[发明专利]三维存储器件及其制造方法

权利要求书

1.一种三维（3D）存储器件，包括：

多个导体层，其在衬底上方延伸；

沟道结构，其垂直地延伸穿过所述导体层到所述衬底，所述沟道结构包括：

阻挡层，其包括彼此不连接的多个阻挡部分，其中，所述阻挡部分包括（i）覆盖相应导体层的纵向表面的垂直阻挡部分、以及（ii）覆盖所述相应导体层的横向表面的至少一个横向阻挡部分；以及

存储层，其包括彼此不连接的多个存储部分，所述存储部分覆盖相应的垂直阻挡部分的纵向表面并与所述相应的垂直阻挡部分接触；

在所述阻挡部分和所述相应的导体层之间的高k电介质层；以及

源极结构，其延伸穿过所述导体层到所述衬底。

2.根据权利要求1所述的3D存储器件，其中，所述阻挡层包括氮氧化硅，并且所述存储层包括氮化硅。

3.根据权利要求1所述的3D存储器件，还包括：密封结构，其中所述导体层、所述沟道结构和所述源极结构位于所述密封结构中，其中，所述密封结构与所述沟道结构的隧穿层接触并且包围所述导体层、所述阻挡层和所述存储层。

4.根据权利要求3所述的3D存储器件，其中，所述密封结构包括在相邻的横向阻挡部分之间的气隙。

5.根据权利要求3所述的3D存储器件，其中，所述密封结构包括氧化硅。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的3D存储器件，其中，所述高k电介质层包括（i）在所述相应的导体层和所述相应的垂直阻挡部分之间的垂直高k部分、和（ii）覆盖在所述相应的导体层和所述相应的横向阻挡部分之间的至少一个横向高k部分。

7.一种用于形成三维（3D）存储器件的方法，包括：

在堆叠结构中形成初始沟道结构，所述堆叠结构包括在衬底上方交错的多个第一层和多个第二层，所述初始沟道结构没有阻挡层，并且所述初始沟道结构包括：从沟道孔的侧壁向内到所述沟道孔的中心顺序地沉积的初始存储层、隧穿层、半导体层和电介质芯；

在所述堆叠结构中形成初始狭缝开口；

去除所述第二层的其余部分以形成多个栅极结构，每个栅极结构均被阻挡层的彼此不连接的多个阻挡部分中的每个阻挡部分围绕，其中，所述每个栅极结构的形成包括：在去除所述第二层的所述其余部分之后，沉积初始阻挡层以覆盖所述第一层的其余部分和所述初始存储层的暴露部分；

去除所述第一层的所述其余部分和所述初始沟道结构的部分，以形成与每个所述栅极结构和所述初始沟道结构的暴露部分接触的密封结构，形成具有彼此不连接的多个存储部分的存储层，其中，每个所述存储部分覆盖每个所述阻挡部分中的覆盖相应的被所述阻挡层围绕的导体层的纵向表面的垂直阻挡部分的纵向表面；以及

在相邻的栅极结构之间在所述密封结构中形成源极结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述堆叠结构包括形成具有不同的电介质材料的所述多个第一层和所述多个第二层。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，形成所述初始沟道结构包括：

形成垂直地延伸穿过所述堆叠结构到所述衬底中的所述沟道孔；以及

从所述沟道孔的侧壁向内到所述沟道孔的中心顺序地沉积所述初始存储层、所述隧穿层、所述半导体层和所述电介质芯。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，去除所述初始沟道结构的所述部分包括去除所述初始存储层的部分以暴露所述隧穿层。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，每个由所述阻挡层的阻挡部分围绕的所述多个栅极结构的形成还包括：

在所述初始阻挡层上方沉积初始高k电介质层；

沉积导体材料以填充由所述初始高k电介质层和所述初始阻挡层围绕的横向凹槽，以形成多个导体层；以及

去除相邻的导体层之间的所述初始高k电介质层和所述初始阻挡层的部分，以形成围绕每个栅极结构中的相应的导体层的高k电介质层和围绕相应的栅极结构的阻挡部分。