三维存储器件及其形成方法技术

提供了三维(3D)存储器件的实施例。所述3D存储器件包括：衬底；存储堆叠体，具有在所述衬底之上的交错的导电层和电介质层；沟道结构的阵列，每一个沟道结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体；以及多个接触孔结构，每一个接触孔结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体并电连接到所述沟道结构中的一个或多个沟道结构的公共源极。所述多个接触孔结构中的至少一个接触孔结构可由所述沟道结构中的到相应的接触孔结构的横向距离标称上相等的多个沟道结构围绕。

Three-Dimensional Memory Device and Its Formation Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维存储器件及其形成方法
本公开的实施例涉及三维(3D)存储器件及其制造方法。
技术介绍
通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，平面存储单元被缩放到较小的尺寸。然而，随着存储单元的特征尺寸接近下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性且成本高。结果，平面存储单元的存储密度接近上限。3D存储架构可以解决平面存储单元中的密度限制。3D存储架构包括存储器阵列和用于控制信号来往于存储器阵列的外围器件。
技术实现思路
于此公开了3D存储器件和用于形成该器件的方法的实施例。在示例中，一种3D存储器件包括：衬底；存储堆叠体，具有在所述衬底之上的交错的导电层和电介质层；沟道结构的阵列，每一个沟道结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体；以及多个接触孔结构，每一个接触孔结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体并电连接到所述沟道结构中的一个或多个沟道结构的公共源极。所述多个接触孔结构中的至少一个接触孔结构可由所述沟道结构中的到相应的接触孔结构的横向距离标称上相等的多个沟道结构围绕。在另一示例中，一种3D存储器件包括：衬底；存储堆叠体，具有在所述衬底之上的交错的导电层和电介质层；沟道结构的阵列，每一个沟道结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体；以及绝缘结构，垂直延伸穿过所述沟道结构的阵列并沿着所述沟道结构的阵列的边界横向延伸。所述3D存储器件还包括多个接触孔结构，每一个接触孔结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体并电连接到所述沟道结构中的一个或多个沟道结构的公共源极。所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构可由所述沟道结构中的多个沟道结构围绕。在又一中，一种用于形成3D存储器件的方法包括以下操作。首先，在衬底之上形成电介质堆叠体，所述电介质堆叠体包括交错的牺牲层和电介质层。形成穿过所述电介质堆叠体的多个沟道孔和多个接触孔。所述多个接触孔垂直延伸到所述衬底中，并且均由在平面图中到相应的接触孔的横向距离标称上相等的多个沟道孔围绕。在所述多个沟道孔中的每一个沟道孔中形成沟道结构。然后，通过经所述接触孔用导电层替代所述电介质堆叠体中的牺牲层，来形成具有交错的所述导电层和电介质层的存储堆叠体。沿着所述多个接触孔中的每一个接触孔的侧壁形成间隔物以覆盖所述存储堆叠体的所述导电层。在所述多个接触孔中的每一个接触孔中的所述间隔物之上形成接触部。所述接触部可电连接到所述多个沟道结构的公共源极。在再一示例中，一种用于形成3D存储器件的方法包括以下操作。首先，在衬底之上交替沉积交错的牺牲层和电介质层。同时蚀刻穿过所述交错的牺牲层和电介质层以形成多个沟道孔和多个接触孔。所述多个接触孔在平面图中可在沿着横向方向的接触行中与所述多个沟道孔中的部分对准。可在所述多个接触孔中的每一个接触孔中沉积密封层，在所述多个沟道孔中的每一个沟道孔中沉积沟道结构之后，可蚀刻掉所述接触孔中的每一个接触孔中的所述密封层。经所述接触孔，可以多个导电层替代所述牺牲层。可沿着所述接触孔中的每一个接触孔的侧壁沉积间隔物。附图说明在此并入并形成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起，进一步用于解释本公开的原理并使得本领域技术人员能够实现和使用本公开。图1A示出了根据本公开的一些实施例的示例性3D存储器件的平面图。图1B示出了根据本公开的一些实施例的图1A中所示的3D存储器件沿着A-A’方向的截面图。图2A-2L示出了根据本公开的一些实施例的用于形成3D存储器件的示例性制造工艺。图3示出了根据本公开的一些实施例的用于形成3D存储器件的示例性方法的流程图。图4示出了根据本公开的一些实施例的用于形成3D存储器件的另一示例性方法的流程图。图5示出了具有栅极线缝隙的示例性3D存储器件的平面图。将参考附图描述本公开的实施例。具体实施方式尽管讨论了具体的配置和布置，但是应当理解的是，这仅仅是为了说明性的目的而进行的。