[发明专利]用于形成三维存储器件的方法

权利要求书

1.一种用于在三维(3D)存储器件中形成沟道孔结构的方法，包括：

形成器件晶圆，包括：

形成贯穿器件晶圆的第一交替堆叠层的第一沟道孔，

于所述第一沟道孔的底部上形成外延层，以及

于所述第一沟道孔的侧壁上形成第一沟道层；

形成至少一个连接晶圆，其中，每个连接晶圆包括贯穿第二交替堆叠层的第二沟道孔，所述每个连接晶圆在所述第二沟道孔的底部上不具有外延层；以及

将所述至少一个连接晶圆与所述器件晶圆键合，使得在每个连接晶圆中的所述第二沟道孔的侧壁上的第二沟道层与所述器件晶圆中的所述第一沟道层电连接。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

于所述器件晶圆上形成包括第一沟道连接结构的顶表面的第一互连表面，所述第一沟道连接结构的宽度大于所述第一沟道层的厚度；

于所述连接晶圆上形成包括第二沟道连接结构的顶表面的第二互连表面，所述第二沟道连接结构的宽度大于所述第二沟道层的厚度；以及

将第一连接晶圆与所述器件晶圆键合，包括：

将所述器件晶圆的所述第一沟道连接结构对准所述第一连接晶圆的所述第二沟道连接结构，以及

将所述器件晶圆的所述第一互连表面与所述第一连接晶圆的所述第二互连表面键合，使得所述第一沟道连接结构直接与所述第二沟道连接结构相接触。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述器件晶圆还包括：

于第一衬底上形成第一介电质交替堆叠以及第一绝缘连接层；

形成贯穿所述第一绝缘连接层与所述第一介电质交替堆叠的所述第一沟道孔；

在所述第一沟道孔的底部上形成所述外延层之后，形成第一功能层，以覆盖所述第一沟道孔的侧壁；

形成覆盖所述第一功能层并且与所述外延层相接触的所述第一沟道层；以及

于所述第一功能层之上形成所述第一沟道连接结构，所述第一沟道连接结构与所述第一沟道层是相接触的。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述第一功能层包括：

于所述第一沟道孔的所述侧壁上形成第一阻隔层，用于阻挡电荷流出；

于所述第一阻隔层的表面上形成第一存储层，用于在所述3D存储器件的操作期间存储电荷；以及

于所述第一存储层的表面上形成第一隧穿层，用于隧穿电荷。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述第一沟道连接结构包括：

于所述第一绝缘连接层上形成第一沟道连接层，所述第一沟道连接层与所述第一沟道层是相接触的；

形成第一填充结构，以填充所述第一沟道孔；以及

图案化所述第一沟道连接层，以移除所述第一沟道连接层的一部分，以暴露出所述第一存储层，所述第一沟道连接层的在所述第一隧穿层与所述第一沟道层之上的剩余部分是所述第一沟道连接结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述第一互连表面包括：

在图案化所述第一沟道连接层之后，移除所述第一存储层的上部部分；以及

重新填充所述第一绝缘连接层与所述第一填充结构，使得所述第一绝缘连接层的顶表面与所述第一填充结构的顶表面是与所述第一沟道连接结构的所述顶表面平齐的。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，形成每个连接晶圆包括：

于第二衬底上形成第二介电质交替堆叠；

形成贯穿所述第二介电质交替堆叠的所述第二沟道孔；

形成第二功能层，以覆盖所述第二沟道孔的侧壁；

形成覆盖所述第二功能层的所述第二沟道层；

形成第二填充结构，以填充所述第二沟道孔；以及

在所述第二功能层之上形成所述第二沟道连接结构，所述第二沟道连接结构与所述第二沟道层是相接触的。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述第一介电质交替堆叠或形成所述第二介电质交替堆叠包括：

形成在垂直方向上堆叠的多个介电层对，其中，每个介电层对包括第一介电层和与所述第一介电层不同的第二介电层。