TWI725633B

TWI725633B - 三維記憶裝置以及用於形成三維記憶裝置的方法

Info

Publication number: TWI725633B
Application number: TW108143093A
Authority: TW
Inventors: 霍宗亮; 楊號號; 徐偉; 嚴萍; 黃攀; 周文斌
Original assignee: 大陸商長江存儲科技有限責任公司
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-04-21
Also published as: EP3909077A4; CN110211965A; TW202101670A; EP3909077A1; KR20210143886A; CN110211965B; WO2020252891A1

Abstract

提供了用於形成三維(3D)記憶裝置的結構和方法的實施例。在一個示例中，3D記憶裝置包括儲存堆疊層、複數個通道結構、縫隙結構和源極結構。該儲存堆疊層可以是位於襯底上的，並且可以包括在橫向上在該儲存堆疊層中延伸的交織的複數個導體層和複數個絕緣層。該等通道結構可以在縱向上貫穿該儲存堆疊層延伸到該襯底中。該縫隙結構可以在縱向和橫向上在該儲存堆疊層中延伸，並且將該等儲存單元劃分成至少一個儲存塊。該縫隙結構可以包括沿該縫隙結構的側壁在縱向上佈置的複數個凸出部分和複數個凹陷部分。

Description

三維記憶裝置以及用於形成三維記憶裝置的方法

本公開內容的實施例關於用於使用支撐結構形成三維(3D)記憶裝置的方法和產生的3D記憶裝置。

通過改進處理技術、電路設計、編程演算法和製造過程將平面儲存單元縮放到更小的大小。然而，隨著儲存單元的特徵大小逼近下限，平面製程和製造技術變得富有挑戰並且昂貴。因此，平面儲存單元的儲存密度逼近上限。

3D儲存架構可以解決平面儲存單元中的密度限制。3D儲存架構包括儲存陣列和用於控制去往和來自儲存陣列的信號的外圍裝置。

提供了3D記憶裝置和用於形成所述3D記憶裝置的方法的實施例。

在一個示例中，一種3D記憶裝置包括儲存堆疊層、複數個通道結構、縫隙結構和源極結構。所述儲存堆疊層可以是位於襯底之上的，並且可以包括在橫向上在所述儲存堆疊層中延伸的交織的複數個導體層和複數個絕緣層。所述複數個通道結構可以在縱向上貫穿所述儲存堆疊層延伸到所述襯底中。所述複數個通道結構和所述複數個導體層可以與彼此相交，並且形成複數個儲存單元。所述縫隙結構可以在縱向和橫向上在所述儲存堆疊層中延伸，並且將所述複數個儲存單元劃分成至少一個儲存塊。所述縫隙結構可以包括沿所述縫隙結構的側壁在縱向上佈置的複數個凸出部分和複數個凹陷部分。所述源極結構可以是位於所述縫隙結構中的，並且可以包括與所述縫隙結構接觸的絕緣結構和與所述絕緣結構接觸並且與所述襯底接觸的源極觸點。

在另一個示例中，一種3D記憶裝置包括堆疊層結構、支撐結構、複數個第一開口和至少一個堆疊層部分。所述堆疊層結構可以包括位於襯底上的交織的複數個初始犧牲層和複數個初始絕緣層。所述支撐結構可以包括沿橫向對準並且暴露所述堆疊層結構和各自與相鄰的支撐開口接觸的至少一個連接部分的複數個支撐開口。所述複數個第一開口可以是位於被所述複數個支撐開口暴露的所述堆疊層結構中的。所述複數個第一開口可以暴露所述襯底。所述至少一個堆疊層部分可以是被所述至少一個連接部分覆蓋的，所述至少一個堆疊層部分各自與相鄰的第一開口接觸。

在一個不同的示例中，一種用於形成3D記憶裝置的方法包括：在堆疊層結構之上形成支撐結構。所述支撐結構可以包括圖案化結構層，所述圖案化結構層具有沿橫向對準並且暴露所述堆疊層結構和各自與相鄰的支撐開口接觸的至少一個連接部分的複數個支撐開口，並且所述堆疊層結構可以包括交織的複數個初始犧牲層和複數個初始絕緣層。所述方法還包括：使用所述支撐結構作為蝕刻遮罩移除被所述複數個支撐開口暴露的所述堆疊層結構的部分，以便暴露所述襯底，並且形成所述堆疊層結構中的複數個第一開口和被所述至少一個連接部分覆蓋的至少一個堆疊層部分，所述至少一個堆疊層部分各自與相鄰的第一開口接觸。所述方法進一步包括：移除所述至少一個堆疊層部分以在各自與相鄰的第一開口接觸的所述至少一個連接部分之下形成至少一個第二開口。所述複數個第一開口和所述至少一個第二開口可以形成將所述堆疊層結構劃分成一對儲存塊部分的初始縫隙結構。所述一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分可以包括交織的複數個犧牲層和複數個絕緣層。

在一個進一步的示例中，一種用於形成3D記憶裝置的方法包括：在堆疊層結構上形成支撐結構。所述堆疊層結構可以包括交織的複數個初始犧牲層和複數個初始絕緣層，並且被劃分成複數個儲存塊部分，並且所述支撐結構可以包括圖案化支撐層，所述圖案化支撐層具有覆蓋所述複數個儲存塊部分的複數個儲存塊遮罩部分和與相鄰的儲存塊遮罩部分接觸的至少一個連接部分。所述方法可以還包括：使用所述支撐結構作為蝕刻遮罩移除所述堆疊層結構的部分，以在所述堆疊層結構中在相鄰的儲存塊部分之間形成複數個第一開口和形成被所述至少一個連接部分覆蓋的至少一個堆疊層部分，所述至少一個堆疊層部分各自與相鄰的儲存塊部分和相鄰的第一開口接觸。所述方法可以進一步包括：移除所述至少一個堆疊層部分以在所述相鄰的儲存塊部分之間形成初始縫隙結構，在所述複數個儲存塊遮罩部分中的每個儲存塊遮罩部分中形成交織的複數個導體層和複數個絕緣層，所述至少一個連接部分位於所述初始縫隙結構之上，並且與所述相鄰的儲存塊遮罩部分接觸。所述方法可以進一步包括：貫穿所述初始縫隙結構，用複數個導體層替換所述複數個儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的所述複數個犧牲層。所述方法可以進一步包括：沿所述初始縫隙結構的側壁在所述複數個導體層上形成複數個凹陷部分，以形成縫隙結構和位於所述複數個絕緣層上的複數個凸出部分；以及，在所述縫隙結構中形成源極結構。所述源極結構可以與所述襯底和所述複數個導體層和絕緣層接觸。

100:襯底

101:緩衝氧化物層

101-0:緩衝氧化物部分

103:犧牲層

103-0:犧牲部分

103i:初始犧牲層

104:絕緣層

104-0:絕緣部分

104i:初始絕緣層

106:介電核

107:磊晶部分

108:半導體層

109:儲存薄膜

110:汲極結構

111:堆疊層結構

115:介電覆蓋層

115-0:介電覆蓋部分

116:支撐結構

116i:支撐層

117:圖案化遮罩層

119:半導體通道

120:通道結構

123:控制導體層

132:底部導體層

134:頂部導體層

140:源極結構

141:源極觸點

142:絕緣結構

150:3D記憶裝置

160:儲存塊部分

200:遮罩圖案

201:遮罩開口

202:遮罩部分

203:支撐開口

204:連接部分

205:支撐圖案

207:第一開口

207-0:堆疊層部分

208:第二開口

209:初始縫隙結構

220:支撐部分

250:結構

300:結構

400:結構

500:結構

600:結構

700:結構

800:結構

900:流程圖

902:操作

904:操作

906:操作

908:操作

910:操作

912:操作

D:寬度

D0:寬度

d:寬度

R1:第一距離範圍

R2:第二距離範圍

被併入本文並且構成本說明書的一部分的圖式說明了本公開內容的實施例，並且與描述內容一起進一步用於闡述本公開內容的原理和使本領域的技術人員能夠製作和使用本公開內容。

第1A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的使用支撐結構形成的一個示例性的3D記憶裝置。

第1B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿A-B方向的第1A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第1C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿C-D方向的第1A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第2A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的一個階段處的一個示例性的3D記憶裝置。

第2B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿A-B方向的第2A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第3A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的一個示例性的3D記憶裝置。

第3B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿A-B方向的第3A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第3C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿C-D方向的第3A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第3D圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿E-F方向的第3A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第4A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的一個示例性的3D記憶裝置。

第4B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿C-D方向的第4A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第4C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿E-F方向的第4A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第5A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的沿E-F方向的3D記憶裝置的橫截面圖。

