三维存储器及其制造方法与流程

文档序号:15401269发布日期:2018-09-11 17:34阅读:159来源:国知局

本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种三维存储器及其制造方法。



背景技术:

随着技术的发展,半导体工业不断寻求新的方式生产,以使得存储器装置中的每一存储器裸片具有更多数目的存储器单元。在非易失性存储器中,例如nand存储器,增加存储器密度的一种方式是通过使用垂直存储器阵列,即3dnand(三维nand)存储器;随着集成度的越来越高,3dnand存储器已经从32层发展到64层,甚至更高的层数。

失效分析是通过对失效器件的理化实验和理论分析找出失效的机理,提出减少或消除与失效机理相关失效模式的全过程。在半导体器件的设计、研制、生产、可靠性试验及质量信息反馈等过程中,都离不开失效分析。

在对存储器进行失效分析的过程中,失效点的精确定位是一个基本前提。在定位过程中,经常需要定位到某一块存储区(block),甚至是块存储区中的某个具体的阵列共源极(arraycommonsource,acs)。但是,现有的定位方法只能通过人为数地址并在fib(forwardinformationdatabase,转发信息库)打开mark(标记)来进行定位。但是,人为数地址的方式费时费力且易出错,使用fib定位增加了失效分析的时间,也是对fib资源的一种浪费。

因此,如何实现对存储器中目标地址快速、准确的定位,是目前亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明提供一种三维存储器及其制造方法,用以实现对存储器中目标地址快速、准确的定位,提高存储器的生产效率。

为了解决上述问题,本发明提供了一种三维存储器,包括:

存储区域,包括至少一个块存储区;

标识结构,包括至少一个标识;

所述标识位于所述存储区域或者位于所述存储区域的外围,用于标示所述存储区域在所述三维存储器中的地址。

优选的,所述三维存储器包括多个呈阵列排布的存储区域;所述标识结构包括多个互不相同的标识,所述多个互不相同的标识与所述多个存储区域一一对应,以标示每一存储区域在所述三维存储器中的地址。

优选的,所述标识包括至少一子标识,所述子标识用于标示所述存储区域中的块存储区在所述三维存储器中的地址。

优选的,所述块存储区包括由栅线隔槽区划分而成的若干指存储区;

所述三维存储器还包括:位于所述指存储区的若干层间隔排列的栅极;

位于所述栅线隔槽区的阵列共源极。

优选的,所述子标识位于所述指存储区;或者,所述子标识位于所述栅线隔槽区;或者,所述子标识位于所述栅线隔槽区的外围。

优选的,位于所述栅线隔槽区外围的所述子标识由自所述阵列共源极的末端向远离若干层所述栅极的方向延伸形成。

优选的,还包括位于所述指存储区的介质层,所述介质层覆盖若干层所述栅极;

位于所述指存储区的子标识位于所述介质层内。

优选的,所述标识构造为图案。

优选的,所述图案为字符。

优选的,所述标识为具有图案的图形块。

优选的,所述三维存储器为3dnand存储器。

为了解决上述问题,本发明还提供了一种三维存储器的制造方法,包括如下步骤:

在所述三维存储器的存储区域或者存储区域的外围形成标识结构,所述标识结构包括至少一个标识,用于标示所述存储区域在所述三维存储器中的地址,所述存储区域包括至少一个块存储区。

优选的,所述标识包括至少一子标识,所述子标识用于标示所述存储区域中的块存储区在所述三维存储器中的地址。

优选的,还包括如下步骤:

提供一块存储区;

刻蚀所述块存储区,形成栅线隔槽区,所述栅线隔槽区将所述块存储区划分为若干指存储区,所述指存储区包括若干层间隔排列的栅极;

填充导电层于所述栅线隔槽区,形成阵列共源极。

优选的,还包括与所述栅线隔槽区的栅线隔槽连通的标识槽,所述标识槽自所述栅线隔槽的末端向远离若干层所述栅极的方向延伸;

形成所述子标识的步骤包括:

沉积导电层,所述导电层填充于所述栅线隔槽区和标识槽,填充于所述标识槽的导电层作为所述子标识。

优选的,还包括如下步骤:

形成介质层,所述介质层覆盖若干层所述栅极;

刻蚀所述介质层,形成所述子标识。

本发明提供的三维存储器及其制造方法,通过在存储区域或者存储区域的外围设置包含至少一标识的标识结构,来指示存储区域在三维存储器中的地址,使得工作人员在失效分析的过程中,能够快速定位到目标地址,大大提高了工作效率和定位成功率,减少了失效分析的成本。

附图说明

附图1a是本发明第一具体实施方式中三维存储器的俯视结构示意图;

附图1b是本发明第一具体实施方式中块存储区的俯视结构示意图;

附图2是本发明第一具体实施方式中三维存储器的剖视结构示意图;

附图3是本发明第二具体实施方式中三维存储器的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的三维存储器及其制造方法的具体实施方式做详细说明。

第一具体实施方式

本具体实施方式提供了一种三维存储器,附图1a是本发明第一具体实施方式中三维存储器的俯视结构示意图,附图1b是本发明第一具体实施方式中块存储区的俯视结构示意图,附图2是本发明第一具体实施方式中三维存储器的剖视结构示意图。

