堆叠存储器中的无金属氮化物通孔制造技术

非易失性存储器装置包括三维（3D）交叉点架构上的金属硅氮化物层，其中金属硅氮化物层在存储器阵列处理中。金属硅氮化物层根据存储器阵列结构被图案化，而不是成为金属层的底层。金属层提供位线或字线选择路径，并且可连接到与存储器阵列堆叠平行的通孔。金属硅氮化物层在金属层和存储器阵列之间，并且不存在于通孔上方。

Metal free nitride via in stack memory

【技术实现步骤摘要】
堆叠存储器中的无金属氮化物通孔
描述一般涉及堆叠存储器装置，并且更具体的描述涉及具有无金属氮化物通孔的堆叠存储器。
技术介绍
许多新兴存储器装置使用三维装置堆叠的应用，其中在半导体衬底上在三维中而不是仅在平面中的二维中建立存储器单元。存储器结构通常包括存储器阵列上面的金属层以提供用于电路的连接线，诸如位线连接或字线连接。结构经常采用向下触及与驱动存储器阵列相关联的电路特征的通孔。通常，用化学气相沉积（CVD）形成通孔以形成垂直结构中的金属。减少处理步骤的数量通常改善成本和工艺流程。然而，减少处理步骤的数量可能要求在某些架构选取的益处和非意图效果之间的权衡。例如，在电路中包括钨硅氮化物可为某些存储器单元提供复位电流（I复位）改进，但是钨硅氮化物的电阻率增加了通孔中的电流的损失。附图说明以下描述包括对具有通过实现的示例的方式给出的图示的附图的讨论。应当通过示例的方式而并非通过限制的方式理解附图。如本文中所使用的，对一个或多个示例的引用要被理解为描述包括在专利技术的至少一个实现中的特定特征、结构或特性。本文中出现的诸如“在一个示例中”或“在备选示例中”的短语提供了专利技术的实现的示例，并且不一定全部指相同的实现。然而，它们也不一定是互斥的。图1是在通孔上方没有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的框图。图2是在通孔上方没有金属硅氮化物层并且具有金属硅化物晶种层的存储器电路的示例的框图。图3是在存储器结构上方具有金属硅氮化物层并且在通孔上方不具有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的框图。图4是在存储器结构上方具有金属硅氮化物层并且在通孔上方不具有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的透视图。图5是用来示出基于钨硅氮化物的存在的不同电流响应的图解的示例的表示。图6是用于建立存储器堆叠电路装置的过程的示例的流程图。图7是其中可实现具有无氮化物通孔的存储器装置的存储器子系统的示例的框图。图8是其中可实现具有无氮化物通孔的存储器装置的计算系统的示例的框图。图9是其中可实现具有带无氮化物通孔的存储器装置的存储器系统的移动装置的示例的框图以下是某些细节和实现的描述，包括可描绘一些或所有示例的附图的非限制性描述以及其他潜在的实现。具体实施方式如本文中所描述的，非易失性存储装置包括在三维（3D）交叉点架构上的金属硅氮化物层，其中金属硅氮化物层在存储器阵列处理中。金属硅氮化物层根据存储器阵列结构被图案化，而不是成为金属层的底层。金属硅氮化物层在金属层和存储器阵列柱之间的存储器阵列的连接器或顶部电极上方，并且不存在于将顶部连接器或顶部电极连接到底部电路系统的通孔处。金属层提供位线或字线选择路径，并且可连接到与存储器阵列堆叠平行的通孔。下面的某些示例特定地引用利用钨（W）作为金属的实现，但那些描述要被理解为仅是示例。可使用其他金属。如本文中所描述的，金属硅氮化物（诸如钨硅氮化物（WSiN））可被沉积作为存储器电路的部分以提供期望的复位电流响应行为，但是可从通孔的顶部被移除。在存储器阵列上包括金属硅氮化物，并且将它从通孔移除可改善到存储器单元的电流输送。在一个示例中，存储器单元是三维（3D）存储器单元，诸如非易失性3D交叉点（3DXP）存储器单元。在一个示例中，金属硅氮化物在3D交叉点单元膜和用于字线（WL）或位线（BL）的金属之间中实现。在钨的示例中，相对于钨，WSiN的电阻更大（大约1-1000mΩ-cm），当存在于CVD（化学气相沉积）填充的通孔顶部时，这将限制电流输送。WSiN的电阻率比W的电阻率高大约六个数量级（x10^6）。虽然通篇描述钨（W）作为金属的示例，但钨仅是一个示例。可使用的其他金属包括但不限于诸如钽（Ta）、钼（Mo）和铌（Nb）的耐熔金属。取决于使用的定义，耐熔金属可包括W、Ta、Mo和Nb，以及钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）和锆（Zr）。存在可被认为是耐熔金属的其他金属，但是不是常用的。金属硅氮化物的示例可包括半导体和氮化物，诸如但不限于：钛硅氮化物（TiSiN）、钽硅氮化物（TaSiN）以及其他。在一个示例中，存储器电路可包括金属的硅化物晶种层。例如，在使用钨金属的系统中，电路可包括WSix晶种层。符号“WSix”包括针对钨的化学符号引用“W”，针对硅的化学符号引用“Si”，并且“x”指硅与钨的比率。比率可以是诸如1、2、3等的整数，或者可以是诸如1.25、1.5、1.67、2.5的非整数，或者其他整数。用于半导体工艺的常见化学复合物具有约0.25至5的比率，尽管某些化学复合物可落在该范围之外。考虑一个示例，其中“x”可以是诸如2的数字，参考WSi2，指的是每钨原子有两个硅原子的比例，诸如WSi2，W2Si4或其他。备选金属硅化物可包括但不限于：WSi3，WSi4，TiSi2（硅化钛），TaSi2（硅化钽）或其他。WSix晶种层或其他相关晶种层可为装置性能提供更低的WL/BL电阻率，并且为结构性屈服提供增加的抗张强度。通篇提供硅化钨作为示例，但将理解可使用不同硅化物。将理解，不同金属硅化物将具有对应不同的化学符号。在一个示例中，金属硅氮化物被包括到存储器单元处理中以将它从针对存储器装置的金属路线选择路径移除。与试图防止在金属层和通孔之间存在氮化物的其他方法相比，在存储器阵列处理中包括氮化物以确保从通孔移除氮化物提供了相对低成本的途径。在一个示例中，氮化物层被包括在存储器单元的完全图案化的交叉点内，而不是用WL或BL来被图案化。所述过程可被称为将金属硅氮化物重新安置到存储器单元堆叠中。图1是在通孔上方没有金属硅氮化物层的存储器电路的示例的框图。电路100包括堆叠存储器装置的元件。电路100包括衬底110，所述衬底110表示在其上可形成存储器电路的半导体材料。电路100包括在衬底110上形成的存储器阵列120。存储器阵列120是或者包括如由单元堆叠122指示的存储器单元的堆叠。单元堆叠122表示存储器阵列结构的三维性质，其包括堆叠元件而不是仅仅在衬底110的表面上在二维中构建所有存储器单元元件。单元堆叠122可指通过将多个元件每个堆叠或层叠在彼此的顶部上以建立相对于衬底110的表面垂直的存储器单元组件来形成存储器单元的事实。电路100包括作为将存储器阵列120与通孔140分离的绝缘体的氧化物130。电路100中的中断旨在指示在电路元件之间可存在未示出的空间。将理解，电路100中的元件不一定按比例绘制。在一个示例中，电路100包括作为存储器阵列120上的层的氮化物160，所述氮化物160不被形成在通孔140上或者被从通孔140移除。区域142图示了金属150和通孔140之间的直接连接，而不是在金属150和通孔140之间具有氮化物160的一部分。衬底110可包括互连112以将金属150耦合到存储器阵列120的一个或多个组件。在一个示例中，互连112表示完成选择线（例如BL或WL）的连接的铜层。金属150表示金属接触层，所述金属接触层可提供到存储器阵列120的存储器单元或选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n包括多个存储器单元的存储器堆叠结构，所述存储器堆叠结构包括交叉点架构；/n提供电流路径以选择所述存储器单元中的至少一个存储器单元的与所述存储器堆叠结构平行的通孔；/n耦合到所述通孔并且耦合到所述存储器堆叠结构的顶部电极的金属层；以及/n将所述金属层耦合到所述顶部电极的金属硅氮化物层，其中所述金属硅氮化物层是所述存储器堆叠结构的部分，所述金属硅氮化物层在所述交叉点架构的各个柱和所述金属层之间，并且不在所述金属层和所述通孔之间。/n