第5B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿C-D方向的第5A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第5C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿A-B方向的第5A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第6A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的沿E-F方向的第5A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第6B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的沿C-D方向的第6A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第6C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的沿A-B方向的第6A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第7A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的沿E-F方向的3D記憶裝置的橫截面圖。

第7B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿C-D方向的第7A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第7C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿A-B方向的第7A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第8A圖說明了根據本公開內容的一些實施例的製造過程的另一個階段處的3D記憶裝置的橫截面圖。

第8B圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿E-F方向的第8A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第8C圖說明了根據本公開內容的一些實施例的沿C-D方向的第8A圖中所說明的3D記憶裝置的橫截面圖。

第9圖說明了根據本公開內容的一些實施例的用於使用支撐結構形成3D記憶裝置的一種示例性製造過程的流程圖。

將參考圖式描述本公開內容的實施例。

儘管討論了具體的配置和佈置，但應當理解這僅是出於說明的目的被完成的。相關領域的技術人員應當認識到，可以使用其它的配置和佈置，而不脫離本公開內容的精神和範圍。對於相關領域的技術人員應當顯而易見，還可以在許多其它的應用中使用本公開內容。

應當指出，本說明書中的對“一個實施例”、“一實施例”、“一個示例實施例”、“一些實施例”等的引用指示所描述的實施例可以包括一個具體的特徵、結構或者特性，但每個實施例可以不必然地包括該具體的特徵、結構或者特性。此外，這樣的短語不必然地指同一個實施例。進一步地，在結合一個實施例描述一個具體的特徵、結構或者特性時，相關領域的技術人員應當知道結合其它的實施例影響這樣的特徵、結構或者特性，不論是否明確地作出了描述。

概括地說，可以至少部分地根據在上下文中的使用來理解術語。例如，至少部分地取決於上下文，如本文中使用的術語“一個或複數個”可以被用於描述任何單數意義上的特徵、結構或者特性，或者可以被用於描述複數意義上的特徵、結構或者特性的組合。類似地，至少部分地取決於上下文，諸如是“一”、“一個”或者“那個”這樣的術語再次可以被理解為傳達單數用法或者傳達複數用法。另外，再次至少部分地取決於上下文，術語“基於”可以被理解為不必然地旨在傳達因素的排他的集合，而作為代替，可以允許存在並非必然地被明確描述的額外的因素。

如本文中使用的，術語“標稱的/標稱地”指在產品或者製程的設計階段期間設置的用於部件或者製程操作的特性或者參數的期望或者目標值，以及期望值以上或/及以下的值的範圍。值的範圍可以是由於製造過程中的少量變化或者公差引起的。如本文中使用的，術語“大約”指示可以基於與主題半導體裝置相關聯的具體的技術節點改變的給定的量的值。基於該具體的技術節點，術語“大約”可以指示在例如值的10-30%(例如，值的±10%、±20%或者±30%)內改變的給定的量的值。

如本文中使用的，階梯結構指表面的集合，表面的集合包括至少兩個橫向表面(例如，沿x-y平面)和至少兩個(例如，第一和第二)縱向表面(例如，沿z軸)以使得每個橫向表面與從該橫向表面的第一邊緣向上延伸的第一縱向表面鄰接，並且與從該橫向表面的第二邊緣向下延伸的第二縱向表面鄰接。“臺階”或者“階梯”指鄰接的表面的集合的高度的縱向移位。在本公開內容中，術語“階梯”和術語“臺階”指階梯結構的一級，並且被可互換地使用。在本公開內容中，橫向可以指與襯底(例如，提供用於在其上形成結構的製造平臺的襯底)的頂面平行的方向(例如，x軸或者y軸)，並且縱向可以指與結構的頂面垂直的方向(例如，z軸)。

被廣泛地用在各種電子產品中的NAND快閃記憶體裝置是具有低功耗和良好性能的非揮發性、羽量級記憶體。當前，平面NAND快閃記憶體裝置已經到達其儲存限制。為了進一步提高儲存容量和減少每位元的儲存成本，已經提出3D NAND記憶裝置。用於形成現有的3D NAND記憶裝置的製程通常包括以下操作。首先，在襯底上形成複數個交織的犧牲層和絕緣層的堆疊層結構。形成在堆疊層結構中延伸的通道孔。對通道孔的底部進行蝕刻以在襯底中形成凹陷。通過有選擇的磊晶生長在通道孔的底部形成磊晶部分。在通道孔中形成被導電地連接到磊晶部分的半導體通道。可以移除並且用導體層代替犧牲層。導體層充當3D NAND記憶裝置中的字線。

現有的3D NAND記憶裝置通常包括複數個儲存塊。相鄰的儲存塊通常被GLS隔開，其中，在GLS中形成陣列共源極(ACS)。在用於形成現有的3D NAND記憶裝置的製造方法中，GLS的特徵大小易受波動的影響，潛在地影響3D NAND記憶裝置的性能。

本公開內容提供通過在縫隙結構(例如，GLS)的製造中使用支撐結構形成的3D記憶裝置(例如，3D NAND記憶裝置)和用於形成3D記憶裝置的方法。在3D記憶裝置的製造期間，在堆疊層結構上形成支撐結構。支撐結構具有將堆疊層結構劃分成複數個儲存塊部分(例如，在其中形成記憶體儲存塊的堆疊層結構中的區域)的複數個第一開口。支撐結構還包括在第一開口的全部兩側處與支撐結構的部分接觸(即，連接)的複數個連接部分。支撐結構可以被用作用於形成縫隙結構的蝕刻遮罩。在對堆疊層結構進行蝕刻以形成縫隙結構期間，支撐結構可以為堆疊層結構的儲存塊部分提供支撐，以減少縫隙結構的變形。可以在形成被形成在縫隙結構中的源極結構(例如，ACS)之前或者之後移除支撐結構。用於移除支撐結構的時序對形成源極結構幾乎沒有影響或者沒有任何影響。在一些實施例中，在形成源極結構之後移除支撐結構以便在形成源極結構期間為3D記憶裝置提供支撐。為了進一步減少縫隙結構對變形的易感性，在一些實施例中，例如位於儲存塊部分中並且被縫隙結構暴露的導體層經歷凹陷蝕刻以形成導體層上的複數個凹陷部分和絕緣層上的複數個凸出部分。縫隙結構中的導體層與相鄰的絕緣層之間的偏移可以改進源極結構(或者源極結構的絕緣結構)與縫隙結構(或者縫隙結構的側壁)之間的鍵合/黏附，提升縫隙結構和源極結構的結構穩定性。3D記憶裝置因此是較不易受製造過程期間的變形或者破壞的影響的。通過應用本公開內容的結構和方法，可以在形成縫隙結構和源極觸點期間通過支撐結構連接相鄰的儲存塊部分；3D記憶裝置因此是較不可能在製造過程裝置變形的。縫隙結構的特徵大小較不易受波動的影響。

第1A圖說明了根據一些實施例的一個示例性3D記憶裝置150。第1B圖說明了沿A-B方向的第1A圖中所示的3D記憶裝置150的橫截面圖。第1C圖說明了沿C-D方向的第1A圖中所示的3D記憶裝置150的橫截面圖。

如第1A圖至第1C圖中所示，3D記憶裝置150可以包括襯底100和襯底100之上的堆疊層結構111。3D記憶裝置150可以還包括沿y方向對準的將3D記憶裝置150的儲存區域(例如，在其處形成儲存單元的3D記憶裝置150中的區域)劃分成沿y方向平行地佈置的複數個儲存塊部分160的一個或複數個源極結構140。可以在形成記憶體儲存塊的每個儲存塊部分160中形成儲存單元。在每個儲存塊部分160中，堆疊層結構111可以包括交織在襯底100上的緩衝氧化物層101之上的複數個導體層和複數個絕緣層104。在一些實施例中，複數個導體層可以包括具有複數個頂部選擇導體層的頂部導體層134、具有複數個底部選擇導體層的底部導體層132和位於頂部導體層134與底部導體層132之間的控制導體層123。頂部導體層134可以充當頂部選擇閘極電極，並且底部導體層132可以充當底部選擇閘極電極。3D記憶裝置150可以包括位於襯底100與底部導體層132之間的緩衝氧化物層101。

