[发明专利]高密度三维多层存储器及制备方法

权利要求书

1.高密度三维多层存储器，包括底层电路部分以及设置于底层电路部分上方的基础结构体，所述基础结构体由曲线状分割槽分为彼此独立的两个指叉结构，分别称为第一指叉结构和第二指叉结构，所述基础结构体包括自下向上交错重叠的第一导电介质层和绝缘介质层，曲线状分割槽内并列设置有至少3个存储单元孔，每个存储单元孔内设置有一个垂直电极，相邻两个存储单元孔之间为绝缘隔离柱；

垂直电极和指叉结构的第一导电介质层以及二者之间的存储介质形成存储器结构，

所述存储器为PN结型半导体存储器或肖特基半导体存储器；

其特征在于，

所述存储介质为绝缘介质；

在存储单元孔的内壁、第一导电介质层区域，设置有缓冲区，所述缓冲区自存储单元孔的内壁向存储单元孔的轴线凸出，缓冲区与存储介质相接。

2.如权利要求1所述的高密度三维多层存储器，其特征在于，所述存储单元孔的侧壁在纵向剖面上的轮廓线为直线。

3.如权利要求1所述的高密度三维多层存储器，其特征在于，所述垂直电极与底部电路部分形成电路连接。

4.如权利要求1所述的高密度三维多层存储器，其特征在于，

第一导电介质的材料为P型半导体，垂直电极的材料为N型半导体，所述缓冲区的材质为掺杂类型与第一导电介质相同且掺杂浓度低于第一导电介质的半导体材料；

或者，第一导电介质层为N型半导体，垂直电极的材料为P型半导体，所述缓冲区的材质为掺杂类型与第一导电介质相同且掺杂浓度低于第一导电介质的半导体材料。

或者，第一导电介质层的材料为满足肖特基二极管所需的半导体材料，所述垂直电极的材料为满足肖特基二极管所需的金属，所述缓冲区的材质为掺杂类型与第一导电介质相同且掺杂浓度低于第一导电介质的半导体材料。

5.如权利要求1所述的高密度三维多层存储器，其特征在于，所述存储器为阻变存储器、磁变存储器、相变存储器或铁电存储器。

6.高密度三维多层存储器的制备方法，包括下述步骤：

1)形成基础结构体：以第一导电介质层和绝缘介质层交错重叠的方式，设置预定层数的第一导电介质层和绝缘介质层，形成基础结构体；

2)对基础结构体开槽：在基础结构体上开设一道自顶层到底层贯穿的曲线状分割槽，由此分割槽将基础结构体分割为两个交错且相互分离的指叉结构；

3)在分割槽内设置预定数量的存储单元孔，相邻存储单元孔之间为绝缘介质，存储单元孔内设置垂直电极，垂直电极和指叉结构之间为存储介质层；垂直电极、存储介质和第一导电介质的材料为符合预设的存储器所需的材料，所述存储器为PN结型半导体存储器或肖特基半导体存储器；

其特征在于，所述步骤3)中，在设置存储介质之前，包括下述步骤：

在分割槽内壁的第一导电介质区域表面设置缓冲区。

7.如权利要求4所述的高密度三维多层存储器的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中，所述存储单元孔为穿透基础结构体的通孔。

8.如权利要求4所述的高密度三维多层存储器的制备方法，其特征在于，

所述步骤3)包括：

3.1在分割槽内壁的第一导电介质区域表面沉积形成缓冲区，该缓冲区的导电类型与第一导电介质相同且掺杂浓度低于第一导电介质；

3.2在分割槽内填充绝缘介质，然后刻蚀填充的绝缘介质，形成沿分割槽排列的存储单元孔，并且缓冲区暴露于存储单元孔内；

3.3在存储单元孔内壁沉积绝缘材料作为存储介质，形成覆盖存储单元孔内壁的存储介质层，然后对存储单元孔底部的存储介质层刻蚀出通孔以暴露底部电路；

3.4在存储单元孔内设置垂直电极；

所述导电介质层、中间介质层和垂直电极层的材质为下述各项之一：

(a)第一导电介质层为P型半导体，垂直电极层为N型半导体；

(b)第一导电介质层为N型半导体，垂直电极层为P型半导体；

(c)第一导电介质层的材料为满足肖特基二极管所需的半导体材料，所述垂直电极的材料为满足肖特基二极管所需的金属。