[发明专利]具有Z字形狭缝结构的三维存储器件及其形成方法

说明书

公开了具有Z字形狭缝结构的3D存储器件及其形成方法的实施例。在示例中，一种3D存储器件包括衬底、包括衬底上方的交错的导电层和电介质层的存储堆叠层、各自竖直延伸穿过存储堆叠层的存储器串的阵列、以及将存储器串的阵列横向划分为多个存储区域的多个狭缝结构。多个狭缝结构中的每一个竖直延伸穿过存储堆叠层并且在平面图中以第一Z字形图案横向延伸。

本申请是申请日为2018年10月18日，申请号为201880002139.6(PCT/CN2018/110849)，发明名称为“具有Z字形狭缝结构的三维存储器件及其形成方法”的中国专利申请的分案申请。

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昂贵。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器阵列和用于控制进出存储器阵列的信号的外围器件。

发明内容

在本文中公开了具有Z字形狭缝结构的3D存储器件及其形成方法的实施例。

在一个示例中，一种3D存储器件包括衬底、包括衬底上方的交错的导电层和电介质层的存储堆叠层，各自竖直延伸穿过存储堆叠层的存储器串的阵列以及将存储器串的阵列横向划分为多个存储区域的多个狭缝结构。多个狭缝结构中的每一个竖直延伸穿过存储堆叠层并且在平面图中以第一Z字形图案横向延伸。

在另一个示例中，公开了一种用于形成3D存储器件的方法。在衬底上方形成包括交错的牺牲层和电介质层的电介质堆叠层。穿过电介质堆叠层形成多个沟道孔和多个接触孔。多个接触孔在平面图中以Z字形图案形成。在每个沟道孔中形成沟道结构。凭借通过接触孔用导电层替换电介质堆叠层中的牺牲层，形成包括交错的导电层和电介质层的存储堆叠层。形成邻接每个接触孔的侧壁的多个凹陷，从而使接触孔横向连接以形成狭缝开口。沿狭缝开口的侧壁形成间隔物，以使存储堆叠层的导电层电隔离。

在又一个示例中，公开了一种用于形成3D存储器件的方法。在衬底上方交替地沉积交错的牺牲层和电介质层。蚀刻穿过交错的牺牲层和电介质层，以在平面图中以Z字形图案形成多个沟道孔和多个接触孔。使接触孔的上部横向连接。在每个接触孔中沉积密封层。在每个沟道孔中沉积沟道结构之后，在每个接触孔中蚀刻掉密封层。通过接触孔用多个导电层替换牺牲层。蚀刻导电层的邻接每个接触孔的侧壁的部分，从而使接触孔的下部横向连接。沿每个接触孔的侧壁沉积间隔物。

附图说明

并入本文中并形成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与文字描述一起进一步用于解释本公开的原理并且使相关领域的技术人员能够实现和利用本公开。

图1示出了示例性3D存储器件的平面图。

图2A-2B示出了根据本公开的一些实施例的示例性3D存储器件中的Z字形图案中的接触孔和沟道孔的方案。

图3示出了根据本公开的一些实施例的示例性3D存储器件的横截面。

图4A-4B示出了根据本公开的一些实施例的具有Z字形狭缝结构的示例性3D存储器件的平面图。

图5A-5L示出了根据本公开的一些实施例的用于形成3D存储器件的示例性制造过程。

图6A示出了根据本公开的一些实施例的在栅极替换之后的示例性3D存储器件的平面图。

图6B示出了根据本公开的一些实施例的在狭缝结构形成之后的示例性3D存储器件的平面图。

图7示出了根据本公开的一些实施例的用于形成3D存储器件的示例性方法的流程图。