一种提升三维存储器件的数据保持特性的结构和方法与流程

allin2025-06-04  89


本公开总体上涉及半导体,并且更具体地,涉及用于提升三维存储器件的数据保持特性的结构和方法。


背景技术:

1、随着存储器件缩小到较小的管芯尺寸以降低制造成本并提高存储密度,由于工艺技术的限制和可靠性问题,平面存储单元的缩放面临着挑战。三维(3d)存储器架构可以解决平面存储单元中的密度和性能限制。

2、在3d nand闪存存储器中,可以基于电荷俘获技术对存储单元进行编程以进行数据存储。存储单元的存储信息取决于存储层中所俘获的电荷量。尽管3d nand存储器可以是高密度且经济有效的,但是由于所俘获的电荷存在各种损失的风险,导致数据不准确或丢失,因此,如何提高3d nand存储单元保持电荷的能力是亟待解决的问题。


技术实现思路

1、在本公开中描述了用于提升三维存储器件的数据保持特性的结构和方法的实施例。

2、本公开的一个方面提供了一种存储器,其包括:堆叠层,所述堆叠层包括交替堆叠的导电层和电介质层;沟道结构,所述沟道结构延伸穿过所述堆叠层;其中,所述沟道结构由外向内包括阻挡层、电荷俘获层、二维绝缘介电层、隧穿层以及沟道层,其中,所述二维绝缘介电层不含氧化物。

3、在实施例中,所述沟道结构还包括位于所述电荷俘获层与所述阻挡层之间的二维绝缘介电层。

4、在实施例中,所述二维绝缘介电层与氮化硅材料相比,具有更高的抗氧化性。

5、在实施例中,所述二维绝缘介电层包括层状化合物。

6、在实施例中,所述层状化合物包括六方氮化硼(h-bn)。

7、在实施例中,所述二维绝缘介电层的厚度为1-10个原子层的厚度。

8、在实施例中,位于所述隧穿层与所述电荷俘获层之间的二维绝缘介电层与位于所述电荷俘获层与所述阻挡层之间的二维绝缘介电层是相同的材料。

9、在实施例中,位于所述隧穿层与所述电荷俘获层之间的二维绝缘介电层与位于所述电荷俘获层与所述阻挡层之间的二维绝缘介电层是不同的材料。

10、在实施例中,所述隧穿层包括氧化硅、氮氧化硅或其任何组合,所述电荷俘获层包括氮化硅、氮氧化硅、硅或其任何组合,并且所述阻挡层包括氧化硅、氮氧化硅、高k电介质或其任何组合。

11、本公开的另一方面提供了一种形成存储器的方法,包括:在衬底上形成初始堆叠层,所述初始堆叠层包括交替堆叠的牺牲层和电介质层;蚀刻所述初始堆叠层,以在所述初始堆叠层中形成沟道孔;在所述沟道孔中沿着所述沟道孔的侧壁,由外向内沉积阻挡层、电荷俘获层、二维绝缘介电层、隧穿层以及沟道层,以形成沟道结构,其中,所述二维绝缘介电层不含氧化物。

12、在实施例中,形成所述沟道结构还包括:在所述电荷俘获层与所述阻挡层之间形成二维绝缘介电层。

13、在实施例中,在形成所述沟道结构之后,所述方法还包括:形成延伸穿过所述初始堆叠层的栅缝隙;以及经由所述栅缝隙,将所述初始堆叠层中的所述牺牲层替换为导电层。

14、在实施例中,所述二维绝缘介电层与氮化硅材料相比,具有更高的抗氧化性。

15、在实施例中,所述二维绝缘介电层包括层状化合物。

16、在实施例中,所述层状化合物包括六方氮化硼(h-bn)。

17、在实施例中,所述二维绝缘介电层的厚度为单原子层厚度。

18、在实施例中,沉积所述二维绝缘介电层包括:通过化学气相沉积方法或者磁控溅射方法将所述二维绝缘介电层沉积在所述沟道孔中。

19、在实施例中,沉积于所述隧穿层与所述电荷俘获层之间的二维绝缘介电层与沉积于所述电荷俘获层与所述阻挡层之间的二维绝缘介电层是相同的材料或者不同的材料。

20、本公开的又一方面提供了一种存储系统,其包括存储器以及存储器控制器,所述存储器控制器耦合到所述存储器并且被配置为控制所述存储器的操作,所述存储器包括:堆叠层,所述堆叠层包括交替堆叠的导电层和电介质层;沟道结构,所述沟道结构延伸穿过所述堆叠层;其中,所述沟道结构由外向内包括阻挡层、电荷俘获层、二维绝缘介电层、隧穿层以及沟道层,其中,所述二维绝缘介电层不含氧化物。

21、根据本公开的说明书、权利要求、和附图,本领域的技术人员可以理解本公开的其他方面。



技术特征:

1.一种存储器,包括:

2.根据权利要求1所述的存储器,其中,

3.根据权利要求1或2所述的存储器,其中,

4.根据权利要求1或2所述的存储器,其中,

5.根据权利要求4所述的存储器,其中,

6.根据权利要求1或2所述的存储器,其中,

7.根据权利要求2所述的存储器,其中,

8.根据权利要求2所述的存储器,其中,

9.根据权利要求1或2所述的存储器,其中,

10.一种形成存储器的方法,包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其中,形成所述沟道结构还包括:

12.根据权利要求10所述的方法,其中,在形成所述沟道结构之后,所述方法还包括:

13.根据权利要求10或11所述的方法,其中,

14.根据权利要求10或11所述的方法,其中,

15.根据权利要求14所述的方法,其中,

16.根据权利要求10或11所述的方法,其中,

17.根据权利要求10或11所述的方法,其中,沉积所述二维绝缘介电层包括:

18.根据权利要求10或11所述的方法,其中,

19.一种存储系统,包括:


技术总结
公开了一种存储器,其包括:堆叠层,所述堆叠层包括交替堆叠的导电层和电介质层;沟道结构,所述沟道结构延伸穿过所述堆叠层;其中,所述沟道结构由外向内包括阻挡层、电荷俘获层、二维绝缘介电层、隧穿层以及沟道层,其中,所述二维绝缘介电层不含氧化物。

技术研发人员:吕全山,宋雅丽,叶江林,李楷威,陈伟明
受保护的技术使用者:长江存储科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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