具有分开的接触区域的三维存储器器件及其形成方法与流程

本公开整体涉及半导体器件领域，并且具体地讲，涉及具有横向地间隔开的分开的接触区域的三维存储器器件及其形成方法。

背景技术：

1、一种包括每个单元具有一个位的三维竖直nand串的三维存储器器件在t.endoh等人的名称为“具有堆叠的包围栅极晶体管(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 gate transistor(s-sgt)structured cell)”，iedm proc.(2001)33-36的文章中公开。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，提供了一种包括存储器裸片的半导体结构。该存储器裸片包括：绝缘层和导电层的交替堆叠，该交替堆叠上覆于衬底上并且横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一接触区域、第一存储器阵列区域、第二接触区域、第二存储器阵列区域、第三接触区域和第三存储器阵列区域；存储器开口阵列，该存储器开口阵列位于第一存储器阵列区域、第二存储器阵列区域和第三存储器阵列区域中；和存储器开口填充结构阵列，该存储器开口填充结构阵列位于存储器开口阵列内，其中存储器开口填充结构中的每个存储器开口填充结构包括相应的存储器元件竖直堆叠。

2、根据本公开的另一方面，提供了一种形成半导体结构的方法，该方法包括：在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠，其中间隔物材料层形成为导电层或者随后被导电层替换，其中该交替堆叠横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一接触区域、第一存储器阵列区域、第二接触区域、第二存储器阵列区域、第三接触区域和第三存储器阵列区域；在第一存储器阵列区域、第二存储器阵列区域和第三存储器阵列区域中形成存储器开口阵列；以及在第一存储器开口阵列、第二存储器开口阵列和第三存储器开口阵列内形成存储器开口填充结构阵列，其中存储器开口填充结构中的每个存储器开口填充结构包括相应的存储器元件竖直堆叠。该方法还包括：在第一接触区域中形成与导电层中的相应下部导电层接触的第一接触通孔结构；在第二接触区域中形成与导电层中的相应中间导电层接触的第二接触通孔结构；在第三接触区域中形成与导电层中的相应上部导电层接触的第三接触通孔结构；提供逻辑裸片，该逻辑裸片包括被配置为驱动导电层的字线驱动器；以及将逻辑裸片接合到存储器裸片。字线驱动器通过位于逻辑裸片中的逻辑侧金属互连结构以及通过位于存储器裸片中的存储器侧金属互连结构以及通过选自第一接触通孔结构、第二接触通孔结构或第三接触通孔结构的相应接触通孔结构而电连接到导电层的节点。

3、根据本公开的一个实施方案，提供了一种包括存储器裸片的半导体结构。该存储器裸片包括：绝缘层和导电层的交替堆叠，该交替堆叠上覆于衬底上并且横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一存储器阵列区域、第一接触区域、中央存储器阵列区域、第二接触区域和第二存储器阵列区域；存储器开口阵列，该存储器开口阵列位于第一存储器阵列区域、中央存储器阵列区域和第二存储器阵列区域中，其中导电层从第一存储器阵列区域连续地延伸到第二存储器阵列区域；和存储器开口填充结构阵列，该存储器开口填充结构阵列位于存储器开口阵列内并且包括相应的存储器元件竖直堆叠。

4、根据本公开的另一方面，提供了一种形成半导体结构的方法，该方法包括：在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠，其中间隔物材料层形成为导电层或者随后被导电层替换，其中该交替堆叠横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一存储器阵列区域、第一接触区域、中央存储器阵列区域、第二接触区域和第二存储器阵列区域，其中导电层从第一存储器阵列区域连续地延伸到第二存储器阵列区域；形成位于第一存储器阵列区域、中央存储器阵列区域和第二存储器阵列区域中的存储器开口阵列；以及在存储器开口阵列内形成存储器开口填充结构阵列。

