[发明专利]三维存储器件中的堆栈间插塞及其形成方法

权利要求书

1.一种三维(3D)存储器件，包括：

衬底；

处于所述衬底上方的包括第一多个交错的导体层和电介质层的第一存储器堆栈；

竖直延伸通过所述第一存储器堆栈的第一沟道结构，并且所述第一沟道结构包括：

沿所述第一沟道结构的侧壁的第一存储器膜和第一半导体沟道；以及

处于所述第一沟道结构的上部部分中并且与所述第一半导体沟道接触的堆栈间插塞，其中，所述堆栈间插塞的横向表面是平滑的；

处于所述第一存储器堆栈上方的包括第二多个交错的导体层和电介质层的第二存储器堆栈；以及

竖直延伸通过所述第二存储器堆栈的第二沟道结构，并且所述第二沟道结构包括沿所述第二沟道结构的侧壁的第二存储器膜和第二半导体沟道，其中，所述第二半导体沟道与所述堆栈间插塞接触，其中，所述堆栈间插塞的顶表面与所述第一半导体沟道的上端平齐，并且所述堆栈间插塞的顶表面低于所述第一存储器膜的上端。

2.根据权利要求1中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述第二沟道结构包括下部部分，所述第二存储器膜的部分在所述下部部分中横向延伸。

3.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中，所述第二沟道结构的所述下部部分的厚度不大于所述第二存储器膜的厚度的两倍。

4.根据权利要求3所述的3D存储器件，其中，所述第二沟道结构的所述下部部分的厚度处于大约20nm和大约40nm之间。

5.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中，所述第二半导体沟道竖直延伸通过所述第二沟道结构的所述下部部分，以接触所述堆栈间插塞。

6.根据权利要求1-5中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述第一半导体沟道、所述第二半导体沟道和所述堆栈间插塞中的每者包括多晶硅。

7.根据权利要求1-5中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述第一存储器膜和所述第二存储器膜中的每者包括隧穿层、存储层和阻挡层，所述隧穿层、所述存储层和所述阻挡层从相应的所述第一沟道结构或所述第二沟道结构的中心按此顺序沿径向设置。

8.根据权利要求1-5中的任何一项所述的3D存储器件，其中，所述第一存储器膜的上端不与所述堆栈间插塞接触。

9.一种用于形成三维(3D)存储器件的方法，包括：

在衬底上方形成包括多个交错的牺牲层和电介质层的第一电介质堆栈；

形成竖直延伸通过所述第一电介质堆栈并且包括第一存储器膜和第一半导体沟道的第一沟道结构；

形成(i)处于所述第一沟道结构的上部部分中并且与所述第一半导体沟道接触的堆栈间插塞以及(ii)处于所述堆栈间插塞的顶表面和所述第一电介质堆栈的顶表面之间的凹陷；

在所述凹陷中形成蚀刻停止插塞，以覆盖所述堆栈间插塞的顶表面；

在所述第一电介质堆栈上方形成包括第二多个交错的牺牲层和电介质层的第二电介质堆栈；

形成竖直延伸通过所述第二电介质堆栈并且终止于所述蚀刻停止插塞的第一开口；

从所述凹陷中去除所述蚀刻停止插塞，以形成包括所述第一开口和所述凹陷的沟道孔；

沿所述沟道孔的所述第一开口的侧壁并且在所述沟道孔的所述凹陷中形成第二存储器膜；以及

形成处于所述第二存储器膜之上并且竖直延伸通过所述第二存储器膜的处于所述凹陷中的部分以接触所述堆栈间插塞的第二半导体沟道，其中，形成所述堆栈间插塞和所述凹陷包括：

去除所述第一存储器膜和所述第一半导体沟道的上部部分；

形成具有与所述第一电介质堆栈的顶表面平齐的顶表面以及低于所述第一半导体沟道的上端的底表面的初始堆栈间插塞；以及

去除所述初始堆栈间插塞的高于所述第一半导体沟道的上端的部分，以形成所述堆栈间插塞和所述凹陷，

其中，去除所述初始堆栈间插塞的所述部分，以使得所述堆栈间插塞的顶表面与所述第一半导体沟道的上端平齐，并且使得所述堆栈间插塞的顶表面低于所述第一存储器膜的上端。