(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-23
(54)【発明の名称】マイクロ電子デバイスを形成する方法、並びに関連するマイクロ電子デバイス、メモリデバイス、及び電子システム
(51)【国際特許分類】
H10B 43/50 20230101AFI20241016BHJP
H10B 41/50 20230101ALI20241016BHJP
H01L 21/336 20060101ALI20241016BHJP
H10B 41/27 20230101ALI20241016BHJP
H10B 43/27 20230101ALI20241016BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20241016BHJP
H01L 21/3205 20060101ALI20241016BHJP
H01L 21/768 20060101ALI20241016BHJP
H01L 21/8234 20060101ALI20241016BHJP
H01L 21/8238 20060101ALI20241016BHJP
H01L 27/00 20060101ALI20241016BHJP
H10B 41/40 20230101ALI20241016BHJP
H10B 43/40 20230101ALI20241016BHJP
【FI】
H10B43/50
H10B41/50
H01L29/78 371
H10B41/27
H10B43/27
H01L21/02 B
H01L21/88 J
H01L21/90 A
H01L27/088 E
H01L27/088 D
H01L27/092 G
H01L27/092 F
H01L27/00 301B
H10B41/40
H10B43/40
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024522240
(86)(22)【出願日】2022-09-19
(85)【翻訳文提出日】2024-06-04
(86)【国際出願番号】 US2022076662
(87)【国際公開番号】W WO2023064667
(87)【国際公開日】2023-04-20
(32)【優先日】2021-10-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】595168543
【氏名又は名称】マイクロン テクノロジー,インク.
(74)【代理人】
【識別番号】110004185
【氏名又は名称】インフォート弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】パリク クナル アール.
(72)【発明者】
【氏名】パリク アンジェラ エス.
【テーマコード(参考)】
5F033
5F048
5F083
5F101
【Fターム(参考)】
5F033HH11
5F033HH19
5F033HH25
5F033HH32
5F033HH35
5F033HH36
5F033JJ11
5F033JJ19
5F033JJ25
5F033JJ32
5F033JJ35
5F033JJ36
5F033KK19
5F033KK28
5F033KK34
5F033MM30
5F033PP06
5F033PP14
5F033PP15
5F033PP26
5F033QQ07
5F033QQ09
5F033QQ11
5F033QQ14
5F033QQ19
5F033QQ21
5F033QQ25
5F033QQ37
5F033QQ48
5F033RR01
5F033RR03
5F033RR04
5F033RR06
5F033RR08
5F033SS07
5F033SS11
5F033SS21
5F033TT07
5F033VV16
5F048AA01
5F048AB01
5F048AB03
5F048AC01
5F048AC03
5F048BA01
5F048BA19
5F048BA20
5F048BB05
5F048BB08
5F048BB09
5F048BB11
5F048BC03
5F048BC18
5F048BD07
5F048BF02
5F048BF03
5F048BF06
5F048BF07
5F048BF12
5F048BF15
5F048BF16
5F048CB01
5F048CB03
5F048CB04
5F083EP02
5F083EP18
5F083EP76
5F083ER22
5F083GA10
5F083GA27
5F083HA06
5F083JA04
5F083JA19
5F083JA37
5F083JA39
5F083JA40
5F083JA42
5F083KA01
5F083KA05
5F083KA11
5F083LA03
5F083LA04
5F083LA05
5F083LA07
5F083LA10
5F083LA21
5F083MA06
5F083MA16
5F083PR05
5F083PR33
5F083ZA01
5F083ZA12
5F101BA01
5F101BA45
5F101BD16
5F101BD30
5F101BD34
5F101BE07
(57)【要約】
マイクロ電子デバイスを形成する方法は、犠牲構造体と、犠牲構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える予備スタック構造体を備える第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することを含む。制御ロジック回路を備える第2のマイクロ電子デバイス構造体が、形成される。第1のマイクロ電子デバイス構造体は、アセンブリを形成するために、第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けられる。アセンブリを形成した後、犠牲構造体は、スタック構造体を形成するために、導電性構造体で少なくとも部分的に置換される。コンタクト構造体が、スタック構造体を通って延在するように形成される。コンタクト構造体のうちの1つ又は複数は、制御ロジック回路に結合される。導電線構造体は、スタック構造体の上に形成される。導電線構造体のうちの1つ又は複数は、コンタクト構造体のうちの1つ又は複数に結合される。マイクロ電子デバイス、メモリデバイス、及び電子システムも記載される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロ電子デバイスを形成する方法であって、
犠牲構造体と、前記犠牲構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える予備スタック構造体を備える第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することと、
制御ロジック回路を備える第2のマイクロ電子デバイス構造体を形成することと、
アセンブリを形成するために、前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を前記第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けることと、
前記アセンブリを形成した後、導電性構造体と、前記絶縁性構造体の残りの部分と、を備えるスタック構造体を形成するために、前記犠牲構造体を前記導電性構造体で少なくとも部分的に置き換えることと、
前記スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することであって、前記コンタクト構造体のうちの1つ又は複数が、前記制御ロジック回路に結合される、形成することと、
前記スタック構造体の上に導電線構造体を形成することであって、前記導電線構造体のうちの1つ又は複数が、前記コンタクト構造体のうちの前記1つ又は複数に結合される、形成することと、を含む、方法。
【請求項2】
