具有弯折的背面字线的三维存储器件制造技术

本文公开了具有弯折后侧字线的三维(3D)存储器件的实施例。在示例中，一种3D存储器件包括：衬底；在所述衬底上方并且横向延伸超出所述衬底的至少一个边缘的半导体层；在所述半导体层的正面上方并且在所述半导体层的背面下方延伸的多个交错的导电层和介电质层；以及多个存储器串，每个存储器串垂直地延伸穿过所述交错的导电层和介电质层并与所述半导体层接触。

3-D Memory Device with Bending Back Text Line

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有弯折的背面字线的三维存储器件
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，平面存储器单元被缩放到更小的尺寸。然而，随着存储器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，平面存储器单元的存储密度接近上限。3D存储器架构可以解决平面存储器单元中的密度限制。3D存储器架构包括存储器阵列和用于控制进出存储器阵列的信号的外围设备。
技术实现思路
本文公开了具有弯折背面字线的3D存储器件实施例。在一个示例中，一种3D存储器件包括：衬底；在所述衬底上方并且横向延伸超出所述衬底的至少一个边缘的半导体层；在所述半导体层的正面上方并且在所述半导体层的背面下方延伸的多个交错的导电层和介电质层；以及多个存储器串，每个存储器串垂直地延伸穿过所述交错的导电层和介电质层并与所述半导体层接触。在另一示例中，一种3D存储器件包括：源极板；存储堆叠层，其包括多个交错的导电层和介电质层；以及多个存储器串，每个存储器串垂直地延伸穿过所述存储堆叠层并与源极板接触。所述导电层中的每个包括(i)弯折字线，其在所述源极板的正面与背面之间延伸，以及(ii)字线触点，其被连接到所述弯折字线并且在所述源极板的背面下方垂直延伸。在又一示例中，一种3D存储器件包括：源极板；存储堆叠层，其包括在所述源极板的正面上方并且在所述源极板的背面下方延伸的多个交错的导电层和介电质层；以及第一存储器串，其垂直延伸通过所述存储堆叠层并在所述源极板正面上方与所述源极板接触；以及第二存储器串，其垂直延伸通过所述存储堆叠层并且在所述源极板背面下方与所述源极板接触。附图说明随附附图，其被在此并入并且形成说明书的一部分，图示了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理并使得相关领域的技术人员能够制作和使用本公开。图1A图示了根据一些实施例的具有弯折背面字线的示例性3D存储器件的横截面。图1B图示了根据一些实施例的具有弯折背面字线的另一示例性3D存储器件的横截面。图2A-2G图示了根据一些实施例的用于形成具有弯折背面字线的示例性3D存储器件的制造工艺。图3是根据一些实施例的用于形成具有弯折背面字线的示例性3D存储器件的方法的流程图。将参考以下附图来描述本公开的实施例。具体实施方式尽管讨论了特定配置和布置，但应该理解，这仅出于说明性目的而进行。相关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。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本公开还可以在各种其他应用中被采用。应注意，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以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指相同的实施例。另外，当结合实施例描述特定特征、结构、或特性时，在相关领域技术人员的知识内能够结合其他实施例来实现这样的特征、结构、或特性，无论是否进行了明确描述。通常，术语可以至少部分地从上下文中的使用来理解。例如，如本文中所使用的术语“一个或多个”，至少部分地取决于上下文，可以用于在单数意义上描述任何特征、结构或特性，或者可以用于在复数意义上描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一”，“一个”或“该”的术语也可以被理解为传达单数使用或传达复数使用，至少部分地取决于上下文。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达因素的排他性集合，并且可以，替代地，再次至少部分地根据上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。应该容易理解的是，本公开中的“上”，“之上”和“上方”的含义应该以最宽泛的方式解释，使得“上”不仅意味着“直接”在某物之上，而且还包括具有中间特征或其间的层而在某物之“上”的含义，并且“之上”或“上方”不仅意味着“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括它在某物“之上”或“上方”而没有中间特征或其之间的层(即，直接在某物上)的含义。此外，本文中可以为方便说明而使用空间上的相对术语，例如“下方”，“之下”，“下面”，“之上”，“上方”等，以描述如附图中所示的一个元件或特征与另外(一个或多个)元件或(一个或多个)特征的关系。除了附图中所示的取向之外，空间上相对的术语旨在包括设备在使用或操作中的不同取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向上)，并且相应地，本文中使用的空间上的相对描述符可以类似地解释。如本文中所用的，术语“衬底”是指在其上添加后续材料层的材料。衬底本身可以被构图。在衬底上方的增加材料可以被构图或者可以保持未构图。此外，衬底可以包括宽范围的半导体材料，例如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。或者，衬底可以由非导电材料制成，例如玻璃、塑料、或蓝宝石晶圆。如本文中所使用的，术语“层”是指包括具有一厚度的区域的材料部分。层可以在整个下面的或上面的结构上延伸，或者可以具有小于下面的或上面的结构的范围的范围。此外，层可以是均匀或不均匀的连续结构的区域，其厚度小于所述连续结构的厚度。例如，层可以位于连续结构的上表面与下表面之间或处的任何一对水平平面之间。层可以横向地、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、其之上和/或其下具有一个或多个层。层可以包抱多个层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和接触层(其中形成互连线和/或通孔接触)和一个或多个介电质层。如本文中所使用的，术语“标称/名义”是指在产品或过程的设计阶段期间设定的部件或过程操作的特征或参数的期望值或目标值，以及所述期望值之上和/或之下的值的范围。值的范围可能是由于制造工艺或公差的微小变化。如本文中所使用的，术语“约”指示可以基于与主题半导体设备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”可以指示给定量的值，其在例如值的10-30％内变化(例如，值的±10％，±20％或±30％)。如本文中所使用的，术语“3D存储器件”指的是在横向取向的衬底上具有垂直取向的存储器单元晶体管串(在本文中称为“存储器串”，例如NAND存储器串)的半导体设备，使得存储器串相对于衬底在垂直方向上延伸。如本文中所使用的，术语“垂直/垂直地”意味着名义上垂直于衬底的侧表面。在一些3D存储器件(例如，3DNAND存储器件)中，需要阶梯结构以使触点落在并且单独地电连接每个字线以操作存储器单元编程、擦除和读取序列。外围电路在存储单元阵列周围、之下或之上并且通过外围触点电连接。随着3D存储器件扩展到更低成本和更高的单元密度，降低成本和增加单元密度的自然方法是在存储堆叠层中添加更多层。然而，添加层还增加了用于访问字线的阶梯结构的尺寸，这减小了芯片上的存储器单元的核心阵列面积。此外，在存储堆叠层的正面上形成的更多字线触点增加了互连布线(例如，字线扇出)的复杂性。根据本公开的各种实施例提供了具有弯折的背面字线的3D存储器件。这里公开的存储堆叠层结构允许朝向器件衬底的两侧的互连路由(例如，字线扇出)，从而增加布线灵活性，降低互连密度，节省芯阵列的芯片面积，以及扩大工艺窗口。在一些实施例中，存储器单元(例如，3DNAND存储器串)通过器件衬底两侧上的存储堆叠层形成，这也增加了存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维(3D)存储器件，包括：衬底；在所述衬底上方并且横向延伸超出所述衬底的至少一个边缘的半导体层；在所述半导体层的正面上方延伸并且在所述半导体层的背面下方延伸的多个交错的导电层和介电质层；以及多个存储器串，每个存储器串垂直地延伸穿过所述交错的导电层和介电质层并与所述半导体层接触。

