具有源极结构的三维存储设备和用于形成其的方法技术

提供了用于形成三维(3D)存储设备的结构和方法的实施例。在一示例中，3D存储设备包括存储叠层、多个沟道结构和源极结构。存储叠层在衬底之上并且包括交错的多个导体层和多个绝缘层。多个沟道结构在存储叠层中垂直地延伸。源极结构在存储叠层中延伸。源极结构包括多个源极接触部，各源极接触部在各自的绝缘结构中，以及多个源极接触部中的两个邻近源极接触部互相导电地连接。

【技术实现步骤摘要】
具有源极结构的三维存储设备和用于形成其的方法本申请是申请日为2019年8月13日、申请号为201980001778.5、名称为“具有源极结构的三维存储设备和用于形成其的方法”的申请的分案申请。
本公开内容的实施例涉及具有减小的电阻的源极结构的三维(3D)存储设备和用于形成3D存储设备的方法。
技术介绍
通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造过程来将平面存储单元按比例缩放到较小的尺寸。然而，随着存储单元的特征尺寸接近下限，平面过程和制造技术变得有挑战性和昂贵。结果，针对平面存储单元的存储密度接近上限。3D存储器架构可以解决在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去往和来自存储器阵列的信号的外围设备。
技术实现思路
提供了3D存储设备和用于形成3D存储设备的方法的实施例。在一个示例中，3D存储设备包括存储叠层、多个沟道结构和源极结构。存储叠层在衬底之上并且包括交错的多个导体层和多个绝缘层。多个沟道结构在存储叠层中垂直地延伸。源极结构在存储叠层中延伸。源极结构包括多个源极接触部，各源极接触部在各自的绝缘结构中，以及多个源极接触部中的两个邻近源极接触部互相导电地连接。在另一示例中，3D存储设备包括存储叠层、多个沟道结构和多个源极结构。存储叠层在衬底之上并且包括交错的多个导体层和多个绝缘层。多个沟道结构在存储叠层中垂直地延伸。多个源极结构在存储叠层中沿着横向方向平行地延伸。多个源极结构均包括：多个源极接触部，各源极接触部在各自的绝缘结构中；多个支撑结构，各支撑结构沿着横向方向与邻近绝缘结构相接触；以及导电地连接到多个源极接触部中的至少两个邻近源极接触部的连接层。在进一步的示例中，用于形成3D存储设备的方法包括用于形成3D存储设备的方法，其包括以下操作。首先，在叠层结构中形成切口结构，叠层结构包括交错的多个初始牺牲层和多个初始绝缘层。将叠层结构的邻近于切口结构的部分移除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划分成多个缝隙开口。穿过多个缝隙开口形成多个导体部分以形成支撑结构。在多个缝隙开口中的各缝隙开口中形成源极接触部。形成连接层的与多个缝隙开口中的邻近缝隙开口中的源极接触部相接触并且导电地连接到多个缝隙开口中的邻近缝隙开口中的源极接触部的一对第一部分。形成连接层的与连接层的该对第一部分相接触并且导电地连接到连接层的该对第一部分的第二部分。附图说明被合并在本文中并形成说明书的一部分的附图示出本公开内容的实施例，以及连同说明书一起进一步用来解释本公开内容的原理并使相关领域中的技术人员能够制造并使用本公开内容。图1A示出根据本公开内容的一些实施例的具有减小的电阻的源极结构的示例性3D存储设备的平面图。图1B示出根据本公开内容的一些实施例的在图1A中沿着C-D方向示出的3D存储设备的横截面视图。图1C示出根据本公开内容的一些实施例的在图1A中沿着A-B方向示出的3D存储设备的横截面视图。图2A示出根据本公开内容的一些实施例的在制造过程的一个阶段的示例性3D存储设备的平面图。图2B示出根据本公开内容的一些实施例的在图2A中沿着C-D方向示出的3D存储设备的横截面视图。图3A示出根据本公开内容的一些实施例的在制造过程的另一阶段的示例性3D存储设备的平面图。图3B示出根据本公开内容的一些实施例的在图3A中沿着C-D方向示出的3D存储设备的横截面视图。图4A示出根据本公开内容的一些实施例的在制造过程的另一阶段的示例性3D存储设备的平面图。图4B示出根据本公开内容的一些实施例的在图4A中沿着C-D方向示出的3D存储设备的横截面视图。图5A示出根据本公开内容的一些实施例的在制造过程的另一阶段的示例性3D存储设备的平面图。图5B示出根据本公开内容的一些实施例的在图5A中沿着C-D方向示出的3D存储设备的横截面视图。图6A示出根据本公开内容的一些实施例的在制造过程的另一阶段的示例性3D存储设备的平面图。图6B示出根据本公开内容的一些实施例的在图6A中沿着C-D方向示出的3D存储设备的横截面视图。图7A示出根据本公开内容的一些实施例的用于在用于形成3D存储设备的制造过程中形成各种结构的示例性图案集的平面图。图7B示出根据本公开内容的一些实施例的在图7A中示出的图案集的一部分的放大视图。图8示出具有变形的栅极线缝隙(GLS)的现有3D存储设备的横截面视图。图9示出根据本公开内容的一些实施例的用于形成具有减小的电阻的源极结构的3D存储设备的示例性制造过程的流程图。