[发明专利]隧穿式场效应晶体管三维NAND数据单元结构以及其形成方法

权利要求书

1.一种3D NAND存储器单元，包括：

衬底，其具有掺杂有P型掺杂物的P型衬底区；

水平式导体层，其中所述水平式导体层实质上与所述衬底的上表面平行地延伸；

垂直环形P型半导体层，其中所述P型半导体层接触所述P型衬底区；

垂直N型半导体层，其环绕所述P型半导体层；

设置在所述N型半导体层之上的N型半导体插塞；以及

多个垂直电介质层，其环绕所述N型半导体层，其中，所述多个垂直电介质层包括隧穿层、电荷捕捉层以及阻挡层。

2.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，还包括由所述垂直环形P型半导体层所环绕的绝缘层。

3.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，其中，所述隧穿层环绕所述N型半导体层，所述电荷捕捉层环绕所述隧穿层，并且所述阻挡层环绕所述电荷捕捉层。

4.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，其中，所述隧穿层包括氧化硅。

5.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，其中，所述电荷捕捉层包括氮化硅。

6.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，其中，所述阻挡层包括氧化硅或高介电常数材料。

7.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，其中，所述垂直N型半导体层包括硅、硅锗或硅碳化物。

8.根据权利要求1所述的3D NAND存储器单元，其中，所述垂直环形P型半导体层包括硅、硅锗或硅碳化物。

9.一种3D NAND存储器器件，包括：

衬底，其具有掺杂有第一类型掺杂物的衬底区；

多个3D NAND存储器串，其中，所述3D NAND存储器串中的每个3D NAND存储器串包括：

第一半导体层，其掺杂有所述第一类型掺杂物，并且其实质上垂直于所述衬底的上表面地延伸并且接触所述衬底区；

第二半导体层，其掺杂有第二类型掺杂物，并且其环绕所述第一半导体层，其中，所述第二类型掺杂物不同于所述第一类型掺杂物；

设置在所述第二半导体层之上的半导体插塞，其中所述半导体插塞掺杂有所述第二类型掺杂物；以及

多个环形电介质层，其环绕所述第二半导体层，其中，所述多个环形电介质层包括隧穿层、电荷捕捉层以及阻挡层；

交替导体/电介质堆叠，其设置在所述衬底区之上，其中，所述交替导体/电介质堆叠中的每个导体/电介质堆叠与所述多个3D NAND存储器串中的3D NAND存储器串的交叉点形成存储器单元。

10.根据权利要求9所述的3D NAND存储器器件，其中，所述3D NAND存储器串中的每个3D NAND存储器串还包括绝缘层，所述绝缘层由所述第一半导体层所环绕。

11.根据权利要求9所述的3D NAND存储器器件，其中，所述3D NAND存储器串中的每个3D NAND存储器串在所述衬底之上垂直延伸，并穿过所述交替导体/电介质堆叠。

12.根据权利要求9所述的3D NAND存储器器件，其中，所述隧穿层环绕所述第二半导体层，所述电荷捕捉层环绕所述隧穿层，并且所述阻挡层环绕所述电荷捕捉层。

13.根据权利要求9所述的3D NAND存储器器件，其中，所述第一半导体层接触所述第二半导体层和所述衬底区的表面。

14.根据权利要求12所述的3D NAND存储器器件，其中，所述交替导体/电介质堆叠接触所述阻挡层。