3D記憶裝置150可以還包括覆蓋堆疊層結構111的介電覆蓋層115。在每個儲存塊部分160中，3D記憶裝置150可以包括沿縱向(例如，z方向)從介電覆蓋層115的頂面延伸到襯底100中的複數個通道結構120。每個通道結構120可以包括位於底部部分處的磊晶部分107、位於頂部部分處的汲極結構110和位於磊晶部分107與汲極結構110之間的半導體通道119。半導體通道119可以包括儲存薄膜109、半導體層108和介電核106。磊晶部分107可以與襯底100接觸並且導電地連接，以及，半導體通道119可以與汲極結構110和磊晶部分107接觸並且導電地連接。可以由半導體通道119和控制導體層123形成複數個儲存單元。堆疊層結構111也可以被稱為儲存堆疊層。

3D記憶裝置150可以包括位於儲存塊部分之間的在縱向上沿z方向並且在橫向上沿x方向延伸的至少一個源極結構140。每個源極結構140可以被形成在相應的縫隙結構中，並且可以從3D記憶裝置150的頂面(例如，介電覆蓋層115的頂面)貫穿堆疊層結構111地延伸，並且形成與襯底100的觸點。源極結構140可以包括絕緣結構142和絕緣結構142中的源極觸點141。源極觸點141可以與襯底100接觸，並且可以通過相應的絕緣結構142與相鄰的儲存塊部分160中的導體層(例如，頂部導體層134、底部導體層132和控制導體層123)絕緣。在一些實施例中，縫隙結構的側壁上的導體層(例如，頂部導體層134、底部導體層132和控制導體層123)可以各自形成凹陷部分，例如，形成與相鄰的絕緣層104的偏移。相應地，絕緣層104可以各自形成縫隙結構的側壁上的凸出部分。在一些實施例中，在沿x方向的一個或複數個位置處，縫隙結構的寬度D從縫隙結構的頂面向縫隙結構的較低位置(例如，中間位置)增大，並且源極觸點141的寬度d從源極結構140的頂面向源極結構140/源極觸點141的較低部分(例如，中間部分)增大。3D記憶裝置150中的每個結構的細節被描述如下。

襯底100可以包括矽(例如，單晶矽)、矽鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、鍺(Ge)、絕緣層上有矽(SOI)、絕緣層上有鍺(GOI)或者任何其它合適的材料。在一些實施例中，襯底100是薄化襯底(例如，半導體層)，薄化襯底是通過磨削、蝕刻、化學機械研磨(CMP)或者其任意組合薄化的。在一些實施例中，襯底100包括矽。

通道結構120可以在每個儲存塊部分160中形成一個陣列，並且可以各自在縱向上延伸到襯底100以上。通道結構120可以貫穿複數個各自包括導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134或者底部導體層132)和絕緣層104的對(在本文中被稱為“導體/絕緣層對”)地延伸。至少在沿橫向的一邊(例如，x方向或/及y方向)上，堆疊層結構111可以包括階梯結構。堆疊層結構111中的導體/絕緣層對的數量(例如，32、64、96或者128)確定3D記憶裝置150中的儲存單元的數量。在一些實施例中，在儲存塊部分160中沿縱向交替地佈置堆疊層結構111中的導體層(例如，控制導體層123、底部導體層132和頂部導體層134)和絕緣層104。導體層(例如，控制導體層123、底部導體層132和頂部導體層134)可以包括導體材料，這樣的材料包括但不限於鎢(W)、鈷(Co)、銅(Cu)、鋁(Al)、多晶矽、摻雜矽、矽化物或者其任意組合。絕緣層104可以包括介電材料，這樣的材料包括但不限於二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或者其任意組合。在一些實施例中，緩衝氧化物層101和介電覆蓋層115各自包括諸如是二氧化矽這樣的介電材料。在一些實施例中，頂部導體層134包括複數個充當頂部選擇閘極電極的頂部選擇導體層。控制導體層123可以充當選擇閘極電極，並且與相交的通道結構120形成儲存單元。在一些實施例中，底部導體層132包括複數個充當底部選擇閘極電極的底部選擇導體層。頂部選擇閘極電極和底部選擇閘極電極可以分別被施加以期望的電壓以選擇期望的塊/指/頁儲存區。

如第1B圖和第1C圖中所示，通道結構120可以包括在縱向上貫穿堆疊層結構111地延伸的半導體通道119。半導體通道119可以包括被填滿了通道形成結構(例如，半導體材料(例如，作為半導體層108)和介電材料(例如，作為儲存薄膜109))的通道孔。在一些實施例中，半導體層108包括矽(諸如，非晶矽、多晶矽或者單晶矽)。在一些實施例中，儲存薄膜109是包括隧穿層、儲存層(也被稱為“電荷捕捉層”)和阻隔層的複合層。半導體通道119的通道孔的剩餘空間可以被部分地或者全部地填充以介電核106，所述介電核106包括介電材料(諸如，二氧化矽)。半導體通道119可以具有圓柱形(例如，立柱形)。根據一些實施例，在徑向上從立柱的中心向外表面按照該次序佈置介電核106、半導體層108、隧穿層、儲存層和阻隔層。隧穿層可以包括二氧化矽、氮氧化矽或者其任意組合。儲存層可以包括氮化矽、氮氧化矽、矽或者其任意組合。阻隔層可以包括二氧化矽、氮氧化矽、高介電常數(高k)介電材料或者其任意組合。在一個示例中，儲存層可以包括二氧化矽/氮氧化矽(或者氮化矽)/二氧化矽(ONO)的複合層。

在一些實施例中，通道結構120進一步包括位於通道結構120的較低部分(例如，底部的下端處)中的磊晶部分107(例如，半導體插塞)。如本文中使用的，在襯底100被放置在3D記憶裝置150的最低的平面中時，元件(例如，通道結構120)的“上端”是在縱向上更遠離襯底100的端，並且元件(例如，通道結構120)的“下端”是在縱向上更靠近襯底100的端。磊晶部分107可以包括從襯底100開始在任何合適的方向上磊晶地生長的半導體材料(諸如，矽)。應當理解，在一些實施例中，磊晶部分107包括單晶矽--與襯底100相同的材料。換句話說，磊晶部分107可以包括從襯底100開始生長的被磊晶地生長的半導體層。磊晶部分107還可以包括與襯底100不同的材料。在一些實施例中，磊晶部分107包括矽、鍺和矽鍺中的至少一項。在一些實施例中，磊晶部分107的部分位於襯底100的頂面以上，並且與半導體通道119接觸。磊晶部分107可以被導電地連接到半導體通道119。在一些實施例中，磊晶部分107的頂面被放置在底部絕緣層104(例如，位於堆疊層結構111的底部處的絕緣層)的頂面與底面之間。

在一些實施例中，通道結構120進一步包括位於通道結構120的較高部分(例如，上端處)中的汲極結構110(例如，通道插塞)。汲極結構110可以與半導體通道119的上端接觸，並且可以被導電地連接到半導體通道119。汲極結構110可以包括半導體材料(例如，多晶矽)或者導體材料(例如，金屬)。在一些實施例中，汲極結構包括被填滿了作為黏附層的Ti/TiN或者Ta/TaN和作為導體材料的鎢的開口。通過在製造3D記憶裝置150期間覆蓋半導體通道119的上端，汲極結構110可以充當用於防止對被填充在半導體通道119中的介電材料(諸如，二氧化矽和氮化矽)的蝕刻的蝕刻停止層。

在一些實施例中，源極結構140包括位於絕緣結構142中、在橫向上沿x方向延伸的源極觸點141。源極觸點141可以與襯底100接觸並且形成與襯底100的導電的連接以便對儲存單元施加源極電壓。在一些實施例中，源極觸點141包括多晶矽、矽化物、鍺、矽鍺、銅、鋁、鈷和鎢中的一項或多項。在一些實施例中，絕緣結構142包括二氧化矽、氮化矽和氮氧化矽中的一項或多項。

每個源極結構140可以被形成在沿與源極結構140沿其延伸的方向相同的縱向和橫向方向延伸的相應的縫隙結構中。在一些實施例中，縫隙結構的側壁可以包括複數個凸出部分和複數個凹陷部分。每個凸出部分可以被夾在兩個相鄰的凹陷部分中間，並且反之亦然。可以在絕緣層104上形成凸出部分。可以在導體層(例如，頂部導體層134、底部導體層132和控制導體層123)上形成凹陷部分。在縫隙結構的側壁上的凸出部分(或者絕緣層104)與相鄰的凹陷部分(或者導體層(底部導體層132、頂部導體層134或者控制導體層123)之間形成偏移。絕緣結構142可以與凸出部分或/及凹陷部分接觸。在一些實施例中，絕緣結構142與凸出部分和凹陷部分兩者接觸。

