形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统制造方法及图纸

本申请案涉及形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统。微电子装置包括堆叠结构、阶梯结构、导电衬垫结构和导电接触结构。所述堆叠结构包括布置于层次中的竖直交替的导电结构和绝缘结构。所述层次中的每一个分别包括所述导电结构中的一个和所述绝缘结构中的一个。所述阶梯结构具有包括所述堆叠结构的所述层次中的至少一些的边缘的台阶。所述导电衬垫结构处于所述阶梯结构的所述台阶上并且包括贝塔相钨。所述导电接触结构处于所述导电衬垫结构上。还描述存储器装置、电子系统和形成微电子装置的方法。电子系统和形成微电子装置的方法。电子系统和形成微电子装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统
[0001]优先权主张
[0002]本申请案主张2020年3月12日申请的“形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统(METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES,AND RELATED MICROELECTRONIC DEVICES,MEMORY DEVICES,AND ELECTRONIC SYSTEMS)”的美国专利申请案第16/817,267号的申请日的权益。


[0003]在各种实施例中，本公开大体上涉及微电子装置设计和制作领域。更具体地，本公开涉及形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统。

技术介绍

[0004]微电子行业的持续目标是增加例如非易失性存储器装置(例如，NAND快闪存储器装置)的存储器装置的存储器密度(例如，每存储器裸片的存储器单元数目)。增加非易失性存储器装置中的存储器密度的一种方式是利用竖直存储器阵列(也被称作“三维(3D)存储器阵列”)架构。常规竖直存储器阵列包含延伸穿过包含导电结构和介电材料层次的一或多个堆叠结构中的开口的竖直存储器串。每一竖直存储器串可包含与竖直堆叠式存储器单元的串联组合串联耦合的至少一个选择装置。相比于具有常规平面(例如，二维)晶体管布置的结构，此类配置准许通过在裸片上朝上(例如，竖直)构建阵列来使更多数目的开关装置(例如，晶体管)位于单位裸片面积(即，所消耗的有源表面的长度和宽度)中。
[0005]竖直存储器阵列架构大体上包含存储器装置的堆叠结构的层次的导电结构与存取线(例如，字线)之间的电连接，使得可唯一地针对写入、读取或擦除操作来选择竖直存储器阵列的存储器单元。一种形成这类电连接的方法包含在存储器装置的堆叠结构的层次的边缘(例如，水平末端)形成所谓的“阶梯”(或“梯级”)结构。阶梯结构包含界定导电结构的接触区的个别“台阶”，导电接触结构可定位在所述接触区上以提供对导电结构的电存取。
[0006]遗憾的是，随着特征包装密度增加且对成型错误的容限降低，形成存储器装置(例如，NAND快闪存储器装置)的常规方法造成可削弱所要存储器装置性能、可靠性和耐久性的非所要损坏。举例来说，在堆叠结构内的阶梯结构的台阶上形成导电接触结构的常规过程可击穿堆叠结构的导电结构，引起非所要的电流泄漏和短路。减少此类击穿的常规方法包含在初步堆叠结构内的阶梯结构的台阶处在牺牲性绝缘结构(例如，介电氮化物结构)上形成介电衬垫结构(例如，所谓的“凸台氮化物”结构)，之后再使初步堆叠结构经历所谓的“替换栅极”或“栅极持续”处理以将牺牲性绝缘结构的一或多个部分替换为导电结构并且形成堆叠结构。在替换栅极处理期间，介电衬垫结构还替换为导电材料以有效增加阶梯结构的台阶处的导电结构的部分的厚度并且在导电接触结构的后续形成期间消减前述击穿。然而，初步堆叠结构内的一些阶梯结构(例如，对称阶梯结构)的配置可在替换栅极处理期间引起导电材料对介电衬垫结构的不完全替换，且在阶梯结构的台阶处产生非所要缺陷(例
如，材料不一致、空隙化)。
[0007]因此，持续需要新的微电子装置(例如，存储器装置，例如3D NAND快闪存储器装置)配置来促进存储器密度增加，同时缓解常规微电子装置配置的问题，并且持续需要形成微电子装置和包含新微电子装置配置的新电子系统的新方法。

