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形成微电子装置的方法及相关微电子装置、存储器装置和电子系统制造方法及图纸

技术编号:40555510 阅读:11 留言:0更新日期:2024-03-05 19:16
本申请案涉及形成微电子装置的方法及相关微电子装置、存储器装置和电子系统。微电子装置包含堆叠结构,所述堆叠结构包括通过介电槽结构彼此分离的块且各自包含按层布置的导电结构和绝缘结构的竖直交替序列。所述块中的至少一个包括体育场式结构,所述体育场式结构包括相对阶梯结构,每一阶梯结构具有包括所述层的边缘的梯级;以及填充沟槽,其竖直上覆于所述块中的所述至少一个的所述体育场式结构的水平边界且在所述水平边界内。所述填充沟槽包含:介电衬里材料,其处于所述体育场式结构的所述相对阶梯结构上及两个桥接区的内侧壁上;以及至少一个介电结构,其掺杂有碳和硼中的一或多个,所述至少一个介电结构处于所述介电衬里材料上,所述至少一个介电结构与所述体育场式结构的所述梯级水平重叠。

【技术实现步骤摘要】

在各种实施例中,本公开大体上涉及微电子装置设计和制造的领域。更具体地说,本公开涉及形成微电子装置的方法及相关微电子装置、存储器装置和电子系统


技术介绍

1、微电子装置设计者通常希望通过减小个别特征的尺寸且通过减小相邻特征之间的分离距离来增大微电子装置内的特征的集成度或密度。此外,微电子装置设计者通常希望设计出不仅紧凑且还能提供性能优点的架构,以及简化的、制造起来更容易且更便宜的设计。

2、微电子装置的一个实例是存储器装置。存储器装置通常被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(nvm)装置,例如快闪存储器装置(例如,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为利用竖直存储器阵列(也称为“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的结构的一或多个叠组(例如,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,此配置准许通过在裸片上向上(例如,竖直)构建阵列来使更多数目的切换装置(例如,晶体管)以裸片面积(即,所消耗的有源表面的长度和宽度)为单位定位。

3、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的导电材料与控制逻辑装置(例如,串驱动器)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。一种形成此类电连接的方法包含在存储器装置的堆叠结构的层的边缘(例如,水平末端)处形成所谓的“阶梯”(或“阶级”)结构。阶梯结构包含限定层的导电材料的接触区的个别“梯级”,导电接触结构可定位在其上以提供对导电材料的电气接入。又可采用导电布线结构将导电接触结构耦合到控制逻辑装置。不利的是,由于特征装填密度已增大且构型误差的容限已减小,因此常规制造方法和所得结构配置已导致可能降低所需的存储器装置性能、可靠性和耐久性的不合意的缺陷。


技术实现思路

1、本公开的实施例包含一种微电子装置。所述微电子装置包含堆叠结构,所述堆叠结构包括通过介电槽结构彼此分离的块且各自包含按层布置的导电结构和绝缘结构的竖直交替序列。块中的至少一个包含体育场式结构,所述体育场式结构包括相对阶梯结构,每一阶梯结构具有包括层的边缘的梯级;以及填充沟槽,其竖直上覆于块中的至少一个的体育场式结构的水平边界且在所述水平边界内。填充沟槽包含介电衬里材料,所述介电衬里材料处于体育场式结构的相对阶梯结构上及两个桥接区的内侧壁上。填充沟槽进一步包含介电衬里材料上的掺杂有碳和硼中的一或多个的至少一个介电结构,所述至少一个介电结构与体育场式结构的梯级水平重叠。

