具有由粘合层连接的源极触点的三维存储器件及其形成方法技术

一种三维(3D)存储器件包括衬底之上的存储器堆叠层。所述存储器堆叠层包括交织的导体层和绝缘层。所述3D存储器件还包括在存储器堆叠层中竖直延伸的沟道结构。所述3D存储器件还包括在存储器堆叠层中延伸的源极结构。所述源极结构包括由支撑结构分隔的第一和第二源极触点。所述源极结构还包括粘合层。所述粘合层的至少一部分在第一和第二源极触点之间并将第一和第二源极触点导电连接。

Three dimensional memory device with source contact connected by bonding layer and its forming method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有由粘合层连接的源极触点的三维存储器件及其形成方法
技术介绍
本公开的实施例涉及具有减小的电阻的源极结构的三维(3D)存储器件以及用于形成该3D存储器件的方法。通过改善工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，平面存储单元被缩放到更小尺寸。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昂。结果，平面存储单元的存储密度接近上限。3D存储器架构能够解决平面存储单元中的密度限制。3D存储器架构包括存储器阵列和用于控制发往和发自存储器阵列的信号的外围器件。
技术实现思路
提供了3D存储器件和用于形成3D存储器件的方法的实施例。在一个示例中，3D存储器件包括衬底之上的存储器堆叠层。存储器堆叠层包括交织的多个导体层和多个绝缘层。3D存储器件还包括在存储器堆叠层中竖直延伸的多个沟道结构。3D存储器件还包括在存储器堆叠层中延伸的源极结构。源极结构包括由支撑结构分隔的第一和第二源极触点。源极结构还包括粘合层。粘合层的至少一部分在第一和第二源极触点之间并将第一和第二源极触点导电连接。在另一个示例中，3D存储器件包括衬底之上的存储器堆叠层。存储器堆叠层包括交织的多个导体层和多个绝缘层。3D存储器件还包括在存储器堆叠层中竖直延伸的多个沟道结构。3D存储器件还包括在存储器堆叠层中沿横向方向平行延伸的多个源极结构。多个源极结构均包括沿横向方向布置的多个源极触点。多个源极结构中的每个还包括沿横向方向布置的多个支撑结构。多个支撑结构中的每个分隔两个相邻的源极触点。多个源极结构中的每个还包括将由支撑结构中的至少一个分隔的多个源极触点中的至少两个源极触点导电连接的粘合层。在另一示例中，用于形成3D存储器件的方法包括在堆叠结构中形成切割结构。堆叠结构包括交织的多个初始牺牲层和多个初始绝缘层。该方法还包括去除堆叠结构的与切割结构相邻的部分以形成缝隙结构和初始支撑结构。初始支撑结构将缝隙结构分成多个缝隙开口。该方法还包括通过多个缝隙开口在初始支撑结构中形成多个导体部分。该方法还包括在多个缝隙开口的每个中形成源极触点。该方法还包括去除初始支撑结构的部分以形成支撑结构。支撑结构包括延伸穿过支撑结构的粘合部分。此外，该方法包括在多个缝隙开口中的每个中的源极触点之上形成粘合层。至少两个粘合层导电连接到延伸穿过支撑结构的粘合部分。附图说明被并入本文并形成说明书的部分的附图例示了本公开的实施例并与说明书一起进一步用以解释本公开的原理，并使相关领域的技术人员能够做出和使用本公开。图1示出了根据本公开的一些实施例的具有由粘合层连接的源极触点的示例性3D存储器件的平面图。图2A示出了根据本公开的一些实施例的图1中所示的3D存储器件的沿C-D的方向的截面图。图2B示出了根据本公开的一些实施例的图1中所示的3D存储器件的沿A-B的方向的截面图。图3A示出了根据本公开的一些实施例的在用于形成3D存储器件的制造过程中的用于形成各种结构的示例性图案集的平面图。图3B示出了根据本公开的一些实施例的图3A中所示的图案集的一部分的放大视图。