[發明專利]用于三維存儲器器件的貫穿存儲器層級通孔結構

有效

• 申請號: 201680055260.6
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN108377660B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: F.富山;Y.水谷;小川裕之;Y.降幡;J.于;J.卡伊;J.劉;J.阿爾斯梅爾
• 申請（專利權）人: 桑迪士克科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11582
• 分類號: H01L27/11582;H01L27/11529;H01L27/1157;H01L27/11524;H01L27/11565;H01L27/11573;H01L27/11556;H01L27/11575;H01L23/522;H01L27/02;H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

1.一種三維NAND存儲器器件，包括：

位于襯底上或上方的字線驅動器裝置；

在所述字線驅動器裝置上方的至少一個下層級電介質層；

嵌入所述至少一個下層級電介質層中的下層級金屬互連結構；

覆蓋所述至少一個下層級電介質層的平面半導體材料層；

位于所述字線驅動器裝置和所述平面半導體材料層上方的字線和絕緣層的交替堆疊；

延伸穿過所述交替堆疊的多個存儲器堆疊結構，每個存儲器堆疊結構包括存儲器膜和垂直半導體溝道；以及

貫穿存儲器層級通孔結構，其將第一存儲器塊中的字線電耦合到所述字線驅動器裝置；

其中，所述貫穿存儲器層級通孔結構中的每一個從包含所述交替堆疊的最頂表面的第一水平平面至少垂直地延伸穿過位于所述第一存儲器塊的階梯區域和另一存儲器塊的階梯區域之間的貫穿存儲器層級通孔區域到第二水平平面，所述第二水平平面包含所述下層級金屬互連結構的位于所述平面半導體材料層下方的子集的頂表面。

2.根據權利要求1所述的器件，其中，所述貫穿存儲器層級通孔結構延伸穿過位于所述貫穿存儲器層級通孔區域中的電介質填充材料部分。

3.根據權利要求1所述的器件，其中，字線和絕緣層的所述交替堆疊和所述多個存儲器堆疊結構位于所述字線驅動器裝置上方。

4.根據權利要求2所述的器件，其中，所述字線驅動器裝置位于在所述貫穿存儲器層級通孔區域中的電介質填充材料部分的下方。

5.根據權利要求1所述的器件，其中，所述貫穿存儲器層級通孔結構延伸穿過位于所述貫穿存儲器層級通孔區域中的至少一個第二交替堆疊。

6.根據權利要求5所述的器件，其中：

所述至少一個第二交替堆疊包括電介質間隔件層和所述絕緣層的第二部分的交替層，并且所述電介質間隔件層中的每一個位于與相應字線相同的層級；并且

所述至少一個第二交替堆疊至少部分地由絕緣深溝溝槽結構圍繞。

7.根據權利要求1所述的器件，其中：

所述貫穿存儲器層級通孔結構延伸穿過延伸到所述貫穿存儲器層級通孔區域中的字線和絕緣層的交替堆疊；并且

至少一個貫穿存儲器層級通孔結構中的每一個通過相應的絕緣襯墊與所述字線橫向電隔離。

8.根據權利要求1所述的器件，還包括：

字線接觸通孔結構，其延伸穿過覆蓋所述第一存儲器塊的階梯區域并且接觸所述第一存儲器塊中的字線的電介質材料部分；和

上層級金屬互連結構，其使得相應成對的字線接觸通孔結構和貫穿存儲器層級通孔結構電短路，其中，所述上層級金屬互連結構覆蓋所述交替堆疊，并且跨越所述第一存儲器塊和電介質填充材料部分。

9.根據權利要求8所述的器件，其中，所述貫穿存儲器層級通孔區域位于存儲器陣列區域的第一端處的第二存儲器塊中，并且其中，沒有字線接觸通孔結構位于存儲器陣列區域的第一端處的第二存儲器塊中的貫穿存儲器層級通孔區域中。

10.根據權利要求9所述的器件，還包括：

在存儲器陣列區域的第二端處的第二存儲器塊中的第二階梯區域；和

第二字線接觸通孔結構，其延伸穿過覆蓋所述第二存儲器塊的階梯區域并且接觸所述第二存儲器塊中的字線的電介質材料部分。

11.根據權利要求1所述的器件，其中，所述第一存儲器塊的階梯區域和另一存儲器塊的階梯區域在相同的對角線方向上上升。

12.根據權利要求1所述的器件，其中電介質材料的連續垂直側壁至少從所述第一水平平面垂直地延伸到所述第二水平平面。