【技术特征摘要】
20180630 US 16/0248341.一种设备，包括：
包括多个存储器单元的存储器堆叠结构，所述存储器堆叠结构包括交叉点架构；
提供电流路径以选择所述存储器单元中的至少一个存储器单元的与所述存储器堆叠结构平行的通孔；
耦合到所述通孔并且耦合到所述存储器堆叠结构的顶部电极的金属层；以及
将所述金属层耦合到所述顶部电极的金属硅氮化物层，其中所述金属硅氮化物层是所述存储器堆叠结构的部分，所述金属硅氮化物层在所述交叉点架构的各个柱和所述金属层之间，并且不在所述金属层和所述通孔之间。


2.如权利要求1所述的设备，其中所述通孔要提供到位线的电流路径。


3.如权利要求1所述的设备，其中所述通孔要提供到字线的电流路径。


4.如权利要求1所述的设备，其中所述金属层包括钨（W）并且所述金属硅氮化物层包括钨硅氮化物（WSiN）。


5.如权利要求4所述的设备，进一步包括硅化钨（WSix）层作为所述钨金属层的晶种层。


6.如权利要求1所述的设备，其中所述存储器堆叠结构进一步包括碳层作为所述顶部电极。


7.如权利要求1所述的设备，其中所述交叉点架构包括三维（3D）交叉点（3DXP）非易失性存储器架构。


8.一种系统，包括：
处理器；以及
耦合到所述处理器的非易失性存储器装置，所述非易失性存储器装置包括：
交叉点架构中垂直柱中的堆叠存储器单元的存储器阵列；
提供电流路径以选择所述存储器单元中的至少一个存储器单元的与所述垂直柱平行的通孔；
耦合到所述通孔并且耦合到垂直柱的金属层；以及
将所述金属层耦合到所述垂直柱的在所述垂直柱和所述金属层之间的金属硅氮化物层，所述金属硅氮化物层存在于所述垂直柱上在所述垂直柱和所述金属层之间，并且不存在于所述通孔处。


9.如权利要求8所述的系统，其中所述通孔要提供到位线或到字线的电流路径。


10.如权利要求8所述的系统，其中所述金属层包括钨（W）并且所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：A雷达埃利，DR埃科诺米，M博拉，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US