[发明专利]三维存储器及其数据操作方法

权利要求书

1.一种三维存储器，其特征在于，包括：

衬底；

位于所述衬底上的堆叠层，所述堆叠层包括若干层沿垂直于衬底的方向间隔设置的栅极层；

穿过所述堆叠层的沟道孔；

位于所述沟道孔内的沟道层；

位于所述沟道层上的漏极层；

所述漏极层包括形成PN结的顶层P型区及底层N型区。

2.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述衬底包括金属衬底和位于所述金属衬底上的半导体层，所述沟道层位于半导体层上。

3.如权利要求2所述的三维存储器，其特征在于，所述金属衬底的材料包括WSi。

4.如权利要求2所述的三维存储器，其特征在于，所述半导体层的材料包括多晶硅。

5.如权利要求4所述的三维存储器，其特征在于，所述多晶硅为N型。

6.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述栅极层的材料包括W。

7.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，还包括在所述栅极层与沟道层之间的依次设置的阻挡层、电荷捕获层、隧穿层。

8.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，还包括：穿过所述堆叠层的栅线隔槽，所述栅线隔槽被绝缘材料填充。

9.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器配置为：对所述三维存储器进行数据读取操作时，电流从所述三维存储器的漏极层流向所述衬底。

10.如权利要求9所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器配置为：对所述三维存储器进行数据读取操作时，所述漏极层接入偏置电压，所述衬底接地；

未被选中的存储单元的所述栅极层接入导通电压，所述导通电压足以使所述沟道层导通；

被选中的存储单元的所述栅极层接入读取电压。

11.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器配置为：对所述三维存储器进行数据擦除操作时，电流从所述漏极层流向所述栅极层。

12.如权利要求11所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器配置为：对所述三维存储器进行数据擦除操作时，所述栅极层浮置或接地，所述漏极层接入擦除电压，所述擦除电压足以使所述三维存储器发生隧穿效应。

13.如权利要求1～12中任意一项所述的三维存储器，其特征在于，所述存储器为NAND存储器。

14.一种如权利要求1～13中任意一项所述的三维存储器的数据操作方法，其特征在于，所述数据操作方法包括数据读取的操作方法，所述数据读取的操作方法包括以下步骤：

使所述三维存储器的漏极层接入偏置电压；

使所述衬底接地；

使未被选中的存储单元的所述栅极层接入导通电压，所述导通电压足以使所述沟道层导通；

使被选中的存储单元的所述栅极层接入读取电压；

感测被选中的存储单元的所述漏极层与所述衬底之间的电压，和/或，电流变化以判断所述存储单元的数据状态。

15.如权利要求14所述的数据操作方法，其特征在于，所述偏置电压的范围为1V～1.4V；

所述导通电压的范围为2V～8V。

16.如权利要求14所述的数据操作方法，其特征在于，所述数据操作方法还包括数据擦除的操作方法，所述数据擦除的操作方法包括以下步骤：

使所述栅极层浮置或接地；

使所述漏极层接入擦除电压，所述擦除电压足以使所述三维存储器发生隧穿效应，以使所述三维存储器中存储的电子被吸引至所述漏极层。