三维存储器元件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种三维存储器元件，包括：基材、多层叠层结构(multi‑layers stack)、至少一个存储器结构以及刻蚀阻挡结构(etching stop structure)。基材具有一个凹槽(trench)。多层叠层结构包括一个第一延伸部和一个第二延伸部。其中，第一延伸部与凹槽的底面夹一个非平角(non‑straight angle)，且第一延伸部和第二延伸部都包括交错叠层(interlaced)于凹槽之中的多个导体层和多个绝缘层。存储器结构形成于第一延伸部之中。刻蚀阻挡结构至少部分延伸进入第二延伸部中，且具有与存储器结构相同的材质。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器元件及其制作方法
本公开属于半导体器件领域，涉及一种三维存储器(threedimensionalmemory)元件及其制作方法。
技术介绍
三维存储器元件，例如具有单栅极(single-gate)存储存储单元、双栅极(doublegate)存储存储单元和环绕式栅极(surroundinggate)存储存储单元的三维闪存元件，包含多个构建于多层叠层结构(multi-layerstacks)之中，且具有垂直通道的存储单元立体阵列，可达到更高的存储密度以及更优异的数据保存可靠性和操作速度。目前已广泛运用于便携式音乐播放器、移动电话、数字相机等的固态大容量存储应用。而随着应用的增加，三维存储器元件的需求也趋向较小的尺寸、较大的存储容量。为了提高三维存储器元件的存储密度，必须微缩多层叠层结构的关键尺寸。然而，关键尺寸的微缩，不仅使工艺难度相对提高；且会导致多层叠层结构中相邻存储存储单元之间的写入与擦除操作干扰，降低非易失性存储器元件的操作稳定度。因此，有需要提供一种先进的存储器元件及其制作方法，来解决现有技术所面临的问题。
技术实现思路
本说明书的一实施例公开一种三维存储器元件，包括：基材、多层叠层结构(multi-layersstack)、至少一个存储器结构以及刻蚀阻挡结构(etchingstopstructure)。基材具有一个凹槽(trench)。多层叠层结构包括一个第一延伸部和一个第二延伸部。其中，第一延伸部与凹槽的底面夹一个非平角(non-straightangle)，且第一延伸部和第二延伸部都包括交错叠层(interlaced)于凹槽之中的多个导体层和多个绝缘层。存储器结构形成于第一延伸部之中。刻蚀阻挡结构至少部分延伸进入第二延伸部中，且具有与存储器结构相同的材质。本说明书的另一实施例公开一种三维存储器元件的制作方法，包括下述步骤：首先提供一个基材，使其具有一个凹槽。之后，形成包括一个第一延伸部和一个第二延伸部的多层叠层结构，使第二延伸部与凹槽的底面夹一个非平角；其中第一延伸部和第二延伸部都包括交错叠层于凹槽之中的多个叠层材质层和多个绝缘层。再于第一延伸部之中形成至少一个存储器结构。并且，形成一个与存储器结构相同材质的刻蚀阻挡结构，至少部分延伸进入第二延伸部中。根据上述实施例，本说明书是在提供一种三维存储器元件及其制作方法。其为在基材的凹槽中形成具有一第一延伸部和一第二延伸部的多层叠层结构。其中，第一延伸部和第二延伸部都包括交错叠层于凹槽之中的多个导体层和多个绝缘层；第二延伸部与凹槽的底面夹一个非平角。且在第一延伸部中形成至少一个存储器结构的同时；于凹槽之中形成一个与存储器结构材质相同的刻蚀阻挡结构，至少部分延伸进入第二延伸部中。由于，第二延伸部中的每一个导体层，可以提供一个着陆区(landingarea)，来使接触插塞形成于其上，用以电性连接至存储器元件的字线。因此，不再需要现有技术中大幅占据存储器元件面积的阶梯状(staircase)接触结构。一方面可大幅降低三维存储器元件的尺寸，另一方面可以提供存储阵列更多布线空间，达到提供具有更高的存储密度的三维存储器元件的目的。存储器结构和刻蚀阻挡结构可以分别提供多层叠层结构的第一延伸部和第二延伸部良好支撑，以防止多层叠层结构在工艺中出现变形或崩溃的问题，有助于提升三维存储器元件的工艺裕度(processwindow)和工艺合格率。另外，刻蚀阻挡结构与存储器结构同时形成，可以简化工艺步骤，降低制作成本。为了对本说明书的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图详细说明如下：附图说明图1为根据本说明书的一实施例，绘示一种基材的结构剖面示意图；图2为根据本说明书的一实施例，绘示在图1的结构上形成多层叠层结构之后的结构剖面示意图；图3为根据本说明书的一实施例，绘示在图2的结构上进行平坦化工艺之后的结构剖面示意图；图4A为根据本说明书的一实施例，绘示在图3的结构上进行刻蚀工艺之后的结构上视图；图4B为沿着图4A的切线S41所绘示的结构剖面示意图；图4C为沿着图4A的切线S42所绘示的结构剖面示意图；图5A为根据本说明书的一实施例，绘示于图4A至图4C的结构上形成存储器结构和刻蚀阻挡结构之后的结构上视图；图5B为沿着图5A的切线S51所绘示的结构剖面示意图；图5C为沿着图5A的切线S52所绘示的结构剖面示意图；图6A为根据本说明书的一实施例，绘示于图5A至图5C的结构上形成第一切槽和第二切槽之后的结构上视图；图6B为沿着图6A的切线S61所绘示的结构剖面示意图；图6C为沿着图6A的切线S62所绘示的结构剖面示意图；图7A为根据本说明书的一实施例，绘示从图6A至图6C的结构中移除叠层材质层(牺牲层)之后的结构上视图；图7B为沿着图7A的切线S71所绘示的结构剖面示意图；图7C为沿着图7A的切线S72所绘示的结构剖面示意图；图8A为根据本说明书的一实施例，绘示在图7A至图7C的结构中形成多个导体层之后的结构上视图；图8B为沿着图7A的切线S81所绘示的结构剖面示意图；图8C为沿着图7A的切线S82所绘示的结构剖面示意图；图9为根据本说明书的一实施例所绘示的一种存储器元件部分结构上视图；图10为根据本说明书的另一实施例所绘示的存储器元件平行X-Y平面的截面图；以及图11为根据本说明书的又一实施例所绘示的存储器元件平行X-Y平面的截面图。