具有增大数量的位线的架构的三维存储设备制造技术

公开了三维(3D)存储设备的实施例。3D存储设备具有的架构具有增大数量的位线。在示例中，3D存储设备包括衬底；多个存储器串，每个存储器串在存储区域中在衬底上方垂直延伸；以及在多个存储器串上方的多条位线。多条位线中的至少一条位线电连接到多个存储器串中的单个存储器串。

Three-dimensional storage devices with an increased number of bitlines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增大数量的位线的架构的三维存储设备
本公开内容的实施例涉及存储设备及其制造方法。
技术介绍
通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，将诸如存储单元等平面半导体设备缩放到更小的尺寸。然而，随着半导体设备的特征尺寸接近下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性且成本高。三维(3D)设备架构可以解决一些平面半导体设备(例如，闪存设备)的密度限制问题。
技术实现思路
本文公开了3D存储设备及其制造方法的实施例。在一个示例中，3D存储设备包括衬底；多个存储器串，每个存储器串在存储区域中在衬底上方垂直延伸；以及在多个存储器串上方的多条位线。多条位线中的至少一条位线电连接到多个存储器串中的单个存储器串。在另一示例中，3D存储设备包括衬底、以及在平面图中沿第一横向方向和第二横向方向延伸的多个存储器串。多个存储器串中的每一个在存储区域中在衬底上方垂直延伸。3D存储设备还包括在多个存储器串上方沿第二横向方向延伸的多条位线。多条位线标称上彼此平行。3D存储设备还包括切口结构，切口结构在平面图中与多个存储器串中的至少一个重叠，并且沿着第二横向方向将多个存储器串划分为第一部分和第二部分。多个存储器串中的至少一个上方的位线的数量至少为三。在又一示例中，3D存储系统包括存储器叠层、多个存储器串、多条位线和多个外围设备。存储器叠层包括在衬底上方的绝缘结构中的多个交错的导体层和绝缘层。多个存储器串在平面图中沿存储区域的第一横向方向和第二横向方向在存储器叠层中延伸，多个存储器串中的每一个垂直延伸到衬底中。多条位线在多个存储器串上方并且电连接到多个存储器串。在一些实施例中，多条位线中的至少一条位线电连接到多个存储器串中的单个存储器串。多个外围设备电连接到多个存储器串。在又一示例中，3D存储系统包括存储器叠层、多个存储器串、切口结构、多条位线和多个外围设备。存储器叠层包括在衬底上方的绝缘结构中的多个交错的导体层和绝缘层。多个存储器串在平面图中沿第一横向方向和第二横向方向在存储器叠层中延伸，多个存储器串中的每一个垂直延伸到衬底中。切口结构在平面图中与多个存储器串中的至少一个重叠，并且沿着第二横向方向将多个存储器串划分为第一部分和第二部分。多条位线在多个存储器串上方并且电连接到多个存储器串。多条位线均彼此平行。多个存储器串中的至少一个上方的位线的数量至少为三。多个外围设备电连接到多个存储器串。附图说明并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了本公开内容的实施例，并且附图与说明书一起进一步用于解释本公开内容的原理并且使得相关领域技术人员能够作出并使用本公开内容。图1示出了3D存储设备的平面图。图2-4均示出了根据本公开内容的一些实施例的示例性3D存储设备的平面图。图5A-5C示出了根据本公开内容的一些实施例的在示例性制造工艺的各个阶段的3D存储设备的横截面图。图6是根据本公开内容的一些实施例的用于形成3D存储设备的示例性方法的流程图。图7示出了根据本公开内容的一些实施例的具有示例性3D存储设备的示例性存储系统的横截面图。将参考附图来描述本公开内容的实施例。具体实施方式尽管讨论了具体的配置和布置，但应该理解，这仅仅是为了说明的目的而进行的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以使用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本公开内容还可以用于各种其他应用中。应当注意到，在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性都在相关领域的技术人员的知识范围内。通常，可以至少部分地从上下文中的用法理解术语。例如，如本文所使用的术语“一个或多个”至少部分取决于上下文，可用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或可用于以复数意义描述特征、结构或特征的组合。类似地，至少部分取决于上下文，诸如“一”、“一个”或“所述”等术语同样可以被理解为表达单数用法或表达复数用法。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在表达一组排他性的因素，而是可以替代地，同样至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。应当容易理解的是，本公开内容中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应以最宽泛的方式来解释，使得“在……上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还包括其间具有中间特征或层的“在某物上”的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅意味着“在某物之上”或“在某物上方”的含义，而且还可以包括其间没有中间特征或层的“在某物之上”或“在某物上方”的含义(即，直接在某物上)。如本文所使用的，术语“在……上方”和“在……之上”用于描述位线和存储器串之间的空间关系。在一些实施例中，“存储器串上方的位线”或类似的描述是指位线大致在存储器串上方的空间关系，并且位线和存储器串的正交投影可以在横向平面上具有重叠或不具有重叠。在一些实施例中，“存储器串上方的位线”或类似的描述是指位线和存储器串的正交投影在横向平面上具有至少部分重叠的空间关系。此外，为了便于描述，可以在本文使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……之上”、“上”等空间相对术语来描述如图所示的一个元件或特征与另一个(或多个)元件或特征的关系。除了附图中所示的取向之外，空间相对术语旨在涵盖设备在使用或操作中的不同取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向)并且同样可以相应地解释本文使用的空间相关描述词。