第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することが、前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を、
前記予備スタック構造体の下にあるベース構造体と、
前記予備スタック構造体を通って延在するセルピラー構造体と、
前記予備スタック構造体を通って延在する犠牲コンタクト構造体と、
前記犠牲コンタクト構造体と前記予備スタック構造体及び前記ベース構造体の各々との間に介在する絶縁性ライナ材料と、を更に備えるように形成することを更に含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を前記第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付ける前に、
前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を垂直方向に反転させることと、
前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を垂直方向に反転させた後、前記セルピラー構造体に結合された1つ又は複数のソース構造体を形成することと、
前記1つ又は複数のソース構造体の上に分離材料を形成することと、を更に含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を前記第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けることが、前記分離材料を前記制御ロジック回路を覆う追加の分離材料に接合することを含む、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することが、
コンタクト開口部を形成するために、前記犠牲コンタクト構造体を除去することと、
前記制御ロジック回路と動作可能に関連付けられた導電性ルーティング構造体の部分を露出させる延在するコンタクト開口部を形成するために、前記コンタクト開口部内に露出した前記絶縁性ライナ材料の底部分を除去することと、
前記延在するコンタクト開口部を導電性材料で充填することと、を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項6】
第2のマイクロ電子デバイス構造体を形成することが、
トランジスタと、前記トランジスタの上にあり、前記トランジスタに結合された導電性ルーティング構造体と、を備えるように、前記制御ロジック回路を形成することと、
前記制御ロジック回路の前記導電性ルーティング構造体の上にある犠牲パッド構造体を形成することと、を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することが、
前記スタック構造体を通って前記犠牲パッド構造体まで延在する第1のコンタクト開口部を形成することと、
第2のコンタクト開口部を形成するために、前記第1のコンタクト開口部を通して前記犠牲パッド構造体を除去することであって、前記第2のコンタクト開口部の各々が、
前記スタック構造体を通って延在する上部領域、及び
前記上部領域と連続し、前記スタック構造体の下にある下部領域を備え、前記下部領域の水平方向断面積が、前記上部領域の水平方向断面積よりも大きい、除去することと、
前記第2のコンタクト開口部を導電性材料で充填することと、を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
第1のコンタクト開口部を形成することが、
前記アセンブリを形成した後、初期コンタクト開口部を形成するために、前記予備スタック構造体を通って延在する犠牲コンタクト構造体を除去することと、
前記第1のコンタクト開口部を形成するために、前記初期コンタクト開口部と前記犠牲パッド構造体との間に介在する絶縁性材料を通って、前記初期コンタクト開口部を延在させることと、を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することが、前記スタック構造体の前記導電性構造体の形成と同時に、前記コンタクト構造体のうちの少なくともいくつかを形成することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記スタック構造体と前記制御ロジック回路との間に介在する1つ又は複数のソース構造体を通って延在するように、前記コンタクト構造体を形成することを更に含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記アセンブリを形成するために、前記第1のマイクロ電子デバイス構造体を前記第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付ける前に、前記1つ又は複数のソース構造体を形成することを更に含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記導電線構造体の上に、前記導電線構造体と電気的に連通して導電性ルーティング構造体を形成することと、
前記導電性ルーティング構造体の上に、前記導電性ルーティング構造体と電気的に連通して導電性パッド構造体を形成することと、を更に含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
マイクロ電子デバイスであって、
制御ロジック回路の上にあり、導電性構造体と、前記導電性構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備えるスタック構造体と、
前記制御ロジック回路と前記スタック構造体との間に介在するソース構造体と、
前記スタック構造体の上にある導電線構造体と、
前記スタック構造体及び前記ソース構造体を通って延在し、前記制御ロジック回路及び前記導電線構造体のうちのいくつかに結合されたコンタクト構造体と、を備え、前記コンタクト構造体のうちの少なくとも1つが、
前記スタック構造体及び前記ソース構造体を通って延在する上部領域と、
前記ソース構造体の下にあり、前記上部領域の水平方向断面積よりも大きい水平断面積を有する下部領域と、を備える、マイクロ電子デバイス。
【請求項14】
前記スタック構造体を通って延在し、前記ソース構造体及び前記導電線構造体のうちのいくつかの他の導電線構造体に結合されたメモリセルのストリングを更に備える、請求項13に記載のマイクロ電子デバイス。
【請求項15】
前記コンタクト構造体のうちの前記少なくとも1つが、前記上部領域及び前記下部領域を含む実質的にモノリシックな構造体を含む、請求項13に記載のマイクロ電子デバイス。
【請求項16】
前記スタック構造体が、追加の絶縁性構造体と、前記追加の絶縁性構造体と垂直方向に交互になる更なる絶縁性構造体と、を含む領域を更に備え、前記領域が、前記導電性構造体と、前記絶縁性構造体と、を含む前記スタック構造体の追加の領域に水平方向に隣接し、
前記コンタクト構造体のうちの前記少なくとも1つが、前記スタック構造体の前記領域の水平方向区域内に位置付けられる、請求項13に記載のマイクロ電子デバイス。
【請求項17】
前記スタック構造体を通って延在し、前記ソース構造体に結合された追加のコンタクト構造体を更に備え、前記追加のコンタクト構造体のうちの少なくとも1つが、前記スタック構造体の前記追加の領域の水平方向区域内に位置付けられる、請求項16に記載のマイクロ電子デバイス。
【請求項18】
前記制御ロジック回路が、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)回路を含む、請求項13~17のいずれか一項に記載のマイクロ電子デバイス。
【請求項19】
前記導電線構造体の上にあり、前記導電線構造体に結合された導電性ルーティング構造体と、
前記導電性ルーティング構造体の上にあり、前記導電性ルーティング構造体に結合された導電性パッド構造体と、を更に備える、請求項13~17のいずれか一項に記載のマイクロ電子デバイス。
