[发明专利]竖直堆叠存储器件

说明书

竖直堆叠存储器件包括掺杂半导体衬底，所述掺杂半导体衬底具有施加了源极电力的公共源极以及与公共源极间隔开的低带隙层，并且所述低带隙层包括低带隙材料。堆叠栅极结构具有沿第一方向交替地且竖直地堆叠在衬底上的栅电极和绝缘间层图案。沟道结构沿第一方向穿透堆叠栅极结构。沟道结构与低带隙层接触。电荷存储结构介于堆叠栅极结构和沟道结构之间。电荷存储结构配置为选择性地存储电荷，并且将存储的电荷提供给存储单元、堆叠栅极结构和沟道结构。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0044279的优先权，该申请的公开通过全文引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种存储器件，具体地涉及一种竖直堆叠存储器件。

背景技术

NAND闪存器件通常通过编程操作在其中存储数据。可以通过擦除操作从闪存设备中移除所存储的数据。在平面型NAND闪存储器件中，数据擦除操作通常通过批量擦除操作来执行，在批量擦除操作中，向闪存单元的控制栅极施加负偏压，并且向闪存单元的沟道施加正偏压。

然而，在平面型NAND存储器件的存储单元竖直堆叠的竖直NAND闪存器件中，通过块擦除操作或GIDL擦除操作来执行数据擦除，这取决于竖直NAND存储器件中的存储单元的堆叠结构。根据GIDL擦除操作，可以通过栅极感应漏极泄漏(GIDL)电流产生多个电子空穴，并且电子空穴可以由NAND存储器件的电荷俘获层中的电荷替代。

由于通过背栅在单个串中设置了U形单元串，使得在BiCS(比特成本缩放)型竖直NAND存储器件中不执行批量擦除操作，因此通过GIDL擦除操作擦除BiCS型竖直NAND存储器件中的单元数据。相反，因为TCAT(太比特单元阵列晶体管)型竖直NAND存储器件具有可以连接到相同的沟道层的一对分开的沟道列和连接到相应的沟道列的一对单元串，因此通过GIDL擦除操作或块擦除操作擦除了TCAT型竖直NAND存储器件中的单元数据。

近来，由于现代NAND存储器件往往是竖直NAND存储器，因此GIDL擦除操作而非批量擦除操作已被更广泛地用于擦除NAND存储器件中的数据。

发明内容

竖直堆叠存储器件包括掺杂半导体衬底，所述掺杂半导体衬底具有施加了源极电力的公共源极以及与公共源极间隔开的低带隙层，并且所述低带隙层包括低带隙材料。堆叠栅极结构具有沿第一方向交替地且竖直地堆叠在衬底上的栅电极和绝缘间层图案。沟道结构沿第一方向穿透堆叠栅极结构。沟道结构与低带隙层接触。电荷存储结构介于堆叠栅极结构和沟道结构之间，并且选择性地存储电荷。栅电极、与栅电极相对应的沟道结构以及电荷存储结构配置为在竖直堆叠存储器件的存储单元中。

竖直堆叠存储器件包括具有配置为接收源极电力的公共源极在内的掺杂半导体衬底。堆叠栅极结构具有沿第一方向交替地且竖直地堆叠在衬底上的栅电极和绝缘间层图案。沟道结构沿第一方向穿透堆叠栅极结构，并且通过包括低带隙材料的低带隙通孔图案连接到衬底。电荷存储结构介于堆叠栅极结构和沟道结构之间，并且选择性地存储电荷。栅电极、电荷存储结构以及与栅电极相对应的沟道结构配置为在竖直堆叠存储器件的存储单元中。

堆叠存储器件包括半导体衬底。多个存储单元竖直地堆叠在半导体衬底上。半导体衬底包括用于多个存储单元的公共源极。半导体衬底包括包含一个或多个低带隙材料的低带隙层。堆叠栅极结构设置用于多个存储单元。沟道结构设置用于多个存储单元。电荷存储结构配置为存储电荷，并且将存储的电荷提供给多个存储单元。

附图说明

由于通过参考结合附图考虑时的以下详细描述使得本公开及其很多随附方面变得更好理解，因此可以获得对本本公开以及很多随附方面的更完整的理解，在附图中：

图1是示出了根据本发明示例性实施例的竖直堆叠存储器件的透视图；