沿其在之上延伸的橫向方向(例如，x方向)，縫隙結構或/及源極結構140的寬度可以改變。第1B圖說明了沿A-B方向的源極結構140和周圍的結構的橫截面圖。第1C圖說明了沿C-D方向的源極結構140和周圍的結構的橫截面圖。 A-B方向可以是位於第一位置處的，並且第1B圖說明了源極結構140在第一位置處沿x方向的橫截面圖。C-D方向可以是位於第二位置處的，並且第1C圖說明了源極結構140在第二位置處沿x方向的橫截面圖。在第一位置處，源極結構140(或者縫隙結構)沿y方向的寬度D可以從源極結構(或者縫隙結構)的頂部到源極結構140(或者縫隙結構)的底部地增大。在一些實施例中，源極觸點141沿y方向的寬度d可以從源極觸點141的頂部到源極觸點141的底部地增大。在第二位置處，源極結構140(或者縫隙結構)沿y方向的寬度可以從源極結構(或者縫隙結構)的頂部到源極結構140(或者縫隙結構)的底部地減小。在一些實施例中，源極結構140沿y方向的寬度D可以從源極結構140的頂部到源極結構140的底部地減小，並且源極觸點141的寬度d可以從源極觸點141的頂部到源極觸點141的底部地減小。可以通過在製造縫隙結構和源極結構140期間使用支撐結構引起縫隙結構、源極結構140或/及源極觸點141的寬度的改變。在一些實施例中，為了形成縫隙結構，可以不沿y方向完全移除在製造過程期間被支撐結構覆蓋的介電覆蓋層115的部分。相應地，對位於介電覆蓋層115之下的堆疊層結構111的部分的移除可以從縫隙結構的頂部向縫隙結構的底部增大(例如，被更完全地移除)，形成具有向襯底100增大的沿z方向的寬度的縫隙結構。

沿x方向，在支撐結構的覆蓋之下被形成的縫隙結構的距離範圍可以被稱為第一距離範圍R1，並且不具有支撐結構的覆蓋地被形成的縫隙結構的距離範圍可以被稱為第二距離範圍R2。在一些實施例中，一個縫隙結構沿x方向沿至少一個第一距離範圍R1和至少一個第二距離範圍R2延伸。在一些實施例中，在第一距離範圍R1中，沿y方向的縫隙結構的寬度從縫隙結構的頂部到縫隙結構的至少中間部分地增大，並且源極觸點141的寬度d從源極觸點141的頂面到源極觸點141的至少中間部分地增大。在一些實施例中，在第二距離範圍R2中，沿y方向的縫隙結構的寬度從縫隙結構的頂面到縫隙結構的中間部分地減小，並且源極觸點141的寬度d從源極觸點141的頂部到源極觸點141的中間部分地減小。如第1A圖中所示，縫隙結構的邊界可以具有弓形，例如，在第一距離範圍R1中沿x-y平面向內延伸，而在第二距離範圍R2中並行地延伸。在一些實施例中，不同的縫隙結構中的第一距離範圍R1可以是沿y方向對準的，並且不同的縫隙結構中的第二距離範圍R2可以是沿y方向對準的。

在一些實施例中，源極觸點的寬度d和源極結構140或者縫隙結構的寬度D可以各自是沿z方向標稱地統一的。即，在製造3D記憶裝置150期間使用支撐結構可以對縫隙結構或/及源極觸點141的尺寸幾乎沒有影響或者沒有任何影響。是否存在源極結構140、縫隙結構和源極觸點141的寬度的顯著的變化不應當受限於本公開內容的實施例。

3D記憶裝置150可以是單片3D記憶裝置的部分。術語“單片”表示3D記憶裝置的元件(例如，外圍裝置和儲存陣列裝置)是在單個襯底上被形成的。對於單片3D記憶裝置，由於外圍裝置處理和儲存陣列裝置處理的捲繞，製造遭遇額外的限制。例如，儲存陣列裝置(例如，NAND通道結構)的製造受限於與已經或者將要在同一個襯底上被形成的外圍裝置相關聯的熱預算。

替換地，3D記憶裝置150可以是非單片3D記憶裝置的部分，其中，可以在不同的襯底上單獨地形成並且然後例如以面對面的方式鍵合元件(例如，外圍裝置和儲存陣列裝置)。在一些實施例中，儲存陣列裝置襯底(例如，襯底100)仍然作為被鍵合的非單片3D記憶裝置的襯底，並且外圍裝置(例如，包括諸如是頁緩衝器、解碼器和鎖存器這樣的任何合適的被用於促進3D記憶裝置150的操作的數位、類比或/及混合信號外圍電路；未示出)被翻轉並且朝下面向儲存陣列裝置(例如，NAND儲存串)以便進行混合鍵合。應當理解，在一些實施例中，儲存陣列裝置襯底(例如，襯底100)被翻轉並且朝向面向外圍裝置(未示出)以便進行混合鍵合，以使得在被鍵合的非單片3D記憶裝置中，儲存陣列裝置位於外圍裝置之上。儲存陣列裝置襯底(例如，襯底100)可以是薄化襯底(其不是被鍵合的非單片3D記憶裝置的襯底)，並且可以在薄化儲存陣列裝置襯底的背側上形成非單片3D記憶裝置的後段製程(BEOL)互連。

第2圖至第8圖說明了根據一些實施例的用於形成3D記憶裝置150的製造過程，以及第9圖說明了該製造過程的流程圖900。

在製程的起始處，在堆疊層結構上形成支撐結構(操作902)。堆疊層結構包括交織的複數個初始絕緣層和複數個初始犧牲層。支撐結構包括沿橫向被對準並且暴露堆疊層結構的複數個支撐開口。支撐結構還包括各自位於相鄰的支撐開口之間並且與相鄰的支撐開口接觸的至少一個連接部分。第2圖至第3圖說明了相對應的結構250和結構300。

如第2A圖至第2B圖和第3A圖至第3D圖中所示，在襯底100上形成具有交織的初始絕緣層104i和初始犧牲層103i的絕緣堆疊層的堆疊層結構111。初始犧牲層103i可以被用於隨後形成導體層(例如，控制導體層123、底部導體層132和頂部導體層134)。初始絕緣層104i可以被用於隨後形成絕緣層104。在一些實施例中，堆疊層結構111包括位於初始犧牲層103i和初始絕緣層104i之上的介電覆蓋層115。

堆疊層結構111可以具有沿x方向或/及y方向的階梯結構(未在圖中示出)。可以通過使用蝕刻遮罩(例如，位於材料堆疊層之上的圖案化PR層)重複地蝕刻包括複數個交織的犧牲材料層和絕緣材料層的材料堆疊層來形成階梯結構。可以通過在緩衝氧化物層101上交替地沉積犧牲材料的層和絕緣材料的層直到達到期望的層數來形成交織的犧牲材料層和絕緣材料層。在一些實施例中，犧牲材料層被沉積在緩衝氧化物層101上，以及，絕緣材料層被沉積在犧牲材料層上，如此等等。犧牲材料層和絕緣材料層可以具有相同的或者不同的厚度。在一些實施例中，犧牲材料層和底層的絕緣材料層被稱為介電材料對。在一些實施例中，一個或複數個介電材料對可以形成一個級別/階梯。在形成階梯結構期間，PR層被修剪(例如，被遞增地並且從材料堆疊層的邊緣開始向內地(通常從全部方向上)蝕刻)，並且被用作用於蝕刻材料堆疊層的被暴露的部分的蝕刻遮罩。被修剪的PR的量可以是與階梯的尺寸直接相關的(例如，決定性的)。可以使用合適的蝕刻(例如，諸如是濕式蝕刻這樣的等向性乾式蝕刻)獲得對PR層的修剪。為了形成階梯結構，可以相繼地形成和修剪一個或複數個PR層。在修剪PR層之後，可以使用合適的蝕刻劑對每個介電材料對進行蝕刻，以移除犧牲材料層和底層的絕緣材料層兩者的部分。經蝕刻的犧牲材料層和絕緣材料層可以形成初始犧牲層103i和初始絕緣層104i。然後可以移除PR層。

絕緣材料層和犧牲材料層在隨後的閘極替換製程期間可以具有不同的蝕刻選擇性。在一些實施例中，絕緣材料層和犧牲材料層包括不同的材料。在一些實施例中，絕緣材料層包括二氧化矽，並且對絕緣材料層進行的沉積包括化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)和濺鍍中的一項或多項。在一些實施例中，犧牲材料層包括氮化矽，並且對絕緣材料層進行的沉積包括CVD、PVD、ALD和濺鍍中的一項或多項。在一些實施例中，對犧牲材料層和絕緣材料層進行的蝕刻包括一個或複數個合適的非等向性蝕刻製程(例如，乾式蝕刻)。

