垂直非易失性存储器装置的制作方法

发明构思涉及一种具有垂直结构的非易失性存储器装置以及涉及一种制造该非易失性存储器装置的方法。

背景技术：

1、尽管电子产品的尺寸小，但电子产品需要处理大量数据。因此，已经提出了具有垂直晶体管结构的非易失性存储器装置来替代现有的水平晶体管结构以提高半导体存储器装置的集成度。这种非易失性存储器装置具有形成在拥有很高的高宽比(aspect ratio)的沟道孔中的垂直沟道。因此，在具有垂直晶体管结构的非易失性存储器装置的制造中，需要形成沟道孔的简单且可靠的方式。

技术实现思路

1、根据发明构思的一方面，提供了一种非易失性存储器装置，所述非易失性存储器装置包括：基底、设置在基底上的下绝缘层、包括交替地堆叠在下绝缘层上的栅电极和层间绝缘层的多个层的多层结构、栅极电介质以及沟道结构，其中，所述多层结构具有从下绝缘层竖直地延伸的开口，开口包括第一开口部分和第二开口部分，第一开口部分从下绝缘层穿过多层结构的多个层中的至少一层延伸，第二开口部分位于第一开口部分上并且从所述多层结构中的第一开口部分竖直地向上延伸，开口具有在第一开口部分处的第一宽度和在第二开口部分处的第二宽度，第二宽度小于第一宽度，栅极电介质沿分别限定开口的侧部和底部的内表面和下表面延伸，沟道结构在开口内的栅极电介质上被设置为沿限定开口的侧部和底部的内表面和下表面延伸，沟道结构穿过下绝缘层延伸并电连接到基底。

2、根据发明构思的另一方面，提供了一种非易失性存储器装置，所述非易失性存储器装置包括：基底；下绝缘层，设置在基底上；至少一个栅电极和至少一个第一层间绝缘层，彼此交替堆叠在下绝缘层上；第二栅电极和第二层间绝缘层，交替堆叠在所述至少一个第一层间绝缘层上；栅极介电层；以及沟道结构，其中，所述非易失性存储器装置具有在其中延伸的开口，开口包括穿过所述至少一个栅电极和所述至少一个第一层间绝缘层延伸的第一开口部分，以及穿过第二栅电极和第二层间绝缘层延伸的第二开口部分，第二开口部分的宽度小于第一开口部分的宽度，栅极介电层沿分别限定开口的侧部和底部的内表面和下表面延伸；沟道结构设置在栅极介电层上并且位于限定开口的侧部和底部的内表面和下表面上，沟道结构穿过下绝缘层延伸并电连接到基底。

3、根据发明构思的另一方面，提供了一种非易失性存储器装置，所述非易失性存储器装置包括：基底，具有主表面；下绝缘层，设置在基底的主表面上；多个层的下堆叠件，设置在下绝缘层上，多个层的下堆叠件包括下栅电极和设置在下栅电极上的下层间绝缘层；多个层的上堆叠件，设置在多个层的下堆叠件上，多个层的上堆叠件包括上栅电极和上层间绝缘层，上层间绝缘层与上栅电极交替地设置在竖直方向上，多个层的上堆叠件具有最上表面；以及柱状结构，具有穿过多个层的下堆叠件竖直地延伸的第一部分以及从第一部分至多个层的上堆叠件的最上表面穿过多个层的上堆叠件竖直地延伸的第二部分。柱状结构的第一部分接触下堆叠件的多个层并且在与基底的主表面垂直延伸的竖直平面中具有剖面。柱状结构的第二部分接触上堆叠件的多个层并且在所述竖直平面中具有剖面，柱状结构包括面对下堆叠件的多个层和上堆叠件的多个层的栅极电介质以及穿过下绝缘层延伸的竖直沟道，栅极电介质置于竖直沟道与下堆叠件和上堆叠件的栅电极层之间。此外，在多个层的下堆叠件与多个层的上堆叠件之间的界面的位置处，柱状结构的第一部分的在所述竖直平面中的宽度大于柱状结构的第二部分的在所述竖直平面中的宽度。

技术特征：

1.一种非易失性存储器装置，包括：

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，开口的第一部分中的栅极电介质的外表面之间的距离大于开口的第二部分中的栅极电介质的外表面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，在半导体层与最下栅电极之间没有设置除了下绝缘层之外的绝缘层。

4.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，沟道结构包括穿过下绝缘层延伸并与半导体层接触的接触部分。

5.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，下绝缘层的厚度小于层间绝缘层中的每个层间绝缘层的厚度。

6.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，还包括：掩埋绝缘层，设置在开口内的沟道结构上，其中，掩埋绝缘层具有在掩埋绝缘层中的空隙，空隙位于开口的第一部分内。

7.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，开口具有从所述多层结构的上表面延伸的第三部分，并且

8.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，开口的第一部分中的栅极电介质的内表面之间的距离大于开口的第二部分中的栅极电介质的内表面之间的距离。

9.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，开口的第一部分中的沟道结构的内表面之间的距离大于开口的第二部分中的沟道结构的内表面之间的距离。

10.根据权利要求1所述的非易失性存储器装置，其中，开口的第一部分中的沟道结构具有与下绝缘层相邻的第一区和在第一区上的第二区，并且

11.非易失性存储器装置，包括：

12.根据权利要求11所述的非易失性存储器装置，其中，开口的第一部分中的栅极电介质的外表面之间的距离大于开口的第二部分中的栅极电介质的外表面之间的距离。

13.根据权利要求11所述的非易失性存储器装置，其中，沟道结构包括穿过下绝缘层延伸并与半导体层接触的接触部分。

14.根据权利要求11所述的非易失性存储器装置，其中，在半导体层与最下栅电极之间没有设置除了下绝缘层之外的绝缘层。

15.根据权利要求11所述的非易失性存储器装置，其中，第二结构的高度大于第一结构的高度，

16.非易失性存储器装置，包括：

17.根据权利要求16所述的非易失性存储器装置，其中，第一部分设置在穿过下堆叠件延伸的第一开口部分中，第二部分设置在穿过上堆叠件延伸的第二开口部分中。

18.根据权利要求16所述的非易失性存储器装置，其中，柱状结构的第一部分中的栅极电介质的外表面之间的距离大于柱状结构的第二部分中的栅极电介质的外表面之间的距离。

19.根据权利要求16所述的非易失性存储器装置，其中，在半导体层与下堆叠件之间没有设置除了下绝缘层之外的绝缘层。

20.根据权利要求16所述的非易失性存储器装置，其中，柱状结构的第一部分接触多个层的下堆叠件并且具有矩形剖面形状，并且

技术总结
提供了一种垂直非易失性存储器装置。非易失性存储器装置包括在基底上的下绝缘层、包括交替地堆叠在下绝缘层上的栅电极和层间绝缘层的多层结构、栅极电介质以及沟道结构，并且非易失性存储器装置具有穿过多层结构延伸并暴露下绝缘层的开口。开口包括以第一宽度穿过多层结构中的至少一层延伸的第一开口部分以及以比第一宽度小的第二宽度穿过多层结构延伸的第二开口部分。栅极介电层位于开口中，沟道结构设置在栅极介电层上并电连接到基底。

技术研发人员：孙荣皖,张在薰,韩智勋
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12