[发明专利]立体存储器元件及其制作方法

权利要求书

1.一种立体(three dimensional，3D)存储器元件，包括：

一基材具有一表面以及至少一凹陷部由该表面沿一第一方向延伸进入该基材；

一多层叠层结构(multi-layers stack)，包括多个导电层和多个绝缘层平行该第一方向交错叠层于该至少一凹陷部的一底面上，其中该多层叠层结构具有至少一凹室，沿该第一方向穿过这些导电层和这些绝缘层，该至少一凹室具有垂直该第一方向的一底部截面尺寸和一开口尺寸，且该底部截面尺寸大于该开口尺寸；以及一介电材质，至少部分填充于该至少一凹室之中。

2.如权利要求1所述的立体存储器元件，其中该至少一凹室由该多层叠层结构的一顶面，沿该第一方向往该底面延伸，并在该多层叠层结构的一底部形成至少一侧蚀开口(undercut)，使该多层叠层结构具有远离该表面渐宽的一截面外观(cross-sectionalprofile)。

3.如权利要求2所述的立体存储器元件，其中该介电材质未填满该至少一凹室，使该至少一凹室具有一空气间隙(air gap)。

4.如权利要求3所述的立体存储器元件，其中该顶面与该表面共平面，且该空气间隙与该顶面之间具有介于500埃(angstrom，)至1000埃的一距离。

5.如权利要求1所述的立体存储器元件，其中该底部截面尺寸与该开口尺寸具有介于0.5至0.9之间的一比值。

6.一种立体存储器元件的制作方法，包括:

提供一基材，并于该基材的一表面上形成至少一凹陷部沿一第一方向延伸进入该基材；

形成一多层叠层结构，包括多个导电层和多个绝缘层平行该第一方向交错叠层于该至少一凹陷部的一底面上；

于该多层叠层结构上形成至少一凹室，沿该第一方向穿过这些导电层和这些绝缘层，使该至少一凹室具有垂直该第一方向的一底部截面尺寸和一开口尺寸，且该底部截面尺寸大于该开口尺寸；以及

于该至少一凹室之中至少部分填充一介电材质。

7.如权利要求6所述的立体存储器元件的制作方法，其中该至少一凹室的形成，包括：

进行一第一刻蚀工艺，以形成至少一开孔由该多层叠层结构的一顶面，沿该第一方向往该底面延伸；以及

进行一第二刻蚀工艺，经由该至少一开孔移除一部分的该多层叠层结构，藉以在该多层叠层结构的一底部形成至少一侧蚀开口，将一部分的该基材暴露于外，并使该多层叠层结构具有远离该表面渐宽的一截面外观。

8.如权利要求7所述的立体存储器元件的制作方法，其中该第二刻蚀工艺包括内含有一聚合物的一反应气体。

9.如权利要求6所述的立体存储器元件的制作方法，其中该介电材质未填满该至少一凹室，且使该至少一凹室具有一空气间隙。

10.一种立体存储器元件的制作方法，包括：

提供一基材，并于该基材的一表面上形成至少一凹陷部沿一第一方向延伸进入该基材；

形成多个牺牲层和多个绝缘层，使这些牺牲层和这些绝缘层平行该第一方向交错叠层于凹陷部的一底面上；

于这些牺牲层和这些绝缘层中形成至少一凹室，沿该第一方向穿过这些牺牲层和这些绝缘层，使该至少一凹室具有垂直该第一方向的一底部截面尺寸和一开口尺寸，且该底部截面尺寸大于该开口尺寸；

于该至少一凹室之中至少部分填充一介电材质；

形成至少一贯穿孔穿过这些牺牲层，并将这些牺牲层部分暴露于外；

于该贯穿孔的至少一侧壁上形成一存储层；

于该存储层上形成一通道层；

移除这些牺牲层；以及于这些牺牲层原来的位置上形成多个导电层，藉以在这些导电层、该存储层和该通道层的多个重叠区域形成多个存储单元。