[发明专利]具有双面阶梯式表面的三维存储器器件及其制造方法

权利要求书

1.一种包括存储器裸片的半导体结构，所述存储器裸片包括：

绝缘层和导电层的交替叠堆，所述交替叠堆定位在衬底上方；以及

存储器叠堆结构，所述存储器叠堆结构竖直延伸穿过所述交替叠堆，

其中：

所述交替叠堆包括第一层叠堆和第二层叠堆，所述第一层叠堆包括第一绝缘层和第一导电层，所述第二层叠堆包括第二绝缘层和第二导电层并通过第一交替叠堆与所述衬底竖直间隔开；

所述第一层叠堆包括第一阶梯区域，其中所述第一导电层具有随着距所述衬底的竖直距离而增加的相应横向范围，以提供第一阶梯式表面；并且

所述第二层叠堆包括第二阶梯区域，其中所述第二导电层具有随着距所述衬底的所述竖直距离而减小的相应横向范围，以提供第二阶梯式表面。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述存储器裸片还包括：

直立阶梯式介电材料部分，所述直立阶梯式介电材料部分接触所述第一阶梯式表面并且具有随着距所述衬底的所述竖直距离而减小的第一可变水平横截面积；以及

后向阶梯式介电材料部分，所述后向阶梯式介电材料部分接触所述第二阶梯式表面，具有随着距所述衬底的所述竖直距离而增加的第二可变水平横截面积。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其中所述存储器裸片还包括：

衬底侧接触通孔结构，所述衬底侧接触通孔结构竖直延伸穿过所述直立阶梯式介电材料部分并接触所述第一导电层中的相应第一导电层的近侧表面；以及

互连侧接触通孔结构，所述互连侧接触通孔结构竖直延伸穿过所述后向阶梯式介电材料部分并接触所述第二导电层中的相应第二导电层的远侧表面。

4.根据权利要求3所述的三维存储器器件，其中：

所述衬底包括半导体材料层，所述半导体材料层具有与所述交替叠堆的近侧平坦表面接触的前表面和位于所述前表面的相反侧上的背侧表面；并且

所述存储器裸片包括位于所述交替叠堆的远侧平坦表面上的接触层级介电层。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其中所述衬底侧接触通孔结构的衬底侧端面位于包括所述直立阶梯式介电材料部分的平坦表面的水平平面内。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中：

所述半导体材料层的背侧表面位于包括所述直立阶梯式介电材料部分的所述平坦表面的所述水平平面内；并且

所述直立阶梯式介电材料部分的侧壁接触所述半导体材料层。

7.根据权利要求4所述的半导体结构，其中所述互连侧接触通孔结构的互连侧端面位于包括所述接触层级介电层的远侧表面的水平平面内。

8.根据权利要求4所述的半导体结构，其中所述存储器裸片还包括：

横向隔离的贯穿叠堆连接通孔结构，所述横向隔离的贯穿叠堆连接通孔结构包括连接通孔结构和管状介电间隔物的相应组合并竖直延伸穿过所述交替叠堆内的每一层；以及

衬底侧金属互连结构，所述衬底侧金属互连结构电连接所述衬底侧接触通孔结构中的一个和所述连接通孔结构中的一个的相应对。

9.根据权利要求8所述的半导体结构，其中所述衬底侧金属互连结构中的每个衬底侧金属互连结构包括接触所述直立阶梯式介电材料部分的平坦表面的源极侧金属线，并且其中每个存储器叠堆结构包括竖直半导体沟道和存储器膜。

10.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述存储器裸片还包括背侧绝缘层，所述背侧绝缘层接触所述半导体材料层的背侧表面和所述直立阶梯式介电材料部分的所述平坦表面并嵌入所述衬底侧金属互连结构。