[发明专利]用于三维存储器的阶梯结构

说明书

公开了一种用于三维(3D)存储器设备的阶梯结构。在一些实施例中，所述方法包括在衬底上设置交替的电介质堆叠，其中第一电介质层和第二电介质层交替地堆叠在彼此的顶部上。接下来，可以在阶梯区域中形成多个分割块。每个分割块包括在第一方向上的第一多个阶梯台阶。沿着第一方向的每个阶梯台阶具有两个或更多个电介质层对。然后，可以形成沿着垂直于第一方向的第二方向的第二多个阶梯台阶。沿着第二方向的每个阶梯台阶包括沿着第一方向的第一多个阶梯台阶。所述方法还包括在多个分割块之间形成偏移数量的电介质层对，使得每个电介质层对是从阶梯台阶的顶表面可接入的。

技术领域

概括地说，本公开内容涉及半导体技术领域，并且更具体地，涉及用于形成三维(3D)存储器的方法。

背景技术

随着存储器设备缩小至较小的管芯尺寸以降低制造成本并增加存储密度，由于工艺技术的局限性和可靠性问题，平面存储器单元的缩放面临挑战。三维(3D)存储器体系结构可以解决平面存储器单元中的密度和性能限制。

为了进一步增加3D存储器中的存储容量，垂直堆叠的存储器单元的数量已大大增加。用于形成针对存储器单元的触点的阶梯结构的尺寸相应增加，这降低了3D存储器每单位面积的有效存储容量。具有多个分隔的阶梯结构可通过在x和y方向二者上创建阶梯台阶来减小阶梯结构的横向尺寸。为了进一步减小3D存储器的横向尺寸，需要改进阶梯结构以实现更高的存储密度。

发明内容

在本公开内容中描述了三维(3D)存储器设备及其形成方法的实施例。

本公开内容的一个方面提供了一种用于形成三维(3D)存储器设备的方法，该方法包括在衬底上设置交替的电介质堆叠。交替的电介质堆叠包括在彼此顶部上交替堆叠的第一电介质层和第二电介质层。该方法还包括在第一阶梯区域和第二阶梯区域之间形成一个或多个偏移台阶，其中第一阶梯区域和第二阶梯区域位于沟道结构区域的相对侧。该方法还包括在相应的第一阶梯区域和第二阶梯区域中沿着第一方向形成第一多个阶梯台阶和第二多个阶梯台阶。第一多个阶梯台阶和第二多个阶梯台阶中的每个阶梯台阶具有两个或更多个电介质层对，并且每个电介质层对具有一个第一电介质层和一个第二电介质层。该方法还包括在相应的第一阶梯区域和第二阶梯区域中沿着第二方向形成第三多个阶梯台阶和第四多个阶梯台阶，其中第二方向垂直于第一方向。沿着第二方向的第三多个阶梯台阶中的每个阶梯台阶包括沿着第一方向的第一多个阶梯台阶，并且沿着第二方向的第四多个阶梯台阶中的每个阶梯台阶包括沿着第一方向的第二多个阶梯台阶。

在一些实施例中，形成一个或多个偏移台阶包括在交替的电介质堆叠上形成阶梯掩模以覆盖第一阶梯区域并暴露第二阶梯区域。形成一个或多个偏移台阶还包括在相应的第一多个阶梯台阶和第三多个阶梯台阶下方 N_offset数量的电介质层对处形成第二多个阶梯台阶和第四多个阶梯台阶，使得每个电介质层对是从阶梯台阶的顶表面可接入的。

在一些实施例中，在第一方向上形成第一多个阶梯台阶和第二多个阶梯台阶包括在第一多个阶梯台阶和第二多个阶梯台阶中的每个阶梯台阶中形成两个电介质层对。形成一个或多个偏移阶梯包括在相应的第一多个阶梯台阶和第三多个阶梯台阶下方N_offset数量的电介质层对处形成所述第二多个阶梯台阶和所述第四多个阶梯台阶，其中N_offset是任意奇数整数。

在一些实施例中，沿着第一方向形成第一多个阶梯台阶和第二多个阶梯台阶包括在相应的第一阶梯区域和第二阶梯区域中形成第一分割块集合和第二分割块集合。第一分割块集合和第二分割块集合在所述第一方向上重复并在所述第二方向上延伸。沿着第一方向形成第一多个阶梯台阶和第二多个阶梯台阶包括使用重复的蚀刻削减工艺。