【符号说明】100、200、300：三维存储器元件；101：基材；101a：基材表面；102：凹槽；102a：凹槽底面；102b：凹槽侧壁；103：多层叠层结构；103a：第一延伸部；103b：第二延伸部；104：刻蚀阻挡块；104a、104b：立壁；105：介电材料层；106：覆盖层；107：第一开口；108：第二开口；109：存储器结构；110：存储层；111：通道层；112a：第一切槽；112b：第二切槽；113：镂空夹层；114：介电材料；115、215、315：刻蚀阻挡结构；116：导体层；118：存储存储单元；119：层间介电层；120：介层插塞；121：叠层材质层；122：绝缘层；123：字线；125：介电隔离膜；126：层间介电层；215a、315a：第一指状部；215b、315b：第二指状部；215c、315c：第三指状部；315d：第四指状部；θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6：非平角；S41、S42、S51、S52、S61、S62、S71、S72、S81、S82：切线。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本说明书是提供一种三维存储器元件及其制作方法，可降低存储器元件的尺寸、简化工艺、提升工艺裕度(processwindow)和工艺合格率，达到提供具有更高的存储密度的专利技术目的。为了使本说明书的上述实施例及其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数个三维存储器元件及其制作方法作为较佳实施例，并配合所附附图作详细说明。但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本专利技术。本专利技术仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出，仅用以例示本专利技术的技术特征，并非用以限定本专利技术的申请专利范围。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器元件，包括：一基材，具有一凹槽；一多层叠层结构，包括一第一延伸部和一第二延伸部；该第二延伸部与该凹槽之一底面夹一第一非平角；且该第一延伸部和该第二延伸部都包括多个导体层和多个绝缘层交错叠层于该凹槽之中；至少一存储器结构，形成于该第一延伸部之中；以及一刻蚀阻挡结构，至少部分延伸进入该第二延伸部中，且具有与该至少一存储器结构相同的一材质。

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器元件，包括：一基材，具有一凹槽；一多层叠层结构，包括一第一延伸部和一第二延伸部；该第二延伸部与该凹槽之一底面夹一第一非平角；且该第一延伸部和该第二延伸部都包括多个导体层和多个绝缘层交错叠层于该凹槽之中；至少一存储器结构，形成于该第一延伸部之中；以及一刻蚀阻挡结构，至少部分延伸进入该第二延伸部中，且具有与该至少一存储器结构相同的一材质。2.根据权利要求1所述的三维存储器元件，其中该第二延伸部沿着该凹槽的一侧壁延伸；该第一延伸部沿着该底面延伸；且该侧壁与该底面夹一角度，等于该第一非平角。3.根据权利要求2所述的三维存储器元件，还包括一刻蚀阻挡块，形成于该凹槽之中，且位于该侧壁与该第二延伸部之间，其中该刻蚀阻挡结构至少一部分延伸进入该刻蚀阻挡块之中。4.根据权利要求1所述的三维存储器元件，其中该刻蚀阻挡结构至少部分延伸进入该第一延伸部之中；该刻蚀阻挡结构包括：一第一指状部，位于该至少一存储器结构与该第二延伸部之间，沿着平行该底面的一第一方向延伸进入该第一延伸部之中；以及一第二指状部，沿着平行该底面的一第二方向延伸进入该第二延伸部之中，并与第一指状部连接，且该第一方向与该第二方向彼此平行或夹一第二非平角。5.根据权利要求1所述的三维存储器元件，其中该刻蚀阻挡结构具有平行该底面的一横截面，且该横截面具有一图案，选自于由一直线形、一折线形、一波浪线形、一环形、一多边形、一弧形及上述的任意组合所形成的一族群。6.根据权利要求1所述的三维存储器元件，还包括一第一填充切槽和一第二填充切槽，延伸进入该多层叠层结构之中，使该至少一存储器结构和该刻蚀阻挡结构位于该第一填充切槽和该第二填...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖二琨，龙翔澜，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71