可以在堆疊層結構111中形成複數個通道結構120。可以形成在縱向上貫穿堆疊層結構111地延伸的複數個通道孔。在一些實施例中，貫穿交織的初始犧牲層103i和初始絕緣層104i地形成複數個通道孔。可以通過使用諸如是圖案化PR層這樣的蝕刻遮罩執行非等向性蝕刻製程以便移除堆疊層結構111的部分並且暴露襯底100來形成複數個通道孔。在一些實施例中，在每個儲存塊部分160中形成複數個通道孔。可以通過在襯底100之上形成通道孔的同一個蝕刻製程或/及通過單獨的凹陷蝕刻製程在每個通道孔的底部形成凹陷區域以暴露襯底100的頂部部分。在一些實施例中，在每個通道孔的底部(例如，在凹陷區域上)形成半導體插塞。可以通過磊晶生長製程或/及沉積製程形成半導體插塞。在一些實施例中，半導體插塞是通過磊晶生長被形成的，並且被稱為磊晶部分107。可選地，可以執行凹陷蝕刻製程(例如，乾式蝕刻或/及濕式蝕刻)以移除通道孔的側壁上的過多的半導體材料或/及將磊晶部分107的頂面控制在期望的位置處。在一些實施例中，磊晶部分107的頂面被放置在底部初始絕緣層104i的頂面和底面之間。

在一些實施例中，通過執行合適的蝕刻製程(例如，非等向性蝕刻製程(例如，乾式蝕刻)或/及等向性蝕刻製程(濕式蝕刻))形成通道孔。在一些實施例中，磊晶部分107包括單晶矽，並且是通過從襯底100開始的磊晶的生長被形成的。在一些實施例中，磊晶部分107包括由沉積製程形成的多晶矽。磊晶生長的磊晶部分107的形成可以包括但不限於氣相磊晶(VPE)、液相磊晶(LPE)、分子束磊晶(MPE)或者其任意組合。磊晶部分107的形成可以包括但不限於通過CVD、PVD或/及ALD。

在一些實施例中，半導體通道119在通道孔中的磊晶部分107上被形成並且與通道孔中的磊晶部分107接觸。半導體通道可以包括通道形成結構，通道形成結構具有儲存薄膜109(例如，包括阻隔層、儲存層和隧穿層)、在磊晶部分107之上被形成並且與磊晶部分107連接的半導體層108和填滿通道孔的剩餘部分的介電核106。在一些實施例中，首先沉積儲存薄膜109以覆蓋通道孔的側壁和磊晶部分107的頂面，以及然後在儲存薄膜109上和磊晶部分107之上沉積半導體層108。可以隨後使用一個或複數個薄膜沉積製程(諸如，ALD、CVD、PVD、任何其它合適的製程或者其任意組合)按照該次序沉積阻隔層、儲存層和隧穿層以形成儲存薄膜109。然後可以使用一個或複數個薄膜沉積製程(諸如，ALD、CVD、PVD、任何其它合適的製程或者其任意組合)在隧穿層上沉積半導體層108。在一些實施例中，通過在沉積半導體層108之後沉積諸如是二氧化矽這樣的介電材料在通道孔的剩餘空間中填充介電核106。

在一些實施例中，在每個通道孔的上部部分中形成汲極結構110。在一些實施例中，可以通過CMP、磨削、濕式蝕刻或/及乾式蝕刻移除位於堆疊層結構111的頂面上和每個通道孔的上部部分中的儲存薄膜109、半導體層108和介電核106的部分以在通道孔的上部部分中形成凹陷，以使得半導體通道的頂面可以是位於介電覆蓋層115的頂面和底面之間的。然後可以通過經由一個或複數個薄膜沉積製程(諸如，CVD、PVD、ALD、電鍍、無電鍍或者其任意組合)向凹陷中沉積導電材料(諸如，金屬)來形成汲極結構110。因此形成通道結構120。可以隨後通過半導體通道119和控制導體層123的交叉形成複數個儲存單元。可選地，執行平坦化製程(例如，乾式/濕式蝕刻或/及CMP)以移除堆疊層結構111的頂面上的任何過多的材料。

如第2A圖和第2B圖中所示，可以在堆疊層結構111上形成支撐層116i。支撐層116i可以包括與初始犧牲層103i和初始絕緣層104i不同的材料。在一些實施例中，支撐層116i包括多晶矽、矽鍺和碳化矽中的一項或多項。可以通過CVD、PVD、ALD或/及濺鍍形成支撐層116i。在一些實施例中，支撐層116i包括多晶矽，並且是通過CVD被形成的。在一些實施例中，支撐層116i包括與初始絕緣層104i相同的材料。支撐層116i可以包括單層結構或者多層結構。例如，支撐層116i可以在多層結構中包括多於一種材料。在一些實施例中，在堆疊層結構111的頂面(例如，介電覆蓋層115的頂面)上形成複數個凹坑(例如，凹陷區域)。支撐層116i的形成可以用支撐層116i的材料填充凹坑，提高支撐層116i與堆疊層結構111之間的鍵合。在隨後對縫隙結構的形成中，(例如，基於支撐層116i被形成的)支撐結構可以更有效地支撐3D記憶裝置，提升3D記憶裝置的結構穩定性。可以通過任何合適的方法(諸如，濕式蝕刻)形成凹坑。

可以在支撐層116i上形成圖案化遮罩層117。圖案化遮罩層117可以包括圖案化光阻層，圖案化光阻層是通過在支撐層116i上的一層光阻層上旋轉並且利用微影製程使其圖案化來形成的。圖案化遮罩層117可以包括沿x方向對準的複數個遮罩開口201，並且至少一個遮罩部分202與相鄰的遮罩開口201接觸(例如，連接)。遮罩開口201可以暴露支撐層116i，並且遮罩部分202可以覆蓋支撐層116i的部分。遮罩開口201的面積和位置可以與隨後在製造過程中被形成的支撐開口的面積和位置相對應，並且遮罩部分202的面積和位置可以與隨後在製造過程中被形成的連接部分的面積和位置相對應。沿x方向對準的遮罩開口201和遮罩部分202可以形成遮罩圖案200，遮罩圖案200與隨後在製造過程中被形成的縫隙結構的面積和位置相對應。在一些實施例中，可以形成沿x方向延伸並且沿y方向被平行地佈置的複數個遮罩圖案200。

如第3A圖至第3D圖中所示，圖案化遮罩層117可以被用作用於移除支撐層116i的部分並且暴露堆疊層結構111的蝕刻遮罩。可以形成具有複數個支撐開口203和至少一個連接部分204的支撐結構116。每個連接部分204可以覆蓋堆疊層結構111的一個部分(例如，覆蓋介電覆蓋層115的頂面的一個部分)。一個或複數個支撐開口203可以是沿x方向對準的，並且至少一個連接部分204可以各自與相鄰的支撐開口203接觸(例如，連接)。沿x方向對準的支撐開口203和連接部分204可以形成支撐圖案205，支撐圖案205與隨後被形成的縫隙結構的位置和面積相對應。可選地，在形成支撐開口203和連接部分204之後移除圖案化遮罩層117。可以執行合適的蝕刻製程(例如，乾式或/及濕式蝕刻)以形成支撐圖案205。在一些實施例中，每個支撐圖案205包括至少兩個支撐開口203和至少一個連接部分204。在一些實施例中，結構300包括沿y方向被平行地佈置的至少兩個支撐圖案205。每個支撐圖案205中的支撐開口203和連接部分204的數量應當基於設計和製造過程(例如，儲存區域的面積或/及縫隙結構的長度)來確定，而不應當受本公開內容的實施例的限制。在一些實施例中，位於相鄰的支撐圖案205之間的支撐結構116的支撐部分220可以與隨後被形成的儲存塊部分160的位置和面積相對應。在一些實施例中，不同的支撐圖案205的連接部分204可以是沿y方向對準的。回頭參考第1A圖，連接部分204可以被形成在第一距離範圍R1中(或者可以覆蓋第一距離範圍R1)，以及，支撐開口203可以被形成在第二距離範圍R2中(或者可以覆蓋第二距離範圍R2)。

回頭參考第9圖，在形成支撐結構之後，支撐結構被用作用於移除堆疊層結構的部分並且形成位於堆疊層結構中的複數個第一開口和位於連接部分之下的至少一個堆疊層部分的蝕刻遮罩(操作904)。第4A圖至第4C圖說明了相對應的結構400。

