[发明专利]3DNAND存储器装置及其操作方法

说明书

技术领域

本申请有关于高密度存储器装置，特别是有关于存储器装置其中的存储单元在一三维(3D)阵列里如何被译码选择到的存储器装置及其操作方法。 

背景技术

高密度存储器装置是被设计来包含闪存单元或其它型态的存储单元的阵列。在一些例子中，该些存储单元包含可配置于三维(3D)架构中的薄膜晶体管。 

在一例子中，一个3D存储器装置包含多存储单元的多NAND串的多重叠层。该些叠层包含被绝缘材料分开的多个有源位条状物。该3D存储器装置包含包括多个字线结构、多个位串选择结构和多个接地选择线的一阵列，且该阵列被正交地配置于该多重叠层之上。包含多个电荷储存结构的多个存储单元是被形成于介于该多重叠层中的多个有源位条状物与该多个字线结构之间的交叉位置的两侧表面。含多个位串选择结构的3D NAND存储器元件的阵列配置方式会影响阵列效率，及／或多个3D存储器装置的NAND位串叠层的开／关特性。 

一3D存储器装置使用手指形状字线布局与垂直栅极字线设计(VG)，且具有相对低的阵列效率，因为它使用两个位串选择线(SSL)栅极结构的集合、两条水平接地选择线(GSL)与两个接地接触点集合。另一3D存储器装置使用独立双栅极(IDG)进行位线译码动作。此法具有较高的阵列效率，因为它使用一个SSL栅极结构集合(而非两个)，一条水平接地选择线(而非两条)以及一条接地线(而非两个接地接触点集合)。但是，第二种3D存储器装置显示在开关SSL栅极结构所控制的电流通道时具有相对差的电流开／关特性。 

因此，需要提供一种具有高阵列效率的3D集成电路存储器的阵列结 构，并且具备优秀NAND位叠层串的电流开／关特性。 

发明内容

一种半导体装置包括多个有源位条状物，在该多个有源位条状物的一端处连接耦合到一接垫，在另一端处通过一导线而相连。该装置包含多条字线。在该多个有源位条状物与该多个字线之间的交叉点处定义出多个存储单元。该装置包含多个位串选择结构，安排在该多重有源位条状物中多个侧边，并排列方式设计成一交错式配置。 

该多个位串选择结构被配置以作为该多个有源位条状物中多个通道的多个侧栅极，藉此形成多个位串选择开关。该多个位串选择结构被设置在该接垫与该多个存储单元之间。该多个位串选择结构包含一第一子集合与一第二子集合，该第一子集合在距该接垫一第一距离范围内被安置，该第二子集合在距该接垫一第二距离范围内被安置，该第一距离范围与该第二距离范围不同。在一实施例中，该第一距离范围与该第二距离范围没有重叠。在另一实施例中，该第一距离范围与该第二距离范围具有一部分重叠。在该多个有源位条状物之间的该多个串选择结构具有足够的长度可以有效控制多个有源位条状物中的部份通道开关，而形成在两个邻近的有源位条状物之间的侧栅极。 

该多个有源位条状物中的多个有源位条状物在一第一侧上耦合到该第一子集合和该第二子集合其一中的一位串选择结构，且在相对于该第一侧的一第二侧上耦合到该第一子集合和该第二子集合其另一中的一位串选择结构。 

该装置包含填充在该多个有源位条状物中该多个有源位条状物之间的一绝缘材料，该绝缘材料被配置使得该绝缘材料设置于距该接垫该第一距离范围内，该接垫邻近于该多个有源位条状物的该第二侧，该多个有源位条状物与耦合到该第一侧的该多个位串选择结构相对，且该绝缘体距该接垫在一第二距离范围内而被设置，该接垫邻近于该多个有源位条状物的该第一侧，该多个有源位条状物与耦合到该第二侧的该多个位串选择结构相对。 

该多个位串选择结构在该多个有源位条状物中选择一特定有源位条 状物。在多元位线中的一特定位线、该特定有源位条状物与在该多元字线中的一特定字线的一组合选择辨识该多个存储单元中的一特定存储单元。在该多个位串选择结构中的一特定位串选择结构控制在该多个有源位条状物中一第一有源带与一第二有源带的导电性。 

该装置更包含耦合到该多个位串选择结构的控制电路，且为了在该多个有源位条状物中选择一特定有源位条状物，该控制电路施加一接通电压到该第一子集合中配置作为该特定有源位条状物的一侧栅极的一第一位串选择结构，且该控制电路施加该接通电压到该第二子集合中配置作为该特定有源位条状物的一侧栅极的一第二串选择结构。