图4A和图4B示出了根据本公开的一些实施例的用于形成具有由粘合层连接的源极触点的3D存储器件的示例性制造过程的流程图。图5-图20示出了根据本公开的一些实施例的在制造过程的各阶段的示例性3D存储器件的截面图。图21示出了具有变形的栅线缝隙(GLS)的现有3D存储器件的截面图。将参考附图描述本公开的实施例。具体实施方式尽管对具体配置和布置进行了讨论，但应当理解，这只是出于例示性目的而进行的。相关领域中的技术人员将认识到，可以使用其它配置和布置而不脱离本公开的精神和范围。对相关领域的技术人员显而易见的是，本公开还可以用于多种其它应用中。要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这种短语未必是指同一个实施例。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分取决于上下文，诸如“一”或“所述”的术语同样可以被理解为传达单数使用或传达复数使用。此外，可以将术语“基于”理解为未必旨在传达排他性的一组因素，并且相反可以允许存在未必明确描述的附加因素，其同样至少部分地取决于上下文。如本文使用的，术语“标称/标称地”是指在产品或工艺的设计阶段期间设置的用于部件或工艺操作的特性或参数的期望或目标值，以及高于和/或低于期望值的值的范围。值的范围可能是由于制造工艺或容限中的轻微变化导致的。如本文使用的，术语“大约”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“大约”可以指示给定量的值，其例如在值的10％-30％(例如，值的±10％、±20％或±30％)内变化。如本文所用，阶梯结构是指一组表面，其包括至少两个水平表面(例如，沿x-y平面)和至少两个(例如，第一和第二)竖直表面(例如，沿z轴)，以使得每个水平表面邻接到从水平表面的第一边缘向上延伸的第一竖直表面，并邻接到从水平表面的第二边缘向下延伸的第二竖直表面。“台阶”或“阶梯”是指一组邻接的表面的高度的竖直偏移。在本公开中，术语“阶梯”和术语“台阶”是指阶梯结构的一个层级，并且可互换使用。在本公开中，水平方向可以指与衬底(例如，提供用于在其之上形成结构的制造平台的衬底)的顶表面平行的方向(例如，x轴或y轴)，并且竖直方向可以指垂直于衬底的顶表面的方向(例如，z轴)。各种电子产品中广泛使用的NAND闪存存储器件是非易失性的，重量轻，功耗低且性能好。当前，平面NAND闪存存储器件已达到其存储极限。为了进一步增加其存储容量并减小每位的存储成本，已经提出了3DNAND存储器件。现有3DNAND存储器件常常包括多个存储块。相邻的存储块常常被GLS分隔，其中形成了阵列公共源极(ACS)。在形成现有3DNAND存储器件的制造方法中，由于层级(或导体/绝缘体对)的数量增加，形成GLS的蚀刻工艺变得具有挑战性。例如，GLS可能更容易变形，例如，特征尺寸发生波动，导致与GLS相邻的存储块变形，或甚至塌陷。3DNAND存储器件的性能可能受到影响。图21示出了具有变形的GLS和变形的存储块的现有3D存储器件2100。如图21所示，存储器堆叠层2111形成于衬底2102之上。多个GLS，例如，2106-1和2106-2，延伸穿过存储器堆叠层2111以暴露衬底2102。多个沟道结构2104被布置在GLS2106-1和2106-2之间的存储块中。由于变形的原因，GLS(例如，2106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：/n衬底之上的存储器堆叠层，所述存储器堆叠层包括交织的多个导体层和多个绝缘层；/n在所述存储器堆叠层中竖直延伸的多个沟道结构；以及/n在所述存储器堆叠层中延伸的源极结构，其中，所述源极结构包括：/n由支撑结构分隔的第一源极触点和第二源极触点；以及/n粘合层，其中，所述粘合层的至少一部分在所述第一源极触点和所述第二源极触点之间并将所述第一源极触点和所述第二源极触点导电连接。/n

