一者在閘極替換製程中移除犧牲層114的移除極限面積A3部分重疊。也就是說,在閘極替換製程中從狹縫開孔30H到狹縫溝渠30T移除犧牲層114的移除極限長度的加總(K1+K3)可大於狹縫開孔30H與狹縫溝渠30T之間的距離D2,即K1+K3>D2。FIG. 8C shows an enlarged schematic view of the
從圖8A至圖8C可知,在本實施例中,離散配置在相鄰兩個狹縫溝渠30T之間的狹縫開孔30H可用來移除位於陣列區AR的中間區域的犧牲層114,而狹縫溝渠30T則是用來移除位於陣列區AR的周邊區域的犧牲層114。在狹縫開孔30H搭配狹縫溝渠30T的情況下,本實施例可確保位於陣列區AR的所有犧牲層114通過狹縫開孔30H與狹縫溝渠30T而被完全移除。因此,本實施例不僅可解決習知氮化矽殘留問題,還可增加陣列區AR中的垂直通道結構130的數量,進而提升記憶體的積集度與面積利用率。It can be seen from FIG. 8A to FIG. 8C that, in this embodiment, the
圖9至圖12繪示出依照本發明各種實施例的狹縫開孔的排列的布局。9 to 12 illustrate the layout of the arrangement of slit openings according to various embodiments of the present invention.
雖然圖8A繪示出狹縫開孔30H沿著X方向交錯排列,但本發明不以此為限。在其他實施例中,狹縫開孔30H亦可沿著X方向呈單線排列,如圖9所示。在替代實施例中,狹縫開孔30H亦可沿著X方向呈雙線排列或是多線排列,如圖10所示。Although FIG. 8A shows that the
雖然圖8A至圖10繪示出狹縫開孔30H的形狀為點狀,但本發明不以此為限。在其他實施例中,狹縫開孔30S的形狀亦可以是條狀。具體來說,如圖11所示,多個狹縫開孔30S的平均長度L大於多個狹縫開孔30S的平均寬度W的三倍,即L>3W。狹縫開孔30S的平均寬度W可大於或等於狹縫溝渠30T的平均寬度30w,即W≧30w。狹縫開孔30S的平均寬度W可大於或等於垂直通道結構130的平均直徑130d,即W≧130d。在此實施例中,條狀的狹縫開孔30S可視為長度較短的狹縫溝渠。因此,在進行如圖2所示的形成開口30的步驟時,狹縫開孔30S可減少此步驟的負載效應(loading effect),以使狹縫開孔30S與狹縫溝渠30T可幾乎同時停在停止層108上。也就是說,狹縫開孔30S與狹縫溝渠30T可具有相同的深度與剖面輪廓。Although FIG. 8A to FIG. 10 illustrate that the shape of the
另外,雖然圖11繪示出狹縫開孔30S沿著X方向呈單線排列,但本發明不以此為限。在其他實施例中,狹縫開孔30S亦可沿著X方向交錯排列,如圖12所示。在替代實施例中,狹縫開孔30S亦可沿著X方向呈雙線排列或是多線排列。在另一實施例中,點狀的狹縫溝渠30T與條狀的狹縫開孔30S亦可採用如圖11所示的狹縫開孔排列的相同布局。In addition, although FIG. 11 shows that the
請回頭參照圖4A與圖4B,在空隙34中依序形成電荷儲存層120與導體層154,由此完成了本發明的三維及式快閃記憶體1。具體來說,如圖4A所示,電荷儲存層120共形覆蓋空隙34,以環繞導體層154。在一實施例中,電荷儲存層120可以是由穿隧層、電荷儲存層以及阻擋層所構成的複合層。穿隧層、電荷儲存層以及阻擋層可分別被視為氧化物/氮化物/氧化物(ONO)。在一實施例中,導體層154的材料例如為多晶矽、非晶矽、鎢(W)、鈷(Co)、鋁(Al)、矽化鎢(WSi
x)或矽化鈷(CoSi
x)。此外,在形成電荷儲存層120之後且在形成導體層154之前,可在電荷儲存層120與導體層154之間依序形成緩衝層以及阻障層。緩衝層的材料例如為介電常數大於7的高介電常數的材料,例如氧化鋁(Al
2O
3)、氧化鉿(HfO
2)、氧化鑭(La
2O
5)、過渡金屬氧化物、鑭系元素氧化物或其組合。阻障層的材料例如為鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)或其組合。
Referring back to FIG. 4A and FIG. 4B , the
