c中，栅极长度大而有源区宽度小，由此基元电流Icell趋向于比下半导体层3a中的基元电流小。然而，该实施例提供了如上所述的满足Dcc〈Dcb〈Dca的杂质浓度Dcc、Dcb和Dca。因此，在堆叠方向上基元电流Icell可以统一。此外，在堆叠方向上短沟道效应也可以统一。
[0145][第七实施例]
[0146]接下来参考图21描述根据第七实施例的非易失性半导体存储器器件。第七实施例中的非易失性半导体存储器器件具有与第一实施例(图1A-图5)中的器件的构造相似的示意性构造。图21是沿着根据第七实施例的非易失性半导体存储器器件的Y轴方向的横截面视图。
[0147]在根据第七实施例的非易失性半导体存储器器件中，像在第五实施例中一样，栅极堆叠结构——尤其是字线WL——具有反向锥形形状，而鳍片型堆叠结构9-1到9-4具有正向锥形形状。
[0148]在第七实施例中，参考图21，半导体层3a_3c被构造成使得半导体层3a_3c中存储器基元中源极/漏极中的杂质浓度Dsd从上层向着下层减小(在上半导体层中Dsd较高)。具体地，如果半导体层3a_3c包括P型半导体，则半导体层3a_3c中存储器基元的源极/漏极的η型杂质(例如磷(P))具有满足如下关系的杂质浓度Dsdc、Dsdb和Dsda:Dsdc>Dsdb>Dsda。因此，像在第六实施例中一样，在堆叠方向上基元电流Icell可以统一。此外，在堆叠方向上短沟道效应也可以统一。
[0149][第八实施例]
[0150]接下来参考图22描述根据第八实施例的非易失性半导体存储器器件。第八实施例中的非易失性半导体存储器器件具有与第一实施例(图1A-图5)中的器件的构造相似的示意性构造。图22是沿着根据第八实施例的非易失性半导体存储器器件的Y轴方向的横截面视图。
[0151]在根据第八实施例的非易失性半导体存储器器件中，像在第五实施例中一样，栅极堆叠结构——尤其是字线WL——具有反向锥形形状，而鳍片型堆叠结构9-1到9-4具有正向锥形形状。
[0152]在第八实施例的非易失性半导体存储器器件中，半导体层3a_3c被构造成使得半导体层3a_3c的堆叠方向(Z方向)上的膜厚度T从下层向上层增加。具体地，半导体层3a-3c在Z方向上具有满足如下关系的膜厚度Ta-Tc:Tc>Tb>Ta。
[0153]此外，在第八实施例中，半导体层3a_3c被构造成使得半导体层3a_3c中存储器基元中的源极/漏极中杂质浓度Dsd从上层向下层减小。具体地，如果半导体层3a-3c包括P型半导体，则半导体层3a-3c中存储器基元的源极/漏极中的η型杂质具有满足如下关系的杂质浓度 Dsdc、Dsdb 和 Dsda:Dsdc>Dsdb>Dsda。
[0154]参考图23，考虑到半导体层3a_3c具有满足Tc>Tb>Ta的膜厚度Ta_Tc，并且当将η型杂质(例如磷)倾斜离子注入到鳍片型堆叠结构9-1到9-4中以形成存储器基元的源极/漏极时，较多的杂质被注入到上半导体层3c中，相反地，较少的杂质被注入到下半导体层3a中。因此，提供了如上所述的关系Dsdc>Dsdb>Dsda。
[0155]在上半导体层3c中，栅极长度大而有源区宽度小，由此基元电流Icell趋向于比下部半导体层3a中的基元电流小。然而，在该实施例中，源极/漏极具有如上所述的满足Dsdc>Dsdb>Dsda的杂质浓度Dsdc、Dsdb和Dsda。因此，在堆叠方向上基元电流Icell可以统一。此外，在堆叠方向上短沟道效应也可以统一。
[0156]尽管已经描述了本发明的特定实施例，但是这些实施例仅以举例的方式被呈现，并不意图限制本发明的范围。新颖的实施例可以体现为各种其它形式，可以在不脱离本发明的精神的情况下进行各种省略、替代和变化。该实施例及其变型落入本发明的范围和摘要内，并且也落入所附权利要求及其等效物的发明内。
【主权项】
1.一种非易失性半导体存储器器件，包括: 半导体衬底； 堆叠结构，该堆叠结构在水平于所述半导体衬底的表面的第一方向上排列，所述堆叠结构之一具有纵向方向，所述纵向方向是水平于所述半导体衬底的所述表面并且与所述第一方向交叉的第二方向，所述堆叠结构之一具有用作存储器基元的多个半导体层，所述半导体层在与所述第一方向和第二方向垂直的第三方向上堆叠于层间绝缘层之间； 存储器膜，其在所述堆叠结构的所述第一方向上的侧表面上，所述存储器膜包括所述存储器基元的电荷积聚膜；以及 导电膜，其隔着所述存储器膜形成在所述堆叠结构的所述第一方向上的侧表面上，所述导电膜用作所述存储器基元的控制电极， 所述堆叠结构之一在包括所述第一和第三方向的横截面中具有宽度从远离所述半导体衬底的一侧向着所述半导体衬底增加的形状， 所述导电膜之一在包括所述第二和第三方向的横截面中具有宽度从远离所述半导体衬底的一侧向着所述半导体衬底增加的形状，以及 所述半导体层中的预定部分在上和下半导体层之间具有不同的杂质浓度。
2.根据权利要求1的器件，其中 在所述半导体层中，形成所述存储器基元的沟道的部分在上半导体层中具有较高的杂质浓度。