【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：
衬底之上的存储器堆叠层，所述存储器堆叠层包括交织的多个导体层和多个绝缘层；
在所述存储器堆叠层中竖直延伸的多个沟道结构；以及
在所述存储器堆叠层中延伸的源极结构，其中，所述源极结构包括：
由支撑结构分隔的第一源极触点和第二源极触点；以及
粘合层，其中，所述粘合层的至少一部分在所述第一源极触点和所述第二源极触点之间并将所述第一源极触点和所述第二源极触点导电连接。


2.根据权利要求1所述的3D存储器件，其中，所述粘合层包括：
处于所述第一源极触点和所述支撑结构之间的第一部分；
处于所述第二源极触点和所述支撑结构之间的第二部分；以及
延伸穿过所述支撑结构并且将所述第一部分和所述第二部分导电连接的第三部分。


3.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中：
所述第一部分与所述第一源极触点接触；并且
所述第二部分与所述第二源极触点接触。


4.根据权利要求2或3所述的3D存储器件，还包括：
处于所述第一源极触点之上的第一连接层；以及
处于所述第二源极触点之上的第二连接层，其中：
所述支撑结构包括处于所述粘合层的所述第三部分之上的切割层；并且
所述切割层在所述第一连接层和所述第二连接层之间。


5.根据权利要求4所述的3D存储器件，其中，所述第一连接层、所述第二连接层或所述切割层中的至少一个包括钨、钴、铝、铜、硅化物或多晶硅中的至少一种。


6.根据权利要求4或5所述的3D存储器件，其中，所述粘合层包括：
处于所述第一连接层和所述切割层之间的第四部分；以及
处于所述第二连接层和所述切割层之间的第五部分，
其中，所述第四部分和所述第五部分与所述第三部分导电连接。


7.根据权利要求6所述的3D存储器件，其中，所述支撑结构包括：
处于所述切割层之上并与所述切割层接触的帽盖层，其中，所述帽盖层在所述第一连接层和所述第二连接层之间并将所述第一连接层和所述第二连接层分隔。


8.根据权利要求7所述的3D存储器件，其中，所述帽盖层包括氧化硅。


9.根据权利要求7或8所述的3D存储器件，其中，所述帽盖层的上表面和所述第一连接层或所述第二连接层的上表面是共面的。


10.根据权利要求7到9中的任一项所述的3D存储器件，其中：
所述第四部分沿所述支撑结构并且在所述第一连接层和所述帽盖层之间竖直延伸；或者
所述第五部分沿所述支撑结构并且在所述第二连接层和所述帽盖层之间竖直延伸。


11.根据权利要求6到10中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述粘合层包括：
处于所述第一连接层和所述第一源极触点之间的第六部分；以及
处于所述第二连接层和所述第二源极触点之间的第七部分，
其中，所述第六部分和所述第七部分与所述第三部分导电连接。


12.根据权利要求4到11中的任一项所述的3D存储器件，其中：
沿着所述源极结构延伸所沿的横向方向，所述切割层的宽度小于所述支撑结构在所述粘合层的所述第三部分之下的宽度。


13.根据权利要求1到12中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述支撑结构包括交织的多个导体部分和多个绝缘部分。


14.根据权利要求13所述的3D存储器件，其中：
所述多个导体部分中的每个接触与所述源极结构相邻的存储块中的对应导体层；并且
所述多个绝缘部分中的每个接触与所述源极结构相邻的所述存储块中的对应绝缘层。


15.根据权利要求13或14所述的3D存储器件，还包括与所述交织的多个导体部分和绝缘部分接触的间隔体层。


16.根据权利要求1到15中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述第一源极触点和所述第二源极触点包括多晶硅。


17.根据权利要求1到16中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述粘合层包括Ti、Ta、Cr、W、TiNx、TaNx、CrNx、WNx、TiSixNy、TaSixNy、CrSixNy或WSixNy中的至少一种。


18.根据权利要求1到17中的任一项所述的3D存储器件，其中，所述多个沟道结构均包括与所述衬底接触并导电连接的外延部分、与所述外延部分接触并导电连接的半导体沟道、以及与所述半导体沟道接触并导电连接的漏极结构。


19.一种三维(3D)存储器件，包括：
衬底之上的存储器堆叠层，所述存储器堆叠层包括交织的多个导体层和多个绝缘层；
在所述存储器堆叠层中竖直延伸的多个沟道结构；以及
在所述存储器堆叠层中沿横向方向平行延伸的多个源极结构，其中，所述多个源极结构均包括：
沿所述横向方向布置的多个源极触点；
沿所述横向方向布置的多个支撑结构，所述多个支撑结构中的每个将两个相邻的源极触点分隔；以及
将由所述支撑结构中的至少一个分隔的所述多个源极触点中的至少两个导电连接的粘合层。


20.根据权利要求19所述的3D存储器件，其中，所述粘合层的至少一部分延伸穿过所述支撑结构中的所述至少一个，以将所述多个源极触点中的所述至少两个导电连接。


21.根据权利要求20所述的3D存储器件，还包括：
多个连接层，均在对应源极触点之上，其中，所述多个连接层中的至少两个与所述粘合层的至少一部分接触并导电连接。


22.根据权利要求21所述的3D存储器件，其中，所述支撑结构中的所述至少一个包括：
处于所述粘合层的延伸穿过所述支撑结构中的所述至少一个的所述部分之上的切割层，其中，所述切割层分隔所述多个连接层中的所述至少两个。


23.根据权利要求22所述的3D存储器件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清清，徐伟，黄攀，严萍，霍宗亮，周文斌，
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