三维存储装置及其制造方法制造方法及图纸

提供了三维

【技术实现步骤摘要】
三维存储装置及其制造方法
[0001]本申请是申请日为
2021
年
11
月
03
日
、
申请号为
202180003863.2、
专利技术名称为“三维存储装置及其制造方法”的中国专利申请的分案申请
。


[0002]本申请涉及半导体
，并且具体而言，涉及三维
(3D)
存储装置及其制造方法
。

技术介绍

[0003]非与
(NAND)
存储器是一种非易失性存储器，其不需要电源即可保留存储的数据
。
消费电子产品
、
云计算和大数据需求的不断增长带来了对更大容量和更好性能的
NAND
存储器的持续需求
。
随着常规二维
(2D)NAND
存储器接近其物理极限，三维
(3D)NAND
存储器现在正在发挥重要作用
。3D NAND
存储器在单个管芯上使用多个堆叠层，以实现更高的密度
、
更高的容量
、
更快的性能
、
更低的功耗和更好的成本效率
。
[0004]3D NAND
装置的存储单元包括沉积在电荷陷阱层上的隧道绝缘层
。
在沉积工艺期间，通常在隧道绝缘层和电荷陷阱层之间的界面中形成一些缺陷，并且随后的退火工艺可能在界面中产生更多的缺陷
。
这些缺陷影响
>3DNAND
装置的可靠性，例如耐久性和电荷保持特性
。

