[發(fā)明專利]用于以較低成本形成垂直3D X-POINT存儲(chǔ)器的新穎集成方案

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080001881.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112106201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉峻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江先進(jìn)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L27/24
• 分類號(hào): H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京永新同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11376
• 代理人: 劉健;張殿慧

一種三維交叉點(diǎn)存儲(chǔ)堆疊包括多個(gè)縱向延伸的垂直柱，所述柱包括與電介質(zhì)層垂直交替的金屬層，所述金屬層提供字線。該架構(gòu)還包括沿柱的橫向側(cè)面垂直延伸的位線。縱向方向垂直于垂直方向，并且橫向方向垂直于垂直方向和縱向方向。

技術(shù)領(lǐng)域

概括地說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容涉及三維電子存儲(chǔ)器，并且更具體地涉及提高三維交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元的密度。

背景技術(shù)

通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)、電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)算法和制作工藝使平面存儲(chǔ)單元縮小到了更小的尺寸。然而，隨著存儲(chǔ)單元的特征尺寸接近下限，平面工藝和制作技術(shù)變得更加有挑戰(zhàn)性，而且成本更加高昂。因而，平面存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)密度接近上限。三維(3D)存儲(chǔ)架構(gòu)能夠通過(guò)分層在單個(gè)器件中的多個(gè)平面的存儲(chǔ)單元而解決平面存儲(chǔ)單元中的密度限制。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)方面，一種三維交叉點(diǎn)存儲(chǔ)堆疊體包括多個(gè)縱向延伸的垂直柱，所述柱包括與電介質(zhì)層垂直交替的金屬層，所述金屬層提供字線。該架構(gòu)還包括沿柱的橫向側(cè)面垂直延伸的位線。縱向方向垂直于垂直方向，并且橫向方向垂直于垂直方向和縱向方向。

在一些布置中，通過(guò)電介質(zhì)材料的塊在縱向方向內(nèi)將縱向相鄰并且橫向?qū)R的位線隔開(kāi)。

在一些布置中，每一堆疊體內(nèi)的金屬層沿橫向比垂直相鄰的氧化物層窄。

在一些布置中，在每一堆疊體內(nèi)的金屬層的橫向側(cè)面上提供存儲(chǔ)單元，并且存儲(chǔ)單元延伸為與柱的橫向側(cè)面平齊并且接觸位線。

在一些布置中，每一存儲(chǔ)單元包括相變材料元件和雙向閾值開(kāi)關(guān)元件。

在一些布置中，電介質(zhì)塊延伸到柱的每一橫向側(cè)面內(nèi)，并且在縱向方向內(nèi)將各垂直對(duì)準(zhǔn)并且橫向?qū)?zhǔn)的縱向相鄰存儲(chǔ)單元隔開(kāi)。

在一些布置中，平面氧化物隔離壁跨越每一柱的橫向居中平面沿垂直方向和縱向延伸。

根據(jù)另一方面，一種制造三維交叉點(diǎn)存儲(chǔ)堆疊體的方法包括沉積交替的氧化物層和氮化物層，以形成垂直堆疊體，其中，垂直方向垂直于橫向方向，并且縱向方向垂直于所述垂直方向和橫向方向。該方法還包括：從該垂直堆疊體中切割出平行的縱向縫隙，以提供多個(gè)縱向延伸的垂直柱；以及通過(guò)去除氮化物層而在氧化物層之間提供空白空間。該方法進(jìn)一步包括：在氧化物層之間的空白空間內(nèi)設(shè)置縱向延伸的字線，其中，字線沿橫向比氧化物層窄；在字線的橫向側(cè)面上設(shè)置存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元延伸至與柱的橫向側(cè)面平齊；以及在柱的橫向側(cè)面上向所述縫隙內(nèi)設(shè)置垂直延伸的字線。

在一些布置當(dāng)中，該方法包括：穿過(guò)該存儲(chǔ)堆疊體切割出垂直狹槽，狹槽沿橫向比所述縫隙寬并且與所述縫隙橫向?qū)R；以及在切割所述縫隙之前采用電介質(zhì)塊填充所述狹槽。

在一些布置中，設(shè)置字線的步驟包括：采用金屬填充氧化物層之間的空白空間；蝕刻所述金屬，從而去除所述金屬的處于柱的橫向側(cè)面上的任何金屬，由此創(chuàng)建在柱中與氧化物層垂直交替的由所述金屬構(gòu)成的分立層；以及對(duì)由所述金屬構(gòu)成的分立層進(jìn)行蝕刻，從而使由所述金屬構(gòu)成的分立層從柱的橫向側(cè)面橫向向內(nèi)凹陷。

在一些布置中，設(shè)置存儲(chǔ)單元的步驟包括：在該堆疊體上沉積相變材料，從而使相變材料在氧化物層之間延伸，之后蝕刻掉處于柱的橫向側(cè)面上的任何相變材料；以及在該堆疊體上沉積雙向閾值開(kāi)關(guān)材料，從而使雙向閾值開(kāi)關(guān)材料在氧化物層之間延伸，之后蝕刻掉處于柱的橫向側(cè)面上的任何雙向閾值開(kāi)關(guān)材料。

附圖說(shuō)明

在參考下文對(duì)示例性實(shí)施例以及附圖的描述進(jìn)行考慮時(shí)，本公開(kāi)內(nèi)容的前述方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將被進(jìn)一步理解，其中，類似的附圖標(biāo)記表示類似的元素。在對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施例的描述當(dāng)中，為了清楚的原因可以使用特定術(shù)語(yǔ)。然而，無(wú)意使本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面局限于所使用的特定術(shù)語(yǔ)。

圖1示出了存儲(chǔ)架構(gòu)的單元。

圖2示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的氧化物層和氮化物層的堆疊體。