[发明专利]三维NAND存储器件以及形成其的方法

说明书

半导体器件具有由被交替地布置在衬底之上的字线层和绝缘层形成的堆叠层。第一连接区域被布置在堆叠层中的第一阵列区域之间，以及第一分隔结构被沿着第一连接区域和第一阵列区域的第一侧安置。第一分隔结构延伸穿过堆叠层进入衬底中。第二分隔结构被沿着第一连接区域和第一阵列区域的相对的第二侧安置。第二分隔结构包括：沿着第一阵列区域的第二侧安置的阵列分隔结构以及沿着第一连接区域的第二侧安置的连接分隔结构。连接分隔结构被布置在阵列分隔结构之间并且与阵列分隔结构对齐，并且进一步延伸穿过堆叠层进入衬底中。

技术领域

概括地说，本公开内容涉及半导体技术领域，以及更具体地说，本公开内容涉及三维NAND存储器件以及形成三维NAND存储器件的方法。

背景技术

快闪存储器件最近经历了快速发展。快闪存储器件能够将所存储的数据保留一段非常长的时间而无需施加电压。此外，快闪存储器件的读取速率是相对高的，并且易于擦除所存储的数据以及将数据重写到快闪存储器件中。因此，快闪存储器件已经被广泛用在微计算机、自动控制系统等中。为了增加快闪存储器件的位密度并且减小位成本，已经开发了三维(3D)NAND(非AND)快闪存储器件。

3D NAND器件可以包括一个或多个存储平面，并且存储平面中的每个存储平面可以包括多个存储块。存储块中的每个存储块可以具有一个或多个阵列区域和一个或多个阶梯区域。在这样的3D NAND器件中，分隔结构(例如，栅极线缝隙结构)可以位于两个存储块之间。在3D NAND器件的第一架构中，阶梯区域可以位于两个阵列区域之间。在3D NAND器件的第二架构中，阵列区域可以被布置在两个阶梯区域之间。分隔结构相应地延伸穿过3DNAND器件的阵列区域和阶梯区域。

发明内容

在本公开内容中，本发明的构思涉及3D NAND器件的新颖结构，并且更具体地，涉及被布置在3D NAND器件的存储块的两个阵列区域之间的连接区域。第一分隔结构(例如，虚拟结构)被引入以分隔开连接区域，以及第二分隔结构(例如，栅极线缝隙结构)被引入以分隔开阵列区域。第一分隔结构和第二分隔结构与彼此对齐。

在本公开内容中，提供了一种半导体器件。半导体器件可以具有由在垂直方向上被交替地布置在衬底之上的字线层和绝缘层形成的堆叠层。半导体器件可以具有被布置于在堆叠层中形成的第一存储块的第一阵列区域之间的第一连接区域以及沿着第一连接区域和第一阵列区域的第一侧安置的第一分隔结构。第一分隔结构在垂直方向上延伸穿过堆叠层进入衬底中。半导体器件还可以具有沿着第一连接区域和第一阵列区域的相对的第二侧安置的第二分隔结构。第二分隔结构可以包括沿着第一阵列区域的第二侧安置的阵列分隔结构和沿着第一连接区域的第二侧安置的连接分隔结构。连接分隔结构可以被布置在阵列分隔结构之间并且与阵列分隔结构对齐，并且进一步在垂直方向上延伸穿过堆叠层进入衬底中。

连接分隔结构可以具有自顶向下剖面。自顶向下剖面可以具有在第一阵列区域之间延伸的笔直剖面。自顶向下剖面可以是不连续剖面，其包括：被设置为与阵列分隔结构中的第一阵列分隔结构相邻的第一部分、以及被设置为与阵列分隔结构中的第二阵列分隔结构相邻的第二部分。自顶向下剖面可以具有在第一阵列区域之间延伸的弯曲剖面、在第一阵列区域之间延伸的卵形剖面、在第一阵列区域之间延伸的方波剖面、或者在第一阵列区域之间延伸的矩形剖面。

在一些实施例中，连接分隔结构可以具有包括以下各项的自顶向下剖面：与阵列分隔结构中的第一阵列分隔结构直接接触的具有笔直剖面的第一部分、与阵列分隔结构中的第二阵列分隔结构直接接触的具有笔直剖面的第二部分、以及被安置在第一部分和第二部分之间的第三部分。第三部分可以具有作为以下各项中的一项的剖面：卵形剖面、正方形剖面、或长方形。

在一些实施例中，连接分隔结构的侧壁可以包括沿着第一方向的突出部分。在另一实施例中，连接分隔结构的侧壁可以包括被交替地布置的第一部分和第二部分，并且第二部分沿着第一方向突出。

连接分隔结构可以包括SiN、SiO或SiCN中的至少一项，并且阵列分隔结构可以包括多晶硅、钨、钴、钌、铜或铝中的至少一项。