[发明专利]包含反转存储器堆叠结构的三维存储器装置及其制造方法

权利要求书

1.一种三维存储器装置，其包括：

场效应晶体管，其位于衬底上；

下部金属互连结构，其内嵌于第一电介质层中且位于所述衬底上方；

源极线，其位于所述第一电介质层上方；

阶梯式电介质材料部分，其位于所述第一电介质层上方且包含阶梯式表面，其中

所述阶梯式电介质材料部分的横向范围随着距所述衬底的竖直距离逐步减小；

绝缘层和导电层的交替堆叠，其位于所述源极线上方且接触所述阶梯式电介质材料部分的所述阶梯式表面，其中所述导电层的橫向范围随着距所述源极线的竖直距离而增加；以及

存储器堆叠结构，其延伸穿过所述交替堆叠且包含存储器膜和竖直半导体通道，

其中：

所述竖直半导体通道具有第一导电类型的掺杂；

所述源极线包括具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂的源极半导体层；且

所述三维存储器装置进一步包括源极区，所述源极区具有所述第二导电类型的掺杂且接触所述竖直半导体通道中的相应一个的底端和所述源极半导体层的顶部表面。

2.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中：

所述导电层包含子组，所述子组包含所述交替堆叠的最顶部导电层；且

所述三维存储器装置进一步包括触点通孔结构，所述触点通孔结构接触所述子组的最底部导电层和所述下部金属互连结构中的一个且竖直地延伸穿过所述阶梯式电介质材料部分。

3.根据权利要求2所述的三维存储器装置，其中所述触点通孔结构竖直地延伸穿过所述子组中的每一导电层中的开口且接触所述最底部导电层的底部表面。

4.根据权利要求3所述的三维存储器装置，其中：

所述场效应晶体管包括所述三维存储器装置的外围电路系统；

所述导电层包括字线；且

所述触点通孔结构接触定位于包含所述交替堆叠的所述最顶部导电层的顶部表面的水平平面上方的上部金属互连结构的底部表面。

5.根据权利要求3所述的三维存储器装置，其进一步包括肋状绝缘间隔物，所述肋状绝缘间隔物包含：

颈部部分，其从所述交替堆叠的所述最顶部导电层连续地延伸到所述子组的所述最底部导电层；以及

横向突出环形肋区，其位于定位于所述交替堆叠的所述最顶部导电层和所述子组的所述最底部导电层之间的绝缘层的每一层级处。

6.根据权利要求5所述的三维存储器装置，其中所述触点通孔结构包括柱状导电通孔结构，所述柱状导电通孔结构包括：

导电轴部分，其延伸穿过所述肋状绝缘间隔物的所述颈部部分；

导电柱顶部分，其上覆于所述导电轴部分且上覆于所述交替堆叠的所述最顶部导电层；以及

导电基底部分，其下伏于所述子组的所述最底部导电层且接触所述子组的所述最底部导电层的底部表面。

7.根据权利要求5所述的三维存储器装置，其中所述触点通孔结构和所述子组的所述最底部导电层之间的接触区域包含定位于由所述子组的所述最底部导电层中的开口限定的内围和从所述内围朝外横向偏移均一橫向偏移距离的外围之间的环形区域。

8.根据权利要求1所述的三维存储器装置，其中所述竖直半导体通道中的每一个包括：

字线层级通道部分，其位于包含所述交替堆叠的最顶部导电层的底部表面的水平平面下方和包含所述交替堆叠的最底部导电层的顶部表面且包含第一原子浓度下的所述第一导电类型的掺杂剂的水平平面上方；以及

源极选择层级通道部分，其邻接所述字线层级通道部分的底端且由所述交替堆叠的所述最底部导电层横向环绕，并包含不同于所述第一原子浓度的第二原子浓度下的所述第一导电类型的掺杂剂。