JP2022510650A - 三次元メモリ装置のソースコンタクト構造、および三次元メモリ装置のソースコンタクト構造の製作方法 - Google Patents

三次元メモリ装置のソースコンタクト構造、および三次元メモリ装置のソースコンタクト構造の製作方法 Download PDF

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Abstract

メモリスタックにおいてソースコンタクト構造を有する三次元(3D)メモリ装置の実施形態が開示されている。3Dメモリ装置は、基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を備えるメモリスタックと、メモリスタックを通じて基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造とを有する。ソースコンタクト構造は、複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを備え得る。

Description

本開示の実施形態は、三次元(3D)メモリ装置およびその製作方法に関する。
平面状のメモリセルは、プロセス技術、回路設計、プログラムアルゴリズム、および製作工程を改良することでより小さい大きさへと縮小されている。しかしながら、メモリセルの加工寸法が下限に近付くにつれて、平面の工程および製作技術は困難になり、コストが掛かる。結果として、平面状のメモリセルについての記憶密度が上限に近付いている。
3Dメモリアーキテクチャは、平面状のメモリセルにおける密度の限界に対処することができる。3Dメモリアーキテクチャは、メモリ配列と、メモリ配列と行き来する信号を制御するための周辺装置とを含む。
3Dメモリ装置、および3Dメモリ装置を製作するための製作方法の実施形態が、本明細書に開示されている。
一例では、メモリ装置は、基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を有するメモリスタックと、メモリスタックを通じて基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造とを備える。ソースコンタクト構造は、複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを備え得る。
別の例では、メモリ装置は、基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を有するメモリスタックと、メモリスタックを通じて基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造とを備える。ソースコンタクト構造は、誘電体層において、誘電体層によって互いから絶縁される複数のソースコンタクトを備えることができ、複数のソースコンタクトの各々1つは複数のチャネル構造の共通ソースに電気的に結合される。
なおも別の例では、メモリ装置を形成するための方法は、メモリスタックを通じて基板へと鉛直に延びる複数のチャネル構造を形成するステップと、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造を形成するステップとを含む。ソースコンタクト構造を形成するステップは、複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを形成するステップを含み得る。
さらに別の例では、メモリ装置を形成するための方法は、メモリスタックを通じて基板へと鉛直に延びる複数のチャネル構造を形成するステップと、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造を形成するステップとを含む。ソースコンタクト構造の形成は、複数のソースコンタクトをソース導体にわたって形成するステップを含み得る。複数のソースコンタクトの各々1つは複数のチャネル構造の共通ソースに電気的に結合され得る。
本明細書において組み込まれており、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示の実施形態を示しており、本記載と共に、本開示の原理を説明するように、および、当業者に本開示を作らせて使用させることができるように、さらに供する。
本開示の一部の実施形態による例示の3Dメモリ装置の断面図である。 本開示の一部の実施形態による、図1Aに示された3Dメモリ装置の上面図である。 本開示の一部の実施形態による製作工程の様々な段階における例示の3Dメモリ装置の断面図である。 本開示の一部の実施形態による製作工程の様々な段階における例示の3Dメモリ装置の断面図である。 本開示の一部の実施形態による製作工程の様々な段階における例示の3Dメモリ装置の断面図である。 本開示の一部の実施形態による製作工程の様々な段階における例示の3Dメモリ装置の断面図である。 本開示の一部の実施形態による、図5Aに示された3Dメモリ装置の上面図である。 本開示の一部の実施形態による3Dメモリ装置を形成するための例示の工程の流れを示す図である。
本開示の実施形態が添付の図面を参照して説明される。
特定の構成および配置が検討されているが、これは例示の目的だけのために行われていることは理解されるべきである。当業者は、他の構成および配置が本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく使用できることを認識するものである。本開示が様々な他の用途においても採用できることが、当業者には明らかとなる。
本明細書において、「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」、「一部の実施形態」などへの言及は、開示されている実施形態が具体的な特徴、構造、または特性を含み得るが、必ずしもすべての実施形態が具体的な特徴、構造、または特性を含むとは限らない可能性があることを意味していることは、留意されるものである。さらに、このような文言は、必ずしも同じ実施形態に言及しているのではない。さらに、具体的な特徴、構造、または特性が実施形態との関連で記載されている場合、明示的に記載されていようがなかろうが、このような特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連でもたらすことは、当業者の知識の範囲内である。
概して、専門用語は、文脈における使用から少なくとも一部で理解され得る。例えば、本明細書で使用されているような「1つまたは複数」という用語は、少なくとも一部で文脈に依存して、単数の意味で任意の特徴、構造、もしくは特性を記載するために使用され得、または、複数の意味で特徴、構造、もしくは特性の組み合わせを記載するために使用され得る。同様に、「1つ」または「その」などの用語は、ここでも少なくとも一部で文脈に依存して、単数での使用を伝えるため、または、複数での使用を伝えるためと理解できる。また、「基づいて」という用語は、因子の排他的なセットを伝えるように必ずしも意図されていないとして理解でき、代わりに、ここでも少なくとも一部で文脈に依存して、必ずしも明示的に記載されていない追加の因子の存在を許容できる。
本開示における「~の上に」、「~の上方に」、および「~にわたって」の意味は、「~の上に」が何かの「直接的に上に」を意味するだけでなく、それらの間に中間の特徴または層を伴って何かの「上に」あるという意味も含むように、および、「~の上方に」または「~にわたって」は、何か「の上方に」または「にわたって」の意味を意味するだけでなく、それらの間に中間の特徴または層を伴わずに何か「の上方に」または「にわたって」あるという意味も含むように、最も幅広い形で解釈されるべきであることは容易に理解されるべきである。
さらに、「~の下に」、「~の下方に」、「下方」、「~の上方に」、「上方」などの空間的に相対的な用語が、他の要素または特徴に対する1つの要素または特徴の関係を、図において示されているように説明するために、説明の容易性のために本明細書において用いられ得る。空間的に相対的な用語は、図に描写されている配向に加えて、使用中または動作中に装置の異なる配向を網羅するように意図されている。装置は他に配向させてもよく(90度または他の配向で回転させてもよい)、本明細書で使用されている空間的に相対的な記載はそれに応じて同様に解釈され得る。
本明細書で使用されるとき、「基板」という用語は、その上に次の材料層が追加される材料を言う。基板自体はパターン形成され得る。基板の上に追加される材料は、パターン形成できる、または、パターン形成されないままとすることができる。さらに、基板は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、リン化インジウムなどの半導体材料の幅広い配列を含み得る。代替で、基板は、ガラス、プラスチック、またはサファイアのウェーハなど、非導電性材料から作ることができる。
本明細書で使用されるとき、「層」という用語は、厚さを伴う領域を含む材料部分を言う。層は、下にある構造もしくは上にある構造の全体にわたって延在することができ、または、下にある構造もしくは上にある構造の範囲未満の範囲を有し得る。さらに、層は、連続的な構造の厚さより小さい厚さを有する均一または不均一な連続構造の領域であり得る。例えば、層は、任意の対の水平な平面の間に、連続的な構造の上面と下面との間に、または、そのような上面および下面に位置し得る。層は、横に、鉛直に、および/または、先細りとされた表面に沿って延び得る。基板は、層であり得、1つもしくは複数の層を含み得、ならびに/または、その上、その上方、および/もしくはその下方に1つもしくは複数の層を有し得る。層は複数の層を含み得る。例えば、相互連結層は、1つまたは複数の導体および接触層(相互連結線および/またはビアコンタクトが形成される)と、1つまたは複数の誘電体層とを含み得る。
本明細書で使用されるとき、「名目上の/名目上は」という用語は、製品の設計の局面の間または工程の間に、所望の値より上の値および/または下の値の範囲と一緒に設定される、構成要素または工程作業についての特性またはパラメータの所望の値または目標値を言う。値の範囲は、製造工程における若干の変化または公差によるものであり得る。本明細書で使用されるとき、「約」という用語は、主題の半導体装置と関連する具体的な技術ノードに基づいて変化し得る所与の量の値を指示している。具体的な技術ノードに基づいて、「約」という用語は、例えば値の10~30%(例えば、値の±10%、±20%、または±30%)内で変化する所与の量の値を指示できる。
本明細書で使用されるとき、「3Dメモリ装置」という用語は、メモリストリングが基板に対して鉛直方向に延びるように、横に配向された基板においてメモリセルトランジスタの鉛直に配向されるストリング(NANDメモリストリングなどの「メモリストリング」と本明細書では称される)を伴う半導体装置を言う。本明細書で使用されるとき、「鉛直の/鉛直に」という用語は、基板の横の表面に対して名目上は垂直であることを意味する。
本明細書で使用されるとき、「階段」、「段」、および「レベル」という用語が置き換え可能に使用され得る。本明細書で使用されるとき、階段構造は、少なくとも2つの水平な表面と少なくとも2つの鉛直な表面とを、各々の水平な表面が、水平な表面の第1の縁から上向きに延びる第1の鉛直な表面に隣接し、水平な表面の第2の縁から下向きに延びる第2の鉛直な表面に隣接するように含む表面のセットを言う。「階段」は、隣接された表面のセットの高さにおける鉛直でのずれを言う。
本明細書で使用されるとき、x軸およびy軸(x-z平面に対して垂直である)が水平に延び、水平面を形成する。水平面は基板の上面と実質的に平行である。本明細書で使用されるとき、z軸は鉛直に延び、つまり、水平面に対して垂直の方向に沿って延びる。「x軸」および「y軸」の用語は、「横方向」、「水平方向」などと置き換え可能に使用でき、「x-y平面」の用語は「水平面」などと置き換え可能に使用でき、「z軸」の用語は「鉛直方向」などと置き換え可能に使用できる。
3Dメモリ装置では、読取り、書込み、および消去などのデータ動作は、メモリセルのソースおよびドレイン電極を通じたデータの送信を含む。半導体チャネルおよびゲート電極の交差によって形成されるメモリセルは、隣接する半導体チャネル同士の間で分配されるソースコンタクト構造(例えば、配列共通ソースまたは「ACS」)を共用する。ソースコンタクト構造は、1つまたは複数の導電性材料からしばしば作られ、メモリスタックの最上面の上方にしばしばあるソース線に連結させるために、基板の表面から鉛直に延びる。
データ保存のためのより大きな記憶容量への要求が高まるにつれて、3Dメモリ装置は、記憶密度を増加させるために、鉛直に配置されるメモリセルの数を増加させている。鉛直方向に沿ってより多くのメモリセルを得るための方法は、メモリスタックにおいて鉛直方向に沿ってメモリセルの数を増加させることをしばしば含む。この手法は、ソースコンタクト構造にいくつかの問題をもたらす可能性がある。例えば、鉛直方向に沿ったソースコンタクト構造の高さの増加は、ソースコンタクト構造の導電性材料(例えば、タングステン)に大きな応力をもたらし、ソースコンタクト構造の材料品質を損なわせる可能性がある。また、増加した量の導電性材料がソースコンタクト構造において使用されるため、一部の導電性材料(例えば、ポリシリコン)は、ソースコンタクト構造の抵抗の増加をもたらし、装置性能に影響を与える可能性がある。したがって、ソースコンタクト構造は改善される必要がある。
