形成微电子装置的方法及相关微电子装置、存储器装置及电子系统与流程

在各种实施例中，本公开大体上涉及微电子装置设计及制造领域。更明确来说，本公开涉及形成微电子装置的方法及相关微电子装置、存储器装置及电子系统。

背景技术：

1、微电子学工业的持续目标是提高例如非易失性存储器装置(例如nand快闪存储器装置)的存储器装置的存储器密度(例如，每存储器裸片存储器单元的数目)。提高非易失性存储器装置的存储器密度的一种方式是利用竖直存储器阵列(也称为“三维(3d)存储器阵列”)架构。常规竖直存储器阵列包含延伸穿过包含导电结构及介电材料的层级的一或多个堆叠结构中的开口的竖直存储器串。每一竖直存储器串可包含串联耦合到竖直堆叠的存储器单元的串联组合的至少一个选择装置。与具有常规平面(例如二维)晶体管布置的结构相比，此配置准许通过在裸片上向上(例如竖直地)构建阵列来将更多开关装置(例如晶体管)定位于单位裸片面积(即，所占用的有源表面的长度及宽度)中。

2、竖直存储器阵列架构通常包含存储器装置的堆叠结构的层级的导电结构与存取线(例如字线)之间的电连接，使得竖直存储器阵列的存储器单元可被唯一地选择用于写入、读取或擦除操作。形成此电连接的一种方法包含在存储器装置的堆叠结构的层级的边缘(例如水平端)处形成所谓的“阶梯”(或“步阶”)结构。阶梯结构包含导电结构的接触区的个别“梯级”，导电接触结构可定位于梯级上以提供对导电结构的电接入。

3、不幸的是，随着特征堆积密度的提高及针对形成错误的容限的减少，形成存储器装置(例如nand快闪存储器装置)的常规方法导致了不合意的损坏，其可减弱所期望存储器装置性能、可靠性及耐久性。举例来说，在堆叠结构内的阶梯结构的梯级上形成导电接触结构的常规工艺可穿通堆叠结构的导电结构，从而导致不合意的电流泄漏及短路。减轻此穿通的常规方法包含在初步堆叠结构内的阶梯结构的梯级处的牺牲绝缘结构(例如介电氮化物结构)上形成介电垫结构(例如，所谓的“台面氮化物”结构)之后，使初步堆叠结构经受所谓的“替换栅极”或“后栅极”处理以用导电结构替换牺牲绝缘结构的一或多个部分并形成堆叠结构。在替换栅极处理期间，介电垫结构也用导电材料进行替换以有效地增大阶梯结构的梯级处的导电结构的部分的厚度且在随后形成导电接触结构期间减轻了前面提及的穿通。然而，初步堆叠结构内的一些阶梯结构的配置可在阶梯结构的梯级处导致不合意的缺陷(例如，材料不一致性、空隙形成)。

技术实现思路

1、在一些实施例中，一种微电子装置包括堆叠结构、阶梯结构、复合垫结构及导电接触结构。所述堆叠结构包括以层级布置的竖直交替的导电结构与绝缘结构。所述层级中的每一者个别地包括所述导电结构中的一者及所述绝缘结构中的一者。所述阶梯结构具有包括所述堆叠结构的所述层级中的至少一些的边缘的梯级。所述复合垫结构在所述阶梯结构的所述梯级上。所述复合垫结构中的每一者包括下垫结构及上覆于所述下垫结构且具有与所述下垫结构不同的材料组成的上垫结构。所述导电接触结构延伸穿过所述复合垫结构且到所述堆叠结构的所述导电结构。

2、在额外实施例中，一种形成微电子装置的方法包括形成微电子装置结构，所述微电子装置结构包括：堆叠结构，其包括以层级布置的绝缘材料与牺牲材料的竖直交替序列；及阶梯结构，其具有包括所述堆叠结构的所述层级中的至少一些的边缘的梯级。在所述阶梯结构的所述梯级上形成第一衬层材料。在所述第一衬层材料之上形成第二衬层材料。移除水平邻近所述阶梯结构的所述梯级的竖直延伸表面的所述第一衬层材料及所述第二衬层材料的部分以在所述阶梯结构的所述梯级上形成离散复合垫结构。用导电材料至少部分替换所述堆叠结构的所述层级的所述牺牲材料。形成竖直延伸穿过所述离散复合垫结构且到所述阶梯结构的所述梯级处的所述导电材料的部分的导电接触结构。

3、在另外实施例中，一种存储器装置包括堆叠结构、阶梯结构、复合垫结构、导电接触结构、数字线结构、源极结构、竖直延伸的存储器单元串的阵列、存取线路由结构及控制逻辑电路系统。所述堆叠结构包括以层级布置的竖直交替的导电结构与绝缘结构。所述层级中的每一者个别地包括所述导电结构中的至少一者及所述绝缘结构中的至少一者。所述阶梯结构具有包括所述堆叠结构的所述层级中的至少一些的边缘的梯级。所述复合垫结构在所述阶梯结构的所述梯级上。所述复合垫结构中的每一者包括在所述阶梯结构的所述梯级中的一者上的下垫结构及在所述下垫结构之上且具有与所述下垫结构不同的材料组成及大于所述下垫结构的水平尺寸的上垫结构。所述导电接触结构竖直延伸穿过所述复合垫结构且到所述阶梯结构的所述梯级处的所述堆叠结构的所述导电结构中的至少一些的部分。所述数字线结构上覆于所述堆叠结构。所述源极结构下伏于所述堆叠结构。所述竖直延伸的存储器单元串的阵列延伸穿过所述堆叠结构且耦合到所述源极结构及所述数字线结构。所述存取线路由结构耦合到所述导电接触结构。所述控制逻辑电路系统竖直地下伏于所述源极结构且在所述竖直延伸的存储器单元串的阵列的水平边界内。所述控制逻辑电路系统电耦合到所述源极结构、所述数字线结构及所述存取线路由结构。

