三维存储装置及其形成方法与流程

背景技术：

1、本公开涉及三维(3d)存储装置及其制造方法。

2、通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，将平面存储单元缩小到更小的尺寸。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。

3、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到和来自所述存储阵列的信号的外围装置。

技术实现思路

1、在一个方面，一种3d存储装置包括堆叠结构和延伸的缝隙结构。堆叠结构包括交错的导电层和电介质层。交错的导电层和电介质层的边缘限定了阶梯结构。导电层中的每个导电层在阶梯结构中具有加厚部分。加厚部分沿第一方向延伸。缝隙结构延伸穿过堆叠结构并沿垂直于第一方向的第二方向延伸，使得缝隙结构切断所述导电层的加厚部分中的至少一个加厚部分、但不是全部加厚部分。

2、在另一方面，一种3d存储装置包括半导体层、堆叠结构和沟道结构。堆叠结构包括交错的导电层和电介质层。交错的导电层和电介质层的边缘限定了阶梯结构。导电层中的每个导电层在阶梯结构中具有加厚部分。加厚部分沿第一方向延伸。沟道结构延伸穿过堆叠结构并与半导体层接触。导电层中的至少第一导电层的加厚部分沿第一方向是连续的。导电层中的至少第二导电层的加厚部分沿第一方向是不连续的。第一导电层比第二导电层更靠近半导体层。

3、在又一方面，一种系统包括被配置为存储数据的3d存储器。3d存储装置包括半导体层、堆叠结构和沟道结构。堆叠结构包括交错的导电层和电介质层。交错的导电层和电介质层的边缘限定了阶梯结构。导电层中的每个导电层在阶梯结构中具有加厚部分。加厚部分沿第一方向延伸。沟道结构延伸穿过堆叠结构并与半导体层接触。导电层中的至少第一导电层的加厚部分沿第一方向是连续的。导电层中的至少第二导电层的加厚部分沿第一方向是不连续的。第一导电层比第二导电层更靠近半导体层。该系统还包括存储控制器，其耦合到3d存储装置并被配置为经由第一导电层和第二导电层来控制沟道结构的操作。

4、在又一方面，公开了一种用于形成3d存储装置的方法。形成包括交错的第一材料层和第二材料层的堆叠结构。形成堆叠结构的阶梯结构。形成第三材料层，每个第三材料层设置在阶梯结构中的第一材料层中的相应一个第一材料层上并且沿第一方向延伸。形成缝隙开口，所述缝隙开口延伸穿过堆叠结构并沿垂直于第一方向的第二方向延伸，使得缝隙开口切断所述第三材料层中的至少一个第三材料层、但不是全部的第三材料层。

技术特征：

1.一种三维(3d)存储装置，包括：

2.根据权利要求1所述的3d存储装置，其中：

3.根据权利要求2所述的3d存储装置，还包括延伸穿过所述堆叠结构的沟道结构，其中，所述第一导电层比所述第二导电层更靠近所述沟道结构的源极端。

4.根据权利要求3所述的3d存储装置，其中，所述第一导电层包括栅极感应漏极泄漏(gidl)线，并且所述第二导电层包括与所述gidl线电断开的选择栅极线。

5.根据权利要求3或4所述的3d存储装置，还包括与所述沟道结构接触的半导体层，其中，所述第一导电层比所述第二导电层更靠近所述半导体层。

6.根据权利要求5所述的3d存储装置，其中，所述半导体层包括n型掺杂多晶硅。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的3d存储装置，其中，所述第一导电层在所述第二方向上的尺寸大于所述第二导电层在所述第二方向上的尺寸。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的3d存储装置，还包括延伸穿过所述第一导电层的切口结构。

9.根据权利要求8所述的3d存储装置，其中，所述切口结构在所述第一导电层的所述加厚部分处停止。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的3d存储装置，其中，所述导电层的所述加厚部分包括金属。

11.一种三维(3d)存储装置，包括：

12.根据权利要求11所述的3d存储装置，还包括缝隙结构，所述缝隙结构延伸穿过所述堆叠结构并沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸，使得所述缝隙结构从所述第二方向切断所述第二导电层的所述加厚部分，并且在所述第二方向上与所述第一导电层的所述加厚部分间隔开。

13.根据权利要求11或12所述的3d存储装置，其中，所述第一导电层包括栅极感应漏极泄漏(gidl)线，并且所述第二导电层包括与所述gidl线电断开的选择栅极线。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的3d存储装置，其中，所述半导体层包括n型掺杂多晶硅。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的3d存储装置，还包括延伸穿过所述第一导电层的切口结构。

16.根据权利要求15所述的3d存储装置，其中，所述切口结构在所述第一导电层的所述加厚部分处停止。

17.根据权利要求11-16中任一项所述的3d存储装置，其中，所述导电层的所述加厚部分包括金属。

18.一种系统，包括：

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述第一导电层包括栅极感应漏极泄漏(gidl)线，并且所述第二导电层包括与所述gidl线电断开的选择栅极线。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述存储控制器被配置为：

21.一种用于形成三维(3d)存储装置的方法，包括：

22.根据权利要求21所述的方法，还包括将间隔体沉积到所述缝隙开口中以形成缝隙结构。

23.根据权利要求22所述的方法，其中：

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述导电层中的每个导电层在所述阶梯结构中具有加厚部分。

25.根据权利要求21-24中任一项所述的方法，还包括形成半导体层，使得所述堆叠结构形成在所述半导体层上。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括用n型掺杂剂掺杂所述半导体层。

27.根据权利要求21-26中任一项所述的方法，其中，形成所述堆叠结构包括形成所述第一材料层中的第一层和在所述第一层上方形成所述第一材料层中的第二层，使得所述第一层上的所述第三材料层在所述第二方向上与所述缝隙结构间隔开，并且所述第二层上的所述第三材料层被所述缝隙开口从所述第二方向切断。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括：在形成所述第三材料层之前，形成延伸穿过所述第一材料层中的所述第一层和所述第一材料层中的所述第二层的切口结构。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述缝隙开口在所述第一方向上与所述切口结构对准，使得所述缝隙开口去除所述切口结构的延伸穿过所述第一材料层中的所述第二层的部分。

30.根据权利要求28或29所述的方法，其中，形成所述堆叠结构还包括：在形成所述切口结构之后，在所述第一材料层中的所述第二层上方形成附加的交错的第一材料层和第二材料层。

技术总结
在某些方面，一种三维(3D)存储装置包括堆叠结构和延伸的缝隙结构。堆叠结构包括交错的导电层和电介质层。交错的导电层和电介质层的边缘限定了阶梯结构。所述导电层中的每个导电层在所述阶梯结构中具有加厚部分。所述加厚部分沿第一方向延伸。缝隙结构延伸穿过堆叠结构并沿垂直于第一方向的第二方向延伸，使得所述缝隙结构切断所述导电层的加厚部分中的至少一个但不是全部。

技术研发人员：王迪,周文犀,张中
受保护的技术使用者：长江存储科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15