本開示による様々な実施形態が3Dメモリ装置の構造および製作方法を提供しており、これは、応力およびソースコンタクト構造の伝導性と関連する上記の問題を解決する。例えば、3Dメモリ装置のソースコンタクト構造は、鉛直方向に沿って誘電体層により互いから各々が絶縁される複数の金属ソースコンタクト(例えば、タングステン)を含む。誘電体層において一体の構造の代わりに分離されたソースコンタクトは、金属材料の応力を低減することができる。誘電体層の応力は、ソースコンタクト構造の小さい正味の応力と所望の材料品質とを維持するために、柔軟に制御および調節できる。また、十分に小さい抵抗率のソース導体がソースコンタクト構造の底に形成される。ソース導体は複数のソースコンタクトおよび基板と接触しており、シリサイド材料を含む。ソース導体は、3Dメモリ装置のチャネル構造の共通ソースをソースコンタクト構造に電気的に結合する。一部の実施形態では、複数のソースコンタクトが、ゲート電極と接触しているワード線コンタクトを形成する同じ製作工程によって形成される。
図1Aは、一部の実施形態による3Dメモリ装置の断面図を示している。図1Bは、図1Aに示された3Dメモリ装置の上面図を示している。図2~図5Aは、一部の実施形態による、図1Aおよび図1Bに示された3Dメモリ装置を形成するための製作工程の異なる段階における3Dメモリ装置の断面図を示している。図5Bは、図5Aに示された3Dメモリ装置の上面図を示している。図6は、図1~図5Bに示された3Dメモリ装置を形成するための例示の製作工程600を示している。図示を容易にするために、例として示されているメモリスタックは1つの階段構造を有する。本開示の構造および方法は、複数の積み重なる階段構造の3Dメモリ装置を形成するために、同じ方法または同様の方法でも用いられ得る。
図1Aに示されているように、3Dメモリ装置(または「メモリ構造」)100は、基板102にわたるメモリスタック124を備え得る。メモリスタック124は、基板102にわたる、鉛直方向に沿って積み重なる交互配置された複数の導体層120-1(例えば、ゲート電極)および絶縁層120-2を有する階段構造を含み得る。メモリスタック124は、絶縁スタック125にあり得、メモリスタック124を通じて基板102へと鉛直に延びる複数のチャネル構造108(例えば、半導体チャネル)を備え得る。チャネル構造108は、遮断層108-1と、メモリ層108-2と、トンネル層108-3と、半導体層108-4と、誘電コア108-5とを備え得る。メモリ装置100は、例えば基板102では、チャネル構造108の底においてドープ半導体部分110を備え得る。メモリスタック124は、誘電体層118において複数のソースコンタクト116を備えるソースコンタクト構造130も備え得る。メモリ装置100は、複数のソースコンタクト116および基板と接触しているソース導体106も備え得る。メモリ装置100は、各々のソースコンタクト116にわたる第1のコンタクト112と、各々のチャネル構造108にわたる第2のコンタクト114-1と、各々の第2のコンタクト114-1にわたる第3のコンタクト114-2とをさらに備え得る。基板102は、メモリスタック124の下のドープ半導体領域104と、ドープ半導体領域104における複数のドープ半導体部分110とをさらに備え得る。各々のドープ半導体部分110はそれぞれのチャネル構造108の下にあり得る。図示の容易性のために、メモリスタック124は配列領域126-1と階段領域126-2とに分割されている。導体層120-1とチャネル構造108との交差によって形成されたメモリセルが配列領域126-1に形成されてもよい。ワード線コンタクト122が階段領域126-2に形成されてもよい。図1Aに示された各々の要素の詳細は次のように説明される。
基板102は、シリコン(例えば、単結晶シリコン)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウムヒ素(GaAs)、ゲルマニウム(Ge)、シリコンオンインシュレータ(SOI)、および/または任意の他の適切な材料を含み得る。一部の実施形態では、基板102はシリコンを含む。
一部の実施形態では、基板102はドープ半導体領域104(例えば、井戸層)を備える。ドープ半導体領域104はメモリスタック124の下に(例えば、チャネル構造108およびソースコンタクト構造130の下に)位置し得る。ドープ半導体領域104は、単結晶シリコンなどの元素半導体材料、化合物の半導体材料、または有機半導体材料、および/または他の半導体材料を含み得る。例えば、ドープ半導体領域104は、適切な堆積工程および/またはイオン注入工程によって形成されるドープ単結晶シリコンを含み得る。
メモリスタック124は、鉛直方向に沿って基板102にわたって積み重なる交互配置された複数の導体層120-1および絶縁層120-2を含み得る。メモリスタック124は、階段領域126-2に形成された階段と、配列領域126-1に形成されたメモリセルとを伴う階段構造を有し得る。一部の実施形態では、各々の導体層120-1と、対応する/下にある絶縁層120-2とが階段を形成する。絶縁層120-2は導体層120-1を互いから絶縁することができる。導体層120-1と絶縁層120-2とは、(例えば、鉛直方向に沿って)互いに同じ厚さを各々有し得、または、他とは異なる厚さを有し得る。導体層120-1は、限定されることはないが、タングステン(W)、コバルト(Co)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、多結晶シリコン(ポリシリコン)、ドープシリコン、シリサイド、またはそれらの任意の組み合わせを含む導電性材料を含み得る。絶縁層120-2は、限定されることはないが、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)、および/または酸窒化シリコン(SiON)を含む誘電材料を含み得る。一部の実施形態では、導体層120-1はWなどの金属を含み、絶縁層120-2はSiOを含む。
一部の実施形態では、メモリスタック124は、交互配置された複数の絶縁層および犠牲層を形成するために、基板102にわたって鉛直に積み重なる複数の交互配置された絶縁材料層および犠牲材料層(例えば、絶縁材料層/犠牲材料層の複数の対)の誘電体スタックを繰り返しエッチングし、犠牲層を適切な導電性材料で置き換えることで形成される。誘電体スタックは、例えば、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)、原子層堆積(ALD)、および/または低圧CVD(LPCVD)などの任意の適切な堆積工程を使用して、複数の絶縁材料層および犠牲材料層を交互に堆積させることなどによって、形成できる。絶縁層および犠牲層が形成された後、犠牲層を除去させることができ、所望の導電性材料を、導体層120-1を形成するために、犠牲層の除去によって形成された空間に堆積させることができる。犠牲層は、乾式エッチングおよび/または湿式エッチングなどの任意の適切なエッチング工程によって除去され得る。導体層120-1の堆積はCVD、PVD、および/またはALDなどの任意の適切な堆積工程を含み得る。メモリスタック124における絶縁層/犠牲層の対の数は、32個、64個、96個、または128個などの任意の適切な数であり得る。犠牲層は、絶縁層の材料と異なる任意の適切な材料を含み得る。一部の実施形態では、犠牲層はSiNを含む。
一部の実施形態では、メモリスタック124の形成は、エッチングされる絶縁材料層/犠牲材料層の対の部分を露出させるために、誘電体スタックにわたるエッチングマスク(例えば、フォトレジスト層)を繰り返しエッチング/トリミングすることと、適切なエッチング工程を用いて露出させた部分をエッチング/除去することとを含み得る。エッチングマスクおよび絶縁材料層/犠牲材料層の対のエッチングは、湿式エッチングおよび/または乾式エッチングなどの任意の適切なエッチング工程を用いて実施できる。一部の実施形態では、エッチングは、例えば誘導結合プラズマエッチング(ICP)および/または反応性イオンエッチング(RIE)といった乾式エッチングを含む。
チャネル構造108は、遮断層108-1と、メモリ層108-2と、トンネル層108-3と、半導体層108-4と、誘電コア108-5とを各々備え得る。チャネル構造108は、基板102を露出させるために、メモリスタック124を通じたチャネルホールを形成することで形成できる。各々のチャネルホールの場所はそれぞれのチャネル構造の場所に対応する。遮断層108-1は、続いて形成されるゲート電極へと電荷が逃れるのを低減または防止することができる。遮断層108-1は単層構造または多層構造を備え得る。例えば、遮断層108-1は第1の遮断層と第2の遮断層とを備え得る。第1の遮断層は、任意の適切な共形の堆積方法によってチャネルホールの表面にわたって形成できる。第1の遮断層は誘電材料(例えば、誘電金属酸化物)を含み得る。例えば、第1の遮断層は、十分に大きな誘電率(例えば、7.9より大きい)を有する誘電金属酸化物を含み得る。第1の遮断層の例には、AlO、酸化ハフニウム(HfO)、酸化ランタン(LaO)、酸化イットリウム(Y)、酸化タンタル(Ta)、それらのケイ酸塩、それらの窒素ドーピング化合物、および/またはそれらの合金がある。第1の遮断層は、CVD、ALD、パルスレーザー堆積(PLD)、および/または液体ミスト化学堆積などの適切な堆積方法によって形成され得る。一部の実施形態では、第1の遮断層はAlOを含む。
第2の遮断層は、第1の遮断層にわたって形成でき、第1の遮断層と異なる誘電材料を含み得る。例えば、第2の遮断層はSiO、SiON、および/またはSiNを含み得る。一部の実施形態では、第2の遮断層はSiOを含み、LPCVDおよび/またはALDなどの任意の適切な共形の堆積方法によって形成できる。
メモリ層108-2は、電荷トラップ材料を含むことができ、遮断層108-1にわたって形成され得る。メモリ層108-2は単層構造または多層構造を備え得る。例えば、メモリ層108-2は、タングステン、モリブデン、タンタル、チタン、白金、ルテニウム、それらの合金、それらのナノ粒子、それらのシリサイド、および/または、多結晶もしくは非晶質の半導体材料(例えば、ポリシリコンおよび非晶質シリコン)などの導電性材料および/または半導体を含み得る。メモリ層108-2は、SiNおよび/またはSiONなどの1つまたは複数の絶縁材料も含み得る。一部の実施形態では、メモリ層108-2は、SiON層によって挟まれるSiN層を含み、SiON層はさらにSiN層によって挟まれる。メモリ層108-2は、CVD、ALD、およびPVDなどの任意の適切な堆積方法によって形成され得る。
トンネル層108-3は、適切なバイアスの下でトンネル効果が起こり得る誘電材料を備え得る。トンネル層108-3は、メモリ層108-2にわたって形成でき、単層構造または多層構造を含むことができ、SiO、SiN、SiON、誘電金属酸化物、誘電金属酸窒化物、誘電金属ケイ酸塩、および/またはそれらの合金を含み得る。トンネル層108-3は、CVD、ALD、および/またはPVDなどの適切な堆積方法によって形成され得る。一部の実施形態では、トンネル層108-3は複数のSiON層とSiO層とを備え、複数のSiON層はメモリ層108-2とSiO層との間に位置付けられる。
半導体層108-4は、電荷の輸送を容易にすることができ、トンネル層108-3にわたって形成できる。半導体層108-4は、一元素の半導体材料、III-V族化合物半導体材料、II-VI族化合物半導体材料、および/または有機半導体材料など、1つまたは複数の半導体材料を含み得る。半導体層108-4は、LPCVD、ALD、および/または金属-有機化学蒸着(MOCVD)などの任意の適切な堆積方法によって形成され得る。一部の実施形態では、半導体層108-4は多結晶シリコン層を含む。
誘電コア108-5は、適切な誘電材料を含むことができ、半導体層108-4によって包囲された空間を満たすことができる。一部の実施形態では、誘電コア108-5は、SiO(例えば、十分に高い純度のSiO)を含み、CVD、LPCVD、ALD、および/またはPVDなどの任意の適切な堆積方法によって形成され得る。
ドープ半導体部分110は、チャネル構造108の共通ソースとソースコンタクト構造130との間の電気的結合を容易にする基板102(例えば、ドープ半導体領域104)に形成されるドープ半導体材料を含み得る。ドープ半導体部分110は、エピタキシャル成長および/またはイオン注入によって形成されるドープ半導体材料を含み得る。例えば、ドープ半導体部分110は、エピタキシャル成長によって形成されるドープ単結晶シリコンを含み得る。