如本文所使用的，术语“衬底”是指在其上添加后续材料层的材料。衬底本身可以被图案化。添加在衬底顶部上的材料可以被图案化或可以保持未图案化。此外，衬底可以包括各种各样的半导体材料，例如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。可替换地，可以由非导电材料(例如玻璃、塑料或蓝宝石晶圆)制成衬底。如本文所使用的，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构上方延伸，或者可以具有小于下层或上层结构的范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构的厚度的均匀或不均匀连续结构的区域。例如，层可以位于连续结构的顶表面和底表面之间或在顶表面和底表面处的任何一对水平平面之间。层可以水平、垂直和/或沿着锥形表面延伸。衬底可以是层，衬底可以在其中包括一层或多层，和/或衬底可以在其上、上方和/或其下具有一层或多层。层可以包括多个层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和触点层(其中形成有互连线和/或过孔触点)以及一个或多个电介质层。如本文所使用的，术语“标称/标称上”是指在产品或工艺的设计阶段期间设定的部件或工艺操作的特性或参数的期望值或目标值、以及高于和/或低于期望值的值的范围。值的范围可以是由于制造工艺或公差的轻微变化而引起的。如本文所使用的，术语“约”表示可以基于与主题半导体设备相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于特定的技术节点，术语“约”可以表示给定量的值，该给定量例如在该值的10-30％内变化(例如，值的±10％、±20％或±30％)。如本文所使用的，术语“3D存储设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维(3D)存储设备，包括：衬底；多个存储器串，每个存储器串在存储区域中在所述衬底上方垂直延伸；以及多条位线，其在所述多个存储器串上方，其中，所述多条位线中的至少一条位线电连接到所述多个存储器串中的单个存储器串。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维(3D)存储设备，包括：衬底；多个存储器串，每个存储器串在存储区域中在所述衬底上方垂直延伸；以及多条位线，其在所述多个存储器串上方，其中，所述多条位线中的至少一条位线电连接到所述多个存储器串中的单个存储器串。2.根据权利要求1所述的3D存储设备，其中，所述多个存储器串中的每一个存储器串电连接到所述多条位线中的单个不同的一条位线。3.根据权利要求2所述的3D存储设备，还包括沿所述存储区域的边界横向延伸的至少一个缝隙结构。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的3D存储设备，其中，所述多个存储器串布置为在所述存储区域中沿第一横向方向和第二横向方向延伸的阵列，所述第一横向方向垂直于所述第二横向方向；并且所述多条位线沿所述第一方向进行布置并且沿所述第二横向方向延伸，所述多条位线彼此平行，其中，在平面图中，布置在沿所述第一横向方向的沟道间距中的位线的数量等于电连接到沿所述第二横向方向的位线的存储器串的数量。5.根据权利要求4所述的3D存储设备，其中，所述阵列布置在两个缝隙结构之间，每个缝隙结构沿所述第一方向横向延伸；并且在所述平面图中，布置在所述沟道间距中的位线的数量等于在所述沟道间距中且在所述两个缝隙结构之间的存储器串的数量。6.根据权利要求3-5中的任一项所述的3D存储设备，其中，在所述平面图中，所述沟道间距中的位线均匀间隔，沿所述第一横向方向的位线间距标称上等于所述沟道间距的1/N，N等于所述沟道间距中的位线的数量。7.根据权利要求3-6中的任一项所述的3D存储设备，其中，所述阵列包括沿所述第二横向方向的至少六个串行。8.根据权利要求7所述的3D存储设备，其中，N是正偶数。9.根据权利要求1-8中的任一项所述的3D存储设备，其中，所述多个存储器串均包括沟道结构和在所述沟道结构上方的漏极，所述漏极电连接到相应的位线。10.根据权利要求1-9中的任一项所述的3D存储设备，其中，在平面图中，没有切口结构与所述存储区域中的所述多个存储器串重叠，所述存储区域是指状物。11.根据权利要求10所述的3D存储设备，还包括横向延伸并与所述多个存储器串交叉的多个交错的导体层和绝缘层，其中，第一导体层沿着其在所述存储区域中延伸的方向连续延伸。12.一种三维(3D)存储设备，包括：衬底；多个存储器串，其在平面图中沿第一横向方向和第二横向方向延伸，所述多个存储器串中的每一个在存储区域中在所述衬底上方垂直延伸；多条位线，其在所述多个存储器串上方沿所述第二横向方向延伸，所述多条位线标称上彼此平行；以及切口结构，其在所述平面图中与所述多个存储器串中的至少一个重叠，并且沿着所述第二横向方向将所述多个存储器串划分为第一部分和第二部分，其中，所述多个存储器串中的至少一个上方的位线的数量至少为三。13.根据权利要求12所述的3D存储设备，其中，所述多个存储器串的所述第一部分和所述第二部分包括沿所述第二横向方向的相同数量的串行和沿所述第一横向方向的相同数量的串列；并且所述多条位线中的每一条电连接到所述第一部分中的一个存储器串和所述第二部分中的另一个存储器串。14.根据权利要求12或13所述的3D存储设备，其中，所述多个存储器串布置为沿所述第一横向方向和所述第二横向方向延伸的阵列；并且所述多个存储器串的所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括沿所述第二横向方向的偶数个串行。15.根据权利要求14所述的3D存储设备，其中，在所述平面图中，所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括沿所述第二横向方向的N个串行；沟道间距包括沿所述第一横向方向布置的N条位线；并且位线间距标称上为沿所述第一横向方向的所述沟道间距的1/N，N至少等于6。16.根据权利要求15所述的3D存储设备，其中，N是正偶数。17.根据权利要求12-16中的任一项所述的3D存储设备，其中，所述多个存储器串均包括沟道结构和在所述沟道结构上方的漏极，所述漏极电连接到相应的位线。18.一种三维(3D)存储系统，包括：存储器叠层，其包括在衬底上方的绝缘结构中的多个交错的导体层和绝缘层；多个存储器串，其在平面图中沿存储区域的第一横...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峻，薛磊，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42