本技術(shù)涉及半導(dǎo)體,尤其涉及一種存儲塊及其制造方法。
背景技術(shù):
1、二維(two?dimensional,2d)存儲陣列在電子裝置中普遍存在,并且可包括例如或非(nor)閃速存儲陣列、與非(nand)閃速存儲陣列、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dynamic?random-access?memory,dram)陣列等。然而,二維存儲陣列已經(jīng)接近縮放極限,存儲密度無法進(jìn)一步提高。三維結(jié)構(gòu)的存儲陣列雖然能夠在一定程度上提高存儲密度,但如何將三維陣列的多個存儲單元中的每一溝道部引出是一個亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供一種存儲塊及其制造方法,以將三維陣列的多個存儲單元中的每一溝道部引出。
2、本技術(shù)一方面提供一種存儲塊,包括:襯底;存儲陣列,設(shè)置在襯底上,并包括呈三維陣列分布的多個存儲單元,其中,存儲陣列包括沿高度方向依次層疊的多層存儲子陣列層,每層存儲子陣列層包括沿高度方向?qū)盈B的漏區(qū)半導(dǎo)體層、溝道半導(dǎo)體層和源區(qū)半導(dǎo)體層;每層漏區(qū)半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條漏區(qū)半導(dǎo)體條,每層溝道半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條溝道半導(dǎo)體條,每層源區(qū)半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條源區(qū)半導(dǎo)體條;每條漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條分別沿列方向延伸;多層存儲子陣列層中的一列漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條定義為一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu);阱引出區(qū)域,包括多個阱連接結(jié)構(gòu),每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)分別延伸至阱引出區(qū)域,且每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)在阱引出區(qū)域包括具有多個臺階的階梯狀結(jié)構(gòu),每個阱連接結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu),并藉由該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的階梯狀結(jié)構(gòu)將該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的溝道半導(dǎo)體條電連接在一起后引出。
3、本技術(shù)通過設(shè)置每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)在阱引出區(qū)域包括具有多個臺階的階梯狀結(jié)構(gòu),每個阱連接結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu),并藉由該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的階梯狀結(jié)構(gòu)將該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的溝道半導(dǎo)體條電連接在一起后引出,實(shí)現(xiàn)了三維陣列的多個存儲單元中的每一溝道部的引出。
4、可選地,每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)藉由階梯狀結(jié)構(gòu),分別裸露出該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的每條溝道半導(dǎo)體條的至少部分;每個阱連接結(jié)構(gòu)包括連接層,連接層覆蓋對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)的階梯狀結(jié)構(gòu),以將該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的每條溝道半導(dǎo)體條電連接在一起。
5、可選地,每個臺階包括第一表面和第二表面,其中,第一表面平行于襯底,第二表面垂直于襯底;每個臺階的第一表面裸露出半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中一條對應(yīng)的溝道半導(dǎo)體條的至少部分,每個臺階的第二表面上覆蓋有絕緣介質(zhì),以避免該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的漏區(qū)半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條裸露;連接層覆蓋階梯狀結(jié)構(gòu),與每個臺階的第一表面裸露的溝道半導(dǎo)體條的至少部分接觸;且通過絕緣介質(zhì),與對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的漏區(qū)半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條絕緣設(shè)置。
6、可選地,連接層為多晶硅連接層。
7、可選地,連接層的摻雜類型與溝道半導(dǎo)體條的摻雜類型一致,與漏區(qū)半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條的摻雜類型相反。
8、可選地,每個阱連接結(jié)構(gòu)還包括連接改善層,設(shè)置在連接層上,連接改善層為金屬硅化物層。
9、可選地,每條漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條以及源區(qū)半導(dǎo)體條分別為單晶半導(dǎo)體條。
10、可選地,每條漏區(qū)半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條分別為第一摻雜類型的半導(dǎo)體條,每條溝道半導(dǎo)體條為第二摻雜類型的半導(dǎo)體條。
11、可選地,在高度方向上,兩相鄰的存儲子陣列層包括依次層疊的漏區(qū)半導(dǎo)體層、溝道半導(dǎo)體層、源區(qū)半導(dǎo)體層、溝道半導(dǎo)體層以及漏區(qū)半導(dǎo)體層,以共用同一源區(qū)半導(dǎo)體層;每兩層存儲子陣列層之間設(shè)置一層間隔離層,以與其它兩層存儲子陣列層彼此隔離。
12、可選地,層間介質(zhì)層,覆蓋存儲陣列和阱引出區(qū)域;其中,層間介質(zhì)層在阱引出區(qū)域中對應(yīng)每個阱連接結(jié)構(gòu)設(shè)置有至少一個引出孔洞,引出孔洞內(nèi)設(shè)置有連接柱,連接柱的一端連接對應(yīng)的阱連接結(jié)構(gòu),連接柱的另一端裸露在層間介質(zhì)層之外以作為引出墊。
13、可選地,階梯狀結(jié)構(gòu)所包括的多個臺階沿列方向逐級設(shè)置。