【請求項20】
メモリデバイスであって、
メモリアレイ領域を備え、前記メモリアレイ領域が、
導電性構造体と、前記導電性構造体に垂直方向に隣接する絶縁性構造体と、を各々備える階層を備えるスタック構造体と、
前記スタック構造体を通って垂直方向に延在するメモリセルのストリングを備えるメモリアレイと、
前記スタック構造体の垂直方向に下にあり、前記メモリセルのストリングと電気的に連通するソース構造体と、
前記スタック構造体の垂直方向に上にあり、前記メモリセルのストリングと電気的に連通するデジット線構造体と、
前記メモリアレイから水平方向に位置ずれし、前記スタック構造体及び前記ソース構造体を通って垂直方向に延在するコンタクト構造体と、
前記コンタクト構造体の側壁を実質的に覆う絶縁性ライナ材料であって、コンタクト構造体と前記スタック構造体及び前記ソース構造体の各々との間に介在する、絶縁性ライナ材料と、を備え、
前記メモリデバイスが更に、
前記メモリアレイ領域の垂直方向に下にある制御ロジック領域であって、前記コンタクト構造体と電気的に連通し、前記メモリセルのストリングに対する制御動作を実行するように構成された制御ロジックデバイスを備える、制御ロジック領域と、
前記メモリアレイ領域の垂直方向に上にある相互接続領域と、を備え、前記相互接続領域が、
前記デジット線構造体及び前記コンタクト構造体と電気的に連通する導電性ルーティング構造体と、
前記導電性ルーティング構造体の上にあり、前記導電性ルーティング構造体と電気的に連通する導電性パッド構造体と、を備える、メモリデバイス。
【請求項21】
前記ソース構造体の垂直方向に下にありかつ前記制御ロジックデバイスと電気的に連通する追加の導電性ルーティング構造体に、前記コンタクト構造体が物理的に接触する、請求項20に記載のメモリデバイス。
【請求項22】
前記コンタクト構造体が、各々、
前記ソース構造体の垂直方向に下にある下部領域と、
前記下部領域と一体であり、前記ソース構造体及び前記スタック構造体を通って垂直方向に延在する上部領域であって、前記下部領域の水平方向寸法よりも小さい水平方向寸法を有する、上部領域と、を備える、請求項20に記載のメモリデバイス。
【請求項23】
前記スタック構造体を通って垂直方向に延在し、前記ソース構造体と電気的に連通する追加のコンタクト構造体を更に備え、前記追加のコンタクト構造体のうちの少なくともいくつかが、前記メモリアレイと前記コンタクト構造体のうちの少なくともいくつかとの間に水平方向に介在する、請求項20に記載のメモリデバイス。
【請求項24】
前記追加のコンタクト構造体の最下境界が、前記コンタクト構造体の最下境界の垂直方向に上にある、請求項23に記載のメモリデバイス。
【請求項25】
前記制御ロジックデバイスが、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)回路を備え、前記制御ロジックデバイスのうちの少なくともいくつかが、前記メモリアレイの水平方向区域内に位置付けられる、請求項20~24のいずれか一項に記載のメモリデバイス。
【請求項26】
前記スタック構造体の前記導電性構造体が、タングステンを含む、請求項20~24のいずれか一項に記載のメモリデバイス。
【請求項27】
前記スタック構造体が、
水平方向に隣接し、前記導電性構造体の垂直方向境界内に実質的に限定された追加の絶縁性構造体と、
前記追加の絶縁性構造体と垂直方向に交互になる更なる絶縁性構造体であって、水平方向に隣接し、前記絶縁性構造体の垂直方向境界内に実質的に限定される、更なる絶縁性構造体と、を更に備える、請求項26に記載のメモリデバイス。
【請求項28】
前記追加の絶縁性構造体が、各々、誘電体窒化物材料を含み、
前記絶縁性構造体及び前記更なる絶縁性構造体が、各々、誘電体酸化物材料を含む、請求項27に記載のメモリデバイス。
【請求項29】
電子システムであって、
入力デバイスと、
出力デバイスと、
前記入力デバイス及び前記出力デバイスに動作可能に接続されたプロセッサデバイスと、
前記プロセッサデバイスに動作可能に接続されたメモリデバイスと、を備え、前記メモリデバイスが、
絶縁性構造体と垂直方向に交互になる導電性構造体を備えるスタック構造体と、
前記スタック構造体の下にあるソース構造体と、
前記スタック構造体の上にあるデジット線構造体と、
前記スタック構造体を通って延在し、前記ソース構造体及び前記デジット線構造体に結合されたメモリセルのストリングと、
前記スタック構造体及び前記ソース構造体を通って延在する導電性コンタクト構造体と、
前記ソース構造体の下にあり、前記導電性コンタクト構造体に結合された制御ロジック回路と、
前記デジット線構造体の上にあり、前記導電性コンタクト構造体に結合された導電性ルーティング構造体と、を備える、電子システム。
【請求項30】
前記メモリデバイスが、3次元NANDフラッシュメモリデバイスを含む、請求項29に記載の電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願へのクロスリファレンス]
この出願は、2021年10月13日に出願された「METHODS OF FORMING MICROELECTRONIC DEVICES, AND RELATED MICROELECTRONIC DEVICES, MEMORY DEVICES, AND ELECTRONIC SYSTEMS」に関する米国特許出願17/500,773の出願日の利益を主張するものであり、その開示は、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、様々な実施形態において、一般に、マイクロ電子デバイスの設計及び製作の分野に関する。より具体的には、本開示は、マイクロ電子デバイスを形成する方法、並びに関連するマイクロ電子デバイス、メモリデバイス、及び電子システムに関する。
【背景技術】
【0003】
マイクロ電子デバイスの設計者は、個々のフィーチャの寸法を低減することにより、且つ隣接するフィーチャ間の分離距離を低減することにより、マイクロ電子デバイス内のフィーチャの集積又は密度のレベルを向上させることを望む場合が多い。加えて、マイクロ電子デバイスの設計者は、コンパクトであるのみならず、性能の利点、及び簡略化され、製作がより容易でより安価な設計を提供するアーキテクチャを設計することを望む場合が多い。
【0004】
マイクロ電子デバイスの一例はメモリデバイスである。メモリデバイスは、一般に、コンピュータ又はその他の電子デバイス内の内部集積回路として提供される。不揮発性メモリデバイス(例えば、NANDフラッシュメモリデバイス)を含むがこれらに限定されない多くのタイプのメモリデバイスが存在する。不揮発性メモリデバイス内のメモリ密度を向上させる1つの方法は、垂直メモリアレイ(「3次元(3D)メモリアレイ」とも称される)アーキテクチャを利用することである。従来の垂直メモリアレイは、導電性構造体及び誘電体材料の階層を含む1つ又は複数のデッキ(例えば、スタック構造体)の開口部を通って延在する垂直メモリストリングを含む。各垂直メモリストリングは、垂直方向に積み重ねられたメモリセルの直列の組合せに直列に結合された少なくとも1つの選択デバイスを含み得る。そうした構成は、トランジスタの従来の平面(例えば、二次元)配置を用いる構造体と比較して、ダイ上にアレイを上向きに(例えば、垂直方向に)構築することによって、ダイ面積(すなわち、消費される活性表面の長さ及び幅)の単位内により多くの数のスイッチングデバイス(例えば、トランジスタ)を位置させることを可能にする。
【0005】