如第4A圖至第4C圖中所示，支撐結構116可以被用作用於移除被支撐開口203暴露的堆疊層結構111的部分以暴露襯底100，在堆疊層結構111中形成複數個第一開口207的蝕刻遮罩。還可以在每個連接部分204之下形成堆疊層部分207-0。至少兩個第一開口207可以是沿x方向對準的，並且在縱向和橫向上在堆疊層結構111中延伸。連接部分204可以與相鄰的第一開口207接觸(例如，連接)。在一些實施例中，也可以對介電覆蓋層115和緩衝氧化物層101進行圖案化以在堆疊層部分207-0中形成介電覆蓋部分115-0和緩衝氧化物部分101-0。回頭參考第1A圖，堆疊層部分207-0可以被形成在第一距離範圍R1中(或者可以覆蓋第一距離範圍R1)，以及，第一開口207可以被形成在第二距離範圍R2中(或者可以覆蓋第二距離範圍R2)。

堆疊層部分207-0可以包括堆疊在襯底100(或者緩衝氧化物部分101-0)與連接部分204(或者介電覆蓋部分115-0)之間的交織的複數個犧牲部分103-0和複數個絕緣部分104-0。可以通過移除被支撐開口203暴露的初始犧牲層103i和初始絕緣層104i的部分來形成犧牲部分103-0和絕緣部分104-0。被第一開口207隔開的初始犧牲層103i和初始絕緣層104i的剩餘部分可以分別形成犧牲層103和絕緣層104。在一些實施例中，每個犧牲部分103-0可以與相鄰的犧牲層 103接觸，並且每個絕緣部分104-0可以與相鄰的絕緣層104接觸。在一些實施例中，執行非等向性蝕刻製程(例如，乾式蝕刻)以形成第一開口207。非等向性蝕刻製程的蝕刻劑可以有選擇地蝕刻支撐結構116上的初始犧牲層103i、初始絕緣層104i、介電覆蓋層115和緩衝氧化物層101。例如，乾式蝕刻可以包括電漿蝕刻製程，並且蝕刻劑可以包括含氟氣體。

回頭參考第9圖，在形成第一開口和堆疊層部分之後，移除堆疊層部分以形成與相鄰的第一開口接觸的至少一個第二開口和形成至少一個初始縫隙結構和複數個儲存塊部分(操作906)。第5A圖至第5C圖和第6A圖至第6C圖說明了相對應的結構500和結構600。

如第5A圖至第5C圖和第6A圖至第6C圖中所示，可以分別移除堆疊層部分207-0中的犧牲部分103-0和絕緣部分104-0。在一些實施例中，還例如連同絕緣部分104-0一起移除介電覆蓋部分115-0和緩衝氧化物部分101-0。可以在每個連接部分204之下形成第二開口208(例如，在第6A圖中被說明)。第二開口208可以與相鄰的第一開口207接觸(例如，連接)以形成初始縫隙結構209。在一些實施例中，初始縫隙結構209在橫向上沿x方向並且在縱向上貫穿堆疊層結構111地延伸。位於相鄰的初始縫隙結構209之間的堆疊層結構111的部分形成儲存塊部分160。在一些實施例中，形成多於一個初始縫隙結構209和複數個儲存塊部分160。可以通過多於一個初始縫隙結構209使複數個儲存塊部分160與彼此斷開。每個儲存塊部分160可以包括交織的複數個犧牲層103和複數個絕緣層104。

移除堆疊層部分207-0中的犧牲部分103-0和絕緣部分104-0的次序可以是取決於製造過程(例如，在蝕刻操作中使用的蝕刻劑的次序和類型)的，而不應當受本公開內容的實施例的限制。第5圖和第6圖說明了其中在移除絕緣部分104-0之前移除犧牲部分103-0的一個示例。在一些實施例中，在移除犧牲部分103-0之前移除絕緣部分104-0。在一些實施例中，例如使用同一個蝕刻製程一起移除絕緣部分104-0和犧牲部分103-0。

如第5A圖至第5C圖中所示，首先移除犧牲部分103-0。在一些實施例中，執行合適的等向性蝕刻製程以移除犧牲部分103-0。蝕刻劑可以有選擇地蝕刻絕緣部分104-0上的犧牲部分103-0。在一些實施例中，犧牲部分103-0包括氮化矽，並且等向性蝕刻製程包括使用磷酸作為蝕刻劑的濕式蝕刻。

如第6A圖至第6C圖中所示，在移除犧牲部分103-0之後，可以執行另一個等向性蝕刻製程以移除絕緣部分104-0。可以移除堆疊層部分207-0以形成第二開口208。可以將沿x方向對準的第一開口207和第二開口208連接到彼此以形成初始縫隙結構209。該另一個等向性蝕刻製程的蝕刻劑可以有選擇地蝕刻犧牲部分103-0上的絕緣部分104-0。在一些實施例中，絕緣部分104-0包括二氧化矽，並且該另一個等向性蝕刻製程包括使用氫氟酸作為蝕刻劑的濕式蝕刻製程。

如第5B圖和第6B圖中所示，沿C-D方向(例如，在沿x方向的第二位置處)，對犧牲部分103-0和絕緣部分104-0作出的移除可以分別移除與第一開口207接觸的儲存塊部分160的犧牲層103和絕緣層104的部分。例如，如第5B圖中所示，對犧牲部分103-0作出的移除可以使與第一開口207接觸的犧牲層103經歷凹陷蝕刻，在犧牲層103上形成凹陷部分。如第6B圖中所示，對絕緣部分104-0作出的移除可以使與第一開口207接觸的絕緣層104經歷凹陷蝕刻，在絕緣層104上形成凹陷部分。經蝕刻的犧牲層103和絕緣層104(例如，還有經蝕刻的介電覆蓋層115和經蝕刻的緩衝氧化物層101)可以使第一開口207(或者初始縫隙結構209)的寬度變寬。在一些實施例中，通過對犧牲部分103-0和絕緣部分104-0作出的蝕刻被移除的犧牲層103和絕緣層104的部分可以是可忽略的。

如第5C圖和第6C圖中所示，沿A-B方向(例如，在沿x方向的第一位置處)，由於連接部分204的覆蓋，對介電覆蓋部分115-0、犧牲部分103-0和絕緣部分104-0作出的移除在初始縫隙結構209的頂部部分處可能不像在初始縫隙結構209的較低部分(例如，中間部分)處那樣完整。對介電覆蓋部分115-0、犧牲部分103-0和絕緣部分104-0作出的不完整的移除可以使初始縫隙結構209的寬度D0小於在不使用任何支撐結構116時的寬度D0。例如，寬度D0可以從初始縫隙結構209的頂部部分到較低部分地逐漸增大。例如，寬度D0可以在初始縫隙結構209的頂面處是最小的，並且可以向初始縫隙結構的較低部分增大。較低部分可以是位於初始縫隙結構209的頂面與襯底100之間的初始縫隙結構209的任意位置。在一些實施例中，初始縫隙結構209的中間部分近似是沿z方向的初始縫隙結構209的中間位置。在一些實施例中，第二位置處的沿z方向的寬度D0的改變是可忽略的。

回頭參考第9圖，在形成初始縫隙結構之後，利用導體材料移除犧牲層以在每個儲存塊部分中形成複數個導體層(操作908)。沿每個初始縫隙結構的側壁在每個導體層上形成凹陷部分，形成至少一個縫隙結構(操作910)。在每個縫隙結構中形成一個源極結構(操作912)。第7A圖至第7C圖和第8A圖至第8C圖說明了相對應的結構700和結構800。

如第7A圖至第7C圖中所示，可以貫穿初始縫隙結構209地移除每個儲存塊部分160中的犧牲層103以形成各自位於一對相鄰的絕緣層104之間的複數個橫向凹陷。可以沉積合適的導體材料以填滿橫向凹陷，在每個儲存塊部分160中形成複數個導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)。控制導體層123可以與半導體通道119相交，並且在每個儲存塊部分160中形成複數個儲存單元，這複數個儲存單元形成儲存塊。在一些實施例中，通過移除儲存塊部分160中的頂部犧牲層103形成的橫向凹陷可以被填充以導體材料，以形成頂部導體層134，並且通過移除儲存塊部分160中的底部犧牲層103形成的橫向凹陷可以被填充以導體材料，以形成底部導體層132。在一些實施例中，通過移除位於頂部和底部犧牲層103之間的犧牲層103形成的橫向凹陷可以被填充以導體材料以形成複數個控制導體層123。

可以執行合適的等向性蝕刻製程(例如，濕式蝕刻)以移除犧牲層103並且形成複數個橫向凹陷。導體材料可以包括鎢、鋁、銅、鈷、矽化物和多晶矽中的一項或多項。可以執行合適的沉積製程(諸如，CVD、PVD、ALD或/及濺鍍)以將導體材料沉積到橫向凹陷中以形成導體層(例如，控制導體層123、底部導體層132和頂部導體層134)。

