[发明专利]多堆栈三维存储器件以及其形成方法

权利要求书

1.一种三维3D存储器件，包括：

衬底；

在所述衬底上方的第一存储器堆栈，其包括第一多个交错的导体层和电介质层；

第一沟道结构，其垂直地延伸通过所述第一存储器堆栈；

第一堆栈间插塞，其包括单晶硅并且在所述第一沟道结构上方并且与所述第一沟道结构相接触；

处在所述第一存储器堆栈与所述第一堆栈间插塞之间的键合界面；

在所述第一堆栈间插塞上方的第二存储器堆栈，其包括第二多个交错的导体层和电介质层；以及

第二沟道结构，其垂直地延伸通过所述第二存储器堆栈并且在所述第一堆栈间插塞上方并且与所述第一堆栈间插塞相接触。

2.根据权利要求1所述的3D存储器件，其中，所述第一堆栈间插塞的厚度处在1μm与100μm之间。

3.根据权利要求1或2所述的3D存储器件，其中：

所述第一沟道结构包括：在所述第一沟道结构的上端处的包括多晶硅的上插塞，以及沿着所述第一沟道结构的侧壁的第一存储器膜和第一半导体沟道；并且

所述第一堆栈间插塞在所述第一沟道结构的所述上插塞上方并且与所述第一沟道结构的所述上插塞相接触。

4.根据权利要求1或2所述的3D存储器件，其中：

所述第一沟道结构包括沿着所述第一沟道结构的侧壁的第一存储器膜和第一半导体沟道；并且

所述第一堆栈间插塞在所述第一沟道结构的所述第一半导体沟道上方并且与所述第一沟道结构的所述第一半导体沟道相接触。

5.根据权利要求1所述的3D存储器件，还包括垂直地处在所述第一存储器堆栈与所述第二存储器堆栈之间并且围绕所述第一堆栈间插塞的电介质。

6.根据权利要求1所述的3D存储器件，还包括缝隙结构，所述缝隙结构垂直地延伸通过所述第一存储器堆栈和所述第二存储器堆栈到所述衬底。

7.根据权利要求1所述的3D存储器件，还包括：

在所述第二存储器堆栈上方的互连层；以及

贯穿阵列触点，其垂直地延伸通过所述第一存储器堆栈和所述第二存储器堆栈并且被电连接到所述互连层。

8.根据权利要求1所述的3D存储器件，还包括：

第二堆栈间插塞，其包括单晶硅并且在所述第二沟道结构上方并且与所述第二沟道结构相接触；

在所述第二堆栈间插塞上方的第三存储器堆栈，所述第三存储器堆栈包括第三多个交错的导体层和电介质层；以及

第三沟道结构，其垂直地延伸通过所述第三存储器堆栈并且在所述第二堆栈间插塞上方并且与所述第二堆栈间插塞相接触。

9.一种用于形成三维(3D)存储器件的方法，包括：

在第一衬底上方形成包括第一多个交错的牺牲层和电介质层的第一电介质堆栈；

形成垂直地延伸通过所述第一电介质堆栈的第一沟道结构；

在第二衬底中形成异质界面；

以面对面的方式键合所述第二衬底与所述第一衬底；

沿着所述第二衬底中的所述异质界面从所述第二衬底分离单晶硅层，以留下在所述第一电介质堆栈上键合的所述单晶硅层；

对所述单晶硅层中的包括单晶硅的第一堆栈间插塞进行图案化，使得所述第一堆栈间插塞在所述第一沟道结构上方并且与所述第一沟道结构相接触；

在所述第一堆栈间插塞上方形成包括第二多个交错的牺牲层和电介质层的第二电介质堆栈；

形成垂直地延伸通过所述第二电介质堆栈的第二沟道结构，使得所述第二沟道结构在所述第一堆栈间插塞上方并且与所述第一堆栈间插塞相接触；以及

通过利用导体层替换所述第一电介质堆栈和所述第二电介质堆栈中的所述牺牲层，来形成第一存储器堆栈和第二存储器堆栈，每个存储器堆栈都包括交错的导体层和电介质层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第二衬底中形成所述异质界面包括将掺杂剂注入到所述第二衬底中。