メモリデバイス(例えば、不揮発性メモリデバイス)のメモリアレイの下にあるベース制御ロジック構造体内の制御ロジックデバイスは、メモリデバイスのメモリセル上の動作(例えば、アクセス動作、読み出し動作、書き込み動作)を制御するために使用されてきた。制御ロジックデバイスのアセンブリは、ルーティング及び相互接続構造体を介して、メモリアレイのメモリセルと電気的に連通して提供され得る。しかしながら、ベース制御ロジック構造体の上にメモリアレイを形成するための処理条件(例えば、温度、圧力、材料)は、ベース制御ロジック構造体内の制御ロジックデバイスの構成及び性能を制限する場合がある。加えて、ベース制御ロジック構造体内で用いられる異なる制御ロジックデバイスの数量、寸法、及び配置はまた、メモリデバイスのサイズ(例えば、水平方向のフットプリント)の低減、及び/又は性能の向上(例えば、より高速のメモリセルのオン/オフ速度、より低い閾値スイッチング電圧)を望ましくない形で妨げる場合がある。
【発明の概要】
【0006】
いくつかの実施形態では、マイクロ電子デバイスを形成する方法は、犠牲構造体と、犠牲構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える予備スタック構造体を備える第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することを含む。制御ロジック回路を備える第2のマイクロ電子デバイス構造体が、形成される。第1のマイクロ電子デバイス構造体は、アセンブリを形成するために、第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けられる。アセンブリを形成した後、導電性構造体と絶縁性構造体の残りの部分とを備えるスタック構造体を形成するために、犠牲構造体は導電性構造体で少なくとも部分的に置換される。コンタクト構造体が、スタック構造体を通って延在するように形成される。コンタクト構造体のうちの1つ又は複数は、制御ロジック回路に結合される。導電線構造体は、スタック構造体の上に形成される。導電線構造体のうちの1つ又は複数は、コンタクト構造体のうちの1つ又は複数に結合される。
【0007】
追加の実施形態では、マイクロ電子デバイスは、スタック構造体と、ソース構造体と、導電線構造体と、コンタクト構造体と、を備える。スタック構造体は、制御ロジック回路の上にあり、導電性構造体と、導電性構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える。ソース構造体は、制御ロジック回路とスタック構造体との間に介在する。導電線構造体は、スタック構造体の上にある。コンタクト構造体は、スタック構造体及びソース構造体を通って延在し、制御ロジック回路及び導電線構造体のうちのいくつかに結合される。コンタクト構造体のうちの少なくとも1つは、スタック構造体及びソース構造体を通って延在する上部領域と、ソース構造体の下にあり、上部領域の水平方向断面積よりも大きい水平方向断面積を有する下部領域と、を備える。
【0008】
更なる実施形態では、メモリデバイスは、メモリアレイ領域と、メモリアレイ領域の垂直方向に下にある制御ロジック領域と、メモリアレイ領域の垂直方向に上にある相互接続領域と、を備える。メモリアレイ領域は、導電性構造体と、導電性構造体に垂直方向に隣接する絶縁性構造体と、を各々備える階層を備えるスタック構造体と、スタック構造体を通って垂直方向に延在するメモリセルのストリングを備えるメモリアレイと、スタック構造体の垂直方向に下にあり、メモリセルのストリングと電気的に連通するソース構造体と、スタック構造体の垂直方向に上にあり、メモリセルのストリングと電気的に連通するデジット線構造体と、メモリアレイから水平方向に位置ずれし、スタック構造体及びソース構造体を通って垂直方向に延在するコンタクト構造体と、コンタクト構造体の側壁を実質的に覆う絶縁性ライナ材料であって、コンタクト構造体とスタック構造体及びソース構造体の各々との間に介在する絶縁性ライナ材料と、を備える。制御ロジックは、コンタクト構造体と電気的に連通し、メモリセルのストリングに対する制御動作を実行するように構成された制御ロジックデバイスを備える。相互接続領域は、デジット線構造体及びコンタクト構造体と電気的に連通する導電性ルーティング構造体と、導電性ルーティング構造体の上にあり、導電性ルーティング構造体電気的に連通する導電性パッド構造体と、を備える。
【0009】
更なる実施形態では、電子システムは、入力デバイスと、出力デバイスと、入力デバイス及び出力デバイスに動作可能に接続されたプロセッサデバイスと、プロセッサデバイスに動作可能に接続されたメモリデバイスと、を含む。メモリデバイスは、スタック構造体と、ソース構造体と、デジット線構造体と、導電性コンタクト構造体と、制御ロジック回路体と、導電性ルーティング構造体と、を備える。スタック構造体は、絶縁性構造体と垂直方向に交互になる導電性構造体を備える。ソース構造体は、スタック構造体の下にある。デジット線構造体は、スタック構造体の上にある。メモリセルのストリングは、スタック構造体を通って延在し、ソース構造体及びデジット線構造体に結合される。導電性コンタクト構造体は、スタック構造体及びソース構造体を通って延在する。制御ロジック回路は、ソース構造体の下にあり、導電性コンタクト構造体に結合される。導電性ルーティング構造体は、デジット線構造体の上にあり、導電性コンタクト構造体に結合される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1A】本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図1B】本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図1C】本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図1D】本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図1E】本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図1F】本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図2A】本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図2B】本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図2C】本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図2D】本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図2E】本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図2F】本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法の異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。
【
図3】本開示の一実施形態による、電子システムの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下の説明は、本開示の実施形態の完全な説明を提供するために、材料組成、形状、及びサイズなどの具体的な詳細を提供する。しかしながら、本開示の実施形態は、これらの具体的な詳細を用いることなく実践され得ることを当業者は理解するであろう。実際、本開示の実施形態は、該当業界で用いられる従来のマイクロ電子デバイス製作技法と併せて実践され得る。加えて、以下に提供する説明は、マイクロ電子デバイス(例えば、メモリデバイス)を製造するための完全なプロセスフローを形成するものではない。以下に説明する構造体は、完全なマイクロ電子デバイスを形成するものではない。本開示の実施形態を理解するのに必要なプロセス動作及び構造体のみを以下に詳細に説明する。構造体から完全なマイクロ電子デバイスを形成するための追加の動作は、従来の製作技法によって実行され得る。