如第8A圖至第8C圖中所示，可以執行凹陷蝕刻以有選擇地移除被初始縫隙結構209的側壁暴露的每個導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)的部分，以在每個導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)上形成一個凹陷部分。相應地，可以沿z方向在每個導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)與相鄰的絕緣層104之間形成偏移。即，可以在每個絕緣層104上形成一個凸出部分。在一些實施例中，可以沿初始縫隙結構209的側壁與彼此交織地形成(例如，被形成在絕緣層104上的)複數個凸出部分和(例如，被形成在導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)上的)複數個凹陷部分。可以形成暴露襯底100的縫隙結構。在一些實施例中，可以在絕緣層104上形成凹陷部分，以及可以在導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)上形成凸出部分。例如，可以執行凹陷蝕刻以有選擇地移除被初始縫隙結構209的側壁暴露的每個絕緣層104的部分以在每個絕緣層104上形成一個凹陷部分。可以基於初始縫隙結構209的寬度D0和被凹陷蝕刻製程移除的導體層(例如，控制導體層123、頂部導體層134和底部導體層132)或/及絕緣層104的量確定沿x方向的縫隙結構的寬度。在一些實施例中，縫隙結構的寬度可以等於或者大於初始縫隙結構209的寬度D0，並且可以是與隨後被形成的源極結構140的寬度D0相似或者相同的。可以執行合適的等向性蝕刻製程(例如，濕式蝕刻)以形成凹陷部分和凸出部分。

可以在縫隙結構中形成絕緣結構142，以及可以在相應的絕緣結構142中形成源極觸點141，形成源極結構140。在一些實施例中，絕緣結構142包括二氧化矽，並且是通過CVD、PVD、ALD和濺鍍中的一項或多項被沉積的。可以在絕緣結構142上執行凹陷蝕刻以移除縫隙結構的底部處的任何過多的材料，以暴露襯底100。在一些實施例中，源極觸點141包括鎢、鋁、銅、鈷、矽化物和多晶矽中的一項或多項，並且是通過合適的沉積製程(例如，CVD、PVD、ALD和濺鍍中的一項或多項)被形成的。源極觸點141可以與襯底100接觸並且與襯底100形成導電連接。沿A-B方向(例如，在第一位置處沿x方向)和沿C-D方向(例如，在第二位置處沿x方向)的源極結構140的橫截面圖可以被稱為對第1B圖和第1C圖的描述，並且未在本文中被重複。

可以在製造過程的合適的階段處移除支撐結構116。在一些實施例中，在形成導體層(例如，控制導體層123、底部導體層132和頂部導體層134)之後並且在形成源極觸點141之前執行支撐結構116。在一些實施例中，在形成源極觸點141之後移除支撐結構116。支撐結構116的存在可以對絕緣結構142和源極觸點141的沉積幾乎沒有影響或者沒有任何影響。在一些實施例中，支撐結構116是在形成源極觸點141之後被移除的，並且在形成初始縫隙結構209和源極觸點141期間為縫隙結構提供支撐。

在一些實施例中，一種3D記憶裝置包括儲存堆疊層、複數個通道結構、縫隙結構和源極結構。儲存堆疊層可以是位於襯底上的，並且可以包括在橫向上在儲存堆疊層中延伸的交織的複數個導體層和複數個絕緣層。複數個通道結構可以在縱向上貫穿儲存堆疊層地延伸到襯底中。複數個通道結構和複數個導體層可以與彼此相交，並且形成複數個儲存單元。縫隙結構可以在縱向和橫向上在儲存堆疊層中延伸，並且將複數個儲存單元劃分成至少一個儲存塊。縫隙結構可以包括沿縫隙結構的側壁被縱向地佈置的複數個凸出部分和複數個凹陷部分。源極結構可以是位於縫隙結構中的，並且可以包括與縫隙結構接觸的絕緣結構和位於絕緣結構中並且與襯底接觸的源極觸點。

在一些實施例中，絕緣結構是與複數個凸出部分和複數個凹陷部分接觸的。

在一些實施例中，沿與縫隙結構沿其延伸的一個橫向方向垂直的另一個橫向方向，在第一位置處，縫隙結構的寬度從縫隙結構的頂面到縫隙結構的至少中間部分地增大。在一些實施例中，在第二位置處，縫隙結構的寬度從縫隙結構的頂面到縫隙結構的該中間部分地減小。

在一些實施例中，沿橫向方向，在第一位置處，源極觸點的寬度從源極觸點的頂面到源極觸點的至少中間部分地增大。在一些實施例中，在第二位置處，源極觸點的寬度從源極觸點的頂面到源極觸點的該中間部分地減小。

在一些實施例中，沿橫向方向，縫隙結構在第一距離範圍和第二距離範圍中延伸。在一些實施例中，在第一距離範圍中，縫隙結構的寬度從縫隙結構的頂面到縫隙結構的至少中間部分地增大，並且源極觸點的寬度從源極觸點的頂面到源極觸點的至少中間部分地增大。在一些實施例中，在第二距離範圍中，縫隙結構的寬度從縫隙結構的頂面到縫隙結構的該中間部分地減小，並且源極觸點的寬度從源極觸點的頂面到源極觸點的該中間部分地減小。

在一些實施例中，觸點結構包括鎢、鋁、銅、鈷、矽化物或者多晶矽中的至少一項。絕緣結構可以包括二氧化矽、氮化矽或者氮氧化矽中的至少一項。

在一些實施例中，複數個通道結構在至少一個儲存塊中的每個儲存塊中延伸。複數個通道結構中的每個通道結構包括位於通道結構的底部處並且與襯底接觸的磊晶部分、位於磊晶部分之上並且與磊晶部分接觸的半導體通道和位於半導體通道之上並且與半導體通道接觸的汲極部分。

在一些實施例中，半導體通道包括從通道結構的側壁到通道結構的中心向內佈置的阻隔層、儲存層、隧穿層、半導體層和介電核。

在一些實施例中，一種3D記憶裝置包括堆疊層結構、支撐結構、複數個第一開口和至少一個堆疊層部分。堆疊層結構可以包括位於襯底上的交織的複數個初始犧牲層和複數個初始絕緣層。支撐結構可以包括沿橫向方向被對準並且暴露堆疊層結構的複數個支撐開口和各自與相鄰的支撐開口接觸的至少一個連接部分。複數個第一開口可以是位於被複數個支撐開口暴露的堆疊層結構中的。複數個第一開口可以暴露襯底。至少一個堆疊層部分可以被至少一個連接部分覆蓋，至少一個堆疊層部分各自與相鄰的第一開口接觸。

在一些實施例中，支撐結構包括與複數個初始絕緣層和複數個犧牲層的材料不同的材料。

在一些實施例中，支撐結構包括多晶矽、矽鍺或者碳化矽中的至少一項。

在一些實施例中，至少一個堆疊層部分各自包括位於相應的連接部分與襯底之間的交織的複數個犧牲部分和複數個絕緣部分。

在一些實施例中，3D記憶裝置進一步包括位於複數個儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的在縱向上貫穿儲存堆疊層地延伸到襯底中的複數個通道結構。

在一些實施例中，一種用於形成3D記憶裝置的方法包括：在堆疊層結構上形成支撐結構。支撐結構可以包括圖案化結構層，圖案化結構層具有沿橫向方向被對準並且暴露堆疊層結構的複數個支撐開口和各自與相鄰的支撐開口接觸的至少一個連接部分，並且堆疊層結構可以包括交織的複數個初始犧牲層和複數個初始絕緣層。方法還包括：使用支撐結構作為蝕刻遮罩來移除被複數個支撐開口暴露的堆疊層結構的部分，以便暴露襯底，並且形成堆疊層結構中的複數個第一開口和被至少一個連接部分覆蓋的至少一個堆疊層部分，至少一個堆疊層部分各自與相鄰的第一開口接觸。方法進一步包括：移除至少一個堆疊層部分以形成各自與相鄰的第一開口接觸的位於至少一個連接部分之下的至少一個第二開口。複數個第一開口和至少一個第二開口可以形成將堆疊層結構劃分成一對儲存塊部分的初始縫隙結構。一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分可以包括交織的複數個犧牲層和複數個絕緣層。

在一些實施例中，方法進一步包括：貫穿初始縫隙結構，用複數個導體層替換一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的複數個犧牲層，以及，沿初始縫隙結構的側壁在複數個導體層上形成複數個凹陷部分。方法可以還包括：在複數個絕緣層上形成縫隙結構和複數個凸出部分，以及，在縫隙結構中形成源極結構。源極結構可以是與襯底和複數個導體層和絕緣層接觸的。