2、本公开的另一实施例包含一种形成微电子装置的方法。所述方法包含形成初步堆叠结构,所述初步堆叠结构包括按初步层布置的牺牲材料和绝缘材料的竖直交替序列,所述初步堆叠结构进一步包括至少一个体育场式结构。方法进一步包含在初步堆叠结构的表面上形成第一介电衬里材料,所述第一介电衬里材料限定竖直上覆于至少一个体育场式结构的水平区域且在所述水平区域内的至少一个沟槽。方法亦包含在第一介电衬里材料上方及至少一个沟槽内形成第二介电衬里材料,所述第二介电衬里材料具有与第一介电衬里材料不同的组成。方法进一步包含用至少一种掺杂剂掺杂第二介电衬里材料,所述至少一种掺杂剂配制成相对于第一介电衬里材料和牺牲材料降低第二介电衬里材料的蚀刻速率。方法亦包含在掺杂的第二介电衬里材料上方及至少一个沟槽内形成介电填充材料,所述介电填充材料具有与掺杂的第二介电衬里材料不同的材料组成。方法进一步包含用导电材料替换初步堆叠结构的牺牲材料以形成堆叠结构,所述堆叠结构具有各自包括导电材料和竖直邻近于导电材料的绝缘材料的层。

3、本公开的另一实施例包含一种存储器装置。存储器装置包含堆叠结构,所述堆叠结构包括各自包括导电材料和与导电材料竖直相邻的绝缘材料的层。存储器装置进一步包含体育场式结构,所述体育场式结构包括阶梯结构,所述阶梯结构分别具有梯级,所述梯级包括堆叠结构的至少一些层的水平末端。存储器装置还包含体育场式结构的表面上的介电衬里材料。存储器装置进一步包含介电结构,所述介电结构处于介电衬里材料上且基本上限制在体育场式结构的梯级的水平边界内,所述介电结构各自包括掺杂有碳和硼中的一或多个的介电氮化物材料。存储器装置还包含介电结构和介电衬里材料上方的介电填充材料。存储器装置进一步包含存储器单元串,所述存储器单元串竖直延伸穿过与体育场式结构水平相邻的堆叠结构的一部分。

4、本公开的其它实施例包含一种电子系统。所述电子系统包含:输入装置;输出装置;处理器装置,其以可操作方式耦合到输入装置和输出装置;以及存储器装置,其以可操作方式耦合到处理器装置且包括至少一个微电子装置结构。微电子装置结构包含堆叠结构,所述堆叠结构具有按层布置的导电材料和绝缘材料的竖直交替序列,所述堆叠结构包括通过至少一个介电结构彼此分离的至少两个块。至少两个块中的每一个包含体育场式结构,所述体育场式结构包括相对阶梯结构,所述阶梯结构分别具有梯级,所述梯级包括堆叠结构的层中的至少一些的水平末端。块进一步包含体育场式结构的表面上的介电衬里材料。块还包含至少一个介电平台结构,所述至少一个介电平台结构处于介电衬里材料上且包括掺杂有碳和硼中的一或多个的介电材料,所述至少一个介电平台结构与体育场式结构的相对阶梯结构的梯级水平重叠。块还包含介电结构和介电衬里材料上方的介电填充材料。

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【技术保护点】

1.一种微电子装置,其包括:

2.根据权利要求1所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构具有在约0.5原子%至约20原子%范围内的碳和硼中的所述一或多个的浓度。

3.根据权利要求1所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构在其整个厚度上具有碳和硼中的所述一或多个的基本上均一分布。

4.根据权利要求1所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构在其上表面附近的碳和硼中的所述一或多个的浓度比在其下表面附近的浓度更大。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构仅包括一个在所述体育场式结构的所有所述梯级的水平区域上方基本上连续延伸的介电结构。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述介电结构包括在所述介电衬里材料上方彼此离散的多个介电结构。

7.根据权利要求6所述的微电子装置,其中所述多个介电结构中的每一个基本上分别限制在所述体育场式结构的所述梯级中的一个的水平区域内。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构包括碳掺杂氮化硅。

9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述块中的所述至少一个进一步包括:

10.一种形成微电子装置的方法,其包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括选择所述至少一种掺杂剂以包括碳和硼中的一或多个。

12.根据权利要求11所述的方法,其中用至少一种掺杂剂掺杂所述第二介电衬里材料包括跨所述第二介电衬里材料的厚度形成所述至少一种掺杂剂的梯度。

13.根据权利要求12所述的方法,其中跨所述第二介电衬里材料的厚度形成所述至少一种掺杂剂的梯度包括向所述第二介电衬里材料赋予在其上边界附近的所述至少一种掺杂剂的原子浓度比在其下边界附近的原子浓度相对更大。