14、本技術(shù)一方面提供一種存儲塊的制造方法,包括:提供半導(dǎo)體基材,其中,半導(dǎo)體基材包括襯底和設(shè)置在襯底上且沿高度方向依次層疊的多層存儲子陣列層,每層存儲子陣列層包括沿高度方向?qū)盈B的漏區(qū)半導(dǎo)體層、溝道半導(dǎo)體層和源區(qū)半導(dǎo)體層;每層漏區(qū)半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條漏區(qū)半導(dǎo)體條,每層溝道半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條溝道半導(dǎo)體條,每層源區(qū)半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條源區(qū)半導(dǎo)體條;每條漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條分別沿列方向延伸;多層存儲子陣列層中的一列漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條定義為一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu);對應(yīng)于半導(dǎo)體基材的阱引出區(qū)域,在半導(dǎo)體基材的遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)形成多個移除開口,每個移除開口分別對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu),并經(jīng)由每個移除開口移除對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)的至少部分,以使每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)在阱引出區(qū)域包括具有多個臺階的階梯狀結(jié)構(gòu);在每個移除開口中分別形成阱連接結(jié)構(gòu),每個阱連接結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu),并藉由該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的階梯狀結(jié)構(gòu)將該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的溝道半導(dǎo)體條連接在一起。
15、可選地,階梯狀結(jié)構(gòu)的每個臺階包括第一表面和第二表面,其中,第一表面平行于襯底,第二表面垂直于襯底;每個臺階的第一表面裸露出半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中一個對應(yīng)的溝道半導(dǎo)體條的至少部分;在每個移除開口中分別形成阱連接結(jié)構(gòu)的步驟之前,還包括:在階梯狀結(jié)構(gòu)上沉積絕緣介質(zhì),絕緣介質(zhì)覆蓋每個臺階的第一表面和第二表面;去除覆蓋每個臺階的第一表面的絕緣介質(zhì)。
16、可選地,在每個移除開口中分別形成阱連接結(jié)構(gòu)的步驟,包括:在每個移除開口中分別形成連接層;連接層覆蓋對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)的階梯狀結(jié)構(gòu),以將該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的每個溝道半導(dǎo)體條電連接在一起。
17、可選地,在每個移除開口中分別形成阱連接結(jié)構(gòu)的步驟,還包括:在每個連接層的遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)形成連接改善層。
18、可選地,連接層為多晶硅連接層,連接改善層為金屬硅化物層。
19、可選地,在每個移除開口中分別形成阱連接結(jié)構(gòu)的步驟之后,還包括:在半導(dǎo)體基材的遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)形成層間介質(zhì)層,在半導(dǎo)體基材的阱引出區(qū)域,層間介質(zhì)層對應(yīng)每個阱連接結(jié)構(gòu)設(shè)置有至少一個引出孔洞,引出孔洞內(nèi)設(shè)置有連接柱,連接柱的一端連接對應(yīng)的阱連接結(jié)構(gòu),連接柱的另一端裸露在層間介質(zhì)層之外以作為引出墊。
20、本技術(shù)一方面提供一種存儲塊,包括:襯底;存儲陣列,設(shè)置在襯底上,并包括呈三維陣列分布的多個存儲單元,其中,存儲陣列包括沿高度方向依次層疊的多層存儲子陣列層,每層存儲子陣列層包括沿高度方向?qū)盈B的漏區(qū)半導(dǎo)體層、溝道半導(dǎo)體層和源區(qū)半導(dǎo)體層;每層漏區(qū)半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條漏區(qū)半導(dǎo)體條,每層溝道半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條溝道半導(dǎo)體條,每層源區(qū)半導(dǎo)體層包括沿行方向分布的多條源區(qū)半導(dǎo)體條;每條漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條分別沿列方向延伸;多層存儲子陣列層中的一列漏區(qū)半導(dǎo)體條、溝道半導(dǎo)體條和源區(qū)半導(dǎo)體條定義為一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu);阱引出區(qū)域,包括多個阱連接結(jié)構(gòu),每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)分別延伸至阱引出區(qū)域,且每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)在阱引出區(qū)域包括具有多個臺階的階梯狀結(jié)構(gòu),使得該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的每條溝道半導(dǎo)體條至少部分裸露,每個阱連接結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu),每個阱連接結(jié)構(gòu)包括沿列方向間隔分布的多個阱連接柱,阱連接柱與對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的溝道半導(dǎo)體條一一對應(yīng)設(shè)置,每個阱連接柱的一端連接對應(yīng)一條溝道半導(dǎo)體條,另一端作為阱引出墊。
21、本技術(shù)通過設(shè)置每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)分別延伸至阱引出區(qū)域,且每列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)在阱引出區(qū)域包括具有多個臺階的階梯狀結(jié)構(gòu),使得該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的每條溝道半導(dǎo)體條至少部分裸露,每個阱連接結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu),每個阱連接結(jié)構(gòu)包括沿列方向間隔分布的多個阱連接柱,阱連接柱與對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中的溝道半導(dǎo)體條一一對應(yīng)設(shè)置,每個阱連接柱的一端連接對應(yīng)一條溝道半導(dǎo)體條,另一端作為阱引出墊,實(shí)現(xiàn)了三維陣列的多個存儲單元中的每一溝道部的引出。
22、可選地,每個臺階包括第一表面和第二表面,其中,第一表面平行于襯底,第二表面垂直于襯底;每個臺階的第一表面裸露出該列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)中一條對應(yīng)的溝道半導(dǎo)體條的至少部分。
23、可選地,每個阱連接結(jié)構(gòu)包括填充層,填充層為多晶硅填充層,填充層覆蓋對應(yīng)一列半導(dǎo)體條狀結(jié)構(gòu)的階梯狀結(jié)構(gòu);多個阱連接柱在填充層中沿列方向間隔分布,每個阱連接柱的一端連接對應(yīng)一條溝道半導(dǎo)體條,另一端裸露在填充層之外以作為阱引出墊。
24、可選地,在多晶硅填充層與每個阱連接柱之間設(shè)置有隔離層。
25、可選地,每個臺階的第一表面和第二表面上覆蓋有絕緣介質(zhì),填充層覆蓋絕緣介質(zhì),每個阱連接柱穿設(shè)于覆蓋在第一表面上的絕緣介質(zhì)以與對應(yīng)一條溝道半導(dǎo)體條連接。