在一些實施例中，形成支撐結構包括：在堆疊層結構上形成支撐層，以及，在支撐層上形成圖案化光阻層。圖案化光阻層可以包括與支撐開口相對應的複數個遮罩開口和與連接部分相對應的遮罩部分。形成支撐結構可以還包括：使用圖案化光阻層作為蝕刻遮罩進行蝕刻，以移除支撐層的部分，以便暴露堆疊層結構，形成支撐結構。

在一些實施例中，方法進一步包括：在形成支撐層之前，在堆疊層結構的頂面上形成複數個凹坑；以及，用支撐層填充複數個凹坑。

在一些實施例中，使用支撐結構作為蝕刻遮罩移除堆疊層結構的部分包括：執行非等向性蝕刻製程以移除堆疊層結構的部分。

在一些實施例中，移除堆疊層部分以形成至少一個第二開口包括：執行等向性蝕刻製程以分別移除位於連接部分之下的複數個犧牲部分和複數個絕緣部分。

在一些實施例中，移除複數個犧牲部分包括：執行濕式蝕刻製程，複數個犧牲部分包括氮化矽，並且用於濕式蝕刻製程的蝕刻劑包括磷酸。移除複數個絕緣部分可以包括：執行另一個濕式蝕刻製程。複數個絕緣部分可以包括二氧化矽，並且用於該另一個濕式蝕刻製程的蝕刻劑包括氫氟酸。

在一些實施例中，貫穿初始縫隙結構地用複數個導體層替換一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的複數個犧牲層包括：執行等向性蝕刻製程以移除一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的複數個犧牲層，以便在一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分中形成複數個橫向凹陷；以及，沉積導體材料以填滿一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的複數個橫向凹陷。

在一些實施例中，在複數個導體層上形成複數個凹陷部分包括：執行凹陷蝕刻製程，凹陷蝕刻製程有選擇地蝕刻複數個絕緣層上的複數個導體層，以便沿初始縫隙結構的側壁在複數個導體層中的每個導體層與相鄰的絕緣層之間形成偏移；以及，形成複數個絕緣層中的複數個凸出部分、複數個導體層中的複數個凹陷部分和縫隙結構。

在一些實施例中，形成源極結構包括：在縫隙結構中形成絕緣結構。絕緣結構可以是與複數個凹陷部分和複數個凸出部分接觸的，並且暴露襯底。形成源極結構可以還包括：在絕緣結構中形成源極觸點，源極觸點與襯底接觸。

在一些實施例中，方法進一步包括：在形成源極結構之後移除支撐結構。

在一些實施例中，方法進一步包括：在形成支撐結構之前，在與一對儲存塊部分中的每個儲存塊部分相對應的堆疊層結構的部分中形成至少一個通道結構。形成至少一個通道結構可以包括：在堆疊層結構的部分中形成至少一個通道孔。這至少一個通道孔可以各自在縱向上在堆疊層結構中延伸，並且暴露襯底。形成至少一個通道結構可以還包括：在至少一個通道孔中的每個通道孔的底部處形成與襯底接觸的磊晶部分；形成位於磊晶部分之上並且與磊晶部分接觸的半導體通道；以及，形成位於半導體通道之上並且與半導體通道接觸的汲極結構。

在一些實施例中，一種用於形成3D記憶裝置的方法包括：在堆疊層結構上形成支撐結構。堆疊層結構可以包括交織的複數個初始犧牲層和複數個初始絕緣層，並且被劃分成複數個儲存塊部分，並且支撐結構可以包括圖案化支撐層，圖案化支撐層具有覆蓋複數個儲存塊部分的複數個儲存塊遮罩部分和與相鄰的儲存塊遮罩部分接觸的至少一個連接部分。方法可以還包括：使用支撐結構作為蝕刻遮罩移除堆疊層結構的部分，以便形成位於相鄰的儲存塊部分之間的堆疊層結構中的複數個第一開口和被至少一個連接部分覆蓋的至少一個堆疊層部分，這至少一個堆疊層部分各自與相鄰的儲存塊部分和相鄰的第一開口接觸。方法可以進一步包括：移除至少一個堆疊層部分以在相鄰的儲存塊部分之間形成初始縫隙結構；在複數個儲存塊遮罩部分中的每個儲存塊遮罩部分中形成交織的複數個導體層和複數個絕緣層，至少一個連接部分位於初始縫隙結構之上，並且與相鄰的儲存塊遮罩部分接觸。方法可以進一步包括：貫穿初始縫隙結構，用複數個導體層替換複數個儲存塊部分中的每個儲存塊部分中的複數個犧牲層。方法可以進一步包括：沿初始縫隙結構的側壁在複數個導體層上形成複數個凹陷部分，以便形成縫隙結構和位於複數個絕緣層上的複數個凸出部分；以及，在縫隙結構中形成源極結構。源極結構可以是與襯底和複數個導體層和絕緣層接觸的。

在一些實施例中，形成支撐結構包括：在堆疊層結構上形成支撐層；在支撐層上形成圖案化光阻層，圖案化光阻層包括與支撐開口相對應的複數個遮罩開口和與連接部分相對應的遮罩部分；以及，使用圖案化光阻層作為蝕刻遮罩進行蝕刻以移除支撐層的部分，以便暴露堆疊層結構，形成支撐結構。

在一些實施例中，移除至少一個堆疊層部分包括：執行等向性蝕刻製程以分別移除位於連接部分之下的複數個犧牲部分和複數個絕緣部分。

在一些實施例中，移除複數個犧牲部分包括：執行濕式蝕刻製程。複數個犧牲部分可以包括氮化矽，並且用於濕式蝕刻製程的蝕刻劑包括磷酸。在一些實施例中，移除複數個絕緣部分包括：執行另一個濕式蝕刻製程。複數個絕緣部分可以包括二氧化矽，並且用於該另一個濕式蝕刻製程的蝕刻劑包括氫氟酸。

在一些實施例中，在複數個導體層上形成複數個凹陷部分包括：執行凹陷蝕刻製程，凹陷蝕刻製程有選擇地蝕刻複數個絕緣層上的複數個導體層，以便沿初始縫隙結構的側壁在複數個導體層中的每個導體層與相鄰的絕緣層之間形成偏移；以及，形成位於複數個絕緣層上的複數個凸出部分、位於複數個導體層上的複數個凹陷部分和縫隙結構。

在一些實施例中，形成源極結構包括：在縫隙結構中形成絕緣結構。絕緣結構可以是與複數個凹陷部分和複數個凸出部分接觸的，並且暴露襯底。在一些實施例中，形成源極結構還包括：在絕緣結構中形成源極觸點，源極觸點與襯底接觸。

在一些實施例中，方法進一步包括：在形成支撐結構之前，在與複數個儲存塊部分中的每個儲存塊部分相對應的堆疊層結構的部分中形成至少一個通道結構。形成至少一個通道結構可以包括：在堆疊層結構的部分中形成至少一個通道孔，這至少一個通道孔各自在縱向上在堆疊層結構中延伸，並且暴露襯底。形成至少一個通道結構可以還包括：在至少一個通道孔中的每個通道孔的底部處形成磊晶部分；形成位於磊晶部分之上並且與磊晶部分接觸的半導體通道；以及，形成位於半導體通道之上並且與半導體通道接觸的汲極結構。磊晶部分可以是與襯底接觸的。

前述對具體實施例作出的描述將揭露本公開內容的一般本質，以使得其他人通過應用本領域內的知識可以在沒有過度的實驗的情況下針對各種應用輕鬆地修改或/及調整這樣的具體實施例，而不脫離本公開內容的一般概念。因此，這樣的調整和修改旨在落在基於本文中呈現的教導和指導所公開的實施例的等價項的意義和範圍內。應當理解，本文中的片語或者術語是出於描述而非限制的目的的，以使得本說明書的術語或者片語應當由技術人員根據教導和指導來解釋。

已經在上面借助於說明指定的功能及其關係的實現的功能構件方框描述了本公開內容的實施例。為了方便描述，已經在本文中任意地定義這些功能構件方框的邊界。可以定義替換的邊界，只要恰當地執行指定的功能及其關係即可。

摘要部分可以闡述如由發明人設想的本公開內容的一個或複數個而非全部示例性實施例，並且因此，不旨在以任何方式限制本公開內容及所附發明申請專利範圍。

本公開內容的廣度和範圍不應當受上面描述的示例性實施例中的任一個實施例的限制，而應當僅根據以下發明申請專利範圍及其等價項來定義。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。