【0012】
本明細書で提示する図面は、例示のみを目的とし、任意の特定の材料、コンポーネント、構造体、デバイス、又はシステムの実際の外観を意味しない。例えば、製造技法及び/又は公差の結果として、図面に描かれる形状からの変化が想定される。したがって、本明細書に記載の実施形態は、例示するような特定の形状又は領域に限定されるものとして解釈すべきではなく、例えば、製造からもたらされる形状の逸脱を含む。例えば、ボックス形状として例示又は説明される領域は、未加工の及び/又は非線形のフィーチャを有し得、円形として例示又は説明される領域は、いくつかの未加工の及び/又は線形のフィーチャを含み得る。更に、例示する鋭角は丸みを帯び得、その逆も然りである。したがって、図に例示する領域は、本質的に概略的であり、それらの形状は、領域の正確な形状を例示することを意図せず、本特許請求の範囲を限定しない。図面は必ずしも一定の縮尺のものではない。加えて、図間で共通の要素は、同じ数値指定を保持し得る。
【0013】
本明細書で使用するとき、「メモリデバイス」は、メモリ機能を示すマイクロ電子デバイスを意味し、それを含むが、必ずしもメモリ機能に限定されるものではない。別の言い方をすれば、非限定的な例としてのみ、用語「メモリデバイス」は、従来のメモリ(例えば、従来の不揮発性メモリ、従来の揮発性メモリ)を含むだけでなく、特定用途向け集積回路(ASIC:application specific integrated circuit)(例えば、システムオンチップ(SoC:system on a chip))、ロジックとメモリを組み合わせたマイクロ電子デバイス、及びメモリを組み込んだグラフィック処理装置(GPU:graphics processing unit)も含む。
【0014】
本明細書で使用するとき、用語「構成された」及び「構成」は、所定の方式で少なくとも1つのフィーチャを使用することを容易にする少なくとも1つのフィーチャ(例えば、少なくとも1つの構造体、少なくとも1つの材料、少なくとも1つの領域、少なくとも1つのデバイスのうちの1つ又は複数)のサイズ、形状、材料組成、材料分布、向き、及び配置を指す。
【0015】
本明細書で使用するとき、用語「垂直」、「縦」、「水平」、及び「横」は、構造体の主平面に対するものであり、必ずしも地球の重力場によって定義されない。「水平」又は「横」方向は、構造体の主平面に実質的に平行な方向である一方、「垂直」又は「縦」方向は、構造体の主平面に実質的に垂直な方向である。構造体の主平面は、構造体の他の表面と比較して相対的に大きい面積を有する構造体の表面によって定義される。図面を参照すると、「水平」又は「横」方向は、示された「Z」軸に垂直であり得、示された「X」軸に平行であり得、且つ/又は示された「Y」軸に平行であり得る。また「垂直」又は「縦」方向は、示された「Z」軸に平行であり得、示された「X」軸に垂直であり得、示された「Y」軸に垂直であり得る。
【0016】
本明細書で使用するとき、相互に「隣接する」と説明されるフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)は、相互に最も近接して(例えば、最も近い)位置する開示した個体(又は複数の個体)のフィーチャを意味し、それを含む。「隣接する」フィーチャの開示した個体(又は複数の個体)と一致しない追加のフィーチャ(例えば、追加の領域、追加の構造体、追加のデバイス)は、「隣接する」フィーチャ間に配設され得る。別の言い方をすれば、「隣接する」フィーチャは、「隣接する」フィーチャ間に他のフィーチャが挟まらないように、互いに直接隣り合って位置付けられ得、又は「隣接する」フィーチャは、少なくとも1つの「隣接する」フィーチャと関連付けられた個体以外の個体を有する少なくとも1つのフィーチャが「隣接する」フィーチャ間に位置付けられるように、互いに間接的に隣り合って位置付けられ得る。したがって、互いに「垂直方向に隣接する」と説明されるフィーチャは、互いに最も垂直方向に近接して(例えば、垂直方向に最も近い)位置する開示した個体(又は複数の個体)のフィーチャを意味し、それを含む。更に、相互に「水平方向に隣接する」と説明されるフィーチャは、相互に最も水平方向に近接して(例えば、水平方向に最も近い)位置する開示した個体(又は複数の個体)のフィーチャを意味し、それを含む。
【0017】
本明細書で使用するとき、「下にある」、「下方の」、「下部の」、「底部の」、「上方の」、「上部の」、「頂部の」、「前の」、「後の」、「左の」、及び「右の」などの空間的に相対的な用語は、図に例示するようなある要素又はフィーチャの別の要素又はフィーチャとの関係を説明するための説明を容易にするために使用され得る。特に明記されていない限り、空間的に相対的な用語は、図に描かれる向きに加えて、材料の異なる向きを包含することを意図する。例えば、図中の材料を反転した場合、他の要素又はフィーチャの「下方の」又は「下にある」又は「下の」又は「の底部の」として説明した要素は、他の要素又はフィーチャの「上方の」又は「の頂部の」に向けられるであろう。したがって、用語「下方の」は、当該用語が使用される文脈に依存して、上方及び下方の両方の向きを包含し得、このことは当業者に明らかであろう。材料は、他の方法で方向付けられ(例えば、90度回転され、反転され、逆にされ)得、本明細書で使用する空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈され得る。
【0018】
本明細書で使用するとき、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈より明らかにそうでないと示されない限り、複数形をも含むことを意図する。
【0019】
本明細書で使用するとき、「及び/又は」及び「且つ/又は」は、関連する列挙された項目のうちの1つ又は複数のあらゆる全ての組合せを含む。
【0020】
本明細書で使用するとき、語句「~に結合される」は、直接的なオーミック接続を介して、又は間接的な接続を介して(例えば、別の構造体を介して)電気的に接続されるなど、互いに動作可能に接続された構造体を指す。
【0021】
本明細書で使用するとき、所与のパラメータ、特質、又は条件に関する用語「実質的に」は、所与のパラメータ、特質、又は条件が許容可能な公差内などのある程度の変動を満たすことを当業者が理解するであろう程度を意味し、それを含む。例として、実質的に満たす特定のパラメータ、特質、又は条件に依存して、パラメータ、特質、又は条件は、少なくとも90.0パーセント満たし得、少なくとも95.0パーセント満たし得、少なくとも99.0パーセント満たし得、少なくとも99.9パーセント満たし得、又は100.0パーセントさえも満たし得る。
【0022】
本明細書で使用するとき、特定のパラメータに対する数値に関する「約」又は「およそ」は、当該数値を含み、当業者が理解するであろう当該数値からの分散の程度は、特定のパラメータに対する許容可能な公差内にある。例えば、数値に関する「約」又は「およそ」は、数値の95.0パーセント~105.0パーセントの範囲内、数値の97.5パーセント~102.5パーセントの範囲内、数値の99.0パーセント~101.0パーセントの範囲内、数値の99.5パーセント~100.5パーセントの範囲内、又は数値の99.9パーセント~100.1パーセントの範囲など、数値の90.0パーセント~110.0パーセントの範囲内の追加の数値を含み得る。
【0023】