在三维存储器中,每个裸片(die)的大尺寸块状区域(giantblock)中包含呈阵列排布的多个块存储区(block),例如1024个呈阵列排布的块存储区,每个块存储区中又包含一个或者多个阵列共源极(acs),由于裸片内的大多块存储区为重复性结构,块存储区内的阵列共源极也为重复性结构,故这些块存储区以及相应的阵列共源极之间并没有明显的区分。而在对存储器进行失效分析的过程中,需要准确定位到某一块存储区或是某一个阵列共源极,目前人为数地址并结合fib定位的方式,不仅费时费力,而且极易出错,导致失效分析时间的延迟以及准确率的降低。

为了提高失效分析的准确率,并缩短失效分析的时间,降低人力成本,本具体实施方式提供了一种三维存储器。本具体实施方式中的三维存储器可以是但不限于3dnand存储器。如图1a、图1b和图2所示,本具体实施方式提供的三维存储器,包括:存储区域20和标识结构。所述存储区域20,包括至少一个块存储区10。

所述标识结构包括至少一标识;所述标识位于所述存储区域20或者位于所述存储区域20的外围,用于标示所述存储区域20在所述三维存储器中的地址。其中,所述存储区域20在所述三维存储器中的地址,是指所述存储区域20在所述三维存储器中的位置信息。

通过在三维存储器中增加用于标示存储区域地址的标识结构,使得工作人员在对三维存储器进行失效分析的过程中,根据标识结构可以快速、准确的定位到目标地址,极大的提高了定位效率以及失效分析的准确率,节省了人力资源,减少了fib资源的浪费。

为了进一步提高失效分析中的定位效率,优选的,所述三维存储器包括多个呈阵列排布的存储区域20;所述标识结构包括多个互不相同的标识,所述多个互不相同的标识与所述多个存储区域20一一对应,以标示每一存储区域20在所述三维存储器中的地址。通过将三维存储器中的若干个块存储区划分为多个存储区域,且设置多个互不相同的标识,是为了便于根据所述标识更快的确定与其对应的存储区域在所述三维存储器中的具体地址。例如,用户可以根据标识快速定位到目标存储区域,进而通过目标存储区域定位到目标块存储区。

其中,每一存储区域可以仅包含一个块存储区10,此时,标识的数量与块存储区10的数量相等,从而进一步提高精准定位的效率;每一存储区域也可以包含多个块存储区10,此时,标识的数量小于块存储区10的数量,从而可以简化三维存储器的制造工艺。

优选的,所述标识包括至少一子标识,所述子标识用于标示所述存储区域20中的块存储区10在所述三维存储器中的地址。块存储区在所述三维存储器中的地址,是指所述块存储区在所述三维存储器中的位置信息。采用子标识结构,不仅可以定位到存储区域的地址,还可以进一步快速定位到块存储区的地址,进一步提高了失效分析中定位的效率。不仅如此,本领域技术人员还可以在每一子标识中设置至少一分标识,所述分标识用于标示所述块存储区10中的阵列共源极在所述三维存储器中的地址。阵列共源极在所述三维存储器中的地址,是指所述阵列共源极在所述三维存储器中的位置信息。通过所述分标识可以直接定位到目标阵列共源极,使得定位效率进一步提高。

如图1a、1b、2所示,所述块存储区10包括由栅线隔槽区划分而成的若干指存储区(finger)101;所述三维存储器还包括:位于所述指存储区101的若干层间隔排列的栅极1011,以及位于所述栅线隔槽区的阵列共源极102。其中,所述块存储区10中所包含的指存储区101的具体个数,可以是两个或者两个以上,本具体实施方式以所述块存储区10包括由三条栅线隔槽区划分而成的四个指存储区101为例进行说明。

所述块存储区10包括用于数据存储的核心区域201以及围绕所述核心区域201设置的台阶区域。具体来说,所述指存储区101包括形成在衬底22上的堆叠结构,所述堆叠结构包括沿垂直于所述衬底22的方向交替堆叠的栅极1011和绝缘层1012。所述堆叠结构包括台阶结构区2021和核心结构区2011,其中,所述台阶结构区2021位于所述堆叠结构的端部。所述台阶结构区2021包括沿垂直于所述衬底22的方向堆叠的若干层台阶,每层台阶具有一个栅极/绝缘层对或多个栅极/绝缘层对,且下层台阶中的栅极/绝缘层对沿水平方向突出于上层台阶中的栅极/绝缘层对。所述台阶结构区2021用于与金属插塞23的一端连接,所述金属插塞23的另一端与互连结构(未图示)连接。所述堆叠结构中除所述台阶结构区2021之外的区域为所述核心结构区2011,所述核心结构区2011用于数据的存储。所述堆叠结构的堆叠层数例如可以是32层、64层等,堆叠结构的堆叠层数越多,越能提高三维存储器的集成度。所述块存储区10中的相邻指存储区101由所述栅线隔槽区分隔,且所述阵列共源极102填充于所述栅线隔槽区。