4、在又另外实施例中，一种电子系统包括：输入装置；输出装置；处理器装置，其可操作地耦合到所述输入装置及所述输出装置；及存储器装置，其可操作地耦合到所述处理器装置。所述存储器装置包括微电子装置结构，所述微电子装置结构包括堆叠结构、阶梯结构、离散垫结构及导电接触结构。所述堆叠结构包括各自包括导电结构及与所述导电结构竖直相邻的绝缘结构的层级。所述阶梯结构在所述堆叠结构内且具有包括所述层级中的至少一些的边缘的梯级。所述离散垫结构在所述阶梯结构的所述梯级中的至少一些上。所述离散垫结构个别地包括第一材料及所述第一材料之上的第二材料。所述第二材料具有与所述第一材料不同的材料组成及大于所述第一材料的水平面积。所述导电接触结构延伸穿过所述离散垫结构且到所述阶梯结构的所述梯级中的至少一些。

技术特征：

1.一种微电子装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的微电子装置，其中：

3.根据权利要求2所述的微电子装置，其中：

4.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述复合垫结构中的至少一者的所述上垫结构包括经掺杂有c及b中的一或多者的介电材料。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置，其中：

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述复合垫结构在所述阶梯结构的所述梯级处直接物理接触所述堆叠结构的所述层级中的至少一些的所述绝缘结构。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述复合垫结构中的至少一者的所述上垫结构水平延伸超过直接竖直地在所述复合垫结构中的所述至少一者下的所述阶梯结构的所述梯级中的至少一者的水平边界。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述复合垫结构中的至少一者的所述上垫结构具有大于所述复合垫结构中的所述至少一者的所述下垫结构的一或多个水平尺寸。

9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述复合垫结构中的至少一者的水平中心从直接竖直地所述复合垫结构中的所述至少一者的所述阶梯结构的所述梯级中的至少一者的水平中心偏移。

10.一种形成微电子装置的方法，其包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第一衬层材料之上共形地形成半导电材料及介电材料中的一或多者包括在所述第一衬层材料之上共形地形成多晶硅、介电氧化物材料及介电氮化物材料中的一或多者。

13.根据权利要求10至12中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在形成所述第二衬层材料之前在所述第一衬层材料上形成介电衬层材料。

14.根据权利要求10至12中任一权利要求所述的方法，其中移除所述第一衬层材料及所述第二衬层材料的部分包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中用至少一种化学物种掺杂所述第二衬层材料包括在c、b、p、ar、sb、bi、al、ga、n、o、f、cl、br、h、2h、he、ne及ar中的一或多者内掺杂所述第二衬层材料。

16.根据权利要求14所述的方法，其中相对于所述经掺杂第二衬层材料的所述水平延伸部分移除所述经掺杂第二衬层材料的所述竖直延伸部分包括用比所述经掺杂第二衬层材料的水平延伸部分更快地移除所述经掺杂第二衬层材料的所述竖直延伸部分的至少一种蚀刻剂处置所述经掺杂第二衬层材料。

17.根据权利要求14所述的方法，其中移除所述第一衬层材料的竖直延伸部分包括基本上移除所述竖直延伸部分以暴露所述阶梯结构的所述梯级的竖直延伸表面。

18.根据权利要求10至12中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在用所述导电材料至少部分替换所述堆叠结构的所述层级的所述牺牲材料之前在所述离散复合垫结构及阶梯结构的所述梯级之上及周围形成具有与所述牺牲材料不同的材料组成的介电材料。

19.根据权利要求18所述的方法，其中形成导电接触结构包括：

20.根据权利要求10至12中任一权利要求所述的方法，其进一步包括形成所述离散复合垫结构中的每一者的一部分以水平延伸超过与所述部分竖直相邻且下伏于所述部分的所述阶梯结构的所述梯级中的一者的水平边界。

21.一种存储器装置，其包括：

22.根据权利要求21所述的存储器装置，其中针对所述复合垫结构中的至少一者：

23.根据权利要求21所述的存储器装置，其中针对所述复合垫结构中的至少一者：

24.根据权利要求21至23中任一权利要求所述的存储器装置，其中所述复合垫结构中的至少一者进一步包括竖直插入于所述下垫结构与所述上垫结构之间的介电垫结构。

25.根据权利要求21至23中任一权利要求所述的存储器装置，其中针对所述复合垫结构中的至少一者：

26.一种电子系统，其包括：

技术总结
一种微电子装置包括堆叠结构、阶梯结构、复合垫结构及导电接触结构。所述堆叠结构包括以层级布置的竖直交替的导电结构与绝缘结构。所述层级中的每一者个别地包括所述导电结构中的一者及所述绝缘结构中的一者。所述阶梯结构具有包括所述堆叠结构的所述层级中的至少一些的边缘的梯级。所述复合垫结构在所述阶梯结构的所述梯级上。所述复合垫结构中的每一者包括下垫结构及上覆于所述下垫结构且具有与所述下垫结构不同的材料组成的上垫结构。所述导电接触结构延伸穿过所述复合垫结构且到所述堆叠结构的所述导电结构。还描述存储器装置、电子系统及形成微电子装置的方法。

技术研发人员：A·N·斯卡伯勒,J·D·格林利,J·D·霍普金斯
受保护的技术使用者：美光科技公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16