包含阶梯结构的微电子装置及相关方法、存储器装置及电子系统与流程

在各个实施例中，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，本公开涉及形成包含阶梯结构的微电子装置的方法，且涉及相关微电子装置、存储器装置及电子系统。

背景技术：

1、微电子装置设计者通常期望通过减小个别特征的尺寸及通过减小相邻特征之间的间隔距离来提高微电子装置内的特征的集成度或密度。另外，微电子装置设计者通常寻求设计不仅紧凑而且提供性能优点及简化设计的架构。

2、微电子装置的一个实例是存储器装置。存储器装置通常提供为计算机或其它电子装置中的内部集成电路。存在许多类型的存储器装置，其包含(但不限于)非易失性存储器装置，例如快闪存储器装置。常规快闪存储器装置通常包含具有以行及列布置的电荷存储装置(例如，存储器单元，例如非易失性存储器单元)的存储器阵列。在nand架构类型的快闪存储器中，以列布置的存储器单元串联耦合，并且所述列的第一存储器单元耦合到数据线(例如位线)。在“三维nand”存储器装置(其在本文中也可称为“3d nand”存储器装置)(一种类型的竖直存储器装置)中，不仅存储器单元以行及列样式布置在水平阵列中，而且水平阵列的层级彼此堆叠(例如，作为竖直存储器单元串)以提供存储器单元的“三维阵列”。层级的堆叠使导电材料与绝缘(例如介电)材料竖直交替。导电材料用作存储器单元的存取线(例如字线)的控制栅极。竖直结构(例如包括通道结构及隧穿结构的柱)沿存储器单元的竖直串延伸。串的漏极端与竖直结构的顶部及底部中的一者邻近，而串的源极端与柱的顶部及底部中的另一者邻近。漏极端可操作地连接到位线，而源极端可操作地连接到源极结构(例如源极板、源极线)。3d nand存储器装置还包含存取线与装置的其它导电结构之间的电连接，使得竖直串的存储器单元可被选择用于写入、读取及擦除操作。

3、一些3d nand存储器装置在堆叠的层级的边缘(例如端)处包含具有“梯级”(也称为“台阶”)的所谓的“阶梯”结构。梯级具有界定例如存取线(例如本地存取线)的装置的导电结构的接触区的梯面(例如上表面)，其可由分层堆叠的导电材料形成。接触结构可设置成与梯级物理接触以促进对与梯级相关联的导电结构的电接入。接触结构可借助于导电路由结构与和源极/漏极区连通的额外接触结构电连通。串驱动器驱动存取线电压以写入到经由存取线控制的存储器单元或从所述存储器单元进行读取。

4、微电子装置制造工业的持续目标是减小微电子装置的特征的占用面积以便最大化给定结构区域中的装置及其功能特征的数目。不幸的是，随着特征堆积密度的提高及形成错误的裕度的减小，常规制造方法及所得结构配置导致不合意的缺陷，其会减弱所期望存储器装置的性能、可靠性及耐久性。

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，所述堆叠结构包括块区及非块区。所述块区包括在第一水平方向上通过绝缘槽结构彼此分离且各自包含以层级布置的导电材料与绝缘材料的竖直交替序列的块。所述块中的至少一者具有体育场结构，其个别地包含具有包括所述层级中的一些的边缘的梯级的阶梯结构。所述非块区在所述第一水平方向上与所述块区相邻。所述非块区包括额外体育场结构，其个别地终止于所述堆叠结构内相对高于至少部分在其在正交于所述第一水平方向的第二水平方向上的边界内的所述体育场结构中的至少一者的竖直位置处。

2、在额外实施例中，一种形成微电子装置的方法包括形成包括以层级布置的牺牲材料与绝缘材料的竖直交替序列的初步堆叠结构。所述初步堆叠结构包含块区及在第一水平方向上与所述块区相邻的非块区。在所述初步堆叠结构之上形成遮蔽材料。形成竖直延伸穿过所述初步堆叠结构的所述块区的水平区域内的所述遮蔽材料的一部分的开口。在所述开口的水平位置处形成体育场结构且其个别地包含具有包括所述层级中的一些的边缘的梯级的阶梯结构。在所述初步堆叠结构的所述非块区内形成额外体育场结构。所述额外体育场结构个别地终止于所述初步堆叠结构内相对高于至少部分在其在正交于所述第一水平方向的第二水平方向上的边界内的所述体育场结构中的至少一者的竖直位置处。将所述初步堆叠结构的所述块区划分成通过槽彼此分离的块。所述块中的至少一者包含在所述第二水平方向上延伸的所述体育场结构的行。借助于所述槽用导电材料替换所述初步堆叠结构的所述块区内的所述牺牲材料的部分。