第2のコンタクト114-1は各々チャネル構造108にわたって形成され得、第3のコンタクト114-2はそれぞれの第2のコンタクト114-1にわたって各々形成され得る。一部の実施形態では、水平面に沿った第2のコンタクト114-1の寸法(例えば、直径または幅)は、それぞれの第3のコンタクト114-2の寸法より大きく、それぞれのチャネル構造108の寸法より小さく、そのためチャネル構造108は、後に続く工程におけるそれぞれのビット線に結合され得る。一部の実施形態では、第2のコンタクト114-1はポリシリコンを含み、第3のコンタクト114-2は、アルミニウム、銅、タングステン、および/またはコバルトなどの金属材料を含む。第1のコンタクト112は適切な導電性材料を含み得、ソースコンタクト116とそれぞれのソース線との間の電気的結合を容易にするために、それぞれのソースコンタクト116にわたって各々形成され得る。一部の実施形態では、水平面に沿った第1のコンタクト112の寸法が、水平面に沿ったソースコンタクト116の寸法より小さい。一部の実施形態では、第1のコンタクト112と第3のコンタクト114-2とはタングステンなどの同じ金属材料を含む。一部の実施形態では、第1のコンタクト112、第2のコンタクト114-1、および第3のコンタクト114-2は、パターン形成工程(例えば、フォトリソグラフィ工程)が後に続くCVD、PVD、および/またはALDなどの適切な堆積工程によって各々形成される。
一部の実施形態では、ワード線コンタクト122は、絶縁スタック125において形成され、タングステン、銅、アルミニウム、コバルト、およびポリシリコンのうちの1つまたは複数などの適切な導電性材料を含む。ワード線コンタクト122は、所望の導電性材料で絶縁スタック125における開口部(例えば、対応する導体層120-1を露出する)を満たすことで形成され得る。一部の実施形態では、ワード線コンタクト122は、複数のソースコンタクト116を形成する同じ製作工程によって形成され、複数のソースコンタクト116と同じ導電性材料を含み得る。絶縁スタック125は、SiOなどの任意の適切な誘電材料を含み得る。
一部の実施形態では、ソースコンタクト構造130はメモリスタック124を通じて基板102へと鉛直に延びる。ソースコンタクト構造130は、例えばy方向に沿って(例えば、x-z平面に対して垂直に)、横に延びてもよい。一部の実施形態では、ソースコンタクト構造130は複数のソースコンタクト116と誘電体層118とを含む。複数のソースコンタクト116は、ソースコンタクト構造130が延びる方向に沿って配置され得る。複数のソースコンタクト116は誘電体層118に位置付けられてもよく、そのため誘電体層118は各々のソースコンタクト116を基板102にわたって互いから絶縁できる。ソースコンタクト116は、任意の適切な形を有することができ、任意の適切なパターンで配置され得る。例えば、ソースコンタクト116は、配列で配置されてもよく、名目上は同じ寸法を有する柱状の形を各々有し得る。x方向および/またはy方向に沿って配置されるソースコンタクト116の数は、例えば、ソースコンタクト構造130の寸法、ソースコンタクト116の寸法、および/または設計ルールの要件などに基づいて決定され得る。図1Bは、図1Aに示されたメモリ構造の上面図を示している。
図1Bに示されているように、ソースコンタクト構造130は、メモリスタック124の第1の部分151-1と第2の部分151-2との間で横に(例えば、y軸に沿って、x-y平面と平行に)延び得る。配列領域126-1は階段領域126-2によって包囲され得る。図示の容易性のために、階段領域126-2における特徴は図1Bでは示されていない。チャネル構造108はメモリスタック124の第1の部分151-1および第2の部分151-2に位置付けられ得る。複数のソースコンタクト116は、誘電体層118において配列で配置でき、メモリスタック124を第1の部分151-1と第2の部分151-2とに分離するために、メモリスタック124を通じて鉛直に、および、メモリスタック124において横に延び得る。例えば、配列は、x軸に沿って配置される少なくとも1つのソースコンタクト116と、y軸に沿って配置される2つ以上のソースコンタクト116とを含み得る。一部の実施形態では、2つの隣接するソースコンタクトの中心同士の間の距離Dは、250nmから1.4μmまで(例えば、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、これらの値のうちのいずれかによる下限によって境界付けられる任意の範囲、または、これらの値のうちの任意の2つによって定められる任意の範囲内)など、約250nmから約1.4μmまでの範囲であり得る。一部の実施形態では、各々のソースコンタクト116の寸法(例えば、直径d)は、80nmから150nmまで(例えば、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、これらの値のうちのいずれかによる下限によって境界付けられる任意の範囲、または、これらの値のうちの任意の2つによって定められる任意の範囲内)など、約80nmから約150nmまでの範囲にあり得る。一部の実施形態では、各々のソースコンタクト116の直径dは、120nmなど、約120nmである。第1の部分151-1および第2の部分151-2は、ソースコンタクト構造130の構造および/または位置を示すためだけに、本明細書において記載されていることに留意されたい。他のソースコンタクト構造130などの他の構造が、メモリスタック124の第1の部分151-1および第2の部分151-2に形成されてもよいが、本明細書では記載の簡潔性のために省略されている。
ソースコンタクト116は、アルミニウム、タングステン、コバルト、および/または銅などの任意の適切な導電性材料を含み得る。一部の実施形態では、ソースコンタクト116はタングステンを含む。誘電体層118は、ソースコンタクト116を、互いから、および、導体層120-1から絶縁する任意の適切な誘電材料を含み得る。例えば、誘電体層118はSiO、SiN、および/またはSiONを含み得る。一部の実施形態では、誘電体層118はSiOを含む。
誘電体層118(例えば、SiOから作られる)の応力は、ソースコンタクト構造130に小さい正味の応力を持たせること、および/または、ソースコンタクト116に小さい応力を持たせることを確保するために、制御および/または調節され得る。例えば、誘電体層118の応力は、例えば、ソースコンタクト構造130の全体積に対するソースコンタクト116の全体積の割合を制御すること、SiOの組成(例えば、SiO分子における酸素原子の数に対するシリコン原子の数の割合)を制御すること、および/または、SiOを形成するために形成/堆積の条件を制御することなどによって、制御および/または調節できる。一部の実施形態では、ソースコンタクト構造130の全体積に対する複数のソースコンタクト116の全体積の割合が、30%から70%まで(例えば、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、これらの値のうちのいずれかによる下限によって境界付けられる任意の範囲、または、これらの値のうちの任意の2つによって定められる任意の範囲内)など、約30%から約70%までの範囲にある。
図1Aに戻って参照すると、一部の実施形態では、ソースコンタクト構造130は、ソースコンタクト構造130の底にソース導体106も含む。ソース導体106は、複数のソースコンタクト116および基板102と接触し得る。一部の実施形態では、ソース導体106の少なくとも一部分が基板102に位置決めされる。ソース導体106は、十分に小さい抵抗率を有することができ、チャネル構造108の共通ソースとソースコンタクト構造130(またはソースコンタクト116)との間の電気的結合を容易にすることができる。一部の実施形態では、基板102はシリコンを含み、ソース導体106はシリサイド層を含む。例えば、ソース導体106は、ケイ化タングステン、ケイ化チタニウム、ケイ化ニッケル、ケイ化ナトリウム、ケイ化白金、ケイ化マグネシウム、およびケイ化モリブデンのうちの1つまたは複数を含み得る。ソース導体106は自己整合工程によって形成され得る。例えば、1つまたは複数の所望の金属を、基板102(例えば、シリコン)と反応し、シリサイドを形成するために、第1の部分151-1と第2の部分151-2との間に堆積させることができる。ソース導体106を形成するための工程は、熱反応および/または焼鈍しが後に続く、基板102にわたって所望の金属材料のCVD、PVD、ALD、およびスパッタリングのうちの1つまたは複数を実施することを含み得る。
メモリ装置100の形成は図2~図6を参照して説明され得る。図6を参照すると、製作工程の開始において、メモリスタックの下の基板の一部分を露出させるために、スリット開口部がメモリスタックにおいて形成される(作業602)。図2は、対応する構造200の断面図を示している。
図2に示されているように、スリット開口部218が、メモリスタック224の下の基板202の一部分を露出させるためにメモリスタック224において形成され得る。一部の実施形態では、メモリスタック224は、初期絶縁スタック225において階段構造を含む。階段構造は、基板202にわたって積み重なる交互配置された複数の導体層220-1および絶縁層220-2を含み得る。メモリスタック224は、遮断層208-1と、メモリ層208-2と、トンネル層208-3と、半導体層208-4と、誘電コア208-5とを各々が有する複数のチャネル構造208を含み得る。メモリスタック224は、それぞれのチャネル構造208にわたって各々が形成される複数の第2のコンタクト214-1を備え得る。基板202は、メモリスタック224の下のドープ半導体領域204と、それぞれのチャネル構造208の下に各々ある複数のドープ半導体部分210とを備え得る。初期絶縁スタック225は、SiO、SiN、および/またはSiONなどの適切な誘電材料を含むことができ、CVD、PVD、LPCVD、および/またはALDなどの任意の適切な堆積工程によって形成できる。一部の実施形態では、初期絶縁スタック225は、CVDによって形成されるSiOを含む。メモリスタック224は配列領域226-1と階段領域226-2とに分割され得る。一部の実施形態では、基板202、導体層220-1、絶縁層220-2、チャネル構造208、配列領域126-1、階段領域126-2、メモリスタック124の第1の部分151-1および第2の部分151-2、ならびに第2のコンタクト214-1は、基板102、導体層120-1、絶縁層120-2、チャネル構造108、配列領域226-1、階段領域226-2、メモリスタック124の第1の部分251-1および第2の部分251-2、ならびに第2のコンタクト114-1と同じかまたは同様であり得る。これらの要素の詳細な記載は、図1Aおよび図1Bの記載を参照でき、ここでは繰り返さない。
スリット開口部218は、メモリスタック224の第1の部分251-1と第2の部分251-2との間に形成され得る。スリット開口部218のパターンおよび場所は、後で形成されるソースコンタクト構造(例えば、ソースコンタクト構造130)のパターンおよび場所に対応し得る。スリット開口部218は、メモリスタック224を第1の部分251-1と第2の部分251-2とに分離するために、メモリスタック224を通じて基板202へと鉛直に延びつつ横に延び得る。基板202(またはドープ半導体領域204)の一部分がスリット開口部218の底において露出され得る。一部の実施形態では、スリット開口部218はメモリスタック224のゲート線スリットである。
スリット開口部218は、メモリスタック224の一部分を露出させるために、メモリスタック224にわたるパターン形成エッチングマスクを形成し、基板202を露出させてスリット開口部218を形成するために、メモリスタック224の露出させた部分をエッチングするなど、任意の適切な工程によって形成できる。任意の適切なエッチング工程が採用され得る。一部の実施形態では、乾式エッチング(例えば、誘導結合プラズマ(ICP)エッチングおよび/または反応性イオンエッチング(RIE))が、スリット開口部218を形成するために実施される。
図6に戻って参照すると、スリット開口部の形成の後、ソース導体がスリット開口部の底において基板にわたって形成される(作業604)。図3は、対応する構造300の断面図を示している。
図3に示されているように、ソース導体306が、スリット開口部218の底において基板202にわたって形成され得る。一部の実施形態では、ソース導体306は、自己整合シリサイド層を含み、ソース導体106と同様または同じである。ソース導体306の構造および形成の詳細な記載は、図1Aの記載を参照でき、ここでは繰り返さない。
図6に戻って参照すると、ソース導体の形成の後、誘電材料を、スリット開口部を満たして初期誘電体層を形成するために堆積させる(作業606)。図4は、対応する構造400の断面図を示している。
