[发明专利]竖直三维存储器三节点存取装置形成中的替代栅极电介质

权利要求书

1.一种用于形成竖直堆叠的存储器胞元的阵列的方法，所述阵列具有水平定向的存取装置和竖直定向的存取线，所述方法包括：

沉积介电材料和牺牲材料的交替层以形成竖直堆叠；

使用第一蚀刻工艺来形成多个第一竖直开口，所述多个第一竖直开口穿过所述竖直堆叠到达衬底具有第一水平方向和第二水平方向并且主要在所述第二水平方向上延伸以在所述竖直堆叠中形成具有侧壁的细长竖直柱列；

在所述第一竖直开口中将第一导电材料保形地沉积在牺牲栅极介电材料上以沿所述细长竖直柱列的所述侧壁形成多条单独的竖直存取线；

使用第二蚀刻工艺来形成第二竖直开口，所述第二竖直开口穿过所述竖直堆叠并且主要在所述第一水平方向上延伸以暴露邻近所述牺牲材料的第一区域的所述竖直堆叠的第二侧壁；

选择性地去除所述第一区域以形成第一水平开口；

选择性地去除所述牺牲栅极介电材料的能够从所述第一水平开口接近的一部分；

将替代栅极介电材料沉积在所述牺牲栅极介电材料被去除处；以及

顺序地沉积第一源极/漏极材料、沟道材料、第二源极/漏极材料以形成水平定向的存取装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括沉积高介电常数(高k)材料作为所述替代栅极介电材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括沉积介电常数大于或等于九的高介电常数(高k)材料作为所述替代栅极介电材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括沉积二氧化硅(SiO₂)作为所述牺牲栅极介电材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括执行多相折返以选择性地去除所述牺牲栅极介电材料的所述部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括执行时间折返以选择性地去除所述牺牲栅极介电材料的所述部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括选择性地去除所述牺牲栅极介电材料的一部分以向所述存取线提供结构稳定性。

8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使用第三蚀刻工艺来形成第三竖直开口，所述第三竖直开口穿过所述竖直堆叠并且主要在所述第一水平方向上延伸以暴露所述竖直堆叠中的邻近所述牺牲材料的第二区域的第三侧壁。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在沉积所述源极/漏极材料之前选择性地蚀刻所述牺牲材料的一部分以形成所述存储器胞元的存储节点。

10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

沉积多晶硅(poly-Si)材料作为所述牺牲材料；以及

沉积氮化硅(SiN)材料作为所述介电材料。

11.一种用于形成存储器阵列的方法，所述存储器阵列具有竖直堆叠的存储器胞元并且具有带有竖直定向的存取线的横向定向的存取装置，所述方法包括：

在重复迭代中竖直地沉积第一介电材料和牺牲材料的层以形成竖直堆叠；

图案化并蚀刻所述竖直堆叠(401)以形成穿过竖直重复层的第一竖直开口；

通过所述第一竖直开口将导电材料沉积到牺牲栅极介电材料的表面上；

蚀刻所述竖直堆叠以形成第二竖直开口从而暴露所述竖直堆叠的在第一水平方向上延伸的侧壁；

在所述第一水平方向上蚀刻所述竖直堆叠以形成第一水平开口；

在所述第一水平方向上蚀刻所述牺牲栅极介电材料的一部分，从而使所述牺牲栅极介电材料的另一部分维持所述竖直堆叠的结构；

用高介电常数(高k)材料沉积替代栅极介电材料；以及

在所述牺牲材料的顶表面上形成第一源极/漏极材料。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括使用原子层沉积ALD工艺沉积所述替代栅极介电材料。