竖向延伸的存储器单元串以及形成竖向延伸的存储器单元串的方法技术

技术编号:19324474 阅读:26 留言:0更新日期:2018-11-03 12:53
本申请是针对竖向延伸的存储器单元串以及形成竖向延伸的存储器单元串的方法。所述方法包括形成在竖向方向上处于上部堆叠与下部堆叠之间的介入结构,所述上部堆叠和所述下部堆叠分别包括有包括不同组分材料的交替层。所述介入结构被形成为包括竖向延伸的掺杂剂扩散阻挡层和横向中央材料,所述横向中央材料在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向内侧且其中具有掺杂剂。所述掺杂剂中的一些从所述横向中央材料热扩散到上部堆叠沟道材料中。在所述热扩散期间使用所述掺杂剂扩散阻挡层,以使得相比于所述掺杂剂扩散到下部堆叠沟道材料中(若存在),所述掺杂剂更多地热扩散到所述上部堆叠沟道材料中。本发明专利技术公开包含与方法无关的结构的其它实施例。

Vertically extended memory cell string and method for forming vertical extended memory cell string

The present application is directed at a vertically extended memory unit string and a method for forming a vertically extended memory unit string. The method comprises an interventional structure formed in a vertical direction between the upper stack and the lower stack, the upper stack and the lower stack comprising alternating layers comprising different component materials, respectively. The intervention structure is formed into a dopant diffusion barrier layer including a vertical extension and a transverse central material, the transverse central material having a dopant in the transverse inner side of the dopant diffusion barrier layer. Some of the dopants are thermally diffused from the transverse central material to the upper stack channel material. The dopant diffusion barrier layer is used during the thermal diffusion so that the dopant diffuses more geothermal into the upper stacked channel material than the dopant diffuses into the lower stacked channel material if it exists. The invention discloses other embodiments which include a structure independent of the method.

【技术实现步骤摘要】
竖向延伸的存储器单元串以及形成竖向延伸的存储器单元串的方法
本文中所公开的实施例涉及竖向延伸的存储器单元串以及形成竖向延伸的存储器单元串的方法。
技术介绍
存储器为电子系统提供数据存储装置。快闪存储器是存储器的一个类型,且大量用于计算机和其它装置中。举例来说,个人计算机可将BIOS存储在快闪存储器芯片上。作为另一实例,快闪存储器用于固态驱动器中以代替旋转硬盘驱动器。作为又一实例,快闪存储器用于无线电子装置中,所述快闪存储器使得制造商能够在新的通信协议变得标准化时支持所述新的通信协议,且使得制造商能够提供针对改进特征或增强特征远程升级装置的能力。典型的快闪存储器包括存储器阵列,其包含以行和列方式布置的多个存储器单元。快闪存储器可以块形式被擦除和重编程。NAND可为快闪存储器的基本架构。NAND单元单位包括与存储器单元的串行合并串联连接的至少一个选择装置(所述串行合并通常被称作NAND串)。实例NAND架构描述于美国专利第7,898,850号中。存储器单元串可被布置成水平地或竖直地延伸。相比于水平地延伸存储器单元串,竖直的存储器单元串减小存储器单元所占的衬底的水平区域,但其代价通常为竖直厚度增加。竖直存储器单元串通常以多个堆叠或层板的方式制造,此情形有助于其制造。每一堆叠包含竖直交替的层,所述竖直交替的层包括个别电荷存储晶体管的控制栅极材料,其与绝缘材料竖直交替。沟道柱延伸穿过堆叠中的每一个,且导电互连件使竖向紧邻沟道柱的沟道电耦合在一起。经导电掺杂的多晶硅是用于导电互连件的一种实例材料。举例来说,此种材料可经导电掺杂有磷(n型材料)。磷可在多晶硅上方和下方扩散到上部和下部堆叠沟道材料中。相比于向上扩散,更多的磷可能向下扩散,此情形可不利地影响下部堆叠的竖向最外部分中的可编程存储器单元。
