JP2022520173A - 三次元メモリデバイスにおける高κ誘電体層およびこれを形成するための方法 - Google Patents
三次元メモリデバイスにおける高κ誘電体層およびこれを形成するための方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
102 基板
104 二重デッキメモリスタック
104A 下部メモリデッキ
104B 上部メモリデッキ
106 導体層
108 誘電体層
110 デッキ間プラグ
112 下部半導体チャネル
113 接合酸化物層
114 上部半導体チャネル
116 半導体プラグ
120 デッキ間プラグの周りの領域
130 右部分
200 3Dメモリデバイス
202 基板
204 二重デッキメモリスタック
204A 下部メモリデッキ
204B 上部メモリデッキ
206 導体層
208 誘電体層
210 デッキ間プラグ
212 下部チャネル構造
214 上部チャネル構造
216 半導体プラグ
218 チャネルプラグ
226 下部メモリフィルム
227 下部半導体チャネル
228 上部メモリフィルム
229 上部半導体チャネル
232 高κ誘電体層
234 高κ誘電体層
300 3Dメモリデバイス
302 シリコン基板
303 絶縁層
304 メモリスタック
304A 下部誘電体デッキ
304B 上部誘電体デッキ
306 誘電体層
308 犠牲層
310 デッキ間プラグ
311 中間チャネルプラグ
312 下部チャネル構造
313 接合酸化物層
314 上部チャネル構造
316 半導体プラグ
318 チャネルプラグ
326 下部メモリフィルム
327 下部半導体チャネル
328 上部メモリフィルム
329 上部半導体チャネル
332 高κ誘電体層
334 第2の高κ誘電体層
352 開口
354 ホール
356 L形状突起
358 L形状突起
Claims (39)
- 基板と、
メモリスタックであって、
前記基板の上方の第1の高κ誘電体層、ならびに
前記第1の高κ誘電体層の上方の複数の交互の導体層および誘電体層
を含むメモリスタックと、
前記基板の上方で前記第1の高κ誘電体層の開口に配置された半導体プラグと、
を含む、三次元(3D)メモリデバイス。 - 前記半導体プラグの上方で前記メモリスタックを通って垂直に延在する第1のチャネル構造をさらに含み、前記第1のチャネル構造は、
前記第1の高κ誘電体層の上方の前記第1のチャネル構造の側壁に沿った第1のメモリフィルムを含み、前記第1のメモリフィルムは前記半導体プラグと接触している、請求項1に記載の3Dメモリデバイス。 - 前記第1のチャネル構造の上方で前記メモリスタックを通って垂直に延在する第2のチャネル構造と、
前記第1のチャネル構造と前記第2のチャネル構造との間に配置された第2の高κ誘電体層と、
前記第2の高κ誘電体層の開口に配置されたデッキ間プラグと、
をさらに含む、請求項2に記載の3Dメモリデバイス。 - 前記第2の高κ誘電体層の上方の前記第2のチャネル構造の側壁に沿った第2のメモリフィルムをさらに含み、前記第2のメモリフィルムは前記デッキ間プラグと接触している、請求項3に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれは、二酸化シリコンより高い誘電率κを有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれは、二酸化ハフニウム、五酸化タンタル、二酸化チタン、または酸窒化シリコンの1つまたは複数を含む、請求項5に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記半導体プラグはポリシリコンを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層の少なくとも1つは原子層堆積(ALD)によって準備されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれの厚さは、約5nmと約50nmとの間である、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層の少なくとも1つは、前記基板の上方に垂直に積み重ねられた2つ以上の層を含み、前記2つ以上の層のそれぞれは高κ誘電体層である、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれの厚さは、約30nmと約100nmとの間である、請求項10に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層の少なくとも1つの前記開口は、ウエットエッチングによってエッチングされている、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第1の高κ誘電体層と前記基板との間に絶縁層をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記第2の高κ誘電体層と下部チャネル構造との間に絶縁層をさらに含む、請求項3または4に記載の3Dメモリデバイス。
- 三次元(3D)メモリデバイスを形成するための方法であって、
第1の誘電体デッキを基板上に形成するステップであって、前記第1の誘電体デッキは、
前記基板の上方の第1の高κ誘電体層と、
前記第1の高κ誘電体層の上方の第1の複数の交互の犠牲層および誘電体層と、
を含む、ステップと、
前記第1の誘電体デッキを通って垂直に延在する前記第1の誘電体デッキにおける第1の開口を形成するステップと、
前記第1の開口に前記第1の開口の側壁に沿って第1のメモリフィルムおよび第1の半導体チャネルを形成するステップと、
前記第1の開口の底部で前記第1のメモリフィルムおよび前記第1の半導体チャネルに第1のホールを形成するステップであって、前記第1のホールは前記第1の高κ誘電体層を露出させる、ステップと、
前記第1のホールに露出した前記第1の高κ誘電体層の一部を除去するステップと、
前記第1のホールに第1の半導体プラグを形成するステップと、
前記第1の開口を第1の充填層で充填するステップと、
前記第1の開口の上端にチャネルプラグを形成するステップであって、前記チャネルプラグは前記第1の半導体チャネルに接触している、ステップと、
前記犠牲層を導体層と置換するステップと、
を含む、方法。 - 前記第1の誘電体デッキの上に第2の誘電体デッキを形成するステップであって、前記第2の誘電体デッキは、
前記基板の上方の第2の高κ誘電体層と、
前記第2の高κ誘電体層の上方の第2の複数の交互の犠牲層および誘電体層と、
を含む、ステップと、
前記第2の誘電体デッキを通って垂直に延在する前記第2の誘電体デッキにおける第2の開口を形成するステップと、
前記第2の開口に前記第2の開口の側壁に沿って第2のメモリフィルムおよび第2の半導体チャネルを形成するステップと、
前記第2の開口の底部で前記第2のメモリフィルムおよび前記第2の半導体チャネルに第2のホールを形成するステップであって、前記第2のホールは前記第2の高κ誘電体層を露出させる、ステップと、
前記第2のホールに露出した前記第2の高κ誘電体層の一部を除去するステップと、
前記第2のホールに第2の半導体プラグを形成するステップであって、前記第2の半導体プラグは前記チャネルプラグと結合してデッキ間プラグを形成する、ステップと、
前記第2の開口を第2の充填層で充填するステップと、
前記第2の開口の上端に第3の半導体プラグを形成するステップと、
犠牲層を導体層と置換するステップと、
をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれは、二酸化シリコンより高い誘電率κを有する、請求項16に記載の方法。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれは、二酸化ハフニウム、五酸化タンタル、二酸化チタン、または酸窒化シリコンの1つまたは複数を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記第1の半導体プラグは前記基板の上方に形成される、請求項15または16に記載の方法。
- 前記第1の半導体プラグはポリシリコンを含む、請求項15または16に記載の方法。
- 前記第1および第2の誘電体デッキの一方または両方の頂面を平坦化するステップ
をさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 前記第1および第2の高κ誘電体層の少なくとも1つは原子層堆積(ALD)によって準備される、請求項16に記載の方法。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれの厚さは、約5nmと約50nmとの間である、請求項16に記載の方法。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層の少なくとも1つは、前記基板の上方に垂直に積み重ねられた2つ以上の層を含み、前記2つ以上の層のそれぞれは高κ誘電体層である、請求項16に記載の方法。
- 前記第1および第2の高κ誘電体層のそれぞれの厚さは、約30nmと約100nmとの間である、請求項24に記載の方法。
- 前記第1および第2のホールの少なくとも1つはウエットエッチングによって形成される、請求項16に記載の方法。
- 前記第1の高κ誘電体層と前記基板との間に絶縁層を形成するステップをさらに含む、請求項15または16に記載の方法。
- 前記第2の高κ誘電体層と前記第1の誘電体デッキの頂面との間に絶縁層を形成するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 基板と、
第1の複数の交互の導体層および誘電体層ならびに第1のチャネル構造を含む、前記基板の上方の第1のメモリデッキと、
前記第1のメモリデッキの上方の高κ誘電体層と、
第2の複数の交互の導体層および誘電体層ならびに第2のチャネル構造を含む、前記高κ誘電体層の上方の第2のメモリデッキと、
前記高κ誘電体層の開口に前記第1のメモリデッキと前記第2のメモリデッキとの間に少なくとも部分的に配置された半導体プラグと、
を含む三次元(3D)メモリデバイス。 - 前記第1のチャネル構造に前記第1のチャネル構造の側壁に沿って形成された第1のメモリフィルムと、
前記第2のチャネル構造に前記第2のチャネル構造の側壁に沿って形成された第2のメモリフィルムと、
をさらに含み、
前記半導体プラグは、前記第1のメモリフィルムおよび前記第2のメモリフィルムの両方と電子的に接続されている、
請求項29に記載の3Dメモリデバイス。 - 前記高κ誘電体層は、二酸化シリコンより高い誘電率κを有する、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層は、二酸化ハフニウム、五酸化タンタル、二酸化チタン、または酸窒化シリコンの1つまたは複数を含む、請求項31に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記半導体プラグはポリシリコンを含む、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層は原子層堆積(ALD)によって準備されている、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層の厚さは、約5nmと約50nmとの間である、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層は、前記基板の上方に垂直に積み重ねられた2つ以上の層を含み、前記2つ以上の層のそれぞれは高κ誘電体層である、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層の厚さは、約30nmと約100nmとの間である、請求項36に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層の前記開口はウエットエッチングによってエッチングされている、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
- 前記高κ誘電体層と前記第1のメモリデッキとの間に絶縁層をさらに含む、請求項29または30に記載の3Dメモリデバイス。
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KR102611810B1 (ko) * | 2019-06-28 | 2023-12-07 | 양쯔 메모리 테크놀로지스 씨오., 엘티디. | 반도체 디바이스 제조의 방법들 |
US11355514B2 (en) * | 2019-08-15 | 2022-06-07 | Micron Technology, Inc. | Microelectronic devices including an oxide material between adjacent decks, electronic systems, and related methods |
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CN110800109B (zh) | 2019-09-20 | 2021-08-17 | 长江存储科技有限责任公司 | 具有多堆栈结构的三维存储器件及其形成方法 |
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WO2022151338A1 (en) * | 2021-01-15 | 2022-07-21 | Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. | Vertical memory devices |
JP2022143037A (ja) * | 2021-03-17 | 2022-10-03 | キオクシア株式会社 | 半導体記憶装置および半導体記憶装置の製造方法 |
US20230099107A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Sandisk Technologies Llc | Three dimensional memory device containing dummy word lines and p-n junction at joint region and method of making the same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008072051A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 |
US20170103999A1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-04-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Three-dimensional semiconductor memory device |
