【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种三维存储装置，并且具体涉及一种阶梯接触和栅极线结构。
技术介绍
1、垂直装置技术，例如三维(3d)nand闪存技术等可以在不需要更小的存储单元的情况下实现更高的数据存储密度。在一些示例中，3d nand存储装置包括核心区域和阶梯区域。核心区域包括交替的栅极层和绝缘层的堆叠体。交替的栅极层和绝缘层的堆叠体用于形成垂直堆叠的存储单元。阶梯区域包括台阶形式的相应的栅极层，以便于形成到相应的栅极层的接触结构。接触结构用于将驱动电路系统连接到相应的栅极层以控制堆叠的存储单元。
技术实现思路
1、本公开的方面提供了一种半导体装置。半导体装置包括衬底和交替堆叠在衬底之上的包括绝缘层和栅极层的交替层的堆叠体。交替层的堆叠体包括阵列区域和接触区域。半导体装置包括穿过阵列区域中的交替层的堆叠体设置的沟道结构。每个沟道结构形成串联构造的晶体管的堆叠体，其中栅极层是晶体管的堆叠体的栅极端子。半导体装置包括设置在接触区域中的接触结构。每个接触结构电连接到栅极层之一。半导体装置包括穿过阵列区域和接触区域中的交替层的堆叠体设置的栅极线沟槽。栅极线沟槽是在接触区域中形成接触结构期间形成的。
2、在实施例中，半导体装置包括位于多个接触结构下方的一个或多个牺牲层。
3、在实施例中，每个所述接触结构包括在相应接触结构的侧壁上的第一间隔体层。
4、在实施例中，每个所述栅极线沟槽包括在相应栅极线沟槽的侧壁上的第二间隔体层。
5、在实施例中，多个接触结构中的每一个
6、本公开的方面提供了一种制造半导体装置的方法。按照该方法，绝缘层和牺牲层交替地堆叠在半导体装置的衬底之上以形成包括阵列区域和接触区域的交替层的堆叠体。阵列区域用于形成晶体管，并且接触区域用于形成接触结构以电连接晶体管的栅极端子。在接触区域中形成接触结构期间，在阵列区域和接触区域中形成栅极线沟槽。至少部分的牺牲层通过栅极线沟槽被替换为栅极层。栅极层是晶体管的栅极端子并且电连接到接触结构。
7、在实施例中，对于接触区域中的每个接触结构，接触孔形成为穿过接触区域中的交替层的堆叠体的子集。接触孔的底部是牺牲层中的一个牺牲层。第一间隔体层形成在接触孔的侧壁和底部上。去除接触孔的底部上的第一间隔体层。牺牲层中的一个牺牲层的一部分被去除以在牺牲层中的一个牺牲层中形成第一开放空间。导电材料被填充到由牺牲层中的一个牺牲层的去除部分所产生的第一开放空间中，以形成相应接触结构的导电焊盘。导电材料被填充到接触孔中以形成相应的接触结构。
8、在实施例中，在去除接触孔的底部上的第一间隔体层期间，接触孔的侧壁上的第一间隔体层得以保留。
9、在实施例中，第一间隔体层包括氧化硅并且导电材料包括钨。
10、在实施例中，在形成接触孔期间，栅极线沟槽形成在阵列区域和接触区域中。栅极线沟槽和接触孔在同一蚀刻工艺下形成，在该蚀刻工艺中，在接触孔中的具有最大深度的接触孔的形成和栅极线沟槽的形成中使用相同数量的蚀刻步骤。
11、在实施例中，在形成第一间隔体层之前，栅极线沟槽和接触孔被填充有牺牲材料。去除接触区域中的接触孔内的牺牲材料。
12、在实施例中，牺牲材料包括多晶硅。
13、在实施例中，去除接触区域中的栅极线沟槽内的牺牲材料。通过接触区域中的栅极线沟槽，去除接触区域中的与栅极线沟槽相邻的牺牲层，直至接触结构的所有导电焊盘均是开放的以连接栅极层。导电材料被填充到由去除的牺牲层所产生的第二开放空间中以形成栅极层的第一部分，以使栅极层的第一部分电连接到接触结构的导电焊盘。
14、在实施例中，在去除接触区域中的与栅极线沟槽相邻的牺牲层期间，保留接触结构的导电焊盘下方的牺牲层的至少部分。
15、在实施例中，去除阵列区域中的栅极线沟槽内的牺牲材料。通过阵列区域中的栅极线沟槽，去除阵列区域中的牺牲层。导电材料被填充到由阵列区域中的去除的牺牲层所产生的第三开放空间中，以形成栅极层的第二部分，以使栅极层的第二部分电连接到栅极层的第一部分。
16、在实施例中，阵列区域和接触区域中的栅极线沟槽被填充有一种或多种电介质材料。
17、在实施例中，对于每个栅极线沟槽，在相应的栅极线沟槽的侧壁和底部上形成第二间隔体层。电介质材料被填充到相应的栅极线沟槽中。
18、在实施例中，每个所述接触结构的临界尺寸与每个所述栅极线沟槽的临界尺寸之间的比值小于或等于阈值。
19、在实施例中，阈值在0.5和1.5之间。
20、本公开的方面提供了一种存储器系统。存储器系统包括一个或多个存储装置和耦合到并控制一个或多个存储装置的存储器控制器。一个或多个存储装置中的每一个包括衬底和交替堆叠在衬底之上的包括绝缘层和栅极层的交替层的堆叠体。交替层的堆叠体包括阵列区域和接触区域。一个或多个存储装置中的每一个包括穿过阵列区域中的交替层的堆叠体设置的多个沟道结构。每个沟道结构形成串联构造的晶体管的堆叠体，其中栅极层是晶体管的堆叠体的栅极端子。一个或多个存储装置中的每一个包括：设置在接触区域中的多个接触结构，每个接触结构电连接到栅极层中的一个栅极层；以及穿过阵列区域和接触区域中的交替层的堆叠体设置的多个栅极线沟槽。栅极线沟槽是在接触区域中形成多个接触结构期间形成的。