技术实现思路
在一个方面中,本申请是针对一种为形成竖向延伸的存储器单元串的方法的一部分的方法,其包括:形成在竖向方向上处于上部堆叠与下部堆叠之间的介入结构,所述上部堆叠和所述下部堆叠分别包括有包括不同组分材料的交替层,所述介入结构被形成为包括竖向延伸的掺杂剂扩散阻挡层和横向中央材料,所述横向中央材料在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向内侧且其中具有掺杂剂;以及使所述掺杂剂中的一些从所述横向中央材料热扩散到上部堆叠沟道材料中,在所述热扩散期间使用所述掺杂剂扩散阻挡层,以使得相比于所述掺杂剂扩散到下部堆叠沟道材料中(若存在),所述掺杂剂更多地热扩散到所述上部堆叠沟道材料中。在另一方面中,本申请是针对一种形成竖向延伸的存储器单元串的方法,其包括:形成包括第一交替层的下部堆叠、在所述下部堆叠上方的绝缘体材料、延伸穿过所述绝缘体材料和整倍数个所述第一交替层的下部开口,所述第一交替层包括不同组分的第一和第二下部堆叠材料;在所述下部开口中形成下部堆叠沟道材料,所述下部堆叠沟道材料包括竖向最外部分,所述竖向最外部分抵靠所述下部开口的侧壁且不足以填充所述下部开口的竖向最外部分;在所述下部堆叠沟道材料的所述竖向最外部分的横向内侧,围绕所述下部开口形成竖向延伸的掺杂剂扩散阻挡层;用在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向内侧的横向中央材料填充所述下部开口的其余体积;在所述填充之后,使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上相对于所述绝缘体材料邻近所述下部开口的纵向最外表面凹入,以将所述掺杂剂扩散阻挡层形成为其竖向最外表面低于所述绝缘体材料邻近所述下部开口的所述竖向最外表面;在所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面上方形成顶端材料;在竖向方向上在所述下部堆叠和所述顶端材料上方形成包括第二交替层的上部堆叠,所述第二交替层包括不同组分的第一和第二上部堆叠材料,所述上部堆叠具有在竖向方向上延伸穿过整倍数个所述第二交替层且延伸到所述顶端材料的上部开口;在所述上部开口中形成与所述下部堆叠沟道材料电耦合的上部堆叠沟道材料;在相应的上部和下部堆叠沟道材料的横向外侧提供控制栅极材料;以及在横向方向上在所述控制栅极材料与所述相应的上部和下部堆叠沟道材料之间提供个别存储器单元的绝缘性电荷传递材料、电荷存储材料和电荷阻挡区。在另一方面中,本申请是针对一种形成竖向延伸的存储器单元串的方法,其包括:形成包括第一交替层的下部堆叠、在所述下部堆叠上方的绝缘体材料、延伸穿过所述绝缘体材料和整倍数个所述第一交替层的下部开口,所述第一交替层包括不同组分的第一和第二下部堆叠材料;在所述下部开口中形成下部堆叠沟道材料;在所述下部开口中形成横向中央材料,所述横向中央材料包括其中具有掺杂剂的最上区以及最下掺杂剂扩散阻挡层区;在所述下部开口中形成与在所述横向中央材料的横向外侧的所述下部堆叠沟道材料电耦合的导电材料;在竖向方向上在所述下部堆叠、所述下部开口中的所述横向中央材料和所述下部开口中的所述导电材料上方形成包括第二交替层的上部堆叠,所述第二交替层包括不同组分的第一和第二上部堆叠材料;所述上部堆叠具有在竖向方向上延伸穿过整倍数个所述第二交替层且延伸到所述下部开口中的所述横向中央材料和所述导电材料中的至少一个的上部开口;在所述上部开口中形成通过所述下部开口中的所述导电材料与所述下部堆叠沟道材料电耦合的上部堆叠沟道材料;在相应的上部和下部堆叠沟道材料的横向外侧提供控制栅极材料;以及在横向方向上在所述控制栅极材料与所述相应的上部和下部堆叠沟道材料之间提供个别存储器单元的绝缘性电荷传递材料、电荷存储材料和电荷阻挡区。在另一方面中,本申请是针对一种竖向延伸的存储器单元串,其包括:上部堆叠,其在竖向方向上在下部堆叠上方,所述上部堆叠和所述下部堆叠分别包括竖直交替层,所述竖直交替层包括在竖直方向上与绝缘材料交替的控制栅极材料;上部堆叠沟道柱和下部堆叠沟道柱,所述上部堆叠沟道柱延伸穿过所述上部堆叠中的整倍数个所述竖直交替层,所述下部堆叠沟道柱延伸穿过所述下部堆叠中的整倍数个所述竖直交替层;个别存储器单元的绝缘性电荷传递材料、电荷存储材料和电荷阻挡区,其在横向方向上处于相应的上部和下部堆叠沟道柱与所述控制栅极材料之间;导电互连件,其在纵向方向上处于所述上部堆叠沟道柱与所述下部堆叠沟道柱之间且将所述上部堆叠沟道柱与所述下部堆叠沟道柱电耦合在一起,所述导电互连件包括在横向中央材料的横向外侧的纵向延伸的掺杂剂扩散阻挡层,所述掺杂剂扩散阻挡层的竖向最外表面低于所述导电互连件的竖向最外表面;导电顶端材料,其在所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面上方;以及竖向延伸的侧面材料,其在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向外侧,所述侧面材料呈导电性和半导电性中的至少一种。