JP2022534309A - 二段デッキ三次元nandメモリ、およびそれを製作するための方法 - Google Patents
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- H10B43/27—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels the channels comprising vertical portions, e.g. U-shaped channels
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- H10B43/50—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the boundary region between the core and peripheral circuit regions
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
101 メモリ平面
103 メモリブロック
105 周辺領域
108 領域
210 階段領域
211 チャネル構造領域
212 メモリストリング
214 コンタクト構造
216、216-1、216-2 スリット構造
218 メモリ指部
220 上選択ゲート切断部
222 ダミーメモリストリング
224 メモリスライス
300 三次元(3D)メモリアレイ構造
330 基板
330f 前面、主面、上面
331 絶縁膜
332 下方選択ゲート
333、333-1、333-2、333-3 制御ゲート、ワード線
334 上選択ゲート
335 膜スタック
336 チャネルホール
337 メモリ膜
338 チャネル層
339 コア充填膜
340、340-1、340-2、340-3 メモリセル
341 ビット線
343 金属インターコネクト線
344 ドープソース線領域
400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600 3Dメモリデバイス
450 誘電体スタック
450-1 下方デッキ
450-2 上方デッキ
452 第1の誘電層
454 第2の誘電層
455 境界面
456 チャネル連結層
456-1 第1の絶縁層
456-2 第2の絶縁層
456-3 第3の絶縁層
558 エピタキシャル層
659 第1のキャッピング層
760 ハードマスク層
760-1 非晶質炭素層
760-2 誘電マスク層
762 第1のフォトレジストマスク
964 リセス
1070 第2のフォトレジストマスク
1072 第2のキャッピング層
1374 窪み
1676 上コンタクト構造
BL ビット線の方向
WL ワード線の方向
Claims (20)
- 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、
基板に交互の誘電体スタックを形成するステップと、
複数のチャネルホールを形成するステップであって、前記複数のチャネルホールは、少なくとも前記基板の一部分を露出させるために、前記基板に対して垂直な方向において、前記交互の誘電体スタックを鉛直に貫通する、ステップと、
前記複数のチャネルホールを第1の領域において覆い、前記複数のチャネルホールを第2の領域において露出させる第1のマスクを形成するステップと、
前記第2の領域における前記交互の誘電体スタックにリセスを形成するステップと、
前記リセスに第2のマスクを形成するステップであって、前記第2のマスクは、前記第2の領域における前記複数のチャネルホールを覆い、前記第1の領域における前記複数のチャネルホールを露出させる、ステップと、
前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの底に窪みを形成するステップと
を含む方法。 - 前記第1のマスクを形成するステップは、
前記第1の領域における前記複数のチャネルホールを覆うハードマスク層を配置するステップであって、前記ハードマスク層は前記複数のチャネルホールの内側を満たさない、ステップと、
前記ハードマスク層の上に第1のフォトレジストマスクを形成するステップと、
前記第1のフォトレジストマスクのパターンを前記ハードマスク層に転写するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ハードマスク層を配置するステップは、非晶質炭素層を配置するステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記交互の誘電体スタックを形成するステップは、前記基板に対して垂直な方向において鉛直に積み重ねられる複数の誘電層対を形成するステップであって、各々の誘電層対は、第1の誘電層と、前記第1の誘電層と異なる第2の誘電層とを備える、ステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記交互の誘電体スタックに前記リセスを形成するステップは、前記第1の誘電層および前記第2の誘電層の1つまたは複数の対を除去するステップを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記複数のチャネルホールを形成するステップの後、前記複数のチャネルホールの内側における基板の露出された前記一部分にエピタキシャル層を配置するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のチャネルホールの側壁および前記エピタキシャル層の上面にメモリ膜を配置するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記メモリ膜に第1のキャッピング層を配置するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの前記底に窪みを形成するステップの後、前記メモリ膜の側壁に、および、前記複数のチャネルホールの内側の前記エピタキシャル層に、チャネル層を配置するステップと、
前記複数のチャネルホールの内側にコア充填膜を配置するステップと、
前記複数のチャネルホールの外側における過剰なコア充填膜、チャネル層、およびメモリ膜を除去するステップと
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記複数のチャネルホールの外側における前記過剰なコア充填膜、チャネル層、およびメモリ膜を除去するステップは、化学機械研磨を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記複数のチャネルホールの外側における過剰なコア充填膜、チャネル層、およびメモリ膜を除去するステップの後、前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの上方部分に上コンタクト構造を形成するステップであって、前記上コンタクト構造は、前記複数のチャネルホールの内側の前記チャネル層と連結される、ステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記リセスに前記第2のマスクを形成するステップは、
前記第2の領域における前記交互の誘電体スタックにわたって第2のフォトレジストマスクを配置するステップであって、前記第2のフォトレジストマスクは前記複数のチャネルホールの外側にある、ステップと、
前記交互の誘電体スタックと同一平面の上面を形成するために、前記第2のフォトレジストマスクを平坦化するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの前記底に窪みを形成するステップは、
前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの内側に、および、前記第2の領域における前記第2のマスクの上に、第2のキャッピング層を配置するステップと、
前記基板、または前記基板におけるエピタキシャル層を露出させるために、前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの前記底から前記第2のキャッピング層を除去するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記交互の誘電体スタックを交互の導電層および誘電層の膜スタックで置き換えるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 基板に配置される上方デッキおよび下方デッキを伴う交互の誘電体スタックであって、各々のデッキは、前記基板に対して垂直の方向において交互に積み重ねられた第1の誘電層および第2の誘電層を備え、前記第2の誘電層は前記第1の誘電層と異なる、交互の誘電体スタックと、
前記交互の誘電体スタックの前記上方デッキおよび前記下方デッキを通じて前記基板へと貫通する複数のチャネルホールと、
前記複数のチャネルホールの各々の側壁を覆うメモリ膜、チャネル層、およびコア充填膜と、
第1の領域における前記複数のチャネルホールの各々の底における窪みと、
第2の領域における前記交互の誘電体スタックの前記上方デッキにおけるリセスと
を備える二段デッキ三次元(3D)メモリデバイス。 - 前記複数のチャネルホールの各々の前記底におけるエピタキシャル層であって、
前記エピタキシャル層は、前記第1の領域における前記窪みを通じて前記チャネル層と連結され、
前記メモリ膜は、前記第2の領域において前記エピタキシャル層と前記チャネル層との間に挟まれる、
エピタキシャル層をさらに備える、請求項15に記載の二段デッキ3Dメモリデバイス。 - 前記第2の領域における前記複数のチャネルホールの各々の前記底において前記エピタキシャル層と前記チャネル層との間に挟まれるキャッピング層をさらに備える、請求項16に記載の二段デッキ3Dメモリデバイス。
- 前記第2の領域における前記交互の誘電体スタックの前記上方デッキにおける前記リセスは、前記エピタキシャル層と前記コア充填膜とを備える、請求項16に記載の二段デッキ3Dメモリデバイス。
- 前記第1の領域における前記複数のチャネルホールの各々の内側の前記コア充填膜の上に上コンタクト構造をさらに備え、前記上コンタクト構造は前記チャネル層と連結される、請求項15に記載の二段デッキ3Dメモリデバイス。
- 前記交互の誘電体スタックは、前記第1の領域における前記上コンタクト構造と同一平面であり、前記第2の領域における前記リセスの内側の前記コア充填膜と同一平面である、請求項19に記載の二段デッキ3Dメモリデバイス。
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