具有自对准漏极侧选择栅极电极的三维存储器器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种三维存储器器件，所述三维存储器器件包括自对准漏极选择层级电极。存储器堆叠结构延伸穿过绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠体。所述存储器堆叠结构中的每一个包括存储器膜和存储器层级沟道部分。漏极选择层级沟道部分形成在相对于下层存储器堆叠结构具有相应横向移位的所述存储器层级沟道部分上方。对于每行漏极选择层级沟道部分，横向移位的所述方向从行到行交替。漏极选择层级栅极电介质和漏极选择层级栅极电极形成在所述漏极选择层级沟道部分上。每个漏极选择层级栅极电极控制两行漏极选择层级沟道部分，并且与相邻漏极选择层级栅极电极横向间隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自对准漏极侧选择栅极电极的三维存储器器件及其制造方法相关申请本申请要求提交于2016年11月17日的美国非临时专利申请序列号15/354,067的优先权的权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本公开整体上涉及半导体器件领域，并且特别地涉及采用自对准漏极选择层级栅极电极的三维存储器器件及其制造方法。
技术介绍
每个单元具有一个位的三维竖直NAND串在T.Endoh等人的标题为“NovelUltraHighDensityMemoryWithAStacked-SurroundingGateTransistor(S-SGT)StructuredCell”，IEDMProc.(2001)33-36的文章中公开。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了三维存储器器件，其包括：绝缘层和导电层的交替堆叠体，该绝缘层和导电层的交替堆叠体定位在衬底上方；存储器堆叠结构，该存储器堆叠结构延伸穿过交替堆叠体，其中存储器堆叠结构中的每一个包括存储器膜和接触存储器膜的内侧壁的存储器层级沟道部分；漏极选择层级沟道部分，该漏极选择层级沟道部分覆盖相应存储器层级沟道部分；漏极选择层级栅极电介质，该漏极选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器器件，所述三维存储器器件包括：绝缘层和导电层的交替堆叠体，所述绝缘层和导电层的交替堆叠体定位在衬底上方；存储器堆叠结构，所述存储器堆叠结构延伸穿过所述交替堆叠体，其中所述存储器堆叠结构中的每一个包括存储器膜和接触所述存储器膜的内侧壁的存储器层级沟道部分；漏极选择层级沟道部分，所述漏极选择层级沟道部分覆盖相应存储器层级沟道部分，其中每个漏极选择层级沟道部分的几何中心相对于所述相应存储器层级沟道部分的几何中心横向偏移；漏极选择层级栅极电介质，所述漏极选择层级栅极电介质横向围绕并接触所述漏极选择层级沟道部分的相应子集；以及漏极选择层级栅极电极，所述漏极选择层级栅极电极横向围绕相应漏...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.17 US 15/354,0671.一种三维存储器器件，所述三维存储器器件包括：绝缘层和导电层的交替堆叠体，所述绝缘层和导电层的交替堆叠体定位在衬底上方；存储器堆叠结构，所述存储器堆叠结构延伸穿过所述交替堆叠体，其中所述存储器堆叠结构中的每一个包括存储器膜和接触所述存储器膜的内侧壁的存储器层级沟道部分；漏极选择层级沟道部分，所述漏极选择层级沟道部分覆盖相应存储器层级沟道部分，其中每个漏极选择层级沟道部分的几何中心相对于所述相应存储器层级沟道部分的几何中心横向偏移；漏极选择层级栅极电介质，所述漏极选择层级栅极电介质横向围绕并接触所述漏极选择层级沟道部分的相应子集；以及漏极选择层级栅极电极，所述漏极选择层级栅极电极横向围绕相应漏极选择层级栅极电介质。2.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：所述存储器堆叠结构被布置为二维周期性阵列，所述二维周期性阵列包括沿着第一水平方向延伸并且沿着第二水平方向具有均一行间间距的相应行；并且所述漏极选择层级沟道部分布置成沿着所述第一水平方向延伸并且具有周期性调制的行间中心至中心间距的相应行，所述周期性调制的行间中心至中心间距具有两倍于所述存储器堆叠结构的所述二维周期性阵列的所述行间间距的周期。3.根据权利要求2所述的三维存储器器件，其中：所述漏极选择层级沟道部分被布置为沿着所述第一水平方向延伸的成对行；在每对行内的两行具有第一行间中心至中心间距，所述第一行间中心至中心间距小于所述存储器堆叠结构的所述二维周期性阵列的所述行间间距；并且属于两个不同相邻成对行的相邻行具有第二行间中心至中心间距，所述第二行间中心至中心间距大于所述存储器堆叠结构的所述二维周期性阵列的所述行间间距，并且大于所述第一行间中心至中心间距。