[发明专利]立体垂直通道NAND存储器的串行选择栅极的氧化方法

说明书

一种存储器元件包括一导电条带堆叠结构，包括多个第一阶层中且具有一第一开口的多个导电条带，以及第二阶层中且具有一第二开口的多个导电条带，且两种开口都将导电条带侧壁暴露于外。数据储存结构形成于第一阶层中的导电条带的侧壁上。第一垂直通道结构包括垂直通道膜，设置于第一开口中，并与数据储存结构接触。第二开口对准该第一垂直通道结构。栅极介电层位于第二阶层中的导电条带的侧壁上。第二垂直通道结构包括设置于第二开口中的垂直通道膜，与位于第二阶层中的导电条带的侧壁上的栅极介电层接触。

技术领域

本说明书是有关于一种高密度存储器元件及其制作方法。特别是有关于一种由多重存储单元阶层(multiple planes of memory cells)排列形成立体阵列的存储器元件。

背景技术

随着集成电路元件的临界尺寸缩小到一般存储单元技术领域(common memorycell technologies)的极限，工程设计师正持续寻找将多存储器单元阶层加以堆叠的技术，以达成更大储存容量、更少每位成本。举例而言，薄膜晶体管技术已被应用在电荷捕捉存储器技术，参见Lai，et al.，“A Multi-Layer Stackable Thin-Film Transistor(TFT)NAND-Type Flash Memory，”IEEE Int′l Electron Devices Meeting，11-13 Dec.2006之中，以及于Jung et al.，“Three Dimensionally Stacked NAND Flash MemoryTechnology Using Stacking Single Crystal Si Layers on ILD and TANOS Structurefor Beyond 30nm Node，”IEEE Int′l Electron Devices Meeting，11-13 Dec.2006之中。

另一个提供垂直NAND元件电荷捕捉存储器技术的结构已被描述于Katsumata，etal.，Pipe-shaped BiCS Flash Memory with 16 Stacked Layers and Multi-Level-CellOperation for Ultra High Density Storage Devices，”2009 Symposium on VLSITechnology Digest of Technical Papers，2009。Katsumata等人所描述的结构包括一垂直NAND元件，并使用硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon，SONOS)电荷捕捉技术于每一个栅极/垂直通道的交叉接口上建立一储存点(storage site)。这个存储器结构，是以排列用来作为NAND元件的垂直通道的半导体材料柱(column)、邻接于基材的下部选择栅以及位于顶端的上部选择栅为基础；使用与半导体材料柱交叉的平面字线阶层来形成多个水平字线；并于各阶层中形成所谓的环绕式栅极存储单元(gate all around the cell)。

在另一个立体NAND闪存技术中，NAND存储单元可沿着垂直通道结构排列，存储单元位于结构的相对两侧上。在一些实施例中，垂直通道结构可以是一种U形半导体薄膜，NAND存储单元串行会沿着单一直通道结构的一侧向下延伸，再向上延伸到直通道结构的另一侧。如2016年12月20日公告的美国编号9,524,980号专利案所述，并通过引用并入的方式，将此文献全文收载于本说明书之中。其中，垂直通道结构位于用来作为字线的导电条带堆叠结构之中，而存储单元(memory elements)则位于二者间。因此，在这些垂直通道结构中，每个主动柱状体的平截头体(frustum)的两侧，会形成两个存储器单元。位于平截头体上的每一个存储单元，包括一条通道，位于垂直通道结构的一侧。在另一个方法中，此垂直通道结构可以提供位于每个垂直通道结构相对两侧上的偶数和奇数NAND串行。