本公開整體涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，并且具體地涉及用于采用蝕刻停止結(jié)構(gòu)來制造三維存儲器器件的方法以及由所述方法形成的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、包括每個單元具有一個位的三維豎直nand串的三維存儲器器件在t.endoh等人的名稱為“具有堆疊的包圍柵極晶體管(s-sgt)結(jié)構(gòu)化單元的新型超高密度存儲器(novelultra?high?density?memory?with?a?stacked-surrounding?gate?transistor(s-sgt)structured?cell)”，iedm?proc.(2001)33-36的文章中公開。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種形成存儲器器件的方法，該方法包括：在襯底上方形成第一絕緣層和第一間隔物材料層的第一層交替堆疊，其中該第一間隔物材料層形成為第一導(dǎo)電層或隨后用第一導(dǎo)電層替換；形成穿過該第一層交替堆疊的第一層存儲器開口；在該第一層存儲器開口中形成犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)，該犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)包括第一碳基填充材料部分和第一導(dǎo)電材料部分的堆疊；在該第一層交替堆疊上方形成第二絕緣層和第二間隔物材料層的第二層交替堆疊，其中該第二間隔物材料層形成為第二導(dǎo)電層或隨后用第二導(dǎo)電層替換；通過執(zhí)行各向異性蝕刻工藝來形成穿過該第二層交替堆疊的第二層存儲器開口，該各向異性蝕刻工藝具有對于該第一導(dǎo)電材料部分的材料選擇性地蝕刻該第二絕緣層和該第二間隔物材料層的材料的蝕刻化學(xué)物質(zhì)；對于該第一碳基填充材料部分選擇性地移除該第一導(dǎo)電材料部分；通過移除該第二層存儲器開口下方的該犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)的剩余部分來形成層間存儲器開口；以及在該層間存儲器開口中形成存儲器開口填充結(jié)構(gòu)，其中該存儲器開口填充結(jié)構(gòu)包括存儲器元件的豎直堆疊和豎直半導(dǎo)體溝道。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種存儲器器件，該存儲器器件包括：第一絕緣層和第一導(dǎo)電層的第一層交替堆疊；蝕刻停止半導(dǎo)體材料層，該蝕刻停止半導(dǎo)體材料層位于該第一層交替堆疊上方；第二絕緣層和第二導(dǎo)電層的第二層交替堆疊，該第二層交替堆疊上覆于該蝕刻停止半導(dǎo)體材料層；層間存儲器開口，該層間存儲器開口豎直地延伸穿過該第二層交替堆疊、該蝕刻停止半導(dǎo)體材料層和該第一層交替堆疊；和存儲器開口填充結(jié)構(gòu)，該存儲器開口填充結(jié)構(gòu)位于該層間存儲器開口中并且包括豎直半導(dǎo)體溝道和存儲器元件的豎直堆疊。

3、根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種形成存儲器器件的方法，該方法包括：在襯底上方形成第一絕緣層和第一間隔物材料層的第一層交替堆疊，其中該第一間隔物材料層形成為第一導(dǎo)電層或隨后用第一導(dǎo)電層替換；形成穿過該第一層交替堆疊的第一層存儲器開口；在該第一層存儲器開口內(nèi)形成犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)；在該第一層交替堆疊和該犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)上方形成蝕刻停止半導(dǎo)體材料層；在該蝕刻停止半導(dǎo)體材料層上方形成第二絕緣層和第二間隔物材料層的第二層交替堆疊，其中該第二間隔物材料層形成為第二導(dǎo)電層或隨后用第二導(dǎo)電層替換；形成穿過該第二層交替堆疊并且穿過該蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的第二層存儲器開口；在該犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)上方的該蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的圓柱形側(cè)壁上形成半導(dǎo)體插塞；在該半導(dǎo)體插塞覆蓋該犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)時橫向地擴展該第二層存儲器開口；通過移除該半導(dǎo)體插塞和該犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)來形成層間存儲器開口；以及在該層間存儲器開口中形成存儲器開口填充結(jié)構(gòu)，其中該存儲器開口填充結(jié)構(gòu)包括豎直半導(dǎo)體溝道和存儲器元件的豎直堆疊。

