形成微电子装置的方法及相关的微电子装置及电子系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供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底座结构、上覆于所述底座结构的掺杂半导体材料、上覆于所述掺杂半导体材料的堆叠结构、竖直地延伸穿过所述堆叠结构及所述掺杂半导体材料且延伸至所述底座结构中的单元柱结构以及竖直地上覆于所述堆叠结构的数字线结构。形成包括控制逻辑装置的额外微电子装置结构。所述微电子装置结构附接至所述额外微电子装置结构以形成微电子装置结构组合件。去除所述底座结构及竖直地延伸至所述底座结构中的所述单元柱结构的部分以暴露所述掺杂半导体材料。接着对所述掺杂半导体材料进行图案化以形成在所述堆叠结构上方且耦合至所述单元柱结构的至少一个源极结构。还描述了微电子装置及电子系统。及电子系统。及电子系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成微电子装置的方法及相关的微电子装置及电子系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求保护申请于2020年6月18日的第16/905,698号美国专利申请案的申请日的权益，所述美国专利申请案与针对“微电子装置及相关方法、存储器装置及电子系统(MICROELECTRONIC DEVICES,AND RELATED METHODS,MEMORY DEVICES,AND ELECTRONIC SYSTEMS)”、将库纳尔
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帕瑞克(Kunal R.Parekh)列为专利技术人、申请于2020年6月18日的第16/905,385号美国专利申请案有关。本申请案还涉及针对“形成微电子装置的方法及相关的微电子装置、存储器装置、电子系统及额外方法(METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES,AND RELATED MICROELECTRONIC DEVICES,MEMORY DEVICES,ELECTRONIC SYSTEMS,AND ADDITIONAL METHODS)”、将库纳尔
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帕瑞克列为专利技术人、申请于2020年6月18日的第16/905,452号美国专利申请案。本申请案还涉及针对“形成微电子装置的方法及相关的微电子装置及电子系统(METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES,AND RELATED MICROELECTRONIC DEVICES AND ELECTRONIC SYSTEMS)”、将库纳尔/>·
帕瑞克列为专利技术人、申请于2020年6月18日的第16/905,747号美国专利申请案。本申请案还涉及针对“形成微电子装置的方法及相关的微电子装置及电子系统(METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES,AND RELATED MICROELECTRONIC DEVICES AND ELECTRONIC SYSTEMS)”、将库纳尔
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帕瑞克列为专利技术人、申请于2020年6月18日的第16/905,763号美国专利申请案。本申请案还涉及针对“形成微电子装置的方法及相关的用于微电子装置的底座结构(METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES,AND RELATED BASE STRUCTURES FOR MICROELECTRONIC DEVICES)”、将库纳尔
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帕瑞克列为专利技术人、申请于2020年6月18日的第16/905,734号美国专利申请案。前述文献中的每一者的公开内容都在此以全文引用的方式并入本文中。


[0003]在各种实施例中，本公开一般来说涉及微电子装置设计及制造的领域。更明确地说，本公开涉及形成微电子装置的方法，且涉及相关的微电子装置及电子系统。

技术介绍

[0004]微电子装置设计者常常需要通过减小个别特征的尺寸且通过减小相邻特征之间的分隔距离来增大微电子装置内特征的集成度或密度。另外，微电子装置设计者常常需要设计不仅紧凑而且具有性能优势以及简化、更容易且更便宜地制造设计的架构。
[0005]微电子装置的一个实例是存储器装置。存储器装置通常提供为计算机或其它电子装置中的内部集成电路。存在许多类型的存储器装置，包含但不限于非易失性存储器装置(例如，与非(NAND)快闪存储器装置)。增大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竖直存储器串，所述竖直存储器串延伸穿过包含导电结构与介电材料的层级的一或多层(例如，堆叠结构)中的开口。每一竖直存储器串可包含至少一个选择装置，所述选择装置串
联耦合至竖直堆叠的存储器单元的串联组合。相较于具有常规平坦(例如，二维)晶体管布置的结构，此类配置通过在裸片上向上(例如，竖直地)构建阵列来准许较大数目个开关装置(例如，晶体管)定位于一单位的裸片面积(即，所占用活性表面的长度及宽度)中。
[0006]下伏于存储器装置(例如，非易失性存储器装置)的存储器阵列的基本控制逻辑结构内的控制逻辑装置已用以控制对存储器装置的存储器单元进行的操作(例如，存取操作、读取操作、写入操作)。控制逻辑装置的组合件可提供为借助于布线及互连结构而与存储器阵列的存储器单元电连通。然而，用于在基本控制逻辑结构上方形成存储器阵列的处理条件(例如，温度、压力、材料)可限制基本控制逻辑结构内的控制逻辑装置的配置及性能。另外，在基本控制逻辑结构内采用的不同控制逻辑装置的数量、尺寸及布置也可能会不当地阻碍存储器装置的大小(例如，水平占据面积)的减小，和/或存储器装置的性能的改进(例如，较快存储器单元接通/断开速度、下阈值开断电压要求、较快数据传送速率、较低功率消耗)。

