[发明专利]具有共享读取/写入位线的垂直3D单字线增益单元

权利要求书

1.一种设备，其包括：

多个层级的2晶体管2T存储器单元，其垂直布置于衬底上方，其中每一2T存储器单元包含：

电荷存储晶体管及写入晶体管，其中所述写入晶体管的源极或漏极区直接耦合到所述电荷存储晶体管的电荷存储结构；

垂直延伸存取线，其经布置以门控所述多个垂直布置层级的多个相应层级中的2T存储器单元的所述电荷存储晶体管及所述写入晶体管两者，其中所述垂直延伸存取线可操作用于执行与其耦合的所述2T存储器单元中的每一者的写入操作及读取操作两者；及

单个位线对，其耦合到相应层级中的多个2T存储器单元，且可操作用于执行与其耦合的所述2T存储器单元中的每一者的写入操作及读取操作两者。

2.根据权利要求1所述的设备，

其中所述写入晶体管包含写入沟道部分且所述电荷存储晶体管包含与所述写入沟道部分分离的读取沟道部分，所述读取沟道部分耦合于所述单个位线对的位线之间；且

其中所述写入沟道部分的阈值电压大于所述读取沟道部分的阈值电压。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述垂直延伸存取线与其耦合的所述2T存储器单元中的每一者的所述写入沟道部分及所述分离读取沟道部分两者重叠。

4.根据权利要求2所述的设备，其中包含于所述写入沟道部分中的半导体材料的带隙大于包含于所述读取沟道部分中的半导体材料的带隙。

5.根据权利要求2所述的设备，

其中所述读取沟道部分包括两个沟道侧，其包含邻近所述电荷存储结构的第一表面布置的第一沟道部分及邻近所述电荷存储结构的第二表面布置的第二沟道部分，且

其中所述第二表面在所述电荷存储结构的与所述第一表面相对的侧上。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其中每一2T存储器单元的所述电荷存储晶体管是浮动栅极晶体管，且所述电荷存储结构是所述浮动栅极晶体管的浮动栅极结构。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述垂直延伸存取线门控所述多个垂直布置层级的多个相应层级中的所述2T存储器单元的所述浮动栅极晶体管及所述写入晶体管。

8.一种形成多个层级的2晶体管2T存储器单元的方法，所述方法包括：

在衬底上垂直形成与多个层级的电介质材料交替的多个层级的牺牲材料；

在所述多个层级的所述电介质材料中形成第一开口且在所述多个层级的所述牺牲材料中形成多个层级的凹槽；

形成所述2T存储器单元的写入晶体管及电荷存储晶体管的多个层级的沟道区，其中写入晶体管的沟道区接触每一2T存储器单元中的电荷存储晶体管的电荷存储结构；

在所述多个层级的所述电介质材料及所述多个层级的所述沟道区中形成第二垂直开口，且用所述牺牲材料填充所述第二垂直开口；

形成所述2T存储器单元的所述写入晶体管及所述电荷存储晶体管的栅极区；

形成多个垂直延伸存取线，每一存取线用于控制所述2T存储器单元的多个相应层级中的2T存储器单元的电荷存储晶体管及写入晶体管两者的栅极区；及

使用所述第二垂直开口移除所述牺牲材料且形成所述2T存储器单元的位线对，其中仅一个位线对接触一个2T存储器单元。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述形成多个层级的沟道区包含在凹槽的两侧上安置多晶硅膜以形成电荷存储晶体管的双侧读取沟道区。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述形成所述2T存储器单元的多个层级的浮动栅极结构包含在所述电荷存储晶体管的所述双侧读取沟道区的侧之间安置栅极氧化物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述形成多个层级的沟道区包含在所述电荷存储晶体管的所述双侧沟道区的所述侧之间安置与所述电荷存储结构接触的磷化镓以形成写入晶体管的写入沟道区。