技术实现思路

[0005]在本公开的一个方面中，一种用于制造
3D
存储装置的方法包括：为
3D
存储装置提供衬底，在衬底的顶表面之上形成层堆叠体，形成延伸穿过层堆叠体的沟道孔，在沟道孔的侧壁上形成阻挡层，在阻挡层的表面上形成电荷陷阱层，在电荷陷阱层的表面区域之上形成隧道绝缘层，在隧道绝缘层的表面上形成沟道层，以及穿过层堆叠体形成存储单元
。
电荷陷阱层的表面区域包括包含特定量的碳元素的碳区域
。
每个存储单元包括阻挡层
、
电荷陷阱层和隧道绝缘层的部分
。
[0006]在本公开的另一方面中，一种
3D
存储装置包括衬底
、
形成在衬底之上的层堆叠体
、
延伸穿过层堆叠体的沟道层
、
延伸穿过层堆叠体并形成在沟道层和层堆叠体之间的功能层
、
以及穿过层堆叠体形成的存储单元
。
功能层包括阻挡层
、
电荷陷阱层和隧道绝缘层
。
电荷陷阱层包括包含特定量的碳元素的碳区域
。
每个存储单元包括功能层的一部分
。
[0007]在本公开的另一方面中，一种存储设备包括用于接收输入的输入
/
输出
(I/O)
部件
、
用于缓冲信号的缓冲器
、
用于实施操作的控制器
、
以及
3D
存储装置
。
该
3D
存储装置包括衬底
、
形成在衬底之上的层堆叠体
、
延伸穿过层堆叠体的沟道层
、
延伸穿过层堆叠体并形成在沟道层和层堆叠体之间的功能层
、
以及穿过层堆叠体形成的存储单元
。
功能层包括阻挡层
、
电荷陷阱层和隧道绝缘层
。
电荷陷阱层包括包含特定量的碳元素的碳区域
。
每个存储单元包括功能层的一部分
。
[0008]本领域技术人员可以根据本公开的说明书
、
权利要求和附图来理解本公开的其他
方面
。
附图说明
[0009]图1和图2示出了根据本公开的各方面的制造工艺期间的某些阶段处的示例性三维
(3D)
阵列装置的截面图；
[0010]图3和图4示出了根据本公开的各方面的在形成沟道孔之后的图2中所示的
3D
阵列装置的俯视图和截面图；
[0011]图
5A
和图
5B
示出了根据本公开的各种实施例的图4中所示的
3D
存储装置的示例性部分的放大视图；
[0012]图6和图7示出了根据本公开的各方面的在形成栅极线缝隙之后的图3和图4中所示的
3D
阵列装置的俯视图和截面图；
[0013]图
8、
图9和图
10
示出了根据本公开的各方面的在制造工艺中的某些阶段处的图6和图7中所示的
3D
阵列装置的截面图；
[0014]图
11
和图
12
示出了根据本公开的各方面的在制造工艺中的某些阶段处的图
10
中所示的
3D
阵列装置的截面图；
[0015]图
13
示出了根据本公开的各方面的示例性外围装置的截面图；
[0016]图
14
示出了根据本公开的各方面的在图
12
中所示的
3D
阵列装置与图
13
中所示的外围装置键合之后的
3D
存储装置的截面图；
[0017]图
15
示出了根据本公开的各方面的
3D
存储装置的制造的示意性流程图；以及
[0018]图
16
示出了根据本公开的各种实施例的存储设备的框图
。
具体实施方式
[0019]下文参考附图描述了根据本公开的各方面的技术方案
。
在可能的情况下，在整个附图中使用相同的附图标记来指代相同或类似的部分
。
显然，所描述的方面只是本公开的各方面中的一些方面，但不是所有方面
。
各方面中的特征可以交换和
/
或结合
。
[0020]图1‑
12
示意性地示出了根据本公开的各方面的示例性
3D
阵列装置
100
的制造工艺
。3D
阵列装置
100
是存储装置的一部分，并且也可以被称为
3D
存储器结构
。
在各图中，俯视图处于
X
‑
Y
平面中，并且截面图处于
Y
‑
Z
平面中或沿
X
‑
Y
平面中的线
。
[0021]如图1中的截面图中所示，
3D
阵列装置
100...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三维
(3D)
存储装置，包括：层堆叠体；沟道层，延伸穿过所述层堆叠体；以及功能层，延伸穿过所述层堆叠体并位于所述沟道层和所述层堆叠体之间，所述功能层包括电荷陷阱层，所述电荷陷阱层包括碳区域，所述碳区域包括特定量的碳元素
。2.
根据权利要求1所述的
3D
存储装置，其中：所述功能层还包括阻挡层和隧道绝缘层，所述隧道绝缘层位于所述沟道层和所述电荷陷阱层之间，所述电荷陷阱层位于所述隧道绝缘层和所述阻挡层之间
。3.
根据权利要求2所述的
3D
存储装置，还包括：处于所述隧道绝缘层和所述电荷陷阱层的所述碳区域之间的界面
。4.
根据权利要求2所述的
3D
存储装置，其中：所述电荷陷阱层的所述碳区域相对于所述阻挡层靠近所述隧道绝缘层
。5.
根据权利要求2所述的
3D
存储装置，其中，所述电荷陷阱层还包括：与所述碳区域相邻并且比所述碳区域厚的区域
。6.
根据权利要求1所述的
3D
存储装置，其中：在垂直于所述电荷陷阱层延伸的方向上，所述碳区域的厚度为所述电荷陷阱层的厚度的四十分之一至五分之一
。7.
根据权利要求1所述的
3D
存储装置，其中：在垂直于所述电荷陷阱层延伸的方向上，所述碳区域的厚度为
0.5nm。8.
根据权利要求5所述的
3D
存储装置，其中：所述碳区域包括氮元素和硅元素中的至少一种以及碳元素，并且与所述碳区域相邻的所述区域包括氮元素和硅元素中的至少一种并且不包含碳元素
。9.
根据权利要求8所述的
3D
存储装置，其中：所述碳区域包括氮化硅和碳元素，并且与所述碳区域相邻的所述区域包括氮化硅并且不包含碳元素
。10.
根据权利要求5所述的
3D
存储装置，其中：与所述碳区域相邻的所述区域包括多个层
。11.
根据权利要求1所述的
3D
存储装置，其中：所述层堆叠体包括交替堆叠的导体层和电介质层
。12.
根据权利要求2所述的
3D
存储装置，还包括：衬底，所述层堆叠体位于所述衬底上；半导体层，位于所述衬底与所述层堆叠体之间并且连接到所述沟道层
。13.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启光，蒲浩，李拓，赵英杰，
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：