[发明专利]多堆叠层三维存储器件

说明书

公开了具有多个存储堆叠层的三维(3D)存储器件以及用于形成3D存储器件的方法的实施例。在示例中，3D存储器件包括第一器件芯片、第二器件芯片和键合界面。第一器件芯片包括外围器件和第一互连层。第二器件芯片包括衬底、设置在衬底的相对侧上的两个存储堆叠层、两个存储器串、以及第二互连层，其中每个存储器串垂直延伸穿过两个存储堆叠层中的一个。键合界面垂直地形成在第一器件芯片的第一互连层和第二器件芯片的第二互连层之间。

背景技术

本公开的实施例涉及三维(3D)存储器件及其制造方法。

通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，将平面存储单元缩放到更小的尺寸。然而，随着存储单元的特征尺寸接近下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性且成本高。结果，平面存储单元的存储密度接近上限。

3D存储器架构可以解决平面存储单元中的密度限制。3D存储器架构包括存储阵列和用于控制进出存储阵列的信号的外围器件。

发明内容

本文公开了具有多个存储堆叠层的3D存储器件及其制造方法的实施例。

在一个示例中，3D存储器件包括第一器件芯片、第二器件芯片和键合界面。第一器件芯片包括外围器件和第一互连层。第二器件芯片包括衬底、设置在衬底的相对侧上的两个存储堆叠层、两个存储器串、以及第二互连层，其中每个存储器串垂直延伸穿过两个存储堆叠层中的一个。键合界面垂直地形成在第一器件芯片的第一互连层和第二器件芯片的第二互连层之间。

在另一示例中，3D存储器件包括第一器件芯片、第二器件芯片和键合界面。第一器件芯片包括外围器件和第一互连层。第二器件芯片包括衬底、形成在衬底上并包括一个在另一个之上设置的两个存储堆栈的存储堆叠层、两个存储器串、以及第二互连层，其中每个存储器串垂直延伸穿过两个存储堆栈中的一个。键合界面垂直地形成在第一器件芯片的第一互连层和第二器件芯片的第二互连层之间。

在又一个示例中，公开了一种用于形成3D存储器件的方法。外围器件形成在第一芯片衬底上。第一互连层形成在第一芯片衬底上的外围器件之上。第一存储堆叠层形成在第二芯片衬底的第一侧上。形成垂直延伸穿过第一存储堆叠层的第一存储器串。第二存储堆叠层形成在与第二芯片衬底的第一侧相对的第二侧上。形成垂直延伸穿过第二存储堆叠层的第二存储器串。第二互连层形成在第一和第二存储堆叠层中的一个之上。第一芯片衬底和第二芯片衬底在第一互连层和第二互连层之间的键合界面处键合。

在又一个示例中，公开了一种用于形成3D存储器件的方法。外围器件形成在第一芯片衬底上。第一互连层形成在第一芯片衬底上的外围器件之上。在第二芯片衬底上形成包括一个在另一个之上形成的两个存储堆栈的存储堆叠层。形成两个存储器串，每个存储器串垂直延伸穿过两个存储堆栈中的一个。在存储堆叠层之上形成第二互连层。第一芯片衬底和第二芯片衬底在第一互连层和第二互连层之间的键合界面处键合。

附图说明

并入本文中并且构成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用来对本公开的原理进行解释，并且使相关领域技术人员能够实施和使用本公开。

图1示出了根据本公开的一些实施例的具有多个存储堆叠层的示例性3D存储器件的横截面。

图2A示出了根据本公开的一些实施例的具有多个存储堆叠层的另一示例性3D存储器件的横截面。

图2B示出了根据本公开的一些实施例的具有多个存储堆叠层的又一示例性3D存储器件的横截面。

图3A-3B示出了根据本公开的一些实施例的用于形成示例性外围器件芯片的制造工艺。

图4A-4D示出了根据本公开的一些实施例的用于形成示例性双面存储阵列器件芯片的制造工艺。

图5A-5G示出了根据本公开的各种实施例的用于形成示例性多堆栈存储阵列器件芯片的制造工艺。