JP2022502869A - 三次元メモリデバイス及びそれを形成するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (30)
- 基板と、
前記基板の上側に交互配置されている第1の複数の導電体層及び誘電体層を含む第1のメモリ基板と、
前記第1のメモリ基板を貫通して垂直方向に延在する第1のチャネル構造であって、前記第1のチャネル構造は、
前記第1のチャネル構造の側壁に沿ってある第1のメモリ膜及び第1の半導体チャネル、並びに
前記第1のチャネル構造の上部にあり、かつ前記第1の半導体チャネルと接触している基板間プラグを含み、前記基板間プラグの側面は平滑である、第1のチャネル構造と、
前記第1のメモリ基板の上側に交互配置されている第2の複数の導電体層及び誘電体層を含む第2のメモリ基板と、
前記第2のメモリ基板を貫通して垂直方向に延在しており、かつ自身の側壁に沿ってある第2のメモリ膜及び第2の半導体チャネルを含む第2のチャネル構造であって、前記第2のチャネル構造は前記基板間プラグと接触している、第2のチャネル構造と、を備える、
三次元(3D)メモリデバイス。 - 前記基板間プラグの上面は、前記第1の半導体チャネルの上端と同一平面上にある、請求項1に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記基板間プラグの上面は、前記第1のメモリ膜の上端よりも下側にある、請求項2に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第2のチャネル構造は、前記第2のメモリ膜の一部が横方向に延在している下部を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第2のチャネル構造の前記下部が有する厚さは、前記第2のメモリ膜が有する厚さの2倍以下である、請求項4に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第2のチャネル構造の前記下部が有する厚さは、約20nm〜約40nmである、請求項5に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第2の半導体チャネルは、前記基板間プラグに接触するように、前記第2のチャネル構造の前記下部を貫通して垂直方向に延在している、請求項4に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1の半導体チャネル、前記第2の半導体チャネル、及び前記基板間プラグのそれぞれは、ポリシリコンを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1のメモリ膜及び前記第2のメモリ膜のそれぞれは、トンネル層、蓄積層、及びブロッキング層を、各前記第1又は第2のチャネル構造の中心から半径方向に、この順所で配置されている状態で含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1のメモリ膜の上端は、前記基板間プラグと接触していない、請求項1から9のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 交互配置されている第1の複数の犠牲層及び誘電体層を含む第1の誘電体基板を、基板の上側に形成することと、
前記第1の誘電体基板を貫通して垂直方向に延在しており、かつ第1のメモリ膜及び第1の半導体チャネルを含む第1のチャネル構造を形成することと、
(i)前記第1のチャネル構造の上部に、前記第1の半導体チャネルと接触する基板間プラグを形成し、また(ii)前記基板間プラグの上面と前記第1の誘電体基板の上面との間に凹部を形成することと、
前記凹部内に、前記基板間プラグの上面を覆うようにエッチング停止プラグを形成することと、
交互配置されている第2の複数の犠牲層及び誘電体層を含む第2の誘電体基板を、前記第1の誘電体基板の上側に形成することと、
前記第2の誘電体基板を貫通して垂直方向に延在しており、かつ前記エッチング停止プラグで終端している第1の開口部を形成することと、
前記凹部から前記エッチング停止プラグを除去して、前記第1の開口部及び前記凹部を含むチャネルホールを形成することと、
前記チャネルホールの前記凹部内に、及び、前記第1の開口部の側壁に沿うように第2のメモリ膜を形成することと、
前記基板間プラグに接触するように、前記第2のメモリ膜上に、及び、前記凹部内の前記第2のメモリ膜の一部を貫通して垂直方向に延在するように第2の半導体チャネルを形成することと、を含む、
三次元(3D)メモリデバイスを形成するための方法。 - 前記基板間プラグ及び前記凹部を形成することは、
前記第1のメモリ膜及び前記第1の半導体チャネルの上部を除去することと、
自身の上面が前記第1の誘電体基板の上面と同一平面になり、自身の底面が前記第1の半導体チャネルの上端よりも下側になる初期基板間プラグを形成することと、
前記初期基板間プラグにおいて前記第1の半導体チャネルの上端よりも上側にある部分を除去して、前記基板間プラグ及び前記凹部を形成することと、を含む、