図6に示されているように、誘電材料を、スリット開口部218を満たして初期誘電体層418を形成するために堆積させる。初期誘電体層418はソース導体306を覆うことができる。初期誘電体層418は、絶縁スタック225と同じ誘電材料を含み得、または、絶縁スタック225と異なる誘電材料を含み得る。一部の実施形態では、初期誘電体層418および絶縁スタック225は、例えばSiOといった同じ材料を含む。初期誘電体層418は、CVD、PVD、LPCVD、および/またはALDなどの任意の適切な堆積工程によって形成され得る。任意選択で、平坦化工程(例えば、化学機械研磨(CMP)および/またはリセスエッチング)が、初期誘電体層418にわたる過剰な誘電材料を除去するために、誘電材料の堆積の後に実施される。
図6に戻って参照すると、初期誘電体層の形成の後、初期誘電体層を通じた複数のソースコンタクトと、初期絶縁スタックを通じた複数のワード線コンタクトとが形成でき、複数のソースコンタクトはソース導体と接触している(作業608)。図5Aは、対応する構造500の断面図を示している。
図5Aに示されているように、初期誘電体層418を通じた複数のソースコンタクト516が形成でき、初期絶縁スタック225を通じた複数のワード線コンタクト522が形成できる。誘電体層518および絶縁スタック525が形成され得る。複数のソースコンタクト516はソース導体306と接触していてもよい。一部の実施形態では、複数のソースコンタクト516および複数のワード線コンタクト522は各々、複数のソースコンタクト116および複数のワード線コンタクト122とそれぞれ同じまたは同様である。複数のワード線コンタクト522および複数のソースコンタクト516の詳細な記載は、複数のワード線コンタクト122および複数のソースコンタクト116の記載をそれぞれ参照でき、ここでは繰り返さない。同様に、誘電体層518および絶縁スタック525の詳細な記載は、誘電体層118および絶縁スタック125の記載をそれぞれ参照でき、ここでは繰り返さない。
一部の実施形態では、初期誘電体層418および初期絶縁スタック225は、例えばSiOといった同じ誘電材料を含み、複数のソースコンタクト516と複数のワード線コンタクト522とは同じ製作工程によって形成されてもよい。一部の実施形態では、パターン形成エッチングマスクは、初期誘電体層418の一部分と初期絶縁スタック225の一部分とを露出させるためにメモリスタック224にわたって形成され得る。ICPエッチングおよび/またはRIEなどの適切なエッチング工程(例えば、乾式エッチング)が、初期誘電体層418および初期絶縁スタック225において開口部(例えば、開口部の配列)を形成してソース導体306および導体層220-1をそれぞれ露出させるために実施され得る。次に、同じ導電性材料を開口部内に堆積させ、複数のソースコンタクト516および複数のワード線コンタクト522をそれぞれ形成するためにCVD、PVD、スパッタリング、および/またはALDなどの適切な堆積工程が実施され得る。任意選択で、平坦化工程(例えば、CMPおよび/またはリセスエッチング)が、メモリスタック224にわたる過剰な導電性材料を除去するために実施され得る。
一部の実施形態では、初期誘電体層418および初期絶縁スタック225は異なる誘電材料を含む。初期誘電体層418および初期絶縁スタック225のパターン形成は、異なる誘電材料のエッチングがそれらの最適なエッチング結果のために別々に制御できるように、別々に実施され得る。複数のソースコンタクト516および複数のワード線コンタクト522は、例えば別々の堆積工程によって、異なる導電性材料で満たされてもよい。ソースコンタクト516およびワード線コンタクト522を形成するための特定の材料および製作工程は、異なる3Dメモリ装置および/または製作要件に基づいて決定されるべきであり、本開示の実施形態によって限定されるべきではない。
図5Bは、図5Aに示された構造500の上面図を示している。一部の実施形態では、複数のソースコンタクト516が、メモリスタック224の第1の部分551-1と第2の部分551-2との間の誘電体層518において配列で配置される。複数のソースコンタクト516はx-y平面に沿って横に延び得る。メモリスタック224の第1の部分551-1および第2の部分551-2は、メモリスタック124の第1の部分151-1および第2の部分151-2とそれぞれ同じまたは同様であり得る。メモリスタック224の第1の部分551-1および第2の部分551-2の詳細な記載は、メモリスタック124の第1の部分151-1および第2の部分151-2の記載を参照でき、ここでは繰り返されない。
図6に戻って参照すると、複数のソースコンタクトおよび複数のワード線コンタクトの形成の後、それぞれのコンタクトが各々のチャネル構造および各々のソースコンタクトにわたって形成される(作業610)。図1Aおよび図1Bはメモリ装置100(例えば、工程600によって形成される最終的な構造)を示している。
図1Aおよび図1Bに戻って参照すると、コンタクト(例えば、第1のコンタクト112および第3のコンタクト114-2)は、各々のソースコンタクト116(例えば、ソースコンタクト516と同じまたは同様)および、各々の第2のコンタクト114-1(例えば、第2のコンタクト214-1と同じまたは同様)にわたってそれぞれ形成され得る。第1のコンタクト112および第3のコンタクト114-2の詳細な記載は、図1Aの記載を参照でき、ここでは繰り返さない。
一部の実施形態では、チャネル構造、導体層、およびソースコンタクト構造を形成する順番は変化してもよいことに留意されたい。例えば、ソースコンタクト構造は、例えば、チャネル構造および/または導体層の形成の前に、誘電体スタックにおいて形成されてもよい。また、チャネル構造にわたる第2のコンタクトは、ソースコンタクト構造の形成の後で、第3のコンタクトの形成の前に形成されてもよい。これらの構造を形成するための特定の順番は、製作工程に基づいて決定されるべきであり、本開示の実施形態によって限定されるべきではない。
一部の実施形態では、メモリ装置は、基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を有するメモリスタックと、メモリスタックを通じて基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造とを備える。ソースコンタクト構造は、複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを備え得る。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々は、アルミニウム、タングステン、コバルト、または銅のうちの少なくとも1つを含む。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々はタングステンを含む。
一部の実施形態では、ソースコンタクト構造は、メモリスタックの第1の部分と第2の部分との間に誘電体層をさらに含み、誘電体層は、複数のソースコンタクトをメモリスタックの第1の部分および第2の部分から絶縁する。
一部の実施形態では、誘電体層は、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つを含む。
一部の実施形態では、誘電体層は酸化シリコンを含む。
一部の実施形態では、ソースコンタクト構造は、複数のソースコンタクトおよび基板と接触しているソース導体をさらに含む。
一部の実施形態では、基板はシリコンを含み、ソース導体はシリサイド層を含む。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトは、ソース導体にわたって配列で配置される。
一部の実施形態では、ソースコンタクト構造の全体積に対する複数のソースコンタクトの全体積の割合が約30%から約70%までの範囲にある。
一部の実施形態では、2つの隣接するソースコンタクトの中心同士の間の距離が約250nmから約1.4μmまでの範囲にある。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々1つの直径が約80nmから約150nmまでの範囲にある。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々1つの直径が約120nmである。
一部の実施形態では、メモリ装置は、複数のチャネル構造およびソース導体の下の基板におけるドープ半導体領域と、ドープ半導体領域における複数のチャネル構造の各々1つの下のドープ半導体部分とをさらに含む。ドープ半導体部分はドープ半導体領域を介してソース導体に電気的に結合され得る。
一部の実施形態では、メモリ装置は、複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトをさらに含む。
一部の実施形態では、メモリ装置は、複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクトと、第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとをさらに含む。
一部の実施形態では、メモリ装置は、基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を有するメモリスタックと、メモリスタックを通じて基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造とを備える。ソースコンタクト構造は、誘電体層において、誘電体層によって互いから絶縁される複数のソースコンタクトを備えることができ、複数のソースコンタクトの各々1つは複数のチャネル構造の共通ソースに電気的に結合される。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々は、アルミニウム、タングステン、コバルト、または銅のうちの少なくとも1つを含む。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々はタングステンを含む。
一部の実施形態では、誘電体層は、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つを含む。
一部の実施形態では、誘電体層は酸化シリコンを含む。
一部の実施形態では、ソースコンタクト構造は、複数のソースコンタクトおよび基板と接触しているソース導体をさらに含む。
一部の実施形態では、基板はシリコンを含み、ソース導体はシリサイド層を含む。
一部の実施形態では、ソースコンタクト構造の全体積に対する複数のソースコンタクトの全体積の割合が約30%から約70%までの範囲にある。
一部の実施形態では、2つの隣接するソースコンタクトの中心同士の間の距離が約250nmから約1.4μmまでの範囲にある。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々1つの直径が約80nmから約150nmまでの範囲にある。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトの各々1つの直径が約120nmである。
一部の実施形態では、メモリ装置は、複数のチャネル構造およびソース導体の下の基板におけるドープ半導体領域と、ドープ半導体領域における複数のチャネル構造の各々1つの下のドープ半導体部分とをさらに含む。ドープ半導体部分はドープ半導体領域を介してソース導体に電気的に結合され得る。
一部の実施形態では、メモリ装置は、複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトと、複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクト、および、第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとをさらに含む。
一部の実施形態では、メモリ装置を形成するための方法は、メモリスタックを通じて基板へと鉛直に延びる複数のチャネル構造を形成するステップと、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造を形成するステップとを含む。ソースコンタクト構造を形成するステップは、複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを形成するステップを含み得る。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトを形成するステップは、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離し、基板をメモリスタックの第1の部分と第2の部分との間で露出させるために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるスリット開口部を形成するステップを含む。複数のソースコンタクトを形成するステップはまた、スリット開口部を初期誘電体層で満たすステップと、メモリスタックの第1の部分と第2の部分との間で初期誘電体層において複数のソースコンタクトを形成するステップとを含み得る。
一部の実施形態では、方法は、メモリスタックの第1の部分と第2の部分との間でスリット開口部の底において、複数のソースコンタクトおよび基板と接触しているソース導体を形成するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、ソース導体を形成するステップは、基板にわたる自己整合シリサイド層を形成するステップを含む。