在本具体实施方式中,所述子标识25位于所述指存储区101。

具体来说,如图2所示,所述指存储区101还包括介质层26,所述介质层26覆盖若干层所述栅极1011;位于所述指存储区的子标识25位于所述介质层26内。所述介质层26覆盖所述堆叠结构;所述子标识25可以位于所述核心结构区2011上方的所述介质层26中,也可以位于所述台阶结构区2021上方的所述介质层26中。

为了便于用户识别,优选的,所述标识与所述子标识均可为图案。更优选的,所述图案为字符。或者,为了简化制造工艺,优选的,所述标识与所述子标识均可为具有图案的图形块。

为了解决上述问题,本具体实施方式还提供了一种三维存储器的制造方法。本具体实施方式制造得到的三维存储器的结构如图1a、1b、2所示。

本具体实施方式提供的三维存储器的制造方法,包括如下步骤:

在所述三维存储器的存储区域20或者存储区域20的外围形成标识结构,所述标识结构包括至少一个标识,用于标示所述存储区域20在所述三维存储器中的地址,所述存储区域20包括至少一个块存储区10。

为了进一步提高定位效率,优选的,所述标识包括至少一子标识,所述子标识用于标示所述存储区域中的块存储区在所述三维存储器中的地址。根据所述子标识,可以直接定位到目标块存储区,由于每一块存储区中阵列共源极的数量较少,进而也可以快速定位到目标阵列共源极。

优选的,所述三维存储器的制造方法还包括如下步骤:

(a)提供一块存储区10。所述块存储区包括形成在衬底22上的堆叠结构,所述堆叠结构包括沿垂直于所述衬底22的方向交替堆叠的栅极1011和绝缘层1012。

(b)刻蚀所述块存储区10,形成栅线隔槽区,所述栅线隔槽区将所述块存储区10划分为若干指存储区101,所述指存储区101包括若干层间隔排列的栅极1011。其中,刻蚀所述块存储区10的具体方法,可以是干法刻蚀,也可以是湿法刻蚀。

(c)填充导电层于所述栅线隔槽区,形成阵列共源极102。

形成所述子标识的步骤包括如下步骤:

(ⅰ)形成介质层26,所述介质层26覆盖若干层所述栅极1011;

(ⅱ)刻蚀所述介质层26,形成所述子标识25。

本具体实施方式提供的三维存储器及其制造方法,通过在存储区域或者存储区域的外围设置包含至少一标识的标识结构,来指示存储区域在三维存储器中的地址,使得工作人员在失效分析的过程中,能够快速定位到目标地址,大大提高了工作效率和定位成功率,减少了失效分析的成本。

第二具体实施方式

本具体实施方式提供一种三维存储器及其制造方法,附图3是本发明第二具体实施方式中三维存储器的俯视结构示意图。对于与第一具体实施方式相同之处,本具体实施方式不再赘述,以下主要叙述与第一具体实施方式的不同之处。

本具体实施方式中的子标识位于栅线隔槽区的外围。如图3所示,块存储区30由所述栅线隔槽区划分为若干指存储区301,阵列共源极302位于所述栅线隔槽区。所述子标识35由自所述阵列共源极302的末端向远离若干层所述栅极的方向延伸形成。

所述三维存储器还包括与所述栅线隔槽区的栅线隔槽ⅰ连通的标识槽ⅱ,所述标识槽ⅱ自所述栅线隔槽ⅰ的末端向远离若干层所述栅极的方向延伸;形成所述子标识35的步骤包括:

沉积导电层,所述导电层填充于所述栅线隔槽区和标识槽ⅱ,填充于所述标识槽ⅱ的导电层作为所述子标识35。

本具体实施方式中,填充于所述栅线隔槽中的所述导电层构成所述阵列共源极302,填充于所述标识槽中的导电层作为所述子标识35。所述阵列共源极302与所述子标识35在一步沉积工艺中同时完成,极大的简化了三维存储器的制造步骤,提高了三维存储器的生产效率。

第三具体实施方式

本具体实施方式提供了一种三维存储器及其制造方法。对于与第一具体实施方式相同之处,本具体实施方式不再赘述,以下主要叙述与第一具体实施方式的不同之处。

本具体实施方式中的子标识位于栅线隔槽区。具体来说,所述三维存储器中的块存储区由栅线隔槽区划分为若干指存储区;阵列共源极填充于所述栅线隔槽区,所述子标识位于所述阵列共源极的末端。

形成子标识的步骤包括:

填充导电层于所述栅线隔槽区,形成阵列共源极;

刻蚀所述阵列共源极的末端,形成所述子标识。

本具体实施方式中,所述指存储区包括形成在衬底上的堆叠结构,所述堆叠结构包括沿垂直于所述衬底的方向交替堆叠的栅极和绝缘层。所述栅线隔槽区位于相邻指存储区的堆叠结构之间、并延伸出所述堆叠结构,所述导电层填充于整个所述栅线隔槽区,形成阵列共源极。所述子标识是通过对所述阵列共源极延伸出所述堆叠结构的末端进行刻蚀形成的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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