本领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他配置和布置。对于本领域的技术人员显而易见的是，本公开还可以采用于各种其他应用中。应当注意，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”，“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每一个实施例可能不一定包括特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指的是相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来影响该特征、结构或特性将在本领域技术人员的知识范围内。通常，可以至少部分地根据上下文中的用法来理解术语。例如，如于此使用的术语“一个或多个”，至少部分地取决于上下文，可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或者可以用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一”、“一个”或“该”之类的术语再次可以被理解为传达单数用法或传达复数用法，至少部分地取决于上下文。另外，术语“基于”可以理解为不必然意图传达排他组因素，而是替代地可以容许不必然清楚描述的附加因素的存在，仍然至少部分取决于上下文。应当容易理解的是，本公开中的“在……上”、“在……以上”以及“在……之上”的意思应当以最广泛方式解释，使得“在……上”不仅意指“直接在某物上”，而且也包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或“在……之上”不仅意指“在某物以上”或“在某物之上”的含义，而且还可以包括“在某物以上”或“在某物之上”且其间没有中间特征或层(即，直接在某物上)的含义。此外，空间相对术语，诸如“在……之下”、“在……以下”、“下部”、“在……以上”、“上部”等可以在此用于便于描述，以描述如图中所示出的一个元件或特征与别的元件(单个或多个)或特征(单个或多个)的关系。除了图中所描绘的取向之外，空间相对术语旨在涵盖使用或操作中器件的不同取向。设备可另外地取向(旋转90度或以其他取向)，并且相应地，可以同样地解释于此使用的空间相对描述符。如于此使用的，术语“衬底”是指在其上添加后续材料层的材料。衬底本身可以被图案化。添加在衬底顶部上的材料可以被图案化或者可以保持未被图案化。此外，衬底可以包括宽广系列的半导体材料，诸如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。替代地，衬底可以由诸如玻璃、塑料、或蓝宝石晶片的非导电材料制成。如于此使用的，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构之上延伸，或者可具有小于下层或上层结构的广度的广度。此外，层可以是均匀或不均匀连续结构的区域，其厚度小于连续结构的厚度。例如，层可以位于连续结构的顶表面和底表面之间或处的任何一对水平平面之间。层可以水平地、垂直地和/或沿着锥形表面延伸。衬底可以是层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以在其上、其以上和/或其以下具有一个或多个层。层可以包含多个层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和接触层(其中形成有互连线和/或过孔接触部)和一个或多个电介质层。如于此使用的，术语“标称/标称上”指的是在一个产品或工艺的设计阶段期间设定的对于组件或工艺操作的特性或参数的期望值或目标值与在期望值以上和/或以下的一系列值一起。值的范围可以归因于加工工艺或公差的微小变化。如于此使用的，术语“约”指示可以基于与主题半导体器件相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于特定技术节点，术语“约”可以指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维(3D)存储器件，包括：衬底；存储堆叠体，包括在所述衬底之上的交错的导电层和电介质层；沟道结构的阵列，每一个沟道结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体；以及多个接触孔结构，每一个接触孔结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体并电连接到所述沟道结构中的一个或多个沟道结构的公共源极，所述多个接触孔结构中的至少一个接触孔结构由所述沟道结构中的到相应的接触孔结构的横向距离标称上相等的多个沟道结构围绕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维(3D)存储器件，包括：衬底；存储堆叠体，包括在所述衬底之上的交错的导电层和电介质层；沟道结构的阵列，每一个沟道结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体；以及多个接触孔结构，每一个接触孔结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体并电连接到所述沟道结构中的一个或多个沟道结构的公共源极，所述多个接触孔结构中的至少一个接触孔结构由所述沟道结构中的到相应的接触孔结构的横向距离标称上相等的多个沟道结构围绕。