包含多位电荷存储元件的三维存储器装置以及其形成方法与流程

本公开大体上涉及半导体装置的领域，且确切地说，涉及采用多位电荷存储元件的三维存储器装置以及其制造方法。

背景技术：

1、在t.endoh等人的标题为“具有堆叠环绕栅极晶体管(s-sgt)结构化单元的新型超高密度存储器(novel ultra high density memory with a stacked-surrounding gatetransistor(s-sgt)structured cell)”(iedm学报(2001)33-36)的论文中公开每单元具有一个位的三维竖直nand串。

技术实现思路

1、根据本公开的方面，提供一种三维存储器装置，所述三维存储器装置包括：位于衬底上方的绝缘层和导电层的交替堆叠；延伸穿过所述交替堆叠的存储器堆叠结构，其中所述存储器堆叠结构中的每一个包括竖直半导体通道、隧穿电介质层和存储器元件的竖直堆叠，所述存储器元件位于所述绝缘层的相应竖直相邻对之间的所述导电层的层级处，其中所述存储器元件中的每一个位于所述绝缘层的所述相应竖直相邻对之间的所述导电层中的相应一个的层级处，并且所述存储器元件中的每一个包括第一存储器材料部分；以及第二存储器材料部分，所述第二存储器材料部分通过至少一个阻挡电介质材料部分与所述第一存储器材料部分竖直地间隔开并且与所述第一存储器材料部分电隔离。

2、根据本公开的另一方面，提供一种形成三维存储器装置的方法，所述方法包括：在衬底上方形成单位层堆叠的竖直序列，其中所述单位层堆叠包括第一牺牲材料层、第二牺牲材料层和绝缘层；形成穿过所述竖直序列的存储器开口；通过在所述存储器开口中的每一个周围横向地凹陷所述第一牺牲材料层中的每一个来形成第一横向凹口；通过在形成所述第一横向凹口的同时、之前或之后在所述存储器开口中的每一个周围横向地凹陷所述第二牺牲材料层中的每一个来形成第二横向凹口；在所述第一横向凹口中形成第一存储器材料部分；在形成所述第一存储器材料部分的同时、之前或之后在所述第二横向凹口中形成第二存储器材料部分；以及用导电层替代所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层。

技术特征：

1.一种三维存储器装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中所述至少一个阻挡电介质材料部分包括与所述导电层中的一个直接接触的背侧阻挡电介质层的横向突出部分。

3.根据权利要求2所述的三维存储器装置，其中所述背侧阻挡电介质层包括：

4.根据权利要求3所述的三维存储器装置，其中：

5.根据权利要求2所述的三维存储器装置，其中所述至少一个阻挡电介质材料部分包括：

6.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中所述至少一个阻挡电介质材料部分包括：

7.根据权利要求6所述的三维存储器装置，其中：

8.根据权利要求6所述的三维存储器装置，其中所述第一阻挡电介质衬里的环形顶表面接触所述第二阻挡电介质衬里的环形底表面。

9.根据权利要求6所述的三维存储器装置，其中所述第一阻挡电介质衬里和所述第二阻挡电介质衬里始终具有相同均匀厚度和相同材料组成。

10.根据权利要求6所述的三维存储器装置，其中所述第一阻挡电介质衬里和所述第二阻挡电介质衬里至少在厚度和材料组成中的一个方面彼此不同。

11.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中所述第一存储器材料部分和所述第二存储器材料部分具有相同横向厚度和相同材料组成。

12.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中所述第一存储器材料部分和所述第二存储器材料部分在横向厚度、材料组成或横向厚度和材料组成两者方面不同。

13.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中所述第一存储器材料部分包括导电浮动栅极，并且所述第二存储器材料部分包括离散氮化硅材料部分。

14.一种形成三维存储器装置的方法，其包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括通过相对于所述绝缘层选择性地去除所述第一牺牲材料层和所述第二牺牲材料层来形成背侧凹口，其中所述背侧凹口中的每一个包含所述第一牺牲材料层中的一个的体积和所述第二牺牲材料层中的一个的体积。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括在所述背侧凹口中的每一个内形成背侧阻挡电介质层，其中所述导电层形成于在所述背侧阻挡电介质层的相应部分上的所述背侧凹口中的相应一个的剩余体积内。

17.根据权利要求14所述的方法，其中：

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

19.根据权利要求14所述的方法，其中：

20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括：

技术总结
三维存储器装置包含位于衬底上方的绝缘层和导电层的交替堆叠，以及延伸穿过所述交替堆叠的存储器堆叠结构。所述存储器堆叠结构中的每一个包含竖直半导体通道、隧穿电介质层和存储器元件的竖直堆叠，所述存储器元件位于所述绝缘层的相应竖直相邻对之间的所述导电层的层级处。所述存储器元件中的每一个包含第一存储器材料部分和第二存储器材料部分，所述第二存储器材料部分通过至少一个阻挡电介质材料部分与所述第一存储器材料部分竖直地间隔开并且与所述第一存储器材料部分电隔离。

技术研发人员：R·N·B·赛义德,袁家辉,S·卡纳卡梅达拉,R·S·马卡拉,D·李
受保护的技术使用者：桑迪士克科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15