将参考附图描述本公开内容的实施例。具体实施方式虽然讨论了特定的配置和布置，但是应当理解的是，这是仅出于说明性目的而进行的。相关领域中的技术人员将认识到的是，在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，可以使用其它的配置和布置。对于相关领域中的技术人员将显而易见的是，本公开内容还可以在各种其它应用中被采用。值得注意的是，在本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的提及指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括特定特征、结构或特性。而且，这样的短语并不一定指代同一实施例。进一步地，当结合实施例来描述特定特征、结构或特性时，这将在相关领域中的技术人员的知识内以结合其它实施例(无论是否被明确地描述)来影响这样的特征、结构或特性。通常，可以至少部分地从在上下文中的用法来理解术语。例如，至少部分地取决于上下文，如在本文中使用的术语“一个或多个”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，至少部分地取决于上下文，诸如“a(一)”、“an(一个)”和“the(该)”的术语再次可以被理解为传达单数用法或传达复数用法。此外，至少部分地取决于上下文，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达排他的一组因素，以及可以反而再次考虑到不一定被明确地描述的额外因素的存在。如在本文中使用的，术语“名义上/名义上地”指的是在产品或过程的设计阶段期间设置的组件或过程操作的特性或参数的期望或目标值连同高于和/或低于期望值的值的范围。值的范围可能是由于在制造过程或容差中的轻微变化。如在本文中使用的，术语“大约”指示可以基于与主题半导体设备相关联的特定技术节点来变化的给定量的值。基于特定技术节点，术语“大约”可以指示在例如值的10-30％(例如值的±10％、±20％或±30％)内变化的给定量的值。如在本文中使用的，阶梯结构指的是包括至少两个水平表面(例如，沿着x-y平面)和至少两个(例如，第一和第二)垂直表面(例如，沿着z轴)的一组表面，使得各水平表面邻接从水平表面的第一边缘向上延伸的第一垂直表面，以及邻接从水平表面的第二边缘向下延伸的第二垂直表面。“台阶”或“阶梯”指的是在一组邻接的表面的高度上的垂直移位。在本公开内容中，术语“阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储设备，包括：/n在衬底之上的存储叠层，所述存储叠层包括交错的多个导体层和多个绝缘层；/n多个沟道结构，其在所述存储叠层中垂直地延伸；以及/n源极结构，其在所述存储叠层中延伸，其中：/n所述源极结构包括多个源极接触部，各源极接触部在各自的绝缘结构中，以及/n所述多个源极接触部中的两个邻近源极接触部互相导电地连接，其中，所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部通过连接层彼此相接触并且互相导电地连接，所述连接层是导电层并且与所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部中的各源极接触部相接触，并且其中，所述连接层包括在所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部之上的一对第一部分和在所述两个邻近源极接触部之间的第二部分；/n在所述源极结构之上的覆盖层，其中，所述覆盖层覆盖所述连接层的所述一对第一部分，并且暴露所述连接层的所述第二部分，并且其中，源极电压是施加在所述连接层的所述第二部分上的。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储设备，包括：
在衬底之上的存储叠层，所述存储叠层包括交错的多个导体层和多个绝缘层；
多个沟道结构，其在所述存储叠层中垂直地延伸；以及
源极结构，其在所述存储叠层中延伸，其中：
所述源极结构包括多个源极接触部，各源极接触部在各自的绝缘结构中，以及
所述多个源极接触部中的两个邻近源极接触部互相导电地连接，其中，所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部通过连接层彼此相接触并且互相导电地连接，所述连接层是导电层并且与所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部中的各源极接触部相接触，并且其中，所述连接层包括在所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部之上的一对第一部分和在所述两个邻近源极接触部之间的第二部分；
在所述源极结构之上的覆盖层，其中，所述覆盖层覆盖所述连接层的所述一对第一部分，并且暴露所述连接层的所述第二部分，并且其中，源极电压是施加在所述连接层的所述第二部分上的。


