JP2017502498A - 自己整合された浮遊ゲートおよび制御ゲートを有するメモリ構造体および関連する方法 - Google Patents
自己整合された浮遊ゲートおよび制御ゲートを有するメモリ構造体および関連する方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (33)
- 少なくとも実質的に整合された複数の浮遊ゲートおよび複数の制御ゲートを備えるメモリ構造体であって、
第1の絶縁体層と第2の絶縁体層との間に配置された制御ゲート材料と、
前記第1の絶縁体層と前記第2の絶縁体層との間に配置され、少なくとも実質的に前記制御ゲート材料と整合された浮遊ゲート材料と、
ポリ間誘電体(IPD)層が前記制御ゲート材料を前記浮遊ゲート材料から電気的に絶縁するように、前記制御ゲート材料と浮遊ゲート材料との間に配置された前記IPD層とを備え、
前記浮遊ゲート材料は、金属領域を有する、メモリ構造体。 - 前記金属領域は、前記浮遊ゲート材料と前記IPD層との間に配置される、請求項1に記載のメモリ構造体。
- 前記金属領域は、前記IPD層の一部により、前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層の各々から分離される、請求項2に記載のメモリ構造体。
- 前記制御ゲート材料は、前記IPD層と直接接触し、
前記IPD層は、前記金属領域に直接接触し、
前記金属領域は、前記浮遊ゲート材料と直接接触する、請求項2または3に記載のメモリ構造体。 - 前記浮遊ゲート材料は、前記IPD層と直接接触する、請求項4に記載のメモリ構造体。
- 前記浮遊ゲート材料は、前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層の各々と直接接触する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のメモリ構造体。
- 前記浮遊ゲート材料および前記制御ゲート材料は、前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層の複数の境界により形成された複数の平面に沿って少なくとも実質的に整合される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のメモリ構造体。
- 金属材料は、TiN、TiCN、TaN、TiSiN、WSix、ルチン、RuOx、TaSiN、TaCON、TiCON、およびこれらの複数の組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のメモリ構造体。
- 金属材料は、TiNを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のメモリ構造体。
- 前記金属領域は、約1nm〜約6nmの厚さを有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載のメモリ構造体。
- 前記金属領域は、前記制御ゲート材料の厚さの約15%〜約30%の厚さを有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載のメモリ構造体。
- 少なくとも実質的に整合された複数の浮遊ゲートおよび複数の制御ゲートを備える3次元NANDメモリ構造体であって、
セレクトゲートソース領域上に配置された導体材料および絶縁体材料の複数の交互層を有するセルスタック基板と、
前記複数の交互層に対して実質的に鉛直の向きで前記セルスタック基板内に配置されたセルピラーと、
セルピラーの周囲に3次元構成で配置された、請求項1に記載の複数のメモリ構造体とを備え、
前記複数のメモリ構造体は、複数の導体材料層と整合されて、電気的に結合される、3次元NANDメモリ構造体。 - 前記複数のメモリ構造体は、前記セルピラーの周囲に列状に配置される、請求項12に記載の3次元NANDメモリ構造体。
- 前記複数の浮遊ゲートは、約3nm〜約10nmの範囲のサイズである、請求項12または13に記載の3次元NANDメモリ構造体。
- 整合された複数の浮遊ゲートおよび複数の制御ゲートを有するメモリ構造体を製造する方法であって、
第1の絶縁体層と第2の絶縁体層との間に配置された制御ゲート材料を含む基板を提供する段階と、
前記制御ゲート材料の露出面へと浮遊ゲート凹部をエッチングする段階と、
前記制御ゲート材料、ならびに前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層に沿った前記浮遊ゲート凹部にポリ間誘電体(IPD)層を形成する段階と、
前記浮遊ゲート凹部における前記IPD層上に金属材料を堆積させる段階と、
前記浮遊ゲート凹部から前記金属材料の一部をエッチングして、前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層に沿って前記IPD層の複数の部分を露出させる段階と、
前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層から前記IPD層をエッチングして、前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層を露出させる段階と、
浮遊ゲート材料を前記浮遊ゲート凹部へと堆積させる段階とを備え、
複数の金属材料は、前記制御ゲートに沿って前記IPD層のエッチングをマスキングする、方法。 - 前記浮遊ゲート凹部における前記IPD層上に前記金属材料を堆積させる段階は、前記浮遊ゲート凹部の全てを前記金属材料で少なくとも実質的に充填する段階を更に有する、請求項15に記載の方法。
- 前記金属材料の前記一部をエッチングする段階は、NH4OH/H2O2、NH4OH/O3、熱燐酸、HF/O3、HF/H2O2、HF蒸気、NH3蒸気、H2SO4/H2O2、またはHF/HNO3からなる群から選択されるエッチャントを用いて前記金属材料をエッチングする段階を更に有する、請求項15または16に記載の方法。