技术实现思路

[0007]在一些实施例中，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底座结构、上覆于底座结构的掺杂半导体材料、上覆于掺杂半导体材料的堆叠结构且包括导电结构及绝缘结构的竖直交替序列、竖直地延伸穿过堆叠结构及掺杂半导体材料且延伸至底座结构中的单元柱结构以及竖直地上覆于堆叠结构的数字线结构。形成包括控制逻辑装置的额外微电子装置结构。所述微电子装置结构附接至额外微电子装置结构以形成微电子装置结构组合件。数字线结构在微电子装置结构组合件内竖直地插入于堆叠结构与控制逻辑装置之间。去除底座结构及竖直地延伸至底座结构中的单元柱结构的部分以暴露掺杂半导体材料。在去除底座结构及单元柱结构的部分之后对掺杂半导体材料进行图案化，以形成在堆叠结构上方且耦合至单元柱结构的至少一个源极结构。
[0008]在额外实施例中，微电子装置包括存储器阵列区、控制逻辑区、第一互连区以及第二互连区。所述存储器阵列区包括：包括导电结构及绝缘结构的竖直交替序列的堆叠结构；竖直地上覆于堆叠结构且包括掺杂半导体材料的源极结构；竖直地完全延伸穿过堆叠结构且至少部分地穿过源极结构的单元柱结构以及竖直地下伏于堆叠结构且与单元柱结构电连通的数字线结构。所述控制逻辑区竖直地下伏于存储器阵列区且包括控制逻辑装置。所述第一互连区竖直地插入于存储器阵列区与控制逻辑区之间，且包括将存储器阵列区的数字线结构耦合至控制逻辑区的控制逻辑装置的额外导电结构。所述第二互连区竖直地上覆于存储器阵列区且包括与源极结构电连通的其它导电结构。
[0009]在又一额外实施例中，一种电子系统包括输入装置、输出装置、可操作地耦合至输入装置及输出装置的处理器装置以及可操作地耦合至处理器装置的存储器装置。所述存储器装置包括堆叠结构、源极结构、数字线结构、单元柱结构、导电布线结构、控制逻辑装置以及额外导电布线结构。所述堆叠结构包括层级，所述层级各自包括导电结构及与导电结构竖直相邻的绝缘结构。所述源极结构上覆于堆叠结构。所述数字线结构下伏于堆叠结构。所述单元柱结构耦合至数字线结构且竖直地完全延伸穿过堆叠结构且延伸至源极结构中。所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成微电子装置的方法，其包括：形成微电子装置结构，其包括：底座结构；所述底座结构上方的掺杂半导体材料；堆叠结构，其上覆于所述掺杂半导体材料且包括导电结构及绝缘结构的竖直交替序列；单元柱结构，其竖直地延伸穿过所述堆叠结构及所述掺杂半导体材料且延伸至所述底座结构中；以及数字线结构，其竖直地上覆于所述堆叠结构；形成包括控制逻辑装置的额外微电子装置结构；将所述微电子装置结构附接至所述额外微电子装置结构以形成微电子装置结构组合件，所述数字线结构在所述微电子装置结构组合件内竖直地插入于所述堆叠结构与所述控制逻辑装置之间；去除所述底座结构及竖直地延伸至所述底座结构中的所述单元柱结构的部分以暴露所述掺杂半导体材料；以及在去除所述底座结构及所述单元柱结构的所述部分之后对所述掺杂半导体材料进行图案化，以形成在所述堆叠结构上方且耦合至所述单元柱结构的至少一个源极结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成微电子装置结构包括：形成所述微电子装置结构以进一步包括竖直地延伸穿过所述堆叠结构且延伸至所述掺杂半导体材料中的导电接触结构。3.根据权利要求1所述的方法，其中形成微电子装置结构包括：在所述掺杂半导体材料上方形成初步堆叠结构，所述初步堆叠结构包括第一绝缘结构及第二绝缘结构的竖直交替序列；形成开口，所述开口竖直地延伸穿过所述初步堆叠结构及所述掺杂半导体材料且延伸至所述底座结构中；在所述开口内形成所述单元柱结构；形成延伸穿过所述初步堆叠结构的槽；使用所述槽来用所述导电结构至少部分地替换所述第二绝缘结构以形成所述堆叠结构，所述堆叠结构的所述绝缘结构包括所述第一绝缘结构的剩余部分；以及形成在所述单元柱结构上方且与其电连通的所述数字线结构。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中形成微电子装置结构包括形成所述微电子装置结构以进一步包括：所述数字线结构上的绝缘线结构；数字线接触结构，其延伸穿过所述绝缘线结构的部分且接触所述数字线结构；以及所述数字线接触结构上的导电衬垫结构。5.根据权利要求4所述的方法，其中形成额外微电子装置结构包括：形成所述微电子装置结构以进一步包括在所述控制逻辑装置上方的额外导电衬垫结构。6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述微电子装置结构附接至所述额外微电子装置结构包括：
将所述微电子装置结构及所述额外微电子装置结构中的一者竖直反转；以及将所述微电子装置结构的所述导电衬垫结构接合至所述额外微电子装置结构的所述额外导电衬垫结构。7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中去除所述底座结构及竖直地延伸至所述底座结构中的所述单元柱结构的部分以暴露所述掺杂半导体材料包括：形成所述单元柱结构的剩余部分的上边界以与所述掺杂半导体材料的上边界大体上共面。8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在对所述掺杂半导体材料进行图案化之前在所述掺杂半导体材料上方形成至少一种金属跨接材料。9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其进一步包括：形成在所述至少一个源极结构上方且与其电连通的导电布线结构；以及形成在所述导电布线结构上方且与其电连通的导电衬垫结构。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括在所述至少一个源极结构竖直上方且在所述导电布线结构竖直下方形成至少一个金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器。11.根据权利要...

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