2.根据权利要求1所述的三维存储设备，其中，所述连接层包括钨、钴、铝、铜、硅化物或多晶硅中的至少一者。


3.根据权利要求1所述的三维存储设备，其中，所述连接层在所述多个源极接触部中的各源极接触部之上并且与所述多个源极接触部中的各源极接触部相接触。


4.根据权利要求3所述的三维存储设备，其中，沿着与所述源极结构延伸所沿着的另一横向方向垂直的横向方向，所述连接层的宽度等于或小于所述源极结构的宽度。


5.根据权利要求4所述的三维存储设备，其中，所述源极结构还包括在所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部之间并且通过所述连接层覆盖的支撑结构，所述支撑结构与邻近于所述源极结构的存储块相接触。


6.根据权利要求5所述的三维存储设备，其中：
所述支撑结构的顶表面沿着垂直方向高于所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部的顶表面；以及
所述连接层的所述第二部分的顶表面沿着所述垂直方向高于所述连接层的所述一对第一部分的顶表面。


7.根据权利要求6所述的三维存储设备，其中，所述支撑结构包括在交错的多个导体部分和多个绝缘部分之上的切口结构，所述多个导体部分中的各导体部分与在邻近于所述源极结构的所述存储块中的相应的导体层相接触，所述多个绝缘部分中的各绝缘部分与在邻近于所述源极结构的所述存储块中的相应的绝缘层相接触。


8.根据权利要求7所述的三维存储设备，其中，所述支撑结构包括与所述交错的多个导体部分和绝缘部分相接触并且围绕所述交错的多个导体部分和绝缘部分的间隔体层。


9.根据权利要求7所述的三维存储设备，其中，所述切口结构包括氧化硅。


10.根据权利要求9所述的三维存储设备，其中：
所述切口结构的厚度在交错的两个导体层和两个绝缘层与交错的四个导体层和四个绝缘层之间；以及
沿着与所述源极结构延伸所沿着的另一横向方向垂直的横向方向，所述切口结构的宽度等于或小于所述源极结构的宽度。


11.根据权利要求1-10中的任一项所述的三维存储设备，其中，所述多个源极接触部包括钴、铝、铜、硅化物或多晶硅中的至少一者。


12.根据权利要求5或6中的任一项所述的三维存储设备，还包括粘附层，所述粘附层在所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部的绝缘结构与所述支撑结构之间并且在所述多个源极接触部中的所述两个邻近源极接触部和所述连接层之间。


13.根据权利要求12所述的三维存储设备，其中，所述粘附层包括氮化钛。


14.根据权利要求1所述的三维存储设备，其中，所述多个沟道结构均包括与所述衬底相接触并且导电地连接到所述衬底的外延部分、与所述外延部分相接触并且导电地连接到所述外延部分的半导体沟道和与所述半导体沟道相接触并且导电地连接到所述半导体沟道的漏极结构。


15.一种三维存储设备，包括：
在衬底之上的存储叠层，所述存储叠层包括交错的多个导体层和多个绝缘层；
多个沟道结构，其在所述存储叠层中垂直地延伸；以及
多个源极结构，其在所述存储叠层中沿着横向方向平行地延伸，其中，所述多个源极结构均包括：
多个源极接触部，各源极接触部在各自的绝缘结构中，
多个支撑结构，各支撑结构沿着所述横向方向与邻近绝缘结构相接触，以及
连接层，其导电地连接到所述多个源极接触部中的至少两个邻近源极接触部，其中，所述连接层与所述多个源极接触部中的所述至少两个邻近源极接触部中的各源极接触部相接触，并且其中，所述连接层包括在所述多个源极接触部中的所述至少两个邻近源极接触部之上的一对第一部分和在所述至少两个邻近源极接触部之间的第二部分；
在所述多个源极接触部中的所述至少两个邻近源极接触部之上的覆盖层，其中，所述覆盖层覆盖所述连接层的所述多个第一部分，并且暴露所述连接层的所述第二部分，并且其中，源极电压是施加在所述连接层的所述第二部分上的。


16.根据权利要求15所述的三维存储设备，其中，所述连接层包括钨、钴、铝、铜、硅化物或多晶硅中的至少一者。


17.根据权利要求15所述的三维存储设备，其中，所述连接层在多个各自的源极接触部中的各源极接触部之上并且与多个各自的源极接触部中的各源极接触部相接触。


18.根据权利要求17所述的三维存储设备，其中，沿着垂直于所述横向方向的另一横向方向，所述连接层的宽度等于或小于各自的源极结构的宽度。


19.根据...

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