[发明专利]具有多堆叠接合结构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：

第一存储器管芯，所述第一存储器管芯包括第一存储器堆叠结构的阵列；

逻辑管芯，所述逻辑管芯接合到所述第一存储器管芯的第一侧，其中所述逻辑管芯包括互补金属氧化物半导体(CMOS)电路，所述CMOS电路包括第一外围电路，所述第一外围电路通过包括在所述第一存储器管芯内的第一金属互连结构的第一子集电耦合至所述第一存储器堆叠结构的阵列的节点；

第二存储器管芯，所述第二存储器管芯包括第二存储器堆叠结构的阵列并且接合到所述第一存储器管芯的第二侧，其中所述逻辑管芯的所述CMOS电路包括第二外围电路，所述第二外围电路通过包括在所述第一存储器管芯内的第一金属互连结构的第二子集并且通过包括在所述第二存储器管芯内的第二金属互连结构电耦合至所述第二存储器堆叠结构的阵列的节点，

其中：

所述第一存储器堆叠结构的阵列内的每个第一存储器堆叠结构包括接触相应第一存储器膜的相应第一竖直半导体沟道；和

所述第二存储器堆叠结构的阵列内的每个第二存储器堆叠结构包括接触相应第二存储器膜的相应第二竖直半导体沟道；

所述第一存储器管芯包括第一绝缘层和第一导电层的第一交替堆叠，所述第一存储器堆叠结构的阵列延伸穿过所述第一交替堆叠；

所述第二存储器管芯包括第二绝缘层和第二导电层的第二交替堆叠，所述第二存储器堆叠结构的阵列延伸穿过所述第二交替堆叠；

所述第一导电层包括用于所述第一存储器堆叠结构的阵列的字线；并且

所述第二导电层包括用于所述第二存储器堆叠结构的阵列的字线；以及

选自以下的至少一个特征：

第一特征，其中：

所述第一金属互连结构的第一子集包括第一字线接触通孔结构，所述第一字线接触通孔结构接触所述第一导电层中的相应一个，并且通过位于所述逻辑管芯与所述第一存储器管芯之间的界面处的相应一对第一接合垫电连接到所述逻辑管芯内的相应节点；且

所述第二金属互连结构包括第二字线接触通孔结构，所述第二字线接触通孔结构接触所述第二导电层中的相应一个，并且通过位于所述第一存储器管芯与所述第二存储器管芯之间的界面处的相应一对的第二接合垫，位于所述逻辑管芯与所述第一存储器管芯之间的界面处的相应一对第三接合垫和包括在所述第一存储器管芯内并且电连接所述第二接合垫和所述第三接合垫的直通通孔结构中的相应一个电连接到所述逻辑管芯的相应节点；或

第二特征，其中：

所述第一存储器堆叠结构的阵列包括第一NAND串的二维阵列，所述第一NAND串的二维阵列竖直延伸穿过所述第一交替堆叠；

所述第二存储器堆叠结构的阵列包括第二NAND串的二维阵列，所述第二NAND串的二维阵列竖直延伸穿过所述第二交替堆叠；

所述第一竖直半导体沟道中的每一个第一竖直半导体沟道具有第一近侧端部和第一远侧端部，所述第一远侧端部距所述逻辑管芯比所述第一近侧端部距所述逻辑管芯更远；

所述第二竖直半导体沟道中的每一个第二竖直半导体沟道具有第二近侧端部和第二远侧端部，所述第二远侧端部距所述逻辑管芯比所述第二近侧端部距所述逻辑管芯更远；且

所述第二竖直半导体沟道的所述第二近侧端部中的每一个第二近侧端部电连接到所述第一竖直半导体沟道中的相应一个的第一远侧端部；并且

所述三维存储器器件还包括位于所述第一存储器管芯与所述第二存储器管芯之间的界面处的接合垫对，所述接合垫对提供所述第一竖直半导体沟道中的相应一个的第一远侧端部与所述第二竖直半导体沟道中的相应一个的第二近侧端部之间的电连接。

2.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中：

所述第一交替堆叠包括第一阶梯式表面，在所述第一阶梯式表面处，所述第一导电层具有相应的第一可变横向范围，所述第一可变横向范围随着相应的第一导电层与所述逻辑管芯的距离而增加；并且

第二交替堆叠包括第二阶梯式表面，在所述第二阶梯式表面处，所述第二导电层具有相应的第二可变横向范围，所述第二可变横向范围随着相应的第二导电层与所述逻辑管芯的距离而增加。

3.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中所述至少一个特征包括所述第一特征。

4.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其中所述至少一个特征包括所述第二特征。