在另一方面中,本申请是针对一种竖向延伸的存储器单元串,其包括:上部堆叠,其在竖向方向上在下部堆叠上方,所述上部堆叠和所述下部堆叠分别包括竖直交替层,所述竖直交替层包括在竖直方向上与绝缘材料交替的控制栅极材料;上部堆叠沟道柱及下部堆叠沟道柱,所述上部堆叠沟道柱延伸穿过所述上部堆叠中的整倍数个所述竖直交替层,所述下部堆叠沟道柱延伸穿过所述下部堆叠中的整倍数个所述竖直交替层;个别存储器单元的绝缘性电荷传递材料、电荷存储材料和电荷阻挡区,其在横向方向上处于相应的上部和下部堆叠沟道柱与所述控制栅极材料之间;介入结构,其在竖向方向上处于所述上部堆叠与所述下部堆叠之间,所述介入结构包括其中具本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种方法,其为形成竖向延伸的存储器单元串的方法的一部分,所述方法包括:形成在竖向方向上处于上部堆叠与下部堆叠之间的介入结构,所述上部堆叠和所述下部堆叠分别包括有包括不同组分材料的交替层,所述介入结构被形成为包括竖向延伸的掺杂剂扩散阻挡层和横向中央材料,所述横向中央材料在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向内侧且其中具有掺杂剂;以及使所述掺杂剂中的一些从所述横向中央材料热扩散到上部堆叠沟道材料中,在所述热扩散期间使用所述掺杂剂扩散阻挡层,以使得相比于所述掺杂剂扩散到下部堆叠沟道材料中(若存在),所述掺杂剂更多地热扩散到所述上部堆叠沟道材料中。

【技术特征摘要】
2017.04.24 US 15/494,9691.一种方法,其为形成竖向延伸的存储器单元串的方法的一部分,所述方法包括:形成在竖向方向上处于上部堆叠与下部堆叠之间的介入结构,所述上部堆叠和所述下部堆叠分别包括有包括不同组分材料的交替层,所述介入结构被形成为包括竖向延伸的掺杂剂扩散阻挡层和横向中央材料,所述横向中央材料在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向内侧且其中具有掺杂剂;以及使所述掺杂剂中的一些从所述横向中央材料热扩散到上部堆叠沟道材料中,在所述热扩散期间使用所述掺杂剂扩散阻挡层,以使得相比于所述掺杂剂扩散到下部堆叠沟道材料中(若存在),所述掺杂剂更多地热扩散到所述上部堆叠沟道材料中。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述介入结构被形成为包括在所述掺杂剂扩散阻挡层的竖向最外表面上方的掺杂剂可通过的顶端材料;以及所述热扩散包括使所述掺杂剂中的一些从所述横向中央材料扩散穿过所述掺杂剂可通过的顶端材料,且扩散到所述上部堆叠沟道材料中。3.根据权利要求2所述的方法,其中直接抵靠所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面形成所述掺杂剂可通过的顶端材料。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述掺杂剂扩散阻挡层被形成为绝缘性的。5.一种形成竖向延伸的存储器单元串的方法,其包括:形成包括第一交替层的下部堆叠、在所述下部堆叠上方的绝缘体材料、延伸穿过所述绝缘体材料和整倍数个所述第一交替层的下部开口,所述第一交替层包括不同组分的第一和第二下部堆叠材料;在所述下部开口中形成下部堆叠沟道材料,所述下部堆叠沟道材料包括竖向最外部分,所述竖向最外部分抵靠所述下部开口的侧壁且不足以填充所述下部开口的竖向最外部分;在所述下部堆叠沟道材料的所述竖向最外部分的横向内侧,围绕所述下部开口形成竖向延伸的掺杂剂扩散阻挡层;用在所述掺杂剂扩散阻挡层的横向内侧的横向中央材料填充所述下部开口的其余体积;在所述填充之后,使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上相对于所述绝缘体材料邻近所述下部开口的竖向最外表面凹入,以将所述掺杂剂扩散阻挡层形成为其竖向最外表面低于所述绝缘体材料邻近所述下部开口的所述竖向最外表面;在所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面上方形成顶端材料;在竖向方向上在所述下部堆叠和所述顶端材料上方形成包括第二交替层的上部堆叠,所述第二交替层包括不同组分的第一和第二上部堆叠材料,所述上部堆叠具有在竖向方向上延伸穿过整倍数个所述第二交替层且延伸到所述顶端材料的上部开口;在所述上部开口中形成与所述下部堆叠沟道材料电耦合的上部堆叠沟道材料;在相应的上部和下部堆叠沟道材料的横向外侧提供控制栅极材料;以及在横向方向上在所述控制栅极材料与所述相应的上部和下部堆叠沟道材料之间提供个别存储器单元的绝缘性电荷传递材料、电荷存储材料和电荷阻挡区。6.根据权利要求5所述的方法,其中直接抵靠所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层形成所述顶端材料。7.根据权利要求6所述的方法,其中直接抵靠所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面形成所述顶端材料。8.根据权利要求5所述的方法,其中所述使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上凹入还使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上相对于所述横向中央材料的竖向最外表面凹入,由此所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面低于所述横向中央材料的所述竖向最外表面。