一部の実施形態では、自己整合シリサイド層を形成するステップは、自己整合シリサイド層を形成するために、化学蒸着、物理蒸着、原子層堆積、スパッタリング、熱反応、および焼鈍しのうちの1つまたは複数を実施するステップを含む。
一部の実施形態では、スリット開口部を初期誘電体層で満たすステップは、ソース導体を覆い、スリット開口部を満たすために、絶縁材料を堆積させるステップと、絶縁材料の上面を平坦化するステップとを含む。
一部の実施形態では、絶縁材料を堆積させるステップは、スリット開口部を満たすために酸化シリコンを堆積させるステップを含む。
一部の実施形態では、初期誘電体層において複数のソースコンタクトを形成するステップは、ソース導体にわたりかつソース導体と接触しているソースコンタクトの配列を形成するステップを含む。
一部の実施形態では、ソースコンタクトの配列を形成するステップは、ソース導体を露出させるために初期誘電体層において開口部の配列を形成するステップと、開口部の配列を満たすために導電性材料を堆積させるステップとを含む。
一部の実施形態では、方法は、初期絶縁スタックを、メモリスタックが初期絶縁スタックにあるように基板にわたって形成するステップと、交互配置された複数の導体層および絶縁層をメモリスタックにおいて形成するステップとをさらに含む。交互配置された複数の導体層および絶縁層が基板にわたって延び得る。方法は、複数のソースコンタクトを形成する同じ製作工程によって複数のワード線コンタクトおよび絶縁スタックを形成するステップをさらに含み得る。複数のワード線コンタクトは初期絶縁スタックにおいて鉛直に延び得、複数のワード線コンタクトは複数の導体層と接触している。
一部の実施形態では、複数のワード線コンタクトおよび絶縁スタックを形成するステップは、複数の開口部を初期誘電体層において形成する同じ製作工程によって、初期絶縁スタックにおいて鉛直に延びる複数の他の開口部を形成するステップと、複数の他の開口部を、初期誘電体層における複数の開口部を満たす同じ堆積工程によって満たすステップとを含む。
一部の実施形態では、方法は、複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトを形成するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、方法は、複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクトと、第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとを形成するステップをさらに含む。第2のコンタクトの形成は、ポリシリコン部分を複数のチャネル構造の各々1つにわたって形成するステップを含み得る。第3のコンタクトの形成は、導電性材料を、第1のコンタクトを形成する同じ製作工程によって形成するステップを含み得る。
一部の実施形態では、方法は、ドープ半導体領域を基板に形成するステップをさらに含む。ドープ半導体領域は複数のチャネル構造および複数のソースコンタクトの下にあり得る。方法は、複数のチャネル構造が複数のソースコンタクトに電気的に連結されるように、ドープ半導体領域における複数のチャネル構造の各々1つの底にドープ半導体部分を形成するステップも含む。
一部の実施形態では、メモリ装置を形成するための方法は、メモリスタックを通じて基板へと鉛直に延びる複数のチャネル構造を形成するステップと、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造を形成するステップとを含む。ソースコンタクト構造の形成は、複数のソースコンタクトをソース導体にわたって形成するステップを含み得る。複数のソースコンタクトの各々1つは複数のチャネル構造の共通ソースに電気的に結合され得る。
一部の実施形態では、複数のソースコンタクトのソース導体にわたる形成は、メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離し、基板をメモリスタックの第1の部分と第2の部分との間で露出させるために、メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるスリット開口部を形成するステップと、ソース導体をスリット開口部の底において形成するステップとを含む。ソースコンタクトは、基板に少なくとも部分的にあり、複数のチャネル構造に電気的に結合され得る。形成はまた、スリット開口部を初期誘電体層でソース導体にわたって満たすステップと、メモリスタックの第1の部分と第2の部分との間で、ソース導体と接触している初期誘電体層において、複数のソースコンタクトを形成するステップとを含む。
一部の実施形態では、ソース導体を形成するステップは、基板にわたる自己整合シリサイド層を形成するステップを含む。
一部の実施形態では、スリット開口部の底において自己整合シリサイド層を形成するステップは、自己整合シリサイド層を形成するために、化学蒸着、物理蒸着、スパッタリング、熱反応、および焼鈍しのうちの1つまたは複数を実施するステップを含む。
一部の実施形態では、スリット開口部を初期誘電体層で満たすステップは、ソース導体を覆い、スリット開口部を満たすために、酸化シリコン、窒化シリコン、および酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つを堆積させるステップと、酸化シリコン、窒化シリコン、および酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つの上面を平坦化するステップとを含む。
一部の実施形態では、初期誘電体層において複数のソースコンタクトを形成するステップは、ソース導体にわたりかつソース導体と接触しているソースコンタクトの配列を形成するステップを含む。
一部の実施形態では、ソースコンタクトの配列を形成するステップは、ソース導体を露出させるために初期誘電体層において開口部の配列を形成するステップと、開口部の配列を満たすために導電性材料を堆積させるステップとを含む。
一部の実施形態では、方法は、初期絶縁スタックを、メモリスタックが絶縁スタックにあるように基板にわたって形成するステップと、交互配置された複数の導体層および絶縁層をメモリスタックにおいて形成するステップとをさらに含む。交互配置された複数の導体層および絶縁層が基板にわたって延び得る。方法は、複数のソースコンタクトを形成する同じ製作工程によって複数のワード線コンタクトおよび絶縁スタックを形成するステップも含む。複数のワード線コンタクトは初期絶縁スタックにおいて鉛直に延び得、複数のワード線コンタクトは複数の導体層と接触し得る。
一部の実施形態では、複数のワード線コンタクトおよび絶縁スタックを形成するステップは、複数の開口部を初期誘電体層において形成する同じ製作工程によって、初期絶縁スタックにおいて鉛直に延びる複数の他の開口部を形成するステップと、複数の他の開口部を、初期誘電体層における複数の開口部を満たす同じ堆積工程によって満たすステップとを含む。
一部の実施形態では、方法は、複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトを形成するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、方法は、複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクトと、第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとを形成するステップをさらに含む。第2のコンタクトの形成は、ポリシリコン部分を複数のチャネル構造の各々1つにわたって形成するステップを含み得る。第3のコンタクトの形成は、導電性材料を、第1のコンタクトを形成する同じ製作工程によって形成するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、ドープ半導体領域を基板に形成するステップであって、ドープ半導体領域は複数のチャネル構造および複数のソースコンタクトの下にある、ステップと、複数のチャネル構造が複数のソースコンタクトに電気的に連結されるように、ドープ半導体領域における複数のチャネル構造の各々1つの底にドープ半導体部分を形成するステップとをさらに含む。
特定の実施形態の前述の記載は、本開示の大まかな性質を明らかにするようになっているため、他者が、当業者の知識を適用することによって、本開示の大まかな概念から逸脱することなく、必要以上の実験をすることなく、このような特定の実施形態を様々な用途に向けて容易に変更および/または適合させることができる。そのため、このような適合および変更は、本明細書において提示された教示および案内に基づいて、開示されている実施形態の等価の意味および範囲内にあるように意図されている。本明細書の専門用語または表現が教示および案内に鑑みて当業者によって解釈されるものであるように、本明細書における表現および専門用語が説明の目的のためであって、限定のものではないことは、理解されるものである。
本開示の実施形態は、明示された機能の実施およびそれらの関係を示す機能的な構成要素の助けで先に記載されている。これらの機能的な構成要素の境界は、記載の利便性のために本明細書では任意に定められている。明示された機能およびそれらの関係が適切に実施される限り、代替の境界が定められてもよい。
概要および要約の節は、本発明者によって考えられているような本開示の1つまたは複数の例示の実施形態を述べることができるが、本開示のすべての例示の実施形態を述べていない可能性があり、したがって、本開示および添付の特許請求の範囲を何らかの方法で限定するようには意図されていない。
本開示の広がりおよび範囲は、前述の例示の実施形態のいずれかによって限定されるべきでなく、以下の特許請求の範囲およびその等価に従ってのみ定められるべきである。
100 3Dメモリ装置
102 基板
104 ドープ半導体領域
108 チャネル構造
108-1 遮断層
108-2 メモリ層
108-3 トンネル層
108-4 半導体層
108-5 誘電コア
110 ドープ半導体部分
112 第1のコンタクト
114-1 第2のコンタクト
114-2 第3のコンタクト
116 ソースコンタクト
118 誘電体層
120-1 導体層
120-2 絶縁層
124 メモリスタック
125 絶縁スタック
126-1 配列領域
126-2 階段領域
130 ソースコンタクト構造
151-1 第1の部分
151-2 第2の部分
200 構造
202 基板
204 ドープ半導体領域
208 チャネル構造
208-1 遮断層
208-2 メモリ層
208-3 トンネル層
208-4 半導体層
208-5 誘電コア
210 ドープ半導体部分
214-1 第2のコンタクト
218 スリット開口部
220-1 導体層
220-2 絶縁層
224 メモリスタック
225 初期絶縁スタック
226-1 配列領域
226-2 階段領域
300 構造
306 ソース導体
400 構造
418 初期誘電体層
500 構造
516 ソースコンタクト
518 誘電体層
522 ワード線コンタクト
525 絶縁スタック
551-1 第1の部分
551-2 第2の部分

Claims (55)

  1. 基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を備えるメモリスタックと、
    前記メモリスタックを通じて前記基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、
    前記メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、前記メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造であって、前記複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを備える、ソースコンタクト構造と
    を備える、メモリ装置。
  2. 前記複数のソースコンタクトの各々は、アルミニウム、タングステン、コバルト、または銅のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のメモリ装置。
  3. 前記複数のソースコンタクトの各々はタングステンを含む、請求項2に記載のメモリ装置。
  4. 前記ソースコンタクト構造は、前記メモリスタックの前記第1の部分と前記第2の部分との間に誘電体層をさらに備え、前記誘電体層は、前記複数のソースコンタクトを前記メモリスタックの前記第1の部分および前記第2の部分から絶縁する、請求項1から3のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  5. 前記誘電体層は、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載のメモリ装置。
  6. 前記誘電体層は酸化シリコンを含む、請求項4または5に記載のメモリ装置。
