[发明专利]接合的三维存储器器件及其通过用源极层替换承载衬底的制造方法

权利要求书

1.一种半导体结构，所述半导体结构包括接合到逻辑管芯的存储器管芯，所述存储器管芯包括：

绝缘层和导电层的交替堆叠；

存储器堆叠结构，所述存储器堆叠结构延伸穿过所述交替堆叠，其中所述存储器堆叠结构中的每个存储器堆叠结构包括相应的竖直半导体沟道和相应的存储器膜；

介电材料部分，所述介电材料部分与所述交替堆叠的侧壁接触；

源极层，所述源极层包含第一导电材料并且电连接到所述竖直半导体沟道的远离所述逻辑管芯与所述存储器管芯之间的界面的端部部分；

直通通孔结构，所述直通通孔结构具有大于所述交替堆叠的竖直厚度的竖直范围并且竖直延伸穿过所述介电材料部分；和

连接焊盘，所述连接焊盘包含与所述第一导电材料不同的第二导电材料、接触所述直通通孔结构的远侧表面并且与所述源极层电隔离。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中：

所述竖直半导体沟道包含具有第一导电类型的掺杂的半导体材料；并且

所述源极层包含具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂的掺杂半导体材料。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括源极帽盖区，所述源极帽盖区包括具有所述第二导电类型的掺杂的掺杂半导体材料部分并且直接位于所述竖直半导体沟道中的相应的竖直半导体沟道的端部部分上，其中所述源极层接触所述源极帽盖区中的每个源极帽盖区。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第二导电材料包含金属材料。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其中所述连接焊盘包括焊盘阻挡衬垫和焊盘金属部分，所述焊盘阻挡衬垫包含金属阻挡材料并且接触所述介电材料部分的远侧水平表面，所述焊盘金属部分包含所述金属材料并且接触所述焊盘阻挡衬垫。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中所述直通通孔结构包括金属阻挡层和金属填充材料部分，所述金属阻挡层与所述焊盘阻挡衬垫和所述介电材料部分的侧壁接触，所述金属填充材料部分通过所述金属阻挡层与所述连接焊盘和所述介电材料部分间隔开。

7.根据权利要求6所述的半导体结构，其中所述金属阻挡层的远侧部分从所述介电材料部分与所述连接焊盘之间的水平界面突出并且进入所述连接焊盘，并且被所述连接焊盘横向包围。

8.根据权利要求4所述的半导体结构，还包括背侧接合焊盘，所述背侧接合焊盘位于所述介电材料部分上方、接触所述连接焊盘的远侧表面并且与所述源极层电隔离。

9.根据权利要求8所述的半导体结构，还包括至少一个背侧介电层，其中所述背侧接合焊盘位于所述至少一个背侧介电层的远侧表面上，其中所述背侧接合焊盘包括延伸穿过所述至少一个背侧介电层的通孔部分。

10.根据权利要求4所述的半导体结构，还包括接合线，所述接合线接触所述连接焊盘的远侧表面并且与所述源极层电隔离。

11.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述存储器膜的远侧表面位于包括所述源极层与所述交替堆叠之间的水平界面的水平平面内，或者所述存储器膜的所述远侧表面离所述逻辑管芯与所述存储器管芯之间的所述界面比所述源极层与所述交替堆叠之间的所述界面离所述逻辑管芯与所述存储器管芯之间的所述界面更近。

12.根据权利要求11所述的半导体结构，其中所述竖直半导体沟道的半导体材料与所述源极层之间的界面沿指向远离所述逻辑管芯与所述存储器管芯之间的所述界面的方向的竖直方向从包括所述源极层与所述交替堆叠之间的所述水平界面的所述水平平面突出。

13.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述逻辑管芯包括外围电路，所述外围电路被配置为操作所述存储器堆叠结构中的存储器元件并且驱动所述导电层。