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具有正交存储器开口和支撑开口阵列的三维存储器器件及其制造方法技术

技术编号:40581909 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-06 17:25
在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠。该间隔物材料层形成为导电层,或者随后被该导电层替换。穿过该交替堆叠形成存储器开口和支撑开口。该存储器开口以具有平行于第一水平方向的最近相邻方向的第一六边形阵列进行布置,并且该支撑开口以具有垂直于该第一水平方向的最近相邻方向的第二六边形阵列进行布置。存储器开口填充结构在该存储器开口中的相应一个存储器开口内形成,并且支撑柱结构在该支撑开口中的相应一个支撑开口内形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开整体涉及半导体器件领域,并且特别是涉及一种三维存储器器件和其制造方法,其中存储器开口以具有平行于第一水平方向的最近相邻方向的第一六边形阵列进行布置,并且支撑开口以具有垂直于第一水平方向的最近相邻方向的第二六边形阵列进行布置。


技术介绍

1、每个单元具有一个位的三维竖直nand串在t.endoh等人的名称为“具有堆叠的包围栅极晶体管(s-sgt)结构化单元的新型超高密度存储器(novel ultra high densitymemory with a stacked-surrounding gatetransistor(s-sgt)structured cell)”,iedmproc.(2001)33-36的文章中公开。


技术实现思路

1、根据本公开的一方面,提供了一种三维存储器器件,所述三维存储器器件包括:绝缘层和导电层的交替堆叠,所述交替堆叠位于衬底上方,其中所述交替堆叠包括:存储器阵列区,在所述存储器阵列区中存在交替堆叠内的每个层;以及阶梯区,在所述阶梯区中,导电层的横向范围随距衬底的竖直距离的函数而减小;存储器开口,所述存储器开口竖直延伸穿过存储器阵列区中的交替堆叠并且各自具有第一横向尺寸;存储器开口填充结构,所述存储器开口填充结构位于存储器开口中的相应一个存储器开口内,其中所述存储器开口填充结构以具有平行于第一水平方向的最近相邻方向的第一六边形阵列进行布置;支撑开口,所述支撑开口竖直延伸穿过阶梯区中的交替堆叠,并且各自具有不同于第一横向尺寸的第二横向尺寸;以及支撑柱结构,所述支撑柱结构位于支撑开口中的相应一个支撑开口内,其中所述支撑柱结构以具有垂直于第一水平方向的最近相邻方向的第二六边形阵列进行布置。

2、根据本公开的另一方面,提供了一种形成三维存储器器件的方法,所述方法包括:在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠,其中所述间隔物材料层形成为导电层或随后被导电层替换;对交替堆叠进行图案化,其中所述交替堆叠包括:存储器阵列区,在所述存储器阵列区中存在交替堆叠内的每个层;以及阶梯区,在所述阶梯区中,间隔物材料层的横向范围随距衬底的竖直距离的函数而减小;穿过存储器阵列区中的交替堆叠形成存储器开口,其中所述存储器开口以具有平行于第一水平方向的最近相邻方向的第一六边形阵列进行布置;穿过阶梯区中的交替堆叠形成支撑开口,其中所述支撑开口以具有垂直于第一水平方向的最近相邻方向的第二六边形阵列进行布置;在存储器开口中的相应一个存储器开口内形成存储器开口填充结构;以及在支撑开口中的相应一个支撑开口内形成支撑柱结构。

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【技术保护点】

1.一种三维存储器器件,所述三维存储器器件包括:

2.根据权利要求1所述的三维存储器器件,其中:

3.根据权利要求2所述的三维存储器器件,其中所述第二直径与所述第一直径的比率在1.25至1.70的范围内。

4.根据权利要求1所述的三维存储器器件,其中所述存储器开口填充结构中的每个存储器开口填充结构包括相应竖直半导体沟道和相应竖直存储器元件堆叠。

5.根据权利要求4所述的三维存储器器件,其中:

6.根据权利要求4所述的三维存储器器件,其中所述竖直存储器元件堆叠中的每个竖直存储器元件堆叠包括电荷存储层的位于所述导电层的层级处的部分。

7.根据权利要求4所述的三维存储器器件,其中:

8.根据权利要求1所述的三维存储器器件,所述三维存储器器件还包括后向阶梯式介电材料部分,所述后向阶梯式介电材料部分位于所述阶梯区中的所述交替堆叠上方并且具有接触所述交替堆叠的阶梯式表面,其中所述支撑开口和所述支撑柱结构竖直延伸穿过所述后向阶梯式介电材料部分。

9.根据权利要求8所述的三维存储器器件,所述三维存储器器件还包括接触通孔结构,所述接触通孔结构竖直延伸穿过所述后向阶梯式介电材料部分,并且与所述导电层中的相应一个导电层接触,并且具有位于相同水平平面内的相应顶表面。

10.根据权利要求1所述的三维存储器器件,所述三维存储器器件还包括:

11.一种形成三维存储器器件的方法,所述方法包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其中所述存储器开口和所述支撑开口通过以下操作来形成:

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述各向异性蚀刻工艺同时对穿过所述交替堆叠的所述存储器开口和所述支撑开口进行蚀刻。

14.根据权利要求12所述的方法,其中所述光致抗蚀剂层中的所述开口图案包括:

15.根据权利要求14所述的方法,其中通过单次光刻曝光工艺与单次光刻显影工艺的组合来同时形成所述存储区开口的第一图案和所述阶梯区开口的第二图案。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述单次光刻曝光工艺采用从六极辐射源产生的离轴照明来产生源辐射。

17.根据权利要求16所述的方法,其中在所述单次光刻曝光工艺期间采用光刻掩模以将源光束转变成具有照射在所述光致抗蚀剂层上的照明图案的照明光束,其中通过包括所述照明光束内的零阶光束和两个一阶光束的三个光束的干涉来产生用于印刷所述第一图案的所述照明图案的第一分量。

18.根据权利要求17所述的方法,其中通过包括所述照明光束内的所述三个光束和附加一阶光束的四个光束的干涉来产生用于印刷所述第二图案的所述照明图案的第二分量。

19.根据权利要求11所述的方法,其中:

20.根据权利要求19所述的方法,其中所述第二直径与所述第一直径的比率在1.25至1.70的范围内。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种三维存储器器件,所述三维存储器器件包括:

2.根据权利要求1所述的三维存储器器件,其中:

3.根据权利要求2所述的三维存储器器件,其中所述第二直径与所述第一直径的比率在1.25至1.70的范围内。

4.根据权利要求1所述的三维存储器器件,其中所述存储器开口填充结构中的每个存储器开口填充结构包括相应竖直半导体沟道和相应竖直存储器元件堆叠。

5.根据权利要求4所述的三维存储器器件,其中:

6.根据权利要求4所述的三维存储器器件,其中所述竖直存储器元件堆叠中的每个竖直存储器元件堆叠包括电荷存储层的位于所述导电层的层级处的部分。

7.根据权利要求4所述的三维存储器器件,其中:

8.根据权利要求1所述的三维存储器器件,所述三维存储器器件还包括后向阶梯式介电材料部分,所述后向阶梯式介电材料部分位于所述阶梯区中的所述交替堆叠上方并且具有接触所述交替堆叠的阶梯式表面,其中所述支撑开口和所述支撑柱结构竖直延伸穿过所述后向阶梯式介电材料部分。

9.根据权利要求8所述的三维存储器器件,所述三维存储器器件还包括接触通孔结构,所述接触通孔结构竖直延伸穿过所述后向阶梯式介电材料部分,并且与所述导电层中的相应一个导电层接触,并且具有位于相同水平平面内的相应顶表面。

10.根据权利要求1所述的三维存储器器件,所述三维存储器器件还包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:飞冈晃洋田中祐介
申请(专利权)人:桑迪士克科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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