2.如权利要求1所述的3D存储器件，其中，所述多个沟道结构设置为与相应的接触孔结构相邻。3.如权利要求1或2所述的3D存储器件，其中，在平面图中，所述多个接触孔结构布置在沿着横向方向延伸的接触行中，所述接触行平行于所述沟道结构中的多行沟道结构。4.如权利要求3所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构沿着所述接触行与所述沟道结构中的至少一个沟道结构对准，所述多个接触孔结构中的至少两个接触孔结构由其间的所述沟道结构中的所述至少一个沟道结构彼此分开。5.如权利要求4所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构由其间的所述沟道结构中的至少两个沟道结构彼此分开。6.如权利要求5所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构由所述沟道结构中的到相应的接触孔结构的横向距离标称上相等的至少六个沟道结构构成的组围绕，所述沟道结构中的所述至少六个沟道结构构成的组包括所述沟道结构中的在所述接触行中对准并且与相应的接触孔结构相邻的两个沟道结构和所述沟道结构中的在所述接触行以外的至少四个沟道结构。7.如权利要求6所述的3D存储器件，其中，所述沟道结构中的所述至少四个沟道结构设置在所述沟道结构中的与所述接触行相邻的一行或多行沟道结构中。8.如权利要求1-7中任一项所述的3D存储器件，还包括绝缘结构，所述绝缘结构垂直延伸穿过所述沟道结构的阵列并且沿着所述沟道结构的阵列的边界横向延伸。9.如权利要求1-8中任一项所述的3D存储器件，其中，所述绝缘结构包括电介质材料。10.如权利要求3-7中任一项所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构还布置在与所述接触行平行的第二接触行中。11.如权利要求10所述的3D存储器件，其中，所述沟道结构中的至少一行沟道结构位于所述接触行、所述第二接触行和绝缘结构中的任何两者之间。12.如权利要求11所述的3D存储器件，其中，至少两行沟道结构设置在所述接触行和所述第二接触行之间，以及所述接触行和所述第二接触行中的一者和所述绝缘结构之间。13.如权利要求10-12中任一项所述的3D存储器件，还包括：顶部选择栅极(TSG)切口，其垂直延伸穿过所述存储堆叠体的部分并且沿着所述横向方向横向延伸，其中，所述接触行和所述第二接触行中的至少一者在所述平面图中与所述TSG重叠。14.如权利要求10-13中任一项所述的3D存储器件，其中，在所述平面图中，在所述第一接触行和所述第二个接触行中的每者中，所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构与相邻的接触孔结构间隔开相同的横向距离。15.如权利要求14所述的3D存储器件，其中，在所述平面图中，所述第一接触行和所述第二接触行间隔开标称上等于所述横向距离的另一横向距离。16.如权利要求15所述的3D存储器件，其中，在所述平面图中，所述多个接触孔结构布置成阵列。17.如权利要求1-16中任一项所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构电连接到所述沟道结构中的围绕该接触孔结构的相应的多个沟道结构的公共源极。18.如权利要求1-17中任一项所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构包括导电材料。19.如权利要求1-18中任一项所述的3D存储器件，其中，所述多个沟道结构中的每一个沟道结构的直径和所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构的直径标称上相同。20.一种三维(3D)存储器件，包括：衬底；存储堆叠体，包括在所述衬底之上的交错的导电层和电介质层；沟道结构的阵列，每一个沟道结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体；绝缘结构，垂直延伸穿过所述沟道结构的阵列并沿着所述沟道结构的阵列的边界横向延伸；以及多个接触孔结构，每一个接触孔结构垂直延伸穿过所述存储堆叠体并电连接到所述沟道结构中的一个或多个沟道结构的公共源极，所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构由所述沟道结构中的多个沟道结构围绕。21.如权利要求20所述的3D存储器件，其中，所述多个接触孔结构中的每一个接触孔结构由相同数量的到相应的接触孔结构的横向距离标称上相等的所述多个沟道结构围绕，相应的接触孔结构电连接到所述沟道结构中...

【专利技术属性】
技术研发人员：华文宇，刘藩东，夏志良，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42