[发明专利]含有漏极选择层级气隙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：

位于衬底上方的绝缘层和字线的交替堆叠；

存储器堆叠结构，其延伸穿过所述交替堆叠且包括相应竖直半导体通道和相应存储器膜；

漏极选择栅极电极，其位于所述交替堆叠上方，沿着第一水平方向延伸，且沿着第二水平方向横向隔开；以及

电介质顶盖层，其位于邻近漏极选择栅极电极之间，其中气隙在邻近漏极选择栅极电极之间位于所述电介质顶盖层中。

2.根据权利要求1所述的三维存储器装置，还包括位于所述存储器堆叠结构中的相应一个上的漏极选择层级柱结构，其中所述漏极选择层级柱结构中的每一个包括接触所述存储器堆叠结构中的下伏存储器堆叠结构的漏极选择层级通道。

3.根据权利要求2所述的三维存储器装置，其中：

所述电介质顶盖层包括上覆于所述漏极选择栅极电极的平坦部分和位于相邻对的所述漏极选择栅极电极之间的向下突出轨道部分；且

所述向下突出轨道部分中的每一个包括所述气隙，所述气隙是不含任何固相材料或任何液相材料的腔。

4.根据权利要求3所述的三维存储器装置，其中所述向下突出轨道部分内的每一腔是大体上沿着所述第一水平方向延伸且具有沿着所述第二水平方向的橫向起伏的橫向起伏的腔。

5.根据权利要求4所述的三维存储器装置，其中所述向下突出轨道部分内的每一腔包含具有随着距所述衬底的竖直距离增加而减小的可变宽度的上部部分。

6.根据权利要求3所述的三维存储器装置，其中所述漏极选择层级柱结构中的每一个包括：

横向包围所述漏极选择层级通道的圆柱形栅极电介质；以及

横向包围所述圆柱形栅极电介质的圆柱形栅极电极。

7.根据权利要求6所述的三维存储器装置，其中每一漏极选择栅极电极包括接触相应漏极选择层级电极条带的相应圆柱形栅极电极。

8.根据权利要求7所述的三维存储器装置，其中所述向下突出轨道部分中的每一个接触沿着所述第一水平方向布置的两行电介质圆柱形片段。

9.根据权利要求8所述的三维存储器装置，其中所述圆柱形栅极电极包括：

第一圆柱形栅极电极，其在一侧上接触所述电介质圆柱形片段中的相应一个且接触相应漏极选择层级电极条带；以及

第二圆柱形栅极电极，其不接触所述电介质圆柱形片段中的任一个且由所述漏极选择层级电极条带横向包围。

10.根据权利要求7所述的三维存储器装置，其中：

所述圆柱形栅极电极中的每一个包括掺杂半导体材料；且

所述漏极选择层级电极条带中的每一个包括金属材料。

11.根据权利要求2所述的三维存储器装置，其中：

所述三维存储器装置包括单片三维NAND存储器装置；

所述漏极选择层级柱结构被布置成沿着所述第一水平方向延伸的行；且

行到行间距对于每一相邻对的所述漏极选择层级柱结构的行是相同的。

12.根据权利要求11所述的三维存储器装置，其中：

所述漏极选择层级柱结构被布置成第一二维六边形阵列；且

所述存储器堆叠结构被布置成具有与所述第一二维六边形阵列相同的二维周期性的第二二维六边形阵列。

13.根据权利要求7所述的三维存储器装置，还包括位于所述交替堆叠与所述漏极选择层级电极条带之间的电介质蚀刻终止层，其中每一漏极选择层级通道延伸通过穿过所述电介质蚀刻终止层的相应开口。