[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

说明书

本申请的实施例涉及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。示例方法包含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。所述方法包含沉积介电材料和牺牲半导体材料的交替层以形成竖直堆叠。穿过所述竖直堆叠形成第一竖直开口，以暴露所述牺牲半导体材料的第一区域。选择性地去除所述第一区域以形成第一水平开口，在所述第一水平开口中，替代牺牲栅极介电材料、形成所述三节点存取装置的源极/漏极导电接触材料、沟道导电材料和数位线导电接触材料。

技术领域

本公开总体上涉及存储器装置，并且更具体地涉及在三节点存取装置形成之后的存储节点和用于竖直的三维(3D)存储器的结构。

背景技术

存储器经常在如计算机、手机和手持式装置等电子系统中实施。存在许多不同类型的存储器，包含易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器可能需要电力来维持其数据并且可以包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和同步动态随机存取存储器(SDRAM)。非易失性存储器可以在断电时通过保留存储的数据来提供持久性数据，并且可以包含NAND闪存、NOR闪存、氮化物只读存储器(NROM)、相变存储器(例如，相变随机存取存储器)、电阻式存储器(例如，电阻式随机存取存储器)、交叉点存储器、铁电随机存取存储器(FeRAM)等。

随着设计规则缩小，较少的半导体空间可用于制造包含DRAM阵列的存储器。用于DRAM的相应存储器胞元可以包含具有由沟道区域分开的第一源极/漏极区域和第二源极/漏极区域的存取装置，例如晶体管。栅极可以与沟道区域相对并且通过栅极电介质与所述沟道区域分开。如字线等存取线电连接到DRAM胞元的栅极。DRAM胞元可以包含通过存取装置耦接到数位线的存储节点，如电容器胞元。存取装置可以被耦接到存取晶体管的存取线激活(例如，以选择胞元)。电容器可以储存与相应胞元的数据值(例如，逻辑“1”或“0”)相对应的电荷。

发明内容

根据一个实施例，提供了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430、530、630、730、830、930、1030和牺牲材料432、532、632、732、832、932、1032的交替层以形成竖直堆叠401；使用第一蚀刻工艺来形成多个第一竖直开口771、871，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509、609、709、809、909和第二水平方向505、605、705、805、905并且主要在所述第二水平方向505、605、705、805、905上延伸以在所述竖直堆叠401中形成具有侧壁的细长竖直柱列；在所述第一竖直开口771、871中将第一导电材料528保形地沉积在牺牲栅极介电材料538、638、738、838、938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951，所述第二竖直开口穿过所述竖直堆叠401并且主要在所述第一水平方向509、609、709、809、909上延伸以暴露邻近所述牺牲材料432、532、632、732、832、932、1032的第一区域的第二侧壁；选择性地去除所述第一区域以形成第一水平开口733；选择性地去除所述牺牲栅极介电材料538、638、738、838、938的可从所述第一水平开口733接近的部分；将替代栅极介电材料760、860沉积在所述牺牲栅极介电材料538、638、738、838、938被去除处；以及顺序地沉积第一源极/漏极材料221、321、沟道材料225、325、第二源极/漏极材料223、323以形成水平定向的存取装置230、330、1042。