14.根据权利要求12所述的方法,其中跨所述第二介电衬里材料的厚度形成所述至少一种掺杂剂的梯度包括向所述第二介电衬里材料赋予在其上边界附近的所述至少一种掺杂剂的原子浓度比在其下边界附近的原子浓度相对更低。

15.根据权利要求10至14中任一权利要求所述的方法,其进一步包括:

16.根据权利要求15所述的方法,其进一步包括:

17.根据权利要求10至14中任一权利要求所述的方法,其进一步包括去除所述第二介电衬里材料的部分以在所述至少一个体育场式结构的梯级上方形成离散介电结构,所述至少一个体育场式结构的所述梯级中的每一个在其水平区域内具有与所述至少一个体育场式结构的所述梯级中的每一其它梯级不同的所述离散介电结构中的一个。

18.一种存储器装置,其包括:

19.根据权利要求18所述的存储器装置,其中所述介电结构各自包括掺杂有碳的氮化硅。

20.根据权利要求18所述的存储器装置,其中所述介电结构中的每一个具有在约0.5原子%至约20原子%范围内的碳和硼中的所述一或多个的原子浓度。

21.根据权利要求18所述的存储器装置,其中所述介电结构中的每一个在其上边界附近的碳和硼中的所述一或多个的原子浓度比在其下边界附近的原子浓度相对更大。

22.根据权利要求18至21中任一权利要求所述的存储器装置,其中所述介电结构中的每一个在其下边界附近的碳和硼中的所述一或多个的原子浓度比在其上边界附近的原子浓度相对更大。

23.一种电子系统,其包括:

24.根据权利要求23所述的电子系统,其中所述至少一个介电平台结构包括跨所述体育场式结构的所述相对阶梯结构的所有所述梯级基本上连续延伸的单个介电平台结构。

25.根据权利要求23所述的电子系统,其中所述至少一个介电平台结构包括彼此离散的多个介电平台结构,所述多个介电平台结构中的每一个分别基本上限制在所述体育场式结构的所述相对阶梯结构的所述梯级中的一个的水平区域内。

26.根据权利要求23至25中任一权利要求所述的电子系统,其中所述至少一个介电平台结构跨其厚度具有非均一浓度的碳和硼中的所述一或多个。

...

【技术特征摘要】

1.一种微电子装置,其包括:

2.根据权利要求1所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构具有在约0.5原子%至约20原子%范围内的碳和硼中的所述一或多个的浓度。

3.根据权利要求1所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构在其整个厚度上具有碳和硼中的所述一或多个的基本上均一分布。

4.根据权利要求1所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构在其上表面附近的碳和硼中的所述一或多个的浓度比在其下表面附近的浓度更大。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构仅包括一个在所述体育场式结构的所有所述梯级的水平区域上方基本上连续延伸的介电结构。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述介电结构包括在所述介电衬里材料上方彼此离散的多个介电结构。

7.根据权利要求6所述的微电子装置,其中所述多个介电结构中的每一个基本上分别限制在所述体育场式结构的所述梯级中的一个的水平区域内。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述至少一个介电结构包括碳掺杂氮化硅。

9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置,其中所述块中的所述至少一个进一步包括:

10.一种形成微电子装置的方法,其包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括选择所述至少一种掺杂剂以包括碳和硼中的一或多个。

12.根据权利要求11所述的方法,其中用至少一种掺杂剂掺杂所述第二介电衬里材料包括跨所述第二介电衬里材料的厚度形成所述至少一种掺杂剂的梯度。

13.根据权利要求12所述的方法,其中跨所述第二介电衬里材料的厚度形成所述至少一种掺杂剂的梯度包括向所述第二介电衬里材料赋予在其上边界附近的所述至少一种掺杂剂的原子浓度比在其下边界附近的原子浓度相对更大。

14.根据权利要求12所述的方法,其中跨所述第二介电衬里材料的厚度形成所述至少一种掺杂剂的梯度包括向所述第二介...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·巴博利王宜平李晓徐丽芳J·M·梅尔德里姆J·K·琼斯拉曼罗双强
申请(专利权)人:美光科技公司
类型:发明
国别省市:

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