在本實施例中,三維及式快閃記憶體1具有多個記憶單元160。詳細地說,如圖4A所示,在三維及式快閃記憶體1中,具有彼此堆疊的4個記憶單元160。但本發明不以此為限,在其他實施例中,記憶單元160的數量可隨著堆疊結構210中的導體層154的數量來調整。另外,雖然圖4A與圖4B僅繪示出單一個垂直通道結構130,但本發明不以此為限。在替代實施例中,三維及式快閃記憶體1可包括多個垂直通道結構130,且這些垂直通道結構130可在上視角度中以陣列的方式排列,如圖8A所示。In this embodiment, the three-
為了對三維及式快閃記憶體1進行操作,在製造三維及式快閃記憶體1之後,會在三維及式快閃記憶體1上方形成導電線以電性連接至三維及式快閃記憶體1。在本實施例中,在作為源極的第一源極/汲極柱136上方形成並與其電性連接的一些導電線作為源極線,在作為汲極的第二源極/汲極柱138上方形成並與其電性連接的其他導電線作為位元線,且這些源極線與位元線彼此平行排列而彼此不接觸。In order to operate the
以下對三維及式快閃記憶體1中的記憶單元160的操作進行說明。The operation of the
對於三維及式快閃記憶體1來說,可個別地對每一個記憶單元160進行操作。可對記憶單元160的第一源極/汲極柱136、第二源極/汲極柱138與對應的導體層154(可視為閘極或字元線)施加操作電壓,來進行寫入(程式化)操作、讀取操作或抹除操作。在讀取操作期間,如圖4B所示,將電壓施加在選定的導體層154(可視為閘極或字元線)。當施加的電壓高於對應的記憶單元160的臨界電壓(Vth)時,與選定的導體層154相交的垂直通道結構130的通道層132中的通道區會被導通。在此情況下,電流會從位元線進入第二源極/汲極柱138(可視為汲極柱)通過導通的通道區(例如箭頭E1、E2所指的方向)而流到第一源極/汲極柱136(可視為源極柱),最後流向源極線。同一垂直通道結構130上的每一個記憶單元160為並聯電性連接。For the three-
請參照圖5,在進行閘極替換製程之後,可形成介電材料以填入開口30中並延伸覆蓋堆疊結構210的頂面。接著,進行平坦化製程(例如CMP製程),以移除堆疊結構210的頂面上多餘的介電材料,從而在開口30中形成介電層230。在此情況下,介電層230的頂面可與堆疊結構210的頂面共平面。在一實施例中,介電材料包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。Referring to FIG. 5 , after the gate replacement process is performed, a dielectric material may be formed to fill the
在另一實施例中,在進行閘極替換製程之後,可共形形成介電材料以填入開口30中並延伸覆蓋堆疊結構210的頂面。之後,在介電材料上形成導體材料。接著,進行平坦化製程(例如CMP製程),以移除堆疊結構210的頂面上多餘的介電材料與導體材料,從而在開口30中形成複合結構330。在此情況下,複合結構330的頂面可與堆疊結構210的頂面共平面。如圖6所示,複合結構330包括導體特徵334與包覆導體特徵334的介電層332。在一實施例中,介電材料包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合,而導體材料包括多晶矽、非晶矽、鎢(W)、鈷(Co)、鋁(Al)、矽化鎢(WSi
x)或矽化鈷(CoSi
x)。在本實施例中,介電層332可用以電性隔離導體特徵334與導體層154(或停止層108)。
In another embodiment, after the gate replacement process is performed, a dielectric material can be conformally formed to fill the
上述的實施例的三維及式快閃記憶體1是以氧化物/氮化物/氧化物最後(ONO last)製程來形成電荷儲存層120。但本發明不以此為限,在其他實施例中,三維及式快閃記憶體2亦可以ONO優先(ONO first)製程來形成電荷儲存層220,詳細說明請參照以下段落。The three-
圖7A與圖7B是依照本發明其他實施例的一種三維反及式(NAND)快閃記憶體的剖面示意圖與平面示意圖。7A and 7B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view of a three-dimensional NAND flash memory according to other embodiments of the present invention.