3.根据权利要求1的器件，其中 在包含在一个堆叠结构的多个半导体层中，所述第三方向上的厚度在上半导体层中较大。
4.根据权利要求2的器件，其中 在包含在一个堆叠结构的多个半导体层中，所述第三方向上的厚度在上半导体层中较大。
5.根据权利要求1的器件，其中 在所述半导体层中，形成所述存储器基元的源极/漏极的部分在下半导体层中具有较高的杂质浓度。
6.根据权利要求1的器件，其中 在包含在一个堆叠结构的多个半导体层中，所述第三方向上的厚度在下半导体层中较大。
7.根据权利要求5的器件，其中 在包含在一个堆叠结构的多个半导体层中，所述第三方向上的厚度在下半导体层中较大。
8.根据权利要求1的器件，其中 所述导电膜具有梳-刃形状，并且其每一个梳-刃部分都在所述第三方向上延伸。
9.根据权利要求1的器件，其中每一个所述半导体层都包括存储器串，所述存储器串具有串联连接的多个存储器基元。
10.一种非易失性半导体存储器器件，包括: 半导体衬底； 堆叠结构，该堆叠结构在水平于所述半导体衬底的表面的第一方向上排列，所述堆叠结构之一具有纵向方向，所述纵向方向是水平于所述半导体衬底的所述表面并且与所述第一方向交叉的第二方向，所述堆叠结构之一具有用作存储器基元的多个半导体层，所述半导体层在与所述第一方向和第二方向垂直的第三方向上堆叠于层间绝缘层之间； 存储器膜，其在所述堆叠结构的所述第一方向上的侧表面上，所述存储器膜包括所述存储器基元的电荷积聚膜；以及 导电膜，其隔着所述存储器膜形成在所述堆叠结构的所述第一方向上的侧表面上，所述导电膜用作所述存储器基元的控制电极， 所述堆叠结构之一在包括所述第一和第三方向的横截面中具有宽度从远离所述半导体衬底的一侧向着所述半导体衬底增加的形状， 所述导电膜之一在包括所述第二和第三方向的横截面中具有宽度从远离所述半导体衬底的一侧向着所述半导体衬底减小的形状，以及 在包含在一个堆叠结构的多个半导体层中，所述第三方向上的半导体层的厚度在更远离所述半导体衬底的上层中较大。
11.根据权利要求10的器件，其中 在所述半导体层中，形成所述存储器基元的源极/漏极的部分在下半导体层中具有较低的杂质浓度。
12.根据权利要求10的器件，其中 所述导电膜具有梳-刃形状，并且其每一个梳-刃部分都在所述第三方向上延伸。
13.根据权利要求10的器件，其中每一个所述半导体层都包括存储器串，所述存储器串具有串联连接的多个存储器基元。
14.一种非易失性半导体存储器器件，包括: 半导体衬底； 堆叠结构，该堆叠结构在水平于所述半导体衬底的表面的第一方向上排列，所述堆叠结构之一具有纵向方向，所述纵向方向是水平于所述半导体衬底的所述表面并且与所述第一方向交叉的第二方向，所述堆叠结构之一具有用作存储器基元的多个半导体层，所述半导体层在与所述第一方向和第二方向垂直的第三方向上堆叠于层间绝缘层之间； 存储器膜，其在所述堆叠结构的所述第一方向上的侧表面上，所述存储器膜包括所述存储器基元的电荷积聚膜；以及 导电膜，其隔着所述存储器膜形成在所述堆叠结构的所述第一方向上的侧表面上，所述导电膜用作所述存储器基元的控制电极， 所述堆叠结构之一在包括所述第一和第三方向的横截面中具有宽度从远离所述半导体衬底的一侧向着所述半导体衬底增加的形状， 所述导电膜之一在包括所述第二和第三方向的横截面中具有宽度从远离所述半导体衬底的一侧向着所述半导体衬底减小的形状，以及 所述半导体层中的预定部分在上和下半导体层之间具有不同的杂质浓度。
15.根据权利要求14的器件，其中 在所述半导体层中，形成所述存储器基元的沟道的部分在下半导体层中具有较高的杂质浓度。
16.根据权利要求14的器件，其中 在所述半导体层中，形成所述存储器基元的源极/漏极的部分在上半导体层中具有较高的杂质浓度。
17.根据权利要求14的器件，其中 所述导电膜具有梳-刃形状，并且其每一个梳-刃部分都在所述第三方向上延伸。
18.根据权利要求14的器件，其中每一个所述半导体层都包括存储器串，所述存储器串具有串联连接的多个存储器基元。
【专利摘要】本发明涉及非易失性半导体存储器器件。堆叠结构在水平于所述半导体衬底的第一方向上排列，所述堆叠结构之一具有沿着第二方向的纵向方向。一个堆叠结构具有在层间绝缘层之间堆叠的多个半导体层。存储器膜形成在所述堆叠结构的侧表面上并且包括所述存储器基元的电荷积聚膜。导电膜隔着所述存储器膜形成在所述堆叠结构的侧表面上。一个堆叠结构在包括第一和第三方向的横截面内具有宽度从上向下增加的形状。一个导电膜在包括第二和第三方向的横截面内具有宽度从上向下增加的形状。所述半导体层中的预定部分在上和下半导体层之间具有不同的杂质浓度。
【IPC分类】H01L27-115
【公开号】CN104795399
【申请号】CN201410602466
【发明人】佐久间悠, 佐久间究, 清利正弘
【申请人】株式会社 东芝
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年10月31日
【公告号】US20150200200