本明細書で使用するとき、「導電性材料」は、金属(例えば、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、バナジウム(V)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pa)、白金(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al))、合金(例えば、Co基合金、Fe基合金、Ni基合金、Fe及びNi基合金、Co及びNi基合金、Fe及びCo基合金、Co及びNi及びFe基合金、Al基合金、Cu基合金、マグネシウム(Mg)基合金、Ti基合金、鋼、低炭素鋼、ステンレス鋼)、導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)、及び導電的にドープされた半導体材料(例えば、導電的にドープされたポリシリコン、導電的にドープされたゲルマニウム(Ge)、導電的にドープされたシリコンゲルマニウム(SiGe))のうちの1つ又は複数などの導電性材料を意味し、それを含む。加えて、「導電性構造体」は、導電性材料から形成され、導電性材料を含む構造体を意味し、それを含む。
【0024】
本明細書で使用するとき、「絶縁性材料」は、電気的絶縁性材料、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、酸化ケイ素(SiOx)、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、酸化アルミニウム(AlOx)、酸化ハフニウム(HfOx)、酸化ニオブ(NbOx)、酸化チタン(TiOx)、酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化タンタル(TaOx)、及び酸化マグネシウム(MgOx)のうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、窒化ケイ素(SiNy))、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、酸窒化ケイ素(SiOxNy))、少なくとも1つの誘電体酸炭化物材料(例えば、酸炭化ケイ素(SiOxCy))、少なくとも1つの水素化誘電体酸炭化物材料(例えば、水素化酸炭化ケイ素(SiCxOyHz))、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、カルボキシ窒化ケイ素(SiOxCzNy))、のうちのこのような1つ又は複数を意味し、それを含む。本明細書で「x」、「y」、及び「z」のうちの1つ又は複数を含む式(例えば、SiOx、AlOx、HfOx、NbOx、TiOx、SiNy、SiOxNy、SiOxCy、SiCxOyHz、SiOxCzNy)は、ある元素の「x」個の原子、別の元素の「y」個の原子、及び追加の元素(存在する場合)の「z」個の原子を、別の元素(例えば、Si、Al、Hf、Nb、Ti)の原子一個ごとに対する平均比として含む材料を表す。式は相対的な原子比を表し、厳密な化学的構造ではないため、絶縁性材料は、1つ若しくは複数の化学量論的化合物及び/又は1つ若しくは複数の非化学量論的化合物を含み得、「x」、「y」、及び「z」(存在する場合)の値は、整数であり得、又は非整数であり得る。本明細書で使用するとき、用語「非化学量論的化合物」は、明確に定義された自然数の比で表すことができず、定比例の法則に反する元素組成を有する化合物を意味し、それを含む。加えて、「絶縁性構造体」は、絶縁性材料から形成され、絶縁性材料を含む構造体を意味し、それを含む。
【0025】
本明細書で使用するとき、用語「均質」は、フィーチャ(例えば、材料、構造体)に含まれる要素の相対量が、フィーチャの異なる部分(例えば、異なる水平部分、異なる垂直部分)全体にわたって変化しないことを意味する。逆に、本明細書で使用するとき、用語「不均質」は、フィーチャ(例えば、材料、構造)に含まれる要素の相対量がフィーチャの異なる部分にわたって変化することを意味する。フィーチャが不均質である場合、フィーチャに含まれる1つ又は複数の要素の量は、フィーチャの異なる部分にわたって、段階的に変化(例えば、急激に変化)し得るか、又は連続的に変化(例えば、直線状、対物線状など、徐々に変化)し得る。フィーチャは、例えば、少なくとも2つの異なる材料のスタックから形成され得、それを含み得る。
【0026】
文脈で別段示されない限り、本明細書に記載の材料は、スピンコーティング、ブランケットコーティング、化学気相堆積(CVD:chemical vapor deposition)、プラズマ強化CVD(PECVD:plasma enhanced CVD)、原子層堆積(ALD:atomic layer deposition)、プラズマ強化ALD(PEALD:plasma enhanced ALD)、物理気相堆積(PVD:physical vapor deposition)(例えば、スパッタリング)、又はエピタキシャル成長を含むがこれらに限定されない、任意の好適な技法によって形成され得る。形成される具体的な材料に依存して、材料を堆積又は成長させるための技法は、当業者によって選択され得る。加えて、文脈で別段示されない限り、本明細書に記載の材料の除去は、エッチング(例えば、乾式エッチング、湿式エッチング、蒸気エッチング)、イオンミリング、研磨平坦化(例えば、化学機械的平坦化(CMP:chemical-mechanical planarization))、又はその他の既知の方法を含むがこれらに限定されない、任意の好適な技法によって達成され得る。
【0027】
図1A~
図1Fは、本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイス(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)を形成する方法の、異なる処理段階を例示する簡略化された部分断面図である。以下に提供する説明と共に、本明細書に記載の方法及び構造体が様々なデバイス及び電子システムを形成するために使用され得ることは、当業者には容易に分かるであろう。
【0028】
図1Aを参照すると、第1のマイクロ電子デバイス構造体100は、第1のベース構造体102と、第1のベース構造体102の上及び/又はその中のソース階層104と、ソース階層104の上の予備スタック構造体110と、予備スタック構造体110を通って垂直方向に(例えば、Z方向に)延在するセルピラー構造体120及び犠牲コンタクト構造体122と、予備スタック構造体110の上にある第1の分離材料125と、を含むように形成され得る。第1のマイクロ電子デバイス構造体100はまた、以下で更に詳細に説明するように、追加のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含むように形成される。
【0029】
第1のマイクロ電子デバイス構造体100の第1のベース構造体102は、ベース材料又は構造物を含み、その上に第1のマイクロ電子デバイス構造体100の追加のフィーチャ(例えば、材料、構造体、デバイス)が形成される。第1のベース構造体102は、例えば、半導体材料(例えば、シリコン材料、このような単結晶シリコン又は多結晶シリコン(本明細書では「ポリシリコン」とも称される)、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、リン化ガリウム、リン化インジウム、窒化インジウムガリウム、及び窒化アルミニウムガリウムのうちの1つ又は複数)、支持構造体上のベース半導体材料、ガラス材料(例えば、ボロシリケートガラス(BSP:borosilicate glass)、ホスホシリケートガラス(PSG:phosphosilicate glass)、フルオロシリケートガラス(FSG:fluorosilicate glass)、ボロホスホシリケートガラス(BPSG:borophosphosilicate glass)、アルミノシリケートガラス、アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラス、石英、チタニアシリケートガラス、及びソーダ石灰ガラスのうちの1つ又は複数)、及びセラミック材料(例えば、多結晶窒化アルミニウム(p-AlN:poly-aluminum nitride)、シリコンオン多結晶窒化アルミニウム(SOPAN:silicon on poly-aluminum nitride)、窒化アルミニウム(AlN:aluminum nitride)、酸化アルミニウム(例えば、サファイア、α-Al2O3)、及び炭化ケイ素のうちの1つ又は複数)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。例えば、第1のベース構造体102は、従来のシリコン基板(例えば、従来のシリコンウェハ)、又は半導体材料を含む別のバルク基板を含み得る。