  7. 前記ソースコンタクト構造は、前記複数のソースコンタクトおよび前記基板と接触しているソース導体をさらに備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  8. 前記基板はシリコンを含み、前記ソース導体はシリサイド層を備える、請求項7に記載のメモリ装置。
  9. 前記複数のソースコンタクトは、前記ソース導体にわたって配列で配置される、請求項1から8のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  10. 前記ソースコンタクト構造の全体積に対する前記複数のソースコンタクトの全体積の割合が約30%から約70%までの範囲にある、請求項4から6のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  11. 2つの隣接するソースコンタクトの中心同士の間の距離が約250nmから約1.4μmまでの範囲にある、請求項1から10のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  12. 前記複数のソースコンタクトの各々1つの直径が約80nmから約150nmまでの範囲にある、請求項1から11のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  13. 前記複数のソースコンタクトの各々1つの前記直径が約120nmである、請求項12に記載のメモリ装置。
  14. 前記複数のチャネル構造および前記ソース導体の下の前記基板におけるドープ半導体領域と、前記ドープ半導体領域における前記複数のチャネル構造の各々1つの下のドープ半導体部分とをさらに備え、前記ドープ半導体部分は前記ドープ半導体領域を介して前記ソース導体に電気的に結合される、請求項7から13のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  15. 前記複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトをさらに備える、請求項1から14のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  16. 前記複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクトと、前記第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとをさらに備える、請求項1から15のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  17. 基板にわたって延びる交互配置された複数の導体層および絶縁層を備えるメモリスタックと、
    前記メモリスタックを通じて前記基板へと各々が鉛直に延びる複数のチャネル構造と、
    前記メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、前記メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造であって、
    前記ソースコンタクト構造は、誘電体層において、前記誘電体層によって互いから絶縁される複数のソースコンタクトを備え、
    前記複数のソースコンタクトの各々1つは前記複数のチャネル構造の共通ソースに電気的に結合される、
    ソースコンタクト構造と
    を備える、メモリ装置。
  18. 前記複数のソースコンタクトの各々は、アルミニウム、タングステン、コバルト、または銅のうちの少なくとも1つを含む、請求項17に記載のメモリ装置。
  19. 前記複数のソースコンタクトの各々はタングステンを含む、請求項18に記載のメモリ装置。
  20. 前記誘電体層は、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つを含む、請求項17から19のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  21. 前記誘電体層は酸化シリコンを含む、請求項20に記載のメモリ装置。
  22. 前記ソースコンタクト構造は、前記複数のソースコンタクトおよび前記基板と接触しているソース導体をさらに備える、請求項17から21のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  23. 前記基板はシリコンを含み、前記ソース導体はシリサイド層を備える、請求項17から22のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  24. 前記ソースコンタクト構造の全体積に対する前記複数のソースコンタクトの全体積の割合が約30%から約70%までの範囲にある、請求項17から23のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  25. 2つの隣接するソースコンタクトの中心同士の間の距離が約250nmから約1.4μmまでの範囲にある、請求項17から24のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  26. 前記複数のソースコンタクトの各々1つの直径が約80nmから約150nmまでの範囲にある、請求項17から25のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  27. 前記複数のソースコンタクトの各々1つの前記直径が約120nmである、請求項26に記載のメモリ装置。
  28. 前記複数のチャネル構造および前記ソース導体の下の前記基板におけるドープ半導体領域と、前記ドープ半導体領域における前記複数のチャネル構造の各々1つの下のドープ半導体部分とをさらに備え、前記ドープ半導体部分は前記ドープ半導体領域を介して前記ソース導体に電気的に結合される、請求項22から27のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  29. 前記複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトと、
    前記複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクト、および、前記第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトと
    をさらに備える、請求項17から28のいずれか一項に記載のメモリ装置。
  30. メモリスタックを通じて基板へと鉛直に延びる複数のチャネル構造を形成するステップと、
    前記メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、前記メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造を形成するステップであって、前記複数のチャネル構造の共通ソースに各々が電気的に結合される複数のソースコンタクトを形成するステップを含む、ステップと
    を含む、メモリ装置を形成するための方法。
  31. 前記複数のソースコンタクトを形成するステップは、
    前記メモリスタックを前記第1の部分と前記第2の部分とに分離し、前記基板を前記メモリスタックの前記第1の部分と前記第2の部分との間で露出させるために、前記メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるスリット開口部を形成するステップと、
    前記スリット開口部を初期誘電体層で満たすステップと、
    前記メモリスタックの前記第1の部分と前記第2の部分との間で前記初期誘電体層において前記複数のソースコンタクトを形成するステップと
    を含む、請求項30に記載の方法。
  32. 前記メモリスタックの前記第1の部分と前記第2の部分との間で前記スリット開口部の底において、前記複数のソースコンタクトおよび前記基板と接触しているソース導体を形成するステップをさらに含む、請求項31に記載の方法。
  33. 前記ソース導体を形成するステップは、前記基板にわたる自己整合シリサイド層を形成するステップを含む、請求項32に記載の方法。
  34. 前記自己整合シリサイド層を形成するステップは、前記自己整合シリサイド層を形成するために、化学蒸着、物理蒸着、原子層堆積、スパッタリング、熱反応、および焼鈍しのうちの1つまたは複数を実施するステップを含む、請求項33に記載の方法。
  35. 前記スリット開口部を前記初期誘電体層で満たすステップは、
    前記ソース導体を覆い、前記スリット開口部を満たすために、絶縁材料を堆積させるステップと、
    前記絶縁材料の上面を平坦化するステップと
    を含む、請求項34に記載の方法。
  36. 前記絶縁材料を堆積させるステップは、前記スリット開口部を満たすために酸化シリコンを堆積させるステップを含む、請求項35に記載の方法。
  37. 前記初期誘電体層において前記複数のソースコンタクトを形成するステップは、前記ソース導体にわたりかつ前記ソース導体と接触しているソースコンタクトの配列を形成するステップを含む、請求項32から36のいずれか一項に記載の方法。
  38. 前記ソースコンタクトの配列を形成するステップは、
    前記ソース導体を露出させるために前記初期誘電体層において開口部の配列を形成するステップと、
    開口部の前記配列を満たすために導電性材料を堆積させるステップと
    を含む、請求項37に記載の方法。
  39. 初期絶縁スタックを、前記メモリスタックが前記初期絶縁スタックにあるように前記基板にわたって形成するステップと、
    交互配置された複数の導体層および絶縁層を前記メモリスタックにおいて形成するステップであって、前記交互配置された複数の導体層および絶縁層が前記基板にわたって延びる、ステップと、
    前記複数のソースコンタクトを形成する同じ製作工程によって複数のワード線コンタクトおよび絶縁スタックを形成するステップであって、前記複数のワード線コンタクトは前記初期絶縁スタックにおいて鉛直に延び、前記複数のワード線コンタクトは前記複数の導体層と接触している、ステップと
    をさらに含む、請求項38に記載の方法。
  40. 前記複数のワード線コンタクトおよび前記絶縁スタックを形成するステップは、
    前記複数の開口部を前記初期誘電体層において形成する同じ製作工程によって、前記初期絶縁スタックにおいて鉛直に延びる複数の他の開口部を形成するステップと、
    前記複数の他の開口部を、前記初期誘電体層における前記複数の開口部を満たす同じ堆積工程によって満たすステップと
    を含む、請求項39に記載の方法。
  41. 前記複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトを形成するステップをさらに含む、請求項31から40のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクトと、前記第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとを形成するステップをさらに含み、
    前記第2のコンタクトの形成は、ポリシリコン部分を前記複数のチャネル構造の各々1つにわたって形成するステップを含み、
    前記第3のコンタクトの形成は、導電性材料を、前記第1のコンタクトを形成する同じ製作工程によって形成するステップを含む、
    請求項41に記載の方法。
  43. ドープ半導体領域を前記基板に形成するステップであって、前記ドープ半導体領域は前記複数のチャネル構造および前記複数のソースコンタクトの下にある、ステップと、
    前記複数のチャネル構造が前記複数のソースコンタクトに電気的に連結されるように、前記ドープ半導体領域における前記複数のチャネル構造の各々1つの底にドープ半導体部分を形成するステップと
    をさらに含む、請求項31から42のいずれか一項に記載の方法。
  44. メモリスタックを通じて基板へと鉛直に延びる複数のチャネル構造を形成するステップと、
    前記メモリスタックを第1の部分と第2の部分とに分離するために、前記メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるソースコンタクト構造を形成するステップであって、前記ソースコンタクト構造を形成するステップは、複数のソースコンタクトをソース導体にわたって形成するステップを含み、前記複数のソースコンタクトの各々1つは、前記複数のチャネル構造の共通ソースに電気的に結合される、ステップと
    を含む、メモリ装置を形成するための方法。
  45. 前記複数のソースコンタクトを前記ソース導体にわたって形成するステップは、
    前記メモリスタックを前記第1の部分と前記第2の部分とに分離し、前記基板を前記メモリスタックの前記第1の部分と前記第2の部分との間で露出させるために、前記メモリスタックを通じて鉛直に延びつつ横に延びるスリット開口部を形成するステップと、