請參照圖7A,提供一種三維反及式(NAND)快閃記憶體2。3D NAND快閃記憶體2包括基底500。停止層508形成在基底500上。停止層508包括多晶矽層,其可作為3D NAND快閃記憶體2的共用源極平面(或共用源極線)。堆疊結構510形成在停止層508上方。堆疊結構510包括交替堆疊的多個介電層512與多個導體層554。導體層554可視為閘極或字元線。垂直通道結構530可包括電荷儲存層520、通道層532以及絕緣柱534。參照圖7A,絕緣柱534可貫穿蓋層516、堆疊結構510以及停止層508,並且部分地延伸到基底500中。通道層532與導電插塞531物理接觸。通道層532可覆蓋絕緣柱534的側壁與底面,而導電插塞531可密封絕緣柱534的頂面。在此情況下,通道層532可完全包覆絕緣柱534的所有表面。電荷儲存層520可配置在通道層532與堆疊結構510之間。通道層532與停止層508之間的電荷儲存層520被移除。電荷儲存層520直接接觸停止層508。Referring to FIG. 7A , a three-dimensional
圖7B是沿著圖7A的B-B切線的平面示意圖。通道層532側向環繞絕緣柱534。電荷儲存層520側向環繞通道層532。絕緣柱534、通道層532以及電荷儲存層520的材料分別與前面段落中描述的絕緣柱134、通道層132以及電荷儲存層120的材料相同。Fig. 7B is a schematic plan view along the line B-B in Fig. 7A. The
綜上所述,本發明本實施例將多個狹縫開孔離散形成在所述多個垂直通道結構之間,以增加閘極替換製程中犧牲層的移除效率以及導體層的填入效率,進而提升三維快閃記憶體的良率。在此情況下,本實施例不僅可解決現有記憶體的製程瓶頸,還可增加單位晶片面積的記憶單元的數量,進而提升記憶體的積集度與面積利用率。To sum up, in this embodiment of the present invention, a plurality of slit openings are discretely formed between the plurality of vertical channel structures, so as to increase the removal efficiency of the sacrificial layer and the filling efficiency of the conductor layer in the gate replacement process. , thereby improving the yield rate of the three-dimensional flash memory. In this case, this embodiment can not only solve the bottleneck of the existing memory manufacturing process, but also increase the number of memory units per unit chip area, thereby improving the integration degree and area utilization rate of the memory.
1:三維及式(AND)快閃記憶體
2:三維反及式(NAND)快閃記憶體
10:初始結構
20、30:開口
30d:平均直徑
30H、30S:狹縫開孔
30T:狹縫溝渠
30w:平均寬度
34:空隙
35、D1、D2:距離
100、500:基底
102、104:多晶矽層
106、516:蓋層
108、508:停止層
110、210、510:堆疊結構
112、512:介電層
114:犧牲層
120、220、520:電荷儲存層
124、128:氧化物層
130、530:垂直通道結構
130d:平均直徑
130s:上部間距
132、532:通道層
134、534:絕緣柱
135:介電材料
136:第一源極/汲極柱
138:第二源極/汲極柱
142、144:多晶矽材料
154、554:導體層
160:記憶單元
230、332:介電層
330:複合結構
334:導體特徵
531:導電插塞
A1、A2、A3:移除極限面積
AR:陣列區
E1:第一電路徑
E2:第二電路徑
L:平均長度
K1、K2、K3:移除極限長度
W:平均寬度
X、Y:方向
1: Three-dimensional and type (AND) flash memory
2: Three-dimensional NAND flash memory
10:
圖1、圖2、圖3、圖4A以及圖5是依照本發明一實施例的一種三維及式(AND)快閃記憶體的製造流程的剖面示意圖。 圖4B是沿著圖4A的A-A切線的平面示意圖。 圖6是依照本發明另一實施例的一種三維及式快閃記憶體的剖面示意圖。 圖7A是依照本發明其他實施例的一種三維反及式(NAND)快閃記憶體的剖面示意圖。 圖7B是沿著圖7A的B-B切線的平面示意圖。 圖8A繪示出依照本發明一實施例的狹縫開孔的排列的布局。 圖8B與圖8C分別繪示出圖8A中的區域的放大示意圖。 圖9至圖12繪示出依照本發明各種實施例的狹縫開孔的排列的布局。 FIG. 1 , FIG. 2 , FIG. 3 , FIG. 4A and FIG. 5 are schematic cross-sectional views of a manufacturing process of a three-dimensional AND (AND) flash memory according to an embodiment of the present invention. Fig. 4B is a schematic plan view along the line A-A of Fig. 4A. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional flash memory according to another embodiment of the present invention. 7A is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional NAND flash memory according to another embodiment of the present invention. Fig. 7B is a schematic plan view along the line B-B in Fig. 7A. FIG. 8A illustrates a layout of an arrangement of slit openings according to an embodiment of the present invention. FIG. 8B and FIG. 8C are enlarged schematic diagrams of the regions in FIG. 8A , respectively. 9 to 12 illustrate the layout of the arrangement of slit openings according to various embodiments of the present invention.
30:開口 30: opening
30d:平均直徑 30d: average diameter
30H:狹縫開孔 30H: Slit opening
30T:狹縫溝渠 30T: slot trench
30w:平均寬度 30w: average width
35:距離 35: Distance
130:垂直通道結構 130: Vertical channel structure
130d:平均直徑 130d: average diameter
130s:上部間距 130s: upper spacing
AR:陣列區 AR: array area
X、Y:方向 X, Y: direction
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW110135278A TWI794988B (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Three-dimensional flash memory and method of forming the same |
Applications Claiming Priority (1)
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TW110135278A TWI794988B (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Three-dimensional flash memory and method of forming the same |
Publications (2)
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TWI794988B TWI794988B (en) | 2023-03-01 |
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- 2021-09-23 TW TW110135278A patent/TWI794988B/en active
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