[发明专利]具有比字线更厚的选择栅极电极的三维存储器器件及其制造方法

权利要求书

1.一种三维存储器器件，包括：

绝缘层和导电层的交替堆叠体，所述交替堆叠体位于衬底上，所述交替堆叠体具有存储器阵列区域和包含阶梯表面的接触区域；和

存储器堆叠结构，所述存储器堆叠结构包括半导体沟道和延伸穿过所述交替堆叠体的所述存储器阵列区域的存储器膜；其中所述导电层包括漏极选择栅极电极和字线，并且其中所述漏极选择栅极电极在所述存储器阵列区域中具有比每个所述字线更大的有效厚度；其中

所述导电层包括漏极选择级导电层和字线级导电层，所述漏极选择级导电层包括所述漏极选择栅极电极，并且所述字线级导电层包括所述漏极选择级导电层下面的所述字线；

每个所述字线级导电层包括字线级金属阻挡层，所述金属阻挡层包括顶部水平部分、底部水平部分和连接所述顶部水平部分和所述底部水平部分的垂直部分，并且还包括嵌入在所述字线级金属阻挡层内的字线级第一金属部分，并且所述字线级第一金属部分在所述字线级金属阻挡层的顶部水平部分和所述字线级金属阻挡层的所述底部水平部分之间的整个体积内具有均匀厚度；并且

所述漏极选择级导电层包括漏极选择级金属阻挡层、嵌入所述漏极选择级金属阻挡层内的漏极选择级第一金属部分，以及位于所述漏极选择级金属阻挡层的顶部水平部分和所述漏极选择级金属阻挡层的底部水平部分之间的体积内的第二金属部分。

2.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中所述漏极选择栅极电极物理地比每个所述字线更厚。

3.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：

所述漏极选择级第一金属部分包括顶部水平第一金属子部分、底部水平第一金属子部分和连接所述顶部水平第一金属子部分和所述底部水平第一金属子部分的垂直第一金属部分；

所述第二金属部分位于所述顶部水平第一金属子部分和所述底部水平第一金属子部分之间的体积内；

所述顶部水平第一金属子部分和所述底部水平第一金属部分具有相同的厚度；

每个所述字线级导电层内的所述字线级金属阻挡层的所述垂直部分横向围绕所述存储器堆叠结构；并且

所述字线级金属阻挡层和所述漏极选择级金属阻挡层具有相同的厚度，并且包括相同的导电金属氮化物材料。

4.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：

所述存储器膜包括阻挡介电层、电荷存储层和隧穿介电层；

所述字线级第一金属部分包括钨；

所述漏极选择级第一金属部分包括钨；并且

所述第二金属部分包括钴。

5.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：

每个所述字线级导电层包括接触所述字线级第一金属部分的垂直侧壁的相应第二金属部分，所述垂直侧壁在所述字线级金属阻挡层的所述顶部水平部分的外围和所述字线级金属阻挡层的所述底部水平部分的外围之间延伸；并且

所述第二金属部分接触覆盖所述漏极选择级第一金属部分的所述漏极选择级金属阻挡层的顶部水平部分的外围，并且接触位于所述漏极选择级第一金属部分下方的所述漏极选择级金属阻挡层的底部水平部分的外围。

6.根据权利要求1所述的三维存储器器件，还包括垂直延伸穿过所述交替堆叠体并在其中包括绝缘材料部分的背侧沟槽，其中每个所述字线级导电层的所述字线级第一金属部分的侧壁物理接触所述绝缘材料部分的侧壁，

其中所述绝缘材料部分是绝缘间隔物，所述绝缘间隔物横向包围衬底接触通孔结构，所述衬底接触通孔结构延伸穿过所述交替堆叠体并接触所述衬底的一部分。

7.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：

所述导电层还包括位于所述字线级导电层下方的源极选择级导电层；并且

所述源极选择级导电层包括源极选择级金属阻挡层、嵌入所述源极选择级金属阻挡层内的源极选择级第一金属部分，以及位于所述源极选择级金属阻挡层的顶部水平部分和所述源极选择级金属阻挡层的底部水平部分之间的体积内的另一个第二金属部分。