3、在另外实施例中，一种存储器装置包括堆叠结构及存储器单元串。所述堆叠结构包括块区及非块区。所述块区包括块及绝缘槽结构。所述块在第一方向上平行延伸且个别地包含各自包括导电材料及与所述导电材料竖直相邻的绝缘材料的层级。所述块中的至少一者包括体育场结构、顶区及桥区。所述体育场结构个别地包含具有包括所述层级的群组的边缘的梯级的阶梯结构。所述顶区在所述第一方向上在所述体育场结构之间。所述桥区在正交于所述第一方向的第二方向上与所述体育场结构相邻。所述桥区在所述第一方向上从所述顶区的对之间延伸。所述绝缘槽结构在所述第二方向上与所述块交替。所述非块区在所述第二方向上与所述块区相邻且包括在所述第一方向上与所述体育场结构水平重叠的额外体育场结构。所述额外体育场结构中的每一者具有小于所述体育场结构中的水平重叠者的竖直高度。所述存储器单元串竖直延伸穿过在所述第一方向上与其所述体育场结构中的最上者相邻的所述块中的所述至少一者的一部分。

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至少一个微电子装置结构，所述至少一个微电子装置结构包括堆叠结构及存储器单元串。所述堆叠结构具有各自包括导电材料及与所述导电材料竖直相邻的绝缘材料的层级。所述堆叠结构包括块区及虚设区。所述块区包括通过绝缘槽结构彼此分离的块。所述块中的至少一者包括体育场结构、第一抬高区及第二抬高区。所述体育场结构个别地包括具有包括所述堆叠结构的所述层级中的一些的边缘的梯级的阶梯结构。所述第一抬高区在第一水平方向上与所述体育场结构交替。所述第二抬高区与所述第一抬高区成一体且在正交于所述第一水平方向的所述第二水平方向上插入于所述体育场结构与所述绝缘槽结构中的两者之间。所述虚设区在所述第二水平方向上与所述块区相邻且包括在所述第一水平方向上与所述体育场结构重叠的虚设体育场结构。所述虚设体育场结构中的至少一者具有小于所述体育场结构中的水平重叠者的竖直高度。所述存储器单元串竖直延伸穿过所述块中的所述至少一者。

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，其中所述块中的所述至少一者进一步包括：

3.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述非块区内的所述堆叠结构的部分从在所述第一水平方向上彼此相邻的所述额外体育场结构的对基本上连续延伸且延伸于所述对之间。

4.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述堆叠结构的所述非块区在其水平区域内基本上没有所述块。

5.根据权利要求1所述的微电子装置，其中所述额外体育场结构包括在所述第一水平方向上延伸的所述额外体育场结构的列，所述额外体育场结构的列中的每一者在所述第二水平方向上与所述块中的所述至少一者的所述体育场结构中的一者基本上对准。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述额外体育场结构个别地具有在从比至少部分在其在所述第二水平方向上的所述边界内的所述体育场结构中的所述至少一者的总竖直高度小约50％到小约90％的范围内的总竖直高度。

7.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述额外体育场结构个别地具有在从比至少部分在其在所述第二水平方向上的所述边界内的所述体育场结构中的所述至少一者的总竖直高度小约70％到小约80％的范围内的总竖直高度。

8.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述额外体育场结构在所述第一水平方向上个别地具有相对的基本上线性的斜侧。

9.根据权利要求8所述的微电子装置，其中所述额外体育场结构在所述第二水平方向上个别地具有相对的基本上线性的斜端。

10.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述非块区内的所述堆叠结构的部分包含额外绝缘材料与所述绝缘材料的竖直交替序列，所述额外绝缘材料定位于所述堆叠结构的所述块区内的所述块的所述层级的所述导电材料的竖直标高处。

11.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的微电子装置，其中所述堆叠结构的所述非块区进一步包括个别地终止于所述堆叠结构内相对低于至少部分在其在所述第二水平方向上的边界内的所述额外体育场结构中的至少一者的竖直位置处的另外体育场结构。

