[发明专利]形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统

说明书

本申请案涉及形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统。微电子装置包括堆叠结构、阶梯结构、导电衬垫结构和导电接触结构。所述堆叠结构包括布置于层次中的竖直交替的导电结构和绝缘结构。所述层次中的每一个分别包括所述导电结构中的一个和所述绝缘结构中的一个。所述阶梯结构具有包括所述堆叠结构的所述层次中的至少一些的边缘的台阶。所述导电衬垫结构处于所述阶梯结构的所述台阶上并且包括贝塔相钨。所述导电接触结构处于所述导电衬垫结构上。还描述存储器装置、电子系统和形成微电子装置的方法。

优先权主张

本申请案主张2020年3月12日申请的“形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统(METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES,ANDRELATED MICROELECTRONIC DEVICES,MEMORY DEVICES,AND ELECTRONIC SYSTEMS)”的美国专利申请案第16/817,267号的申请日的权益。

技术领域

在各种实施例中，本公开大体上涉及微电子装置设计和制作领域。更具体地，本公开涉及形成微电子装置的方法以及相关微电子装置、存储器装置和电子系统。

背景技术

微电子行业的持续目标是增加例如非易失性存储器装置(例如，NAND快闪存储器装置)的存储器装置的存储器密度(例如，每存储器裸片的存储器单元数目)。增加非易失性存储器装置中的存储器密度的一种方式是利用竖直存储器阵列(也被称作“三维(3D)存储器阵列”)架构。常规竖直存储器阵列包含延伸穿过包含导电结构和介电材料层次的一或多个堆叠结构中的开口的竖直存储器串。每一竖直存储器串可包含与竖直堆叠式存储器单元的串联组合串联耦合的至少一个选择装置。相比于具有常规平面(例如，二维)晶体管布置的结构，此类配置准许通过在裸片上朝上(例如，竖直)构建阵列来使更多数目的开关装置(例如，晶体管)位于单位裸片面积(即，所消耗的有源表面的长度和宽度)中。

竖直存储器阵列架构大体上包含存储器装置的堆叠结构的层次的导电结构与存取线(例如，字线)之间的电连接，使得可唯一地针对写入、读取或擦除操作来选择竖直存储器阵列的存储器单元。一种形成这类电连接的方法包含在存储器装置的堆叠结构的层次的边缘(例如，水平末端)形成所谓的“阶梯”(或“梯级”)结构。阶梯结构包含界定导电结构的接触区的个别“台阶”，导电接触结构可定位在所述接触区上以提供对导电结构的电存取。

遗憾的是，随着特征包装密度增加且对成型错误的容限降低，形成存储器装置(例如，NAND快闪存储器装置)的常规方法造成可削弱所要存储器装置性能、可靠性和耐久性的非所要损坏。举例来说，在堆叠结构内的阶梯结构的台阶上形成导电接触结构的常规过程可击穿堆叠结构的导电结构，引起非所要的电流泄漏和短路。减少此类击穿的常规方法包含在初步堆叠结构内的阶梯结构的台阶处在牺牲性绝缘结构(例如，介电氮化物结构)上形成介电衬垫结构(例如，所谓的“凸台氮化物”结构)，之后再使初步堆叠结构经历所谓的“替换栅极”或“栅极持续”处理以将牺牲性绝缘结构的一或多个部分替换为导电结构并且形成堆叠结构。在替换栅极处理期间，介电衬垫结构还替换为导电材料以有效增加阶梯结构的台阶处的导电结构的部分的厚度并且在导电接触结构的后续形成期间消减前述击穿。然而，初步堆叠结构内的一些阶梯结构(例如，对称阶梯结构)的配置可在替换栅极处理期间引起导电材料对介电衬垫结构的不完全替换，且在阶梯结构的台阶处产生非所要缺陷(例如，材料不一致、空隙化)。

因此，持续需要新的微电子装置(例如，存储器装置，例如3D NAND快闪存储器装置)配置来促进存储器密度增加，同时缓解常规微电子装置配置的问题，并且持续需要形成微电子装置和包含新微电子装置配置的新电子系统的新方法。

发明内容