技术实现思路

[0008]根据本公开的实施例，微电子装置包括堆叠结构、阶梯结构、导电衬垫结构和导电接触结构。堆叠结构包括布置于层次中的竖直交替的导电结构和绝缘结构。层次中的每一个分别包括导电结构中的一个和绝缘结构中的一个。阶梯结构具有包括堆叠结构的层次中的至少一些的边缘的台阶。导电衬垫结构处于阶梯结构的台阶上并且包括贝塔相钨。导电接触结构处于导电衬垫结构上。
[0009]根据本公开的额外实施例，形成微电子装置的方法包括形成微电子装置结构。所述微电子装置结构包括堆叠结构，其包括布置于层次中的绝缘结构和额外绝缘结构的竖直交替序列；和阶梯结构，其具有包括堆叠结构的层次中的至少一些的边缘的台阶。经掺杂半导电衬里材料形成于阶梯结构的台阶上。经掺杂半导电衬里材料的部分转换成钨衬里材料。移除钨衬里材料的竖直延伸部分以在阶梯结构的台阶上形成离散钨衬垫结构。将堆叠结构的额外绝缘结构至少部分地替换为导电结构。在离散钨衬垫结构上形成导电接触结构。
[0010]根据本公开的又额外实施例，形成微电子装置的方法包括形成微电子装置结构。所述微电子装置结构包括堆叠结构，所述堆叠结构包括布置于层次中的绝缘结构和额外绝缘结构的竖直交替序列；和阶梯结构，其具有包括堆叠结构的层次中的至少一些的边缘的台阶。在阶梯结构的台阶处的堆叠结构的额外绝缘结构中的至少一些上方形成与其接触的经掺杂半导电衬里材料。移除经掺杂半导电衬里材料的竖直延伸部分以在阶梯结构的台阶上方形成离散半导电衬垫结构。将离散半导电衬垫结构转换成离散导电衬垫结构。将堆叠结构的额外绝缘结构的至少一些部分替换为导电结构。在离散导电衬垫结构上形成导电接触结构。
[0011]根据本公开的另外实施例，存储器装置包括堆叠结构、阶梯结构、导电衬垫结构、导电接触结构、数据线结构、源极结构、竖直延伸的存储器单元串阵列、存取线结构和控制装置。堆叠结构包括布置于层次中的竖直交替的导电结构和绝缘结构。所述层次中的每一个分别包括导电结构中的至少一个和绝缘结构中的至少一个。阶梯结构具有包括堆叠结构的层次中的至少一些的边缘的台阶。导电衬垫结构包括处于阶梯结构的台阶上的贝塔相钨。导电接触结构处于导电衬垫结构上。数据线结构位于堆叠结构之上。源极结构位于堆叠结构之下。竖直延伸的存储器单元串延伸穿过堆叠结构并且电连接到源极结构和数据线结构。存取线结构电连接到导电接触结构。控制装置竖直位于源极结构之下并且处于竖直延伸的存储器单元串阵列的水平边界内。控制装置电耦合到源极结构、数据线结构和存取线结构。
[0012]根据本公开的又另外实施例，电子系统包括输入装置、输出装置、以可操作方式耦合到所述输入装置和所述输出装置的处理器装置以及以可操作方式耦合到所述处理器装置的存储器装置。存储器装置包括微电子装置结构，其包括堆叠结构、阶梯结构、导电衬垫
结构和导电接触结构。所述堆叠结构包括层次，所述层次各自包括导电结构，且包括阿尔法相钨；和绝缘结构，其与导电结构竖直相邻并且包括介电氧化物材料。阶梯结构处于堆叠结构内并且具有包括层次中的至少一些的边缘的台阶。导电衬垫结构处于阶梯结构的台阶中的至少一些上并且包括贝塔相钨。导电接触结构处于导电衬垫结构上。
附图说明
[0013]图1A到1K是说明根据本公开的实施例的形成微电子装置的方法的部分横截面视图。
[0014]图2A到2C是说明根据本公开的额外实施例的形成微电子装置的方法的部分横截面视图。
[0015]图3是根据本公开的实施例的微电子装置的部分剖面透视图。