    前記ソース導体を前記スリット開口部の底において形成するステップであって、前記ソースコンタクトは、前記基板に少なくとも部分的にあり、前記複数のチャネル構造に電気的に結合される、ステップと、
    前記スリット開口部を初期誘電体層で前記ソース導体にわたって満たすステップと、
    前記メモリスタックの前記第1の部分と前記第2の部分との間で、前記ソース導体と接触している前記初期誘電体層において、前記複数のソースコンタクトを形成するステップと
    を含む、請求項44に記載の方法。
  46. 前記ソース導体を形成するステップは、前記基板にわたる自己整合シリサイド層を形成するステップを含む、請求項45に記載の方法。
  47. 前記スリット開口部の前記底において前記自己整合シリサイド層を形成するステップは、前記自己整合シリサイド層を形成するために、化学蒸着、物理蒸着、スパッタリング、熱反応、および焼鈍しのうちの1つまたは複数を実施するステップを含む、請求項46に記載の方法。
  48. 前記スリット開口部を前記初期誘電体層で満たすステップは、
    前記ソース導体を覆い、前記スリット開口部を満たすために、酸化シリコン、窒化シリコン、および酸窒化シリコンのうちの少なくとも1つを堆積させるステップと、
    酸化シリコン、窒化シリコン、および酸窒化シリコンのうちの前記少なくとも1つの上面を平坦化するステップと
    を含む、請求項44から47のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記初期誘電体層において前記複数のソースコンタクトを形成するステップは、前記ソース導体にわたりかつ前記ソース導体と接触しているソースコンタクトの配列を形成するステップを含む、請求項44から48のいずれか一項に記載の方法。
  50. 前記ソースコンタクトの配列を形成するステップは、
    前記ソース導体を露出させるために前記初期誘電体層において開口部の配列を形成するステップと、
    開口部の前記配列を満たすために導電性材料を堆積させるステップと
    を含む、請求項49に記載の方法。
  51. 初期絶縁スタックを、前記メモリスタックが前記初期絶縁スタックにあるように前記基板にわたって形成するステップと、
    交互配置された複数の導体層および絶縁層を前記メモリスタックにおいて形成するステップであって、前記交互配置された複数の導体層および絶縁層が前記基板にわたって延びる、ステップと、
    前記複数のソースコンタクトを形成する同じ製作工程によって複数のワード線コンタクトおよび絶縁スタックを形成するステップであって、前記複数のワード線コンタクトは前記初期絶縁スタックにおいて鉛直に延び、前記複数のワード線コンタクトは前記複数の導体層と接触している、ステップと
    をさらに含む、請求項50に記載の方法。
  52. 前記複数のワード線コンタクトおよび前記絶縁スタックを形成するステップは、
    前記複数の開口部を前記初期誘電体層において形成する同じ製作工程によって、前記初期絶縁スタックにおいて鉛直に延びる複数の他の開口部を形成するステップと、
    前記複数の他の開口部を、前記初期誘電体層における前記複数の開口部を満たす同じ堆積工程によって満たすステップと
    を含む、請求項51に記載の方法。
  53. 前記複数のソースコンタクトの各々1つにわたる第1のコンタクトを形成するステップをさらに含む、請求項44から52のいずれか一項に記載の方法。
  54. 前記複数のチャネル構造の各々1つにわたる第2のコンタクトと、前記第2のコンタクトにわたる第3のコンタクトとを形成するステップをさらに含み、
    前記第2のコンタクトの形成は、ポリシリコン部分を前記複数のチャネル構造の各々1つにわたって形成するステップを含み、
    前記第3のコンタクトの形成は、導電性材料を、前記第1のコンタクトを形成する同じ製作工程によって形成するステップを含む、
    請求項53に記載の方法。
  55. ドープ半導体領域を前記基板に形成するステップであって、前記ドープ半導体領域は前記複数のチャネル構造および前記複数のソースコンタクトの下にある、ステップと、
    前記複数のチャネル構造が前記複数のソースコンタクトに電気的に連結されるように、前記ドープ半導体領域における前記複数のチャネル構造の各々1つの底にドープ半導体部分を形成するステップと
    をさらに含む、請求項44から54のいずれか一項に記載の方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11335599B2 (en) * 2019-05-24 2022-05-17 Tokyo Electron Limited Self-aligned contacts for 3D logic and memory
JP7345568B2 (ja) 2019-08-13 2023-09-15 長江存儲科技有限責任公司 ソース構造を伴う三次元メモリデバイス、およびその三次元メモリデバイスを形成するための方法
CN110622312B (zh) * 2019-08-13 2021-05-14 长江存储科技有限责任公司 具有源极结构的三维存储设备和用于形成其的方法
WO2021026755A1 (en) 2019-08-13 2021-02-18 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Three-dimensional memory device with source structure and methods for forming the same
CN112768464B (zh) 2019-08-30 2023-06-02 长江存储科技有限责任公司 具有由粘合层连接的源极触点的三维存储器件及其形成方法
WO2021097796A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-27 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Contact structures having conductive portions in substrate in three-dimensional memory devices and methods for forming the same
CN111192879B (zh) * 2020-01-02 2022-09-27 长江存储科技有限责任公司 一种nand存储器及其制备方法
KR102668063B1 (ko) 2020-01-21 2024-05-23 양쯔 메모리 테크놀로지스 씨오., 엘티디. 인접한 소스 접점 구조들을 갖는 3차원 메모리 디바이스 및 그 형성 방법
WO2021237489A1 (en) 2020-05-27 2021-12-02 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Methods for forming three-dimensional memory devices
WO2021237492A1 (en) 2020-05-27 2021-12-02 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Methods for forming three-dimensional memory devices
CN111801798B (zh) 2020-05-27 2021-04-16 长江存储科技有限责任公司 三维存储器件
WO2021237491A1 (en) 2020-05-27 2021-12-02 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Three-dimensional memory devices
US11410992B2 (en) * 2020-07-01 2022-08-09 Tokyo Electron Limited 3D semiconductor apparatus manufactured with a cantilever structure and method of manufacture thereof
CN112071850B (zh) * 2020-08-04 2024-07-09 长江存储科技有限责任公司 三维存储器结构及其制备方法
JP2022051180A (ja) * 2020-09-18 2022-03-31 キオクシア株式会社 半導体記憶装置
US11521898B2 (en) * 2020-11-12 2022-12-06 Macronix Iniernational Co., Ltd. Three-dimensional NAND flash memory device and method of fabricating the same

Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309152A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Roman Knoefler Integrated Circuits Having a Contact Region and Methods for Manufacturing the Same
US20120300547A1 (en) * 2011-05-24 2012-11-29 Eun Seok Choi 3-dimensional non-volatile memory device and method of manufacturing the same
US20130214344A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Jong-heun Lim Non-volatile memory device and method of manufacturing the same
JP2014022729A (ja) * 2012-07-11 2014-02-03 Samsung Electronics Co Ltd 半導体素子及びその製造方法
US20140231954A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-21 Hang-Ting Lue 3d nand flash memory
KR20150116995A (ko) * 2014-04-09 2015-10-19 삼성전자주식회사 수직형 메모리 장치
US20160141419A1 (en) * 2014-11-13 2016-05-19 SanDisk Technologies, Inc. Three dimensional nand device having reduced wafer bowing and method of making thereof
US20160148947A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 Jun-Ho SEO Memory devices and methods of manufacturing the same
JP2016525764A (ja) * 2013-06-10 2016-08-25 マイクロン テクノロジー, インク. メモリデバイスおよびメモリ動作方法
US20160276360A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Sandisk Technologies Inc. Honeycomb cell structure three-dimensional non-volatile memory device
US20160307910A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Jae-Ick SON Memory device having cell over periphery (cop) structure, memory package and method of manufacturing the same
US20170047334A1 (en) * 2015-08-11 2017-02-16 Sandisk Technologies Inc. Three-dimensional memory devices containing memory block bridges
JP2017511978A (ja) * 2014-03-07 2017-04-27 マイクロン テクノロジー, インク. ソースのエッジに隣接するソースコンタクトを有するメモリアレイを含む装置
US20170148810A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional nand device containing support pedestal structures for a buried source line and method of making the same