【0030】
ソース階層104は、少なくとも1つのソース材料106を含み得る。ソース材料106は、導電性材料から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、ソース材料106は、導電的にドープされた半導体材料、例えば、シリコン材料のうちの1つ又は複数の導電的にドープされた形態、例えば、単結晶シリコン又は多結晶シリコン、シリコンゲルマニウム材料、ゲルマニウム材料、ヒ化ガリウム材料、窒化ガリウム材料、及びリン化インジウム材料から形成され、それを含む。非限定的な例として、ソース材料106は、少なくとも1つのドーパント(例えば、少なくとも1つのn型ドーパント、少なくとも1つのp型ドーパント、及び少なくとも1つの他のドーパントのうちの1つ又は複数)でドープされたシリコン(例えば、多結晶シリコン)から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、ソース材料106は、第1のベース構造体102の上面に形成される。追加の実施形態では、少なくとも1つの材料(例えば、少なくとも1つの絶縁性材料)が、第1のベース構造体102とソース材料106との間に形成される。非限定的な例として、誘電体酸化物材料(例えば、二酸化ケイ素(SiO
2)などのSiO
x)が、第1のベース構造体102とソース材料106との間に(例えば、垂直方向におけるそれらの間に)形成され得る。更なる実施形態では、ソース材料106は、第1のベース構造体102内に少なくとも部分的に形成される。非限定的な例として、ソース材料106は、第1のベース構造体102の半導体材料の導電的にドープされた領域を備え得る。別の非限定的な例として、ソース材料106の第1の部分は、第1のベース構造体102の最上面の上方に位置し得、ソース材料106の第2の部分は、第1のベース構造体102の最上面の下方に位置し得る。更なる実施形態では、ソース階層104は、
図1Aの処理段階においてソース材料106を含まない。例えば、ソース材料106は、以下で更に詳細に説明するように、後続の処理段階において形成され得る。
【0031】
予備スタック構造体110は、犠牲構造体112と、犠牲構造体112と垂直方向に(例えば、Z方向に)交互になる絶縁性構造体114と、を含むように形成され得る。犠牲構造体112及び絶縁性構造体114は、階層116内に配置され得、階層116の各々は、個々に、絶縁性構造体114のうちの少なくとも1つと垂直方向に隣接する犠牲構造体112のうちの少なくとも1つを含む。予備スタック構造体110は、任意の所望の量の階層116、例えば、16個(16)以上の階層116、32個(32)以上の階層116、64個(64)以上の階層116、128個(128)以上の階層116の、又は256個(256)以上の階層116を含むように形成され得る。
【0032】
予備スタック構造体110の階層116の犠牲構造体112は、絶縁性構造体114の追加の材料(例えば、少なくとも1つの追加の絶縁性材料)に対して選択的に除去され得る、少なくとも1つの材料(例えば、少なくとも1つの絶縁性材料)から形成され得、それを含み得る。犠牲構造体112の材料組成は、絶縁性構造体114の材料組成とは異なる。犠牲構造体112は、第1のエッチャントへの共通の(例えば、集合的、相互の)曝露中に、絶縁性構造体114に対して選択的にエッチング可能であり得、絶縁性構造体114は、第2の異なるエッチャントへの共通の曝露中に、犠牲構造体112に対して選択的にエッチング可能であり得る。本明細書で使用するとき、材料が別の材料のエッチング速度よりも少なくとも約3倍(3×)速い、例えば、約5倍(5×)速い、例えば、約10倍(10×)速い、約20倍(20×)速い、又は約40倍(40×)速いエッチング速度を示す場合、材料は、別の材料に対して「選択的にエッチング可能」である。非限定的な例として、犠牲構造体112は、絶縁性材料、例えば、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiOx、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlOx、HfOx、NbOx、TiOx、ZrOx、TaOx、及びMgOxのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiNy)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiOxNy)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiOxCzNy)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、犠牲構造体112の各々は、誘電体窒化物材料、例えば、SiNy(例えば、Si3N4)から形成され、それを含む。犠牲構造体112の各々は、個々に、実質的に均質であり得るか、又は実質的に不均質であり得る。
【0033】
予備スタック構造体110の階層116の絶縁性構造体114は、少なくとも1つの絶縁性材料、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiOx、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlOx、HfOx、NbOx、TiOx、ZrOx、TaOx、及びMgOxのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiNy)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiOxNy)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiOxCzNy)のうちのこのような1つ又は複数から形成され得、これらを含み得る。いくつかの実施形態では、絶縁性構造体114の各々は、誘電体酸化物材料、例えば、SiOx(例えば、SiO2)から形成され、それを含む。絶縁性構造体114の各々は、個々に、実質的に均質であり得るか、又は実質的に不均質であり得る。
【0034】
セルピラー構造体120は、各々個々に、材料のスタックから形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、セルピラー構造体120の各々は、電荷遮断材料、例えば、第1の誘電体酸化物材料(例えば、SiO
2などのSiO
x、Al
2O
3などのAlO
x)、電荷捕獲材料、例えば、誘電体窒化物材料(例えば、Si
3N
4などのSiN
y)、トンネル誘電体材料、例えば、第2の酸化物誘電体材料(例えば、SiO
2などのSiO
x)、チャネル材料、例えば、半導体材料(例えば、多結晶Siなどのシリコン)、及び誘電体充填材料(例えば、誘電体酸化物、誘電体窒化物、空気)を含むように形成され得る。電荷遮断材料は、セルピラー構造体120の水平境界を少なくとも部分的に画定する予備スタック構造体110の階層116の犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の表面の上に又はそれを覆って形成され得る。電荷捕獲材料は、電荷遮断材料によって水平方向に囲まれ得る。トンネル誘電体材料は、電荷捕獲材料によって水平方向に囲まれ得る。チャネル材料は、トンネル誘電体材料によって水平方向に囲まれ得る。誘電体充填材料は、チャネル材料によって水平方向に囲まれ得る。