- 前記金属材料の前記一部をエッチングする段階は、NH4OH/H2O2混合物を用いて前記金属材料をエッチングする段階を更に有する、請求項15〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層から前記IPD層をエッチングする段階は、フッ化水素、熱燐酸、HF/O3、HF/H2O2、HF蒸気、NH3蒸気、H2SO4/H2O2またはHF/HNO3からなる群から選択される技術を用いてエッチングする段階を更に有する、請求項15〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の絶縁体層および前記第2の絶縁体層から前記IPD層をエッチングする段階は、フッ化水素を用いてエッチングする段階を更に有する、請求項15〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属材料は、TiN、TiCN、TaN、TiSiN、WSix、ルチン、RuOx、TaSiN、TaCON、TiCON、およびこれらの複数の組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項15〜20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属材料は、TiNを含む、請求項15〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属材料は、約1nm〜約6nmの厚さを有する、請求項15〜22のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属材料は、前記制御ゲート材料の厚さの約15%〜約30%の厚さを有する、請求項15〜23のいずれか1項に記載の方法。
- 整合された複数の浮遊ゲートおよび複数の制御ゲートを有する3次元NANDメモリ構造体を製造する方法であって、
セレクトゲートソース領域上に配置された導電材料と絶縁材料の複数の交互層を有するセルスタック基板へとセルピラートレンチをエッチングする段階と、
導電材料の複数の層と整合された前記セルピラートレンチの複数の側壁へと複数の浮遊ゲート凹部をエッチングして、各浮遊ゲート凹部における制御ゲートを露出させる段階と、
制御ゲート材料および複数の絶縁材料層に沿って凹む前記複数の浮遊ゲートにポリ間誘電体(IPD)層を形成する段階と、
前記複数の浮遊ゲート凹部における前記IPD層上に金属材料を堆積させる段階と、
前記複数の浮遊ゲート凹部から前記金属材料の一部をエッチングして、前記複数の絶縁材料層に沿って前記IPD層の複数の部分を露出させる段階と、
前記複数の浮遊ゲート凹部から前記IPD層をエッチングして、各浮遊ゲート凹部における前記複数の絶縁材料層を露出させる段階と、
前記複数の浮遊ゲート凹部の各々へと浮遊ゲート材料を堆積させる段階とを備え、
前記金属材料は、前記複数の制御ゲートに沿って前記IPD層のエッチングをマスキングする、方法。 - 複数の浮遊ゲート凹部における前記IPD層上に前記金属材料を堆積させる段階は、前記複数の浮遊ゲート凹部の各々における前記金属材料を用いて前記浮遊ゲート凹部の全てを少なくとも実質的に充填する段階を更に有する、請求項25に記載の方法。
- 前記金属材料の前記一部をエッチングする段階は、NH4OH/H2O2、NH4OH/O3、熱燐酸、HF/O3、HF/H2O2、HF蒸気、NH3蒸気、H2SO4/H2O2、またはHF/HNO3からなる群から選択されるエッチャントを用いて前記金属材料をエッチングする段階を更に有する、請求項25または26に記載の方法。
- 前記金属材料の前記一部をエッチングする段階は、NH4OH/H2O2混合物を用いて前記金属材料をエッチングする段階を更に有する、請求項25〜27のいずれか1項に記載の方法。
- 第1の絶縁体層および第2の絶縁体層から前記IPD層をエッチングする段階は、フッ化水素、熱燐酸、HF/O3、HF/H2O2、HF蒸気、NH3蒸気、H2SO4/H2O2またはHF/HNO3からなる群から選択される技術を用いてエッチングする段階を更に有する、請求項25〜28のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の浮遊ゲート凹部における前記IPD層を形成する段階は、前記セルピラートレンチの前記複数の側壁に沿って前記IPDを形成する段階を更に有し、
前記複数の浮遊ゲート凹部における前記IPD層上に前記金属材料を堆積させる段階は、前記セルピラートレンチの前記複数の側壁に沿って前記金属材料を堆積させる段階と、前記金属材料および前記IPD層からエッチングした後、前記複数の浮遊ゲート凹部に前記浮遊ゲート材料を堆積させて前記セルピラートレンチの前記複数の側壁上に前記浮遊ゲート材料を堆積させる段階とを更に有する、請求項25〜29のいずれか1項に記載の方法。 - 前記セルピラートレンチの前記複数の側壁に沿ってトンネル誘電体層を形成する段階と、
前記セルピラートレンチの前記複数の側壁に沿った前記トンネル誘電体層上にライナ層を形成する段階と、
前記ライナ層および前記トンネル誘電体層を貫通して前記セルピラートレンチの底面側をパンチエッチングして、前記基板のソース層を露出させる段階と、
ポリシリコン材料を用いて前記セルピラートレンチを充填して、セルピラーを形成する段階とを更に備える、請求項25〜30のいずれか1項に記載の方法。 - 前記金属材料は、TiN、TiCN、TaN、TiSiN、WSix、ルチン、RuOx、TaSiN、TaCON、TiCON、およびこれらの複数の組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項25〜31のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属材料は、TiNを含む、請求項25〜32のいずれか1項に記載の方法。
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