9.根据权利要求5所述的方法,其中所述使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上凹入还使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上相对于所述下部堆叠沟道材料的竖向最外表面凹入,由此所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面低于所述下部堆叠沟道材料的所述竖向最外表面。10.根据权利要求5所述的方法,其中,所述使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上凹入还使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上相对于所述横向中央材料的竖向最外表面凹入,由此所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面低于所述横向中央材料的所述竖向最外表面;且所述使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上凹入还使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上相对于所述下部堆叠沟道材料的竖向最外表面凹入,由此所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面低于所述下部堆叠沟道材料的所述竖向最外表面。11.根据权利要求10所述的方法,其包括在横向方向上处于所述横向中央材料与所述下部堆叠沟道材料之间的所述掺杂剂扩散阻挡层上方形成所述上部堆叠沟道材料。12.根据权利要求11所述的方法,其包括直接抵靠所述掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面形成所述上部堆叠沟道材料。13.根据权利要求5所述的方法,其包括在所述填充之后,使所述横向中央材料和所述下部堆叠沟道材料在竖向方向上相对于所述绝缘体材料的所述竖向最外表面凹入。14.根据权利要求13所述的方法,其包括直接抵靠所述横向中央材料和所述下部堆叠沟道材料的竖向最外表面且直接抵靠所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面形成所述顶端材料。15.根据权利要求13所述的方法,其中所述使所述横向中央材料和所述下部堆叠沟道材料在竖向方向上凹入在所述使所述掺杂剂扩散阻挡层在竖向方向上凹入的期间发生。16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层的所述竖向最外表面被形成为平面的;所述凹入的横向中央材料被形成为包括平面的竖向最外表面;所述凹入的下部堆叠沟道材料被形成为包括平面的竖向最外表面;且所述凹入的掺杂剂扩散阻挡层、所述凹入的横向中央材料和所述凹入的下部堆叠沟道材料的所述竖向最外表面被形成为共面的。17.根据权利要求16所述的方法,其包括直接抵靠所述共面表面形成所述顶端材料。18.一种形成竖向延伸的存储器单元串的方法,其包括:形成包括第一交替层的下部堆叠、在所述下部堆叠上方的绝缘体材料、延伸穿过所述绝缘体材料和整倍数个所述第一交替层的下部开口,所述第一交替层包括不同组分的第一和第二下部堆叠材料;在所述下部开口中形成下部堆叠沟道材料;在所述下部开口中形成横向中央材料,所述横向中央材料包括其中具有掺杂剂的最上区以及最下掺杂剂扩散阻挡层区;在所述下部开口中形成与在所述横向中央材料的横向外侧的所述下部堆叠沟道材料电耦合的导电材料;在竖向方向上在所述下部堆叠、所述下部开口中的所述横向中央材料和所述下部开口中的所述导电材料上方形成包括第二交替层的上部堆叠,所述第二交替层包括不同组分的第一和第二上部堆叠材料;所述上部堆叠具有在竖向方向上延伸穿过整倍数个所述第二交替层且延伸到所述下部开口中的所述横向中央材料和所述导电材料中的至少一个的上部开口;在所述上部开口中形成通过所述下部开口中的所述导电材料与所述下部堆叠沟道材料电耦合的上部堆叠沟道材料;在相应的上部和下部堆叠沟道材料的横向外侧提供控制栅极材料;以及在横向方向上在所述控制栅极材料与所述相应的上部和下部堆叠沟道材料之间提供个别存储器单元的绝缘性电荷传递材料、电荷存储材料和电荷阻挡区。19.根据权利要求18所述的方法,其包括将所述导电材料形成为包括经导电掺杂的半导电材料。20.根据权利要求18所述的方法,其包括将所述导电材料形成为包括金属材料。21.根据权利要求18所述的方法,其包括直接抵靠所述横向中央材料形成所述上部堆叠沟道材料。22.根据权利要求18所述的方法,其包括直接抵靠所述导电材料形成...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·D·霍普金斯D·戴寇克
申请(专利权)人:美光科技公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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