12.根据权利要求11所述的微电子装置，其中所述另外体育场结构中的至少一些在所述第一水平方向上插入于水平最接近于所述堆叠结构的所述块区的所述额外体育场结构中的至少一者与所述块中的所述至少一者的所述体育场结构之间。

13.根据权利要求11所述的微电子装置，其中所述另外体育场结构中的至少一者具有基本上等于在所述第二水平方向上与所述另外体育场结构中的所述至少一者重叠的所述体育场结构中的一或多者的竖直高度的竖直高度。

14.一种形成微电子装置的方法，其包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在所述初步堆叠结构的所述块区的所述水平区域内仅形成所述开口，横跨所述初步堆叠结构的所述非块区的所述水平区域的所述遮蔽材料的额外部分在形成所述开口之后且在形成所述额外体育场结构之前保持基本上完整。

16.根据权利要求14所述的方法，其中在所述初步堆叠结构的所述非块区内形成额外体育场结构包括与在所述初步堆叠结构的所述块区内形成所述体育场结构并发地形成所述额外体育场结构。

17.根据权利要求16所述的方法，其中与形成所述体育场结构并发地形成所述额外体育场结构包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述初步堆叠结构的所述部分、所述遮蔽材料的所述部分及所述初步堆叠结构的所述额外部分通过将蚀刻剂同时提供到所述掩模结构中的所述孔及所述额外孔中来移除。

19.根据权利要求14至18中任一权利要求所述的方法，其中将所述初步堆叠结构的所述块区划分成通过槽彼此分离的块包括在水平最接近于所述块区在所述第一水平方向上的水平边界的所述块中的一者与水平最接近于所述块区在所述第一水平方向上的所述水平边界的所述额外体育场结构中的至少一者之间形成所述槽中的一者。

20.根据权利要求14至18中任一权利要求所述的方法，其进一步包括用所述导电材料至少部分替换所述初步堆叠结构的所述非块区内的所述牺牲材料的额外部分。

21.根据权利要求14至18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替换所述初步堆叠结构的所述块区内的所述牺牲材料的所述部分之后用介电材料填充所述槽。

22.一种存储器装置，其包括：

23.根据权利要求22所述的存储器装置，其中所述额外体育场结构中的每一者具有在从比所述体育场结构中的所述水平重叠者的竖直高度小约60％到小约80％的范围内的竖直高度。

24.根据权利要求22所述的存储器装置，其中所述堆叠结构的所述非块区基本上没有水平插入于在所述第二方向上彼此水平相邻的所述额外体育场结构的对之间的电介质填充的槽结构。

25.根据权利要求22至24中任一权利要求所述的存储器装置，其中所述堆叠结构的所述非块区内的所述额外体育场结构中的至少一些具有至少部分由所述非块区内的额外绝缘材料与所述绝缘材料的竖直交替序列界定的水平边界，所述额外绝缘材料定位于所述堆叠结构的所述块区内的所述块的所述层级的所述导电材料的竖直标高处。

26.根据权利要求22至24中任一权利要求所述的存储器装置，其中所述非块区进一步包括在所述第一方向上与所述体育场结构及所述额外体育场结构水平重叠的另外体育场结构，所述另外体育场结构中的每一者具有大于与所述额外体育场结构中的水平重叠者的竖直高度。

27.一种电子系统，其包括：

28.根据权利要求27所述的电子系统，其中所述存储器装置包括3d nand快闪存储器装置。

技术总结
本申请案涉及包含阶梯结构的微电子装置及相关方法、存储器装置及电子系统。微电子装置包含堆叠结构，所述堆叠结构包含块区及非块区。所述块区包含在第一水平方向上通过绝缘槽结构彼此分离且各自包含以层级布置的导电材料与绝缘材料的竖直交替序列的块。所述块中的至少一者具有体育场结构，其个别地包含具有包括所述层级中的一些的边缘的梯级的阶梯结构。所述非块区在所述第一水平方向上与所述块区相邻。所述非块区包含额外体育场结构，其个别地终止于所述堆叠结构内相对高于至少部分在其在正交于所述第一水平方向的第二水平方向上的边界内的所述体育场结构中的至少一者的竖直位置处。

技术研发人员：徐丽芳,赵博,J·D·鲁尼亚,N·M·洛梅利
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：2024/3/11