[發明專利]用于制造具有到導電樓梯梯級的接觸件的微電子裝置的方法以及相關裝置和系統

在審

• 申請號: 202110116481.2
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN113284844A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 王淼鑫;D·A·戴寇克;郭杰賢;曾啟文;C·G·埃莫;盧永耀
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L27/11551;H01L27/11578
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

本申請涉及用于制造具有到導電樓梯梯級的接觸件的微電子裝置的方法及相關裝置和系統。用于形成微電子裝置的方法包含在堆疊結構中形成樓梯結構，所述堆疊結構具有布置在層中的絕緣和導電材料的豎直交替序列。梯級在層的橫向端處。不同的縱橫比的接觸開口形成在鄰近樓梯結構的填充材料中，其中一些開口終止于填充材料中并且其它開口暴露堆疊結構的上部層的導電材料的部分。額外的導電材料選擇性地形成在導電材料的暴露部分上。最初終止于填充材料中的接觸開口經延伸以暴露下部高程的導電材料的部分。形成接觸件，其中一些接觸件延伸到額外的導電材料且其它接觸件延伸到下部高程的層的導電材料。還公開并入此類樓梯結構和接觸件的微電子裝置和系統。

優先權主張

本申請主張2020年1月31日申請的關于“用于制造具有到導電樓梯梯級的接觸件的微電子裝置的方法以及相關裝置和系統”的第16/778,346號美國專利申請的申請日的權益。

技術領域

本發明的實施例涉及微電子裝置設計和制造的領域。更確切地說，本發明涉及用于形成具有樓梯和到樓梯的各種梯級高程的導電接觸件的微電子裝置(例如，存儲器裝置，例如3D NAND存儲器裝置)的方法、涉及相關裝置，并且涉及并入此類裝置的系統。

背景技術

存儲器裝置提供用于電子系統的數據存儲裝置。快閃存儲器裝置是各種存儲器裝置類型中的一種并且大量用于現代計算機和其它電氣裝置中。常規的快閃存儲器裝置可包含具有布置在行和列中的大量電荷存儲裝置(例如，存儲器單元，例如非易失性存儲器單元)的存儲器陣列。在快閃存儲器的NAND架構類型中，布置在列中的存儲器單元是串聯耦合的，并且列的第一存儲器單元耦合到數據線(例如，位線)。

在“三維NAND”存儲器裝置(其在本文中也可以被稱為“3D NAND”存儲器裝置)中，豎直存儲器裝置的類型不僅是以行和列方式布置在水平陣列中的存儲器單元，而且是水平陣列的層堆疊在彼此上方(例如，作為存儲器單元的豎直串)以提供存儲器單元的“三維陣列”。層的堆疊用絕緣(例如，介電)材料豎直地替代導電材料。導電材料充當控制柵極用于，例如，存儲器單元的存取線(例如，字線)。豎直結構(例如，包括溝道結構和隧穿結構的柱)沿著存儲器單元的豎直串延伸。串的漏極端鄰近豎直結構(例如，柱)的頂部和底部中的一個，而串的源極端鄰近柱的頂部和底部中的另一個。漏極端可操作地連接到位線，而源極端可操作地連接到源極線。

3D NAND存儲器裝置還包含例如存取線(例如，字線)與裝置的其它導電結構之間的電連接，使得豎直串的存儲器單元可以被選擇用于寫入、讀取和擦除操作。串驅動器驅動存取線(例如，字線)電壓以寫入到豎直串的存儲器單元或從豎直串的存儲器單元讀取。

形成此類電連接的一個方法包含在堆疊結構的層的邊緣(例如，橫向端)處形成所謂的“樓梯”結構，所述樓梯結構具有“梯級”(或以其它方式被稱為“階梯”)。梯級限定裝置的導電結構的接觸區，例如存取線(例如，字線)，其可通過分層堆疊的導電材料形成。導電接觸件經形成為與梯級物理接觸和電接觸以提供對與每個相應的梯級相關聯的導電結構(例如，字線)的電存取。通過梯級在樓梯中的各種不同的高程處，形成到各種不同的高程的導電接觸件存在挑戰，尤其因為這傾向于涉及形成具有跨越廣泛范圍的比率的縱橫比(例如，高寬比)的數個開口。

發明內容

公開了一種用于形成微電子裝置的方法。所述方法包括在堆疊結構中形成樓梯結構。堆疊結構包括布置在層中的絕緣材料和導電材料的豎直交替序列。樓梯結構包括在堆疊結構的層的橫向端處的梯級。填充材料鄰近樓梯結構形成。接觸開口形成在填充材料中。接觸開口具有不同的縱橫比。接觸開口中的一些在填充材料中終止。接觸開口中的其它的暴露堆疊結構的上部層的導電材料的部分。額外的導電材料選擇性地形成在接觸開口中的其它的中的導電材料的部分上。接觸開口中的一些經延伸以形成暴露堆疊結構的下部層的導電材料的部分的經延伸的接觸開口。接觸件形成在接觸開口中的其它的中并且在經延伸的接觸開口中。接觸件中的一些延伸到額外的導電材料。接觸件中的其它的延伸到堆疊結構的下部層的導電材料的部分。