技術(shù)特征：

1.一種形成存儲器器件的方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在執(zhí)行所述各向異性蝕刻工藝之后并且在移除所述第一導(dǎo)電材料部分之前執(zhí)行各向同性蝕刻工藝，所述各向同性蝕刻工藝將所述第二間隔物材料層圍繞所述第二層存儲器開口橫向地凹陷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電材料包括過渡金屬或?qū)щ娊饘倩衔铩?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電材料部分至少通過以下形成：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括通過執(zhí)行凹陷蝕刻工藝來減薄所述第一導(dǎo)電材料部分，所述凹陷蝕刻工藝對于所述第一層絕緣層的材料選擇性地蝕刻所述第一導(dǎo)電材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括通過沉積和凹陷包含原子百分比大于50％的碳的碳基封蓋材料在所減薄的第一導(dǎo)電材料部分的頂部表面上形成碳基封蓋材料部分。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述碳基封蓋材料部分是通過所述各向異性蝕刻工藝來蝕刻的。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一碳基填充材料部分是通過在所述第一層存儲器開口中和所述第一層交替堆疊上方沉積碳基填充材料以及通過至少從所述第一層交替堆疊上方移除所述碳基填充材料的部分來形成的。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一碳基填充材料部分的所述碳基填充材料包含原子百分比大于50％的碳。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法還包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中：

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，所述方法還包括：

21.一種存儲器器件，所述存儲器器件包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲器器件，其中：

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的存儲器器件，其中所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層與所述存儲器膜的外側(cè)壁的表面段直接接觸。

24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的存儲器器件，其中所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層電連接到所述第二導(dǎo)電層中的最底部的第二導(dǎo)電層。

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的存儲器器件，其中所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的頂部表面與所述最底部的第二導(dǎo)電層的底部表面直接接觸。

26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的存儲器器件，所述存儲器器件還包括蝕刻停止導(dǎo)電材料層，所述蝕刻停止導(dǎo)電材料層與所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的頂部表面和所述最底部的第二導(dǎo)電層的底部表面直接接觸。

27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的存儲器器件，其中所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層與所述第二導(dǎo)電層中的每個第二導(dǎo)電層電隔離。

28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲器器件，其中所述第二導(dǎo)電層中的最底部的第二導(dǎo)電層通過接觸所述存儲器開口填充結(jié)構(gòu)的側(cè)壁的背側(cè)阻擋介電層與所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層電隔離。

29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的存儲器器件，其中所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層與所述背側(cè)阻擋介電層的底部表面接觸。

30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的存儲器器件，所述存儲器器件還包括蝕刻停止導(dǎo)電材料層，所述蝕刻停止導(dǎo)電材料層與所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的頂部表面和所述背側(cè)阻擋介電層的底部表面直接接觸。

31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲器器件，其中所述導(dǎo)電材料層包括金屬層或?qū)щ娊饘倩衔铩?/p>

32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲器器件，其中所述存儲器開口填充結(jié)構(gòu)與所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層之間的界面從穿過所述存儲器開口填充結(jié)構(gòu)的幾何中心的豎直軸線橫向地偏移得比所述存儲器開口填充結(jié)構(gòu)與所述第二絕緣層中的最底部的第二絕緣層之間的界面從所述豎直軸線橫向地偏移得更遠。

33.一種形成存儲器器件的方法，所述方法包括：

34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括在所述第二層交替堆疊上方形成圖案化的蝕刻掩模層，其中所述第二層存儲器開口形成在所述圖案化的蝕刻掩模層中的開口下方。

35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中：

36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述圖案化的蝕刻掩模層是在所述半導(dǎo)體插塞覆蓋所述犧牲第一層存儲器開口填充結(jié)構(gòu)時移除的。

37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中：

38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述半導(dǎo)體插塞是通過執(zhí)行選擇性半導(dǎo)體材料沉積工藝來形成的，所述選擇性半導(dǎo)體材料沉積工藝從所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的所述圓柱形側(cè)壁生長半導(dǎo)體材料，同時抑制所述半導(dǎo)體材料從所述第二層交替堆疊的物理暴露的表面的生長。

39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括在移除所述半導(dǎo)體插塞之后將所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的近側(cè)部分圍繞所述第二層存儲器開口的底部部分橫向地凹陷。

40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括在所述蝕刻停止半導(dǎo)體材料層上方形成蝕刻停止導(dǎo)電材料層，其中：

技術(shù)總結(jié)
蝕刻停止結(jié)構(gòu)形成犧牲存儲器開口填充結(jié)構(gòu)，該犧牲存儲器開口填充結(jié)構(gòu)形成在豎直地延伸穿過第一絕緣層和第一間隔物材料層的第一層交替堆疊的第一層存儲器開口內(nèi)。該蝕刻停止結(jié)構(gòu)可包括形成在該第一層存儲器開口內(nèi)部的犧牲存儲器開口填充材料部分上方的導(dǎo)電蝕刻停止板，或可包括從形成在該第一層交替堆疊上方的蝕刻停止半導(dǎo)體材料層的側(cè)壁選擇性地生長的半導(dǎo)體插塞。第二絕緣層和第二間隔物材料層的第二層交替堆疊形成在該第一層交替堆疊和該蝕刻停止結(jié)構(gòu)上方。

技術(shù)研發(fā)人員：周兵,M·提圖斯,R·S·馬卡拉,R·沙朗帕尼,S·卡納卡梅達拉
受保護的技術(shù)使用者：桑迪士克科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30