図1Aに示すように、セルピラー構造体120は、予備スタック構造体110を通って、予備スタック構造体110の下にあるソース階層104まで又はその中に、垂直方向に(例えば、Z方向に)延在するように形成され得る。例えば、セルピラー構造体120は、個々に、予備スタック構造体110の上面から、予備スタック構造体110の階層116を通って、ソース階層104のソース材料106(形成されている場合)まで又はその中に、垂直方向に延在し得る。
【0035】
犠牲コンタクト構造体122は、以下で更に詳細に説明するように、第1のマイクロ電子デバイス構造体100及び絶縁性ライナ材料124の他の材料、並びに第1のマイクロ電子デバイス構造体100から部分的に形成されたアセンブリの追加の材料に対して選択的に除去され得る少なくとも1つの材料(例えば、少なくとも1つの誘電体材料)から形成され得、それを含み得る。例えば、犠牲コンタクト構造体122は、絶縁性構造体114、第1の分離材料125、及び犠牲コンタクト構造体122を囲むように形成された少なくとも1つの絶縁性ライナ材料124に対して、エッチャントへの共通の(例えば、集合的、相互の)曝露中に、選択的にエッチング可能であり得る。犠牲コンタクト構造体122の材料組成は、絶縁性構造体114、第1の分離材料125、及び絶縁性ライナ材料124の材料組成とは異なる。非限定的な例として、犠牲コンタクト構造体122は、少なくとも1つの絶縁性材料、例えば、1つ又は複数の少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiOx、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlOx、HfOx、NbOx、TiOx、ZrOx、TaOx、及びMgOxのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiNy)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiOxNy)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiOxCzNy)から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、犠牲コンタクト構造体122は、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、Si3N4などのSiNy)及び少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiOxNy)のうちの1つ又は複数から形成され、それを含む。犠牲コンタクト構造体122は、個々に、実質的に均質であるように形成され得、又は犠牲コンタクト構造体122は、個々に、不均質であるように形成され得る。
【0036】
図1Aに示すように、犠牲コンタクト構造体122は、セルピラー構造体120のアレイから、水平方向に(例えば、X方向に)位置ずれするように形成され得る。加えて、犠牲コンタクト構造体122は、予備スタック構造体110を通って、予備スタック構造体110の下にあるソース階層104まで又はその中に、垂直方向に(例えば、Z方向に)延在するように形成され得る。例えば、犠牲コンタクト構造体122は、個々に、予備スタック構造体110の上面から、予備スタック構造体110の階層116を通って、ソース階層104のソース材料106(形成されている場合)まで又はその中に、垂直方向に延在し得る。いくつかの実施形態では、個々の犠牲コンタクト構造体122について、その最下境界(例えば、最下面)は、ソース階層104のソース材料106の最上境界(例えば、最上面)の、垂直方向に下方に位置するように形成される。追加の実施形態では、個々の犠牲コンタクト構造体122について、その最下境界は、ソース階層104のソース材料106の最上境界に又はその上方に、実質的に垂直方向に位置するように形成される。
【0037】
絶縁性ライナ材料124は、犠牲コンタクト構造体122の少なくとも側面(例えば、側壁)の上に実質的に連続的に延在し、それを実質的に覆うように形成され得る。絶縁性ライナ材料124は、犠牲コンタクト構造体122と予備スタック構造体110の階層116の犠牲構造体112(及び絶縁性構造体114)との間に、水平方向に介在し得る。
図1Aに示すように、絶縁性ライナ材料124はまた、犠牲コンタクト構造体122の最下面の下に実質的に連続的に延在し、それを実質的に覆うように形成され得る。個々の犠牲コンタクト構造体122について、最下面は、絶縁性ライナ材料124の上に又はそれを覆って位置し得る。個々の犠牲コンタクト構造体122の側面の上に実質的に連続的に延在し、それを実質的に覆う絶縁性ライナ材料124の部分は、犠牲コンタクト構造体122の最下面の下に実質的に連続的に延在し、それを実質的に覆う絶縁性ライナ材料124の追加の部分と一体且つ連続的であり得る。絶縁性ライナ材料124は、犠牲コンタクト構造体122の隣接する表面から離れて外方に延在する所望の厚さを示すように形成され得る。非限定的な例として、絶縁性ライナ材料124の厚さは、約8nm以上であり得、例えば、約8ナノメートル(nm)~約20nm、約10nm~約18nm、又は約10nm~約15nmの範囲内であり得る。
【0038】
絶縁性ライナ材料124は、少なくとも1つの絶縁性材料、例えば、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiOx、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlOx、HfOx、NbOx、TiOx、ZrOx、TaOx、及びMgOxのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiNy)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiOxNy)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiOxCzNy)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。絶縁性ライナ材料124の材料組成は、犠牲コンタクト構造体122の材料組成とは異なるため、犠牲コンタクト構造体122は、エッチャントへの共通の(例えば、集合的、相互の)曝露中に、絶縁性ライナ材料124に対して選択的にエッチング可能である。いくつかの実施形態では、絶縁性ライナ材料124の各々は、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiO2などのSiOx)から形成され、それを含む。
【0039】
絶縁性ライナ材料124は、予備スタック構造体110を通って、少なくとも、予備スタック構造体110の下にあるソース階層104まで(例えば、それまで、その中に、それを越えて)、垂直方向に(例えば、Z方向に)延在するように形成され得る。例えば、絶縁性ライナ材料124は、個々に、予備スタック構造体110の上面から、予備スタック構造体110の階層116を通って、ソース階層104のソース材料106(形成されている場合)まで、その中に、又はそれを越えて、垂直方向に延在し得る。いくつかの実施形態では、絶縁性ライナ材料124の最下境界(例えば、最下面)は、ソース階層104のソース材料106の最上境界(例えば、最上面)の、垂直方向に下方に位置するように形成される。追加の実施形態では、絶縁性ライナ材料124の最下境界は、ソース階層104のソース材料106の最上境界に又はその上方に、実質的に垂直方向に位置するように形成される。
【0040】
引き続き
図1Aを参照すると、第1の分離材料125は、予備スタック構造体110の上に又はそれを