4.根据权利要求3所述的三维存储器器件，其中：所述漏极选择层级栅极电极具有一组连续侧壁，所述侧壁横向围绕漏极选择层级沟道部分的相应一对行；所述漏极选择层级栅极电极在每对行中物理地邻接，但是在每对行之间彼此间物理地分离；并且在所述漏极选择层级沟道部分的所述一对行内的每个漏极选择层级沟道部分被所述漏极选择层级栅极电极的相应一个横向围绕。5.根据权利要求4所述的三维存储器器件，其中：所述漏极选择层级栅极电极的所述一组连续侧壁包括部分横向围绕所述一对行中的所述相应漏极选择层级沟道部分的凸形外侧壁，以及围绕伸长的模板结构的平面的非凸形外侧壁；并且所述导电层具有平面的非凸形外侧壁。6.根据权利要求4所述的三维存储器器件，其中：所述漏极选择层级栅极电介质在每对行之间彼此间物理地分离；在所述漏极选择层级沟道部分的一对行内的每个漏极选择层级沟道部分被所述漏极选择层级栅极电介质的相应一个横向围绕并接触所述漏极选择层级栅极电介质的相应一个；并且每个漏极选择层级栅极电介质包括接触相应漏极选择层级沟道部分的侧壁的竖直部分和邻接所述漏极选择层级栅极电介质的每一个所述竖直部分的底部外围的水平部分。7.根据权利要求2所述的三维存储器器件，其中：所述漏极选择层级沟道部分的每个几何中心沿着所述第二水平方向从相应下层存储器层级沟道部分的几何中心横向偏移，并且不沿着所述第一水平方向；并且所述漏极选择层级栅极电介质中的每一个与所述相应下层存储器层级沟道部分的顶部表面物理接触。8.根据权利要求7所述的三维存储器器件，其中每个漏极选择层级栅极电极仅控制两行漏极选择层级沟道部分，并且与相邻漏极选择层级栅极电极横向间隔开。9.根据权利要求7所述的三维存储器器件，还包括与相应漏极选择层级沟道部分的顶部端部接触的漏极区。10.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：所述交替堆叠体包括平台区，其中在所述交替堆叠体内除最顶部导电层之外的每个导电层比在所述交替堆叠体内的任何覆盖导电层横向延伸得更远；所述平台区包括所述交替堆叠体的阶梯式表面，所述阶梯式表面从在所述交替堆叠体内的最底部层持续延伸至在所述交替堆叠体内的最顶部层；并且支撑柱结构延伸穿过所述阶梯式表面并穿过覆盖所述阶梯式表面的后向阶梯式介电材料部分。11.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：所述三维存储器器件包括单体三维NAND存储器器件；所述导电层包括或者电连接到所述单体三维NAND存储器器件的相应字线；所述衬底包括硅衬底；所述单体三维NAND存储器器件包括在所述硅衬底上方的单体三维NAND串阵列；所述单体三维NAND串阵列的第一器件层级中的至少一个存储器单元定位在所述单体三维NAND串阵列的第二器件层级中的另一个存储器单元上方；所述硅衬底含有集成电路，所述集成电路包括用于定位在其上的存储器器件的驱动器电路；所述导电层包括多个控制栅极电极，所述多个控制栅极电极具有基本上平行于所述衬底的顶部表面延伸的条带形状，所述多个控制栅极电极至少包括定位在所述第一器件层级中的第一控制栅极电极和定位在所述第二器件层级中的第二控制栅极电极；并且所述单体三维NAND串阵列包括：多个半导体沟道，其中所述多个半导体沟道中的每一个的至少一个端部部分基本上垂直于所述衬底的顶部表面延伸，以及多个电荷存储元件，每个电荷存储元件定位成与所述多个半导体沟道中的相应一个相邻。12.一种形成三维存储器器件的方法，包括：在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠体，其中所述间隔材料层形成为导电层或被所述导电层替换；穿过所述交替堆叠体形成存储器堆叠结构，其中所述存储器堆叠结构中的每一个包括存储器膜和接触所述存储器膜的内侧壁的存储器层级沟道部分；在形成所述存储器堆叠结构的所述步骤之后，在所述存储器层级沟道部分上方形成漏极选择层级沟道部分，在所述漏极选择层级沟道部分上及周围形成漏极选择层级栅极电介质；以及在所述漏极选择层级栅极电介质周围形成漏极选择层级栅极电极。13.根据权利要求12所述的方法，其中：每个漏极选择层级沟道部分的几何中心相对于相应下层存储器层级沟道部分的几何中心横向偏移；所述存储器堆叠结构被形成为二维周期性阵列，所述二维周期性阵列包括沿着第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J凯，M乔杜里，J刘，J阿尔斯梅尔，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US