US20180240812A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-23 Sabrina Barbato 3d memory device
US20180254284A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory devices including a stress relief region
US20180261613A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device with short-free source select gate contact via structure and method of making the same
WO2018161859A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Hybrid bonding contact structure of three-dimensional memory device
US20180294270A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Vertical stack memory device
US10147732B1 (en) * 2017-11-30 2018-12-04 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Source structure of three-dimensional memory device and method for forming the same
CN109075169A (zh) * 2018-05-03 2018-12-21 长江存储科技有限责任公司 用于三维存储器件的贯穿阵列触点(tac)
CN109155316A (zh) * 2018-08-14 2019-01-04 长江存储科技有限责任公司 3d存储器中的堆叠连接件及其制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101981720B (zh) * 2008-04-01 2013-10-23 Nxp股份有限公司 垂直相变存储单元
KR102108879B1 (ko) * 2013-03-14 2020-05-11 삼성전자주식회사 수직형 메모리 장치 및 그 제조 방법
US9698156B2 (en) * 2015-03-03 2017-07-04 Macronix International Co., Ltd. Vertical thin-channel memory
US20160322379A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US20160322377A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US9478495B1 (en) * 2015-10-26 2016-10-25 Sandisk Technologies Llc Three dimensional memory device containing aluminum source contact via structure and method of making thereof
US9917100B2 (en) * 2015-11-20 2018-03-13 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional NAND device containing support pedestal structures for a buried source line and method of making the same
KR101944229B1 (ko) * 2015-11-20 2019-01-30 샌디스크 테크놀로지스 엘엘씨 매립형 소스 라인을 위한 지지 페데스탈 구조물들을 포함하는 3차원 nand 디바이스 및 그 제조 방법
KR102551350B1 (ko) * 2016-01-28 2023-07-04 삼성전자 주식회사 수직형 메모리 소자를 구비한 집적회로 소자 및 그 제조 방법
US9824966B1 (en) * 2016-08-12 2017-11-21 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device containing a lateral source contact and method of making the same
US10224340B2 (en) * 2017-06-19 2019-03-05 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device having discrete direct source strap contacts and method of making thereof
KR102380820B1 (ko) * 2017-06-21 2022-03-31 삼성전자주식회사 수직형 메모리 장치
CN107968093B (zh) * 2017-11-16 2020-08-25 长江存储科技有限责任公司 一种提高共源极钨墙与钨栅极之间击穿电压的3d nand制备方法
CN107968091A (zh) * 2017-11-16 2018-04-27 长江存储科技有限责任公司 一种共源极钨墙与钨栅极之间高质量间隙层的3d nand制备方法
CN107863351B (zh) * 2017-11-21 2019-03-19 长江存储科技有限责任公司 一种高堆叠层数3d nand闪存的制作方法及3d nand闪存
CN107887395B (zh) * 2017-11-30 2018-12-14 长江存储科技有限责任公司 Nand存储器及其制备方法
CN108565265B (zh) * 2018-04-17 2019-05-24 长江存储科技有限责任公司 一种三维存储器及其数据操作方法
JP7046228B2 (ja) * 2018-07-20 2022-04-01 長江存儲科技有限責任公司 三次元メモリ素子
CN109148461B (zh) * 2018-08-17 2021-02-12 长江存储科技有限责任公司 3d存储器件及其制造方法
CN108962896B (zh) * 2018-09-19 2024-04-23 长江存储科技有限责任公司 存储器

Patent Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309152A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Roman Knoefler Integrated Circuits Having a Contact Region and Methods for Manufacturing the Same
US20120300547A1 (en) * 2011-05-24 2012-11-29 Eun Seok Choi 3-dimensional non-volatile memory device and method of manufacturing the same
US20130214344A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Jong-heun Lim Non-volatile memory device and method of manufacturing the same
JP2014022729A (ja) * 2012-07-11 2014-02-03 Samsung Electronics Co Ltd 半導体素子及びその製造方法
US20140231954A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-21 Hang-Ting Lue 3d nand flash memory
JP2016525764A (ja) * 2013-06-10 2016-08-25 マイクロン テクノロジー, インク. メモリデバイスおよびメモリ動作方法
JP2017511978A (ja) * 2014-03-07 2017-04-27 マイクロン テクノロジー, インク. ソースのエッジに隣接するソースコンタクトを有するメモリアレイを含む装置
KR20150116995A (ko) * 2014-04-09 2015-10-19 삼성전자주식회사 수직형 메모리 장치
US20160141419A1 (en) * 2014-11-13 2016-05-19 SanDisk Technologies, Inc. Three dimensional nand device having reduced wafer bowing and method of making thereof
US20160148947A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 Jun-Ho SEO Memory devices and methods of manufacturing the same
US20160276360A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Sandisk Technologies Inc. Honeycomb cell structure three-dimensional non-volatile memory device
US20160307910A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Jae-Ick SON Memory device having cell over periphery (cop) structure, memory package and method of manufacturing the same
US20170047334A1 (en) * 2015-08-11 2017-02-16 Sandisk Technologies Inc. Three-dimensional memory devices containing memory block bridges
US20170148810A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional nand device containing support pedestal structures for a buried source line and method of making the same
US20180240812A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-23 Sabrina Barbato 3d memory device
US20180254284A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory devices including a stress relief region
WO2018161859A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Hybrid bonding contact structure of three-dimensional memory device
US20180261613A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device with short-free source select gate contact via structure and method of making the same
US20180294270A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Vertical stack memory device
US10147732B1 (en) * 2017-11-30 2018-12-04 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Source structure of three-dimensional memory device and method for forming the same
CN109075169A (zh) * 2018-05-03 2018-12-21 长江存储科技有限责任公司 用于三维存储器件的贯穿阵列触点(tac)
CN109155316A (zh) * 2018-08-14 2019-01-04 长江存储科技有限责任公司 3d存储器中的堆叠连接件及其制造方法

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