[发明专利]三维存储器器件和用于形成其的方法

说明书

公开了3D存储器器件和用于形成其的方法。在一个示例中，公开了用于形成3D存储器器件的方法。在衬底之上依次形成第一多晶硅层、电介质牺牲层、第二多晶硅层和电介质堆叠层。形成垂直延伸穿过电介质堆叠层、第二多晶硅层和电介质牺牲层并进入到第一多晶硅层中的沟道结构。形成垂直延伸穿过电介质堆叠层和第二多晶硅层并垂直延伸进入到电介质牺牲层中或穿过电介质牺牲层以暴露电介质牺牲层的部分的开口，以及沿着开口的侧壁的部分的多晶硅间隔体。通过开口用利用第一和第二多晶硅层之间的第三多晶硅层替换电介质牺牲层。

相关申请的交叉引用

本申请要求下列申请的优先权的利益：于2020年4月14日提交的标题为“THREE-DIMENSIONAL MEMORY DEVICE WITH BACKSIDE SOURCE CONTACT”的国际申请号PCT/CN2020/084600、于2020年4月14日提交的标题为“METHOD FOR FORMING THREE-DIMENSIONAL MEMORY DEVICE WITH BACKSIDE SOURCE CONTACT”的国际申请号PCT/CN2020/084603、于2020年4月27日提交的标题为“THREE-DIMENSIONAL MEMORY DEVICE ANDMETHOD FOR FORMING THE SAME”的国际申请号PCT/CN2020/087295、于2020年4月27日提交的标题为“THREE-DIMENSIONAL MEMORY DEVICE AND METHOD FOR FORMING THE SAME”的国际申请号PCT/CN2020/087296、于2020年5月27日提交的标题为“THREE-DIMENSIONALMEMORY DEVICES”的国际申请号PCT/CN2020/092512和2020年5月27日提交的标题为“METHODS FOR FORMING THREE-DIMENSIONAL MEMORY DEVICES”的国际申请号PCT/CN2020/092513，所有申请通过引用的方式被整体并入本文中。

技术领域

本公开内容的实施方式涉及三维(3D)存储器器件及其制造方法。

背景技术

通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺来将平面存储器单元按比例缩小到较小的尺寸。然而，当存储器单元的特征尺寸接近下限时，平面工艺和制造技术变得越来越有挑战性且造价昂贵。作为结果，平面存储器单元的存储器密度接近上限。

3D存储器架构可以处理在平面存储器单元中的密度限制。3D存储器架构包括存储器阵列和用于控制往返存储器阵列的信号的外围器件。

发明内容

在本文中公开了3D存储器器件和用于形成其的方法的实施方式。

在一个示例中，公开了用于形成3D存储器器件的方法。在衬底之上依次形成第一多晶硅层、电介质牺牲层、第二多晶硅层和电介质堆叠层。形成垂直延伸穿过电介质堆叠层、第二多晶硅层和电介质牺牲层并进入到第一多晶硅层中的沟道结构。形成垂直延伸穿过电介质堆叠层和第二多晶硅层并垂直延伸进入到电介质牺牲层中或穿过电介质牺牲层以暴露电介质牺牲层的部分的开口，以及沿着开口的侧壁的部分的多晶硅间隔体。通过开口利用在第一多晶硅层和第二多晶硅层之间的第三多晶硅层替换电介质牺牲层。

在另一示例中，公开了用于形成3D存储器器件的方法。在衬底的第一侧处依次形成停止层、电介质层、第一多晶硅层、电介质牺牲层、第二多晶硅层和电介质堆叠层。形成垂直延伸穿过电介质堆叠层、第二多晶硅层和电介质牺牲层并进入到第一多晶硅层中的沟道结构。形成垂直延伸穿过电介质堆叠层和第二多晶硅层并垂直延伸进入到电介质牺牲层中或穿过电介质牺牲层的开口，以暴露电介质牺牲层的部分。通过开口利用在第一多晶硅层和第二多晶硅层之间的第三多晶硅层替换电介质牺牲层。从与衬底的第一侧相对的第二侧移除衬底，在停止层处停止。形成垂直延伸穿过停止层和电介质层的源极接触开口，以暴露第一多晶硅层的部分。同时形成在源极接触开口中的源极接触结构和连接到源极接触结构的互连层。