[發明專利]半導體存儲器裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 202210093821.9
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN115548025A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 吳在永;李東奐;崔殷碩
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/11582
• 分類號: H01L27/11582;H01L27/1157
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 葉朝君;孫東喜

本申請涉及半導體存儲器裝置及其制造方法。一種半導體存儲器裝置及其制造方法，該半導體存儲器裝置包括：在基板上的柵極層疊物，該柵極層疊物包括在垂直方向上交替層疊的層間絕緣層和導電圖案；溝道結構，其穿過柵極層疊物并且具有突出到柵極層疊物上方的上端部；存儲器層，其圍繞溝道結構的側壁；以及源極層，其形成在柵極層疊物上。溝道結構包括在溝道結構的中央區域中在垂直方向上延伸的芯絕緣層以及圍繞芯絕緣層的側壁的溝道層，溝道層形成為在垂直方向上低于芯絕緣層和存儲器層。

技術領域

本公開涉及電子裝置，并且更具體地，涉及垂直溝道結構的半導體存儲器裝置及其制造方法。

背景技術

近來，計算機環境的范式已轉變為無處不在的計算標準，由此幾乎可以隨時隨地使用計算機系統。因此，諸如移動電話、數碼相機和筆記本計算機之類的便攜式電子裝置的使用迅速增加。這種便攜式電子裝置通常使用半導體存儲器系統，該半導體存儲器系統使用存儲器裝置，即，數據儲存裝置。數據儲存裝置可以用作便攜式電子裝置的主儲存裝置或輔助儲存裝置。

使用半導體存儲器裝置的數據儲存裝置的優點在于：穩定性和耐久性優異，因為沒有機械驅動器，信息的訪問速度非常快，并且功耗低。作為具有這些優點的存儲器系統的示例，數據儲存裝置包括通用串行總線(USB)存儲器裝置、具有各種接口的存儲卡、固態驅動器(SSD)等。

半導體存儲器裝置通常被分類為易失性存儲器裝置或非易失性存儲器裝置。

非易失性存儲器裝置的讀取速度和寫入速度相對較慢，然而非易失性存儲器裝置即使在供電被切斷時也可以保持所存儲的數據。因此，非易失性存儲器裝置用于存儲不管供電如何都要保持的數據。非易失性存儲器裝置可以包括只讀存儲器(ROM)、掩模ROM(MROM)、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、閃存、相變隨機存取存儲器(PRAM)、磁RAM(MRAM)、電阻式RAM(RRAM)、鐵電式RAM(FRAM)等。閃存通常被分類為NOR型或NAND型。

發明內容

本公開的實施方式提供一種能夠更均勻地形成用于連接垂直溝道結構的溝道層和源極層的工藝結區域(process junction region)的半導體存儲器裝置及其制造方法。

根據本公開的實施方式，一種半導體存儲器裝置包括：在基板上的柵極層疊物，該柵極層疊物包括在垂直方向上交替層疊的層間絕緣層和導電圖案；溝道結構，其穿過柵極層疊物并且具有突出到柵極層疊物上方的上端部；存儲器層，其圍繞溝道結構的側壁；以及源極層，其形成在柵極層疊物上。溝道結構包括在溝道結構的中央區域中在垂直方向上延伸的芯絕緣層以及圍繞芯絕緣層的側壁的溝道層，溝道層在垂直方向上低于芯絕緣層和存儲器層。

根據本公開的實施方式，一種制造半導體存儲器裝置的方法包括：在基板上形成存儲器單元陣列，使得存儲器單元陣列包括柵極層疊物、芯絕緣層、溝道層和存儲器層，柵極層疊物包括在垂直方向上交替層疊的層間絕緣層和導電圖案，芯絕緣層穿過柵極層疊物并且具有延伸到基板中的端部，溝道層圍繞芯絕緣層的側壁和端部，并且存儲器層從溝道層和柵極層疊物之間的區域延伸到溝道層的端部和基板之間的區域。該方法還包括：去除基板以暴露存儲器層。該方法附加地包括：通過蝕刻暴露的存儲器層和溝道層來暴露芯絕緣層，并且通過蝕刻暴露的存儲器層和溝道層以使得溝道層的上表面高度低于柵極層疊物的上表面高度來在存儲器層的上端部和芯絕緣層的上端部之間形成開口。該方法還包括：形成第一源極層以圍繞芯絕緣層的突起和柵極層疊物的上表面并且填充開口。