5、根据本公开的另一方面，提供了一种包括存储器裸片的半导体结构。该存储器裸片包括：绝缘层和导电层的交替堆叠，其中该交替堆叠包括下部层堆叠、第一上部层堆叠和第二上部层堆叠，该下部层堆叠包括位于水平平面下方的绝缘层的第一子集和导电层的第一子集，该第一上部层堆叠包括位于水平平面上方的绝缘层的第二子集和导电层的第二子集，该第二上部层堆叠包括位于水平平面上方并且与第二层堆叠横向地间隔开的绝缘层的第三子集和导电层的第三子集，其中下部层堆叠横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一接触区域、第一存储器阵列区域、辅助接触区域、第二存储器阵列区域和第二接触区域，并且其中第一上部层堆叠横向地延伸穿过第一存储器阵列区域以及辅助接触区域的第一部分，并且第二上部层堆叠横向地延伸穿过辅助接触区域的第二部分和第二存储器阵列区域；存储器开口阵列，该存储器开口阵列位于第二存储器阵列区域和第一存储器阵列区域中；和存储器开口填充结构阵列，该存储器开口填充结构阵列位于存储器开口阵列内并且包括相应的存储器元件竖直堆叠。

6、根据本公开的另一方面，提供了一种形成半导体结构的方法，该方法包括：在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠，其中间隔物材料层形成为导电层或者随后被导电层替换，其中该交替堆叠横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一接触区域、第一存储器阵列区域、辅助接触区域、第二存储器阵列区域和第二接触区域；形成位于第一存储器阵列区域和第二存储器阵列区域中的存储器开口阵列；以及在存储器开口阵列内形成存储器开口填充结构阵列，其中存储器开口填充结构中的每个存储器开口填充结构包括相应的存储器元件竖直堆叠，其中该交替堆叠包括下部层堆叠、第一上部层堆叠和第二上部层堆叠，该下部层堆叠包括位于水平平面下方的绝缘层的第一子集和导电层的第一子集，该第一上部层堆叠包括位于水平平面上方的绝缘层的第二子集和导电层的第二子集，该第二上部层堆叠包括位于水平平面上方并且与第二层堆叠横向地间隔开的绝缘层的第三子集和导电层的第三子集，其中第一上部层堆叠横向地延伸穿过第一存储器阵列区域以及辅助接触区域的第一部分，并且第二上部层堆叠横向地延伸穿过辅助接触区域的第二部分和第二存储器阵列区域。

7、根据本公开的另一方面，提供了一种包括存储器裸片的半导体结构。该存储器裸片包括：绝缘层和导电层的交替堆叠，该交替堆叠上覆于衬底上并且横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一接触区域、第一存储器阵列区域、辅助接触区域、第二存储器阵列区域和第二接触区域；存储器开口阵列，该存储器开口阵列位于第一存储器阵列区域和第二存储器阵列区域中；和存储器开口填充结构阵列，该存储器开口填充结构阵列位于存储器开口阵列内并且包括相应的存储器元件竖直堆叠，其中：绝缘层和导电层的交替堆叠包括下部层堆叠和上部层堆叠，该下部层堆叠包括位于水平平面下方的绝缘层的第一子集和导电层的第一子集，该上部层堆叠包括位于水平平面上方的绝缘层的第二子集和导电层的第二子集；第一接触区域和第二接触区域包括第一接触通孔结构，该第一接触通孔结构与导电层的第一子集中的相应导电层接触；并且辅助楼梯区域包括第二接触通孔结构，该第二接触通孔结构与导电层的第二子集中的相应导电层接触。

8、根据本公开的另一方面，提供了一种形成存储器裸片的方法，该方法包括：在衬底上方形成绝缘层和间隔物材料层的交替堆叠，其中间隔物材料层形成为导电层或者随后被导电层替换，其中该交替堆叠横向地延伸穿过一系列区域，该一系列区域沿着第一水平方向按空间顺序包括第一接触区域、第一存储器阵列区域、辅助接触区域、第二存储器阵列区域和第二接触区域；形成位于第一存储器阵列区域和第二存储器阵列区域中的存储器开口阵列；在存储器开口阵列内形成存储器开口填充结构阵列，其中存储器开口填充结构中的每个存储器开口填充结构包括相应的存储器元件竖直堆叠，其中该交替堆叠包括下部层堆叠和上部层堆叠，该下部层堆叠包括位于水平平面下方的绝缘层的第一子集和导电层的第一子集，该上部层堆叠包括位于水平平面上方的绝缘层的第二子集和导电层的第二子集；在第一接触区域和第二接触区域中形成与导电层的第一子集中的相应导电层接触的第一接触通孔结构；以及在辅助接触区域中形成与导电层的第二子集中的相应导电层接触的第二接触通孔结构。