US20170352681A1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-07 | Micron Technology, Inc. | Integrated Structures Comprising Charge-Storage Regions Along Outer Portions of Vertically-Extending Channel Material |
WO2018055692A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
CN108565266A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-21 | 长江存储科技有限责任公司 | 形成三维存储器的方法以及三维存储器 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6528373B2 (en) * | 2001-02-12 | 2003-03-04 | Cree, Inc. | Layered dielectric on silicon carbide semiconductor structures |
JP2009295621A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-17 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP4977180B2 (ja) * | 2009-08-10 | 2012-07-18 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
KR20170002668A (ko) * | 2011-12-20 | 2017-01-06 | 인텔 코포레이션 | 등각 저온 밀봉 유전체 확산 장벽들 |
US8614126B1 (en) * | 2012-08-15 | 2013-12-24 | Sandisk Technologies Inc. | Method of making a three-dimensional memory array with etch stop |
US9793124B2 (en) * | 2014-10-07 | 2017-10-17 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structures |
KR102247914B1 (ko) * | 2014-10-24 | 2021-05-06 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치 및 그 제조방법 |
US9230979B1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-01-05 | Sandisk Technologies Inc. | High dielectric constant etch stop layer for a memory structure |
KR102499564B1 (ko) * | 2015-11-30 | 2023-02-15 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 전자 장치 및 그 제조 방법 |
KR102356741B1 (ko) * | 2017-05-31 | 2022-01-28 | 삼성전자주식회사 | 절연층들을 갖는 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
CN107527920A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-29 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种3d nand存储器及其制造方法 |
WO2019232784A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. | Method for forming dual-deck channel hole structure of three-dimensional memory device |
AU2018433803B2 (en) * | 2018-07-27 | 2021-12-02 | Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. | Multiple-stack three-dimensional memory device and fabrication method thereof |
KR102611809B1 (ko) * | 2018-09-13 | 2023-12-07 | 양쯔 메모리 테크놀로지스 씨오., 엘티디. | 새로운 3d nand 메모리 소자 및 그 형성 방법 |
SG11202100824QA (en) * | 2018-09-27 | 2021-02-25 | Yangtze Memory Technologies Co Ltd | Semiconductor plug protected by protective dielectric layer in three-dimensional memory device and method for forming the same |
EP3815133B1 (en) * | 2018-10-09 | 2023-07-05 | Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. | Inter-deck plug in three-dimensional memory device and method for forming same |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008072051A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 |
US20170103999A1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-04-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Three-dimensional semiconductor memory device |
US20170352681A1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-07 | Micron Technology, Inc. | Integrated Structures Comprising Charge-Storage Regions Along Outer Portions of Vertically-Extending Channel Material |
WO2018055692A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
CN108565266A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-21 | 长江存储科技有限责任公司 | 形成三维存储器的方法以及三维存储器 |
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