請求項11に記載の方法。 - 前記凹部の深さは、前記第2のメモリ膜の厚さの2倍以下である、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記凹部の深さは、約20nm〜約40nmである、請求項13に記載の方法。
- 前記基板間プラグの上面が前記第1の半導体チャネルの上端と同一平面になるように、前記初期基板間プラグの前記部分が除去される、請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板間プラグの側面は平滑である、請求項11から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2のメモリ膜を形成することは、ブロッキング層、蓄積層、及びトンネル層を、続けてこの順所で、前記凹部内に、及び、前記第1の開口部の側壁に沿うように形成することを含む、請求項11から16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2のメモリ膜は前記凹部を完全に充填している、請求項11から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の半導体チャネルを形成することは、前記凹部における前記第2のメモリ膜の一部に、第2の開口部を貫通形成することを含む、請求項11から18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の半導体チャネル、前記第2の半導体チャネル、及び前記基板間プラグのそれぞれは、ポリシリコンを含む、請求項11から19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記凹部の直径は前記第1の開口部の直径よりも大きい、請求項11から20のいずれか一項に記載の方法。
- 三次元(3D)メモリデバイスに基板間プラグを形成するための方法であって、
基板の上側に交互配置されている第1の複数の犠牲層及び誘電体層を貫通して垂直方向に延在する、下部チャネル構造を形成することと、
前記下部チャネル構造の上部において、段差凹部をエッチングすることと、
前記段差凹部を充填するように、半導体層を堆積することと、
平滑側面を有する基板間プラグを形成するように、前記半導体層の上部にエッチング停止凹部をエッチングすることと、
前記エッチング停止凹部を充填するように、エッチング停止層を堆積することと、
前記エッチング停止層、並びに前記交互配置されている第1の複数の犠牲層及び誘電体層の上側に、交互配置される第2の複数の犠牲層及び誘電体層を交互に堆積することと、
前記交互配置されている第2の複数の犠牲層及び誘電体層に、第1の開口部を、前記エッチング停止層で停止するまで貫通エッチングすることと、
前記基板間プラグを露出させるように、前記エッチング停止凹部から前記エッチング停止層をエッチング除去することと、を含む、方法。 - 上部ブロッキング層、上部蓄積層、及び上部トンネル層を、続けてこの順所で、前記エッチング停止凹部において前記第1の開口部の側壁に沿って堆積することと、
前記エッチング停止凹部内の前記上部ブロッキング層、前記上部蓄積層、及び前記上部トンネル層の一部において、前記基板間プラグまで第2の開口部を貫通エッチングすることと、
前記基板間プラグに接触するように、前記上部トンネル層上に、及び、前記第2の開口部を貫通して垂直方向に延在するように上部半導体チャネルを堆積することと、をさらに含む、
請求項22に記載の方法。 - 前記下部チャネル構造を形成することは、下部メモリ膜、下部半導体チャネル、及び下部充填層を、続けてこの順所で堆積することを含み、また、
前記段差凹部をエッチングすることは、(i)前記下部充填層、並びに(ii)前記下部半導体チャネル及び前記下部メモリ膜を別々の深さまでエッチングすることを含む、
請求項22又は23に記載の方法。 - 前記エッチング停止層は金属を含む、請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エッチング停止層の厚さは、前記上部ブロッキング層、前記上部蓄積層、及び前記上部トンネル層の合計厚さの2倍以下である、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エッチング停止層の厚さは、約20nm〜約40nmである、請求項26に記載の方法。
- 前記エッチング停止凹部をエッチングすることは、前記下部半導体チャネルの上端が前記基板間プラグの上面と同一平面になるように、前記下部半導体チャネルをエッチングすることを含む、請求項22から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記上部ブロッキング層、前記上部蓄積層、及び前記上部トンネル層は、前記エッチング停止凹部を完全に充填している、請求項22から28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エッチング停止凹部の直径は前記第1の開口部の直径よりも大きい、請求項22から29のいずれか一項に記載の方法。
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