【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；在所述衬底上方并且横向延伸超出所述衬底的至少一个边缘的半导体层；在所述半导体层的正面上方延伸并且在所述半导体层的背面下方延伸的多个交错的导电层和介电质层；以及多个存储器串，每个存储器串垂直地延伸穿过所述交错的导电层和介电质层并与所述半导体层接触。2.根据权利要求1所述的3D存储器件，其中，所述导电层还在所述半导体层的背面下方垂直延伸，以形成多个字线触点。3.根据权利要求1或2所述的3D存储器件，其中，所述导电层和所述介电质层中的每个在所述半导体层的正面横向延伸超出所述半导体层的至少一个边缘。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述半导体层包括多晶硅。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述半导体层的厚度不大于约1μm。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述半导体层横向延伸超出所述衬底的两个边缘。7.根据权利要求6所述的3D存储器件，其中，所述导电层和所述介电质层中的每个在所述半导体层的正面横向延伸超出所述半导体层的两个边缘。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述交错的导电层和介电质层沿着所述半导体层的至少一个边缘垂直延伸。9.根据权利要求1-8中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述导电层和所述介电质层中的每个在侧视图中具有连续弯折形状体，所述连续弯折形状体包括在所述半导体层的正面上方的第一横向部分、在所述半导体层的背面下方的第二横向部分、以及连接所述第一横向部分和所述第二横向部分的垂直部分。10.根据权利要求9所述的3D存储器件，其中，所述第一横向部分比所述第二横向部分长。11.根据权利要求1-10中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述多个存储器串包括在所述半导体层的正面上方的第一存储器串和在所述半导体层的背面下方的第二存储器串。12.根据权利要求1-11中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述导电层中的每个包括金属或掺杂多晶硅。13.一种三维(3D)存储器件，包括：源极板；存储堆叠层，其包括多个交错的导电层和介电质层；以及多个存储器串，每个存储器串垂直延伸通过所述存...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖莉红，
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