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1.一种制造半导体装置的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述接触结构包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在去除所述接触孔的所述底部上的所述第一间隔体层期间，所述接触孔的所述侧壁上的所述第一间隔体层被保留。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一间隔体层包括氧化硅并且所述导电材料包括钨。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述栅极线沟槽包括：
6.根据权利要求2所述的方法，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述牺牲材料包括多晶硅。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，用所述栅极层替换所述牺牲层包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在去除所述接触区域中的与所述栅极线沟槽相邻的所述牺牲层期间，保留所述接触结构的所述导电焊盘下方的所述牺牲层的至少部分。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括：
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中，填充所述栅极线沟槽包括
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触结构中的每个接触结构的临界尺寸与所述栅极线沟槽中的每个栅极线沟槽的临界尺寸之间的比值小于或等于阈值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述阈值介于0.5与1.5之间。
15.一种半导体装置，包括：
16.根据权利要求15所述的半导体装置，还包括：
17.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述多个接触结构中的每一个包括在相应的接触结构的侧壁上的第一间隔体层。
18.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述多个栅极线沟槽中的每一个包括在相应的栅极线沟槽的侧壁上的第二间隔体层。
19.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述多个接触结构中的每个接触结构的临界尺寸与所述多个栅极线沟槽中的每个栅极线沟槽的临界尺寸之间的比值小于或等于阈值。
20.一种存储器系统，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种制造半导体装置的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述接触结构包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在去除所述接触孔的所述底部上的所述第一间隔体层期间，所述接触孔的所述侧壁上的所述第一间隔体层被保留。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一间隔体层包括氧化硅并且所述导电材料包括钨。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述栅极线沟槽包括：
6.根据权利要求2所述的方法，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述牺牲材料包括多晶硅。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，用所述栅极层替换所述牺牲层包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在去除所述接触区域中的与所述栅极线沟槽相邻的所述牺牲层期间，保留所述接触结构的所述导电焊盘下方的所述牺牲层的至少部分。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括：
11.根据权利要求10所述的方法，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾最新，赵祥辉，完颜俊雄，张川，豆海清，
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：
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