[发明专利]用于三维NAND的位线驱动器的隔离的结构和方法

说明书

公开了三维(3D)存储设备及制造方法的实施例。在一些实施例中，3D存储设备包括形成在第一衬底上的外围电路。外围电路包括在第一衬底的第一侧面上的多个外围器件、第一互连层、以及在第一衬底的第二侧面上的深沟槽隔离，其中，第一侧面和第二侧面是第一衬底的相对侧面，并且深沟槽隔离被配置为在至少两个相邻外围器件之间提供电隔离。3D存储设备还包括形成在第二衬底上的存储阵列。存储阵列包括至少一个存储单元和第二互连层，其中，存储阵列的第二互连层与外围电路的第一互连层键合，并且外围器件与存储单元电连接。

技术领域

本公开内容总体上涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种用于形成三维(3D)存储器的方法。

背景技术

随着存储设备缩小到较小的管芯尺寸以降低制造成本并增加储存密度，平面存储单元的缩放由于工艺技术的局限性和可靠性问题而面临挑战。三维(3D)存储器架构可以解决平面存储单元中的密度和性能限制。

在3D存储器中，某些外围电路(例如页缓冲器的位线驱动器)使用高电压来支持储存功能，例如擦除和编程存储单元。然而，随着3D存储器的尺寸越来越小，外围器件(例如位线驱动器)之间的隔离变得复杂。需要一种能够为3D存储器提供期望的特性(例如，低泄漏电流和高击穿电压)以实现高密度和高性能的隔离。

发明内容

在本公开内容中描述了三维(3D)存储设备及其形成方法的实施例。

本公开内容的一个方面提供了一种用于形成3D存储设备的方法，该3D存储设备包括形成在第一衬底上的外围电路。外围电路包括在第一衬底的第一侧面上的多个外围器件、设置在多个外围器件上的第一互连层、以及在第一衬底的第二侧面上的深沟槽隔离，其中，第一侧面和第二侧面是第一衬底的相对侧面，并且深沟槽隔离被配置为在至少两个相邻外围器件之间提供电隔离。3D存储设备还包括形成在第二衬底上的存储阵列。存储阵列包括至少一个存储单元和设置在至少一个存储单元上的第二互连层，其中，存储阵列的第二互连层与外围电路的第一互连层键合，并且多个外围器件中的至少一个与至少一个存储单元电连接。

在一些实施例中，深沟槽隔离从第二侧面延伸穿过第一衬底，并且在第一衬底的第一侧面上与浅沟槽隔离接触。

在一些实施例中，深沟槽隔离从第二侧面延伸穿过第一衬底，并在第一衬底的第一侧面上与第一互连层接触。

在一些实施例中，深沟槽隔离包括沟槽绝缘层，其中，沟槽绝缘层包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

在一些实施例中，3D存储设备还包括在第一衬底的第二侧面上的电介质覆盖层，其中，电介质覆盖层和深沟槽隔离共面。

本公开内容的另一方面提供了一种用于形成3D存储设备的方法，该方法包括在第一衬底的第一侧面上形成具有多个外围器件和第一互连层的外围电路。该方法还包括在第二衬底上形成具有多个存储单元和第二互连层的存储阵列。该方法还包括将外围电路的第一互连层与存储阵列的第二互连层键合，使得外围电路的至少一个外围器件与存储阵列的至少一个存储单元电连接。该方法还包括在第一衬底的第二侧面上形成一个或多个深沟槽隔离，其中，第一侧面和第二侧面是第一衬底的相对侧面，并且一个或多个深沟槽隔离被配置为在至少两个相邻外围器件之间提供电隔离。

在一些实施例中，形成一个或多个深沟槽隔离包括在第一衬底的第二侧面上形成一个或多个沟槽，以及在一个或多个沟槽内设置沟槽绝缘层。在一些实施例中，在第一衬底的第二侧面上形成一个或多个沟槽包括蚀刻穿过第一衬底并暴露第一互连层的一部分。在一些实施例中，形成一个或多个深沟槽隔离还包括去除沟槽绝缘层的位于一个或多个沟槽外部的部分。在一些实施例中，去除沟槽绝缘层的一部分包括化学机械抛光。

在一些实施例中，用于形成3D存储设备的方法还包括在键合第一互连层和第二互连层之后从第二侧面减薄第一衬底。