[0016]图4是说明根据本公开的实施例的电子系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电子装置，其包括：堆叠结构，其包括布置于层次中的竖直交替的导电结构和绝缘结构，所述层次中的每一个分别包括所述导电结构中的一个和所述绝缘结构中的一个；阶梯结构，其具有包括所述堆叠结构的所述层次中的至少一些的边缘的台阶；导电衬垫结构，其处于所述阶梯结构的所述台阶上并且包括贝塔相钨；和导电接触结构，其处于所述导电衬垫结构上。2.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述导电衬垫结构另外包括磷、砷、锑、铋、硼、铝、镓、碳、氟、氯、溴和氩中的一或多个。3.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述导电衬垫结构中的每一个的至少大部分包括所述贝塔相钨。4.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述堆叠结构的所述导电结构包括阿尔法相钨。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述导电衬垫结构直接物理接触所述阶梯结构的所述台阶处的所述堆叠结构的所述层次中的所述至少一些的所述导电结构。6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述导电衬垫结构中的至少一个水平延伸经过直接竖直位于其下的所述阶梯结构的所述台阶中的至少一个的水平边界。7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述导电衬垫结构中的至少一个的水平中心偏离直接竖直位于其下的所述阶梯结构的所述台阶中的至少一个的水平中心。8.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述导电接触结构在所述导电衬垫结构上大体水平居中。9.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的微电子装置，其另外包括与所述阶梯结构的所述台阶的竖直延伸表面直接水平相邻的介电间隔物结构。10.一种形成微电子装置的方法，其包括：形成微电子装置结构，所述微电子装置结构包括：堆叠结构，其包括布置于层次中的绝缘结构和额外绝缘结构的竖直交替序列；和阶梯结构，其具有包括所述堆叠结构的所述层次中的至少一些的边缘的台阶；在所述阶梯结构的所述台阶上形成经掺杂半导电衬里材料；将所述经掺杂半导电衬里材料的部分转换成钨衬里材料；移除所述钨衬里材料的竖直延伸部分以在所述阶梯结构的所述台阶上形成离散钨衬垫结构；将所述堆叠结构的所述额外绝缘结构至少部分地替换为导电结构；和在所述离散钨衬垫结构上形成导电接触结构。11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述阶梯结构的所述台阶上形成经掺杂半导电衬里材料包括：在所述阶梯结构上方形成与所述阶梯结构的所述台阶处的所述堆叠结构的所述额外绝缘结构接触的半导电衬里材料；和
用一或多种掺杂剂掺杂所述半导电衬里材料以形成所述经掺杂半导电衬里材料，所述经掺杂半导电衬里材料的水平延伸部分与所述经掺杂半导电衬里材料的竖直延伸部分相比具有相对较大量的所述一或多种掺杂剂。12.根据权利要求11所述的方法，其中用一或多种掺杂剂掺杂所述半导电衬里材料包括将所述经掺杂半导电衬里材料的所述竖直延伸部分形成为分别包括掺杂区和水平介于所述掺杂区和所述阶梯结构之间的基本未经掺杂区。13.根据权利要求10到12中任一权利要求所述的方法，其中将所述经掺杂半导电衬里材料的部分转换成钨衬里材料包括将所述钨衬里材料形成为包括贝塔相钨和所述经掺杂半导电衬里材料的一或多种掺杂剂。14.根据权利要求10到12中任一权利要求所述的方法，其中将所述堆叠结构的所述额外绝缘结构至少部分地替换为导电结构包括将所述额外绝缘结构的部分替换为阿尔法相钨以形成所述导电结构，所述导电结构中的至少一些直接物理接触所述阶梯结构的所述台阶处的所述离散钨衬垫结构。15.根据权利要求10到12中任一权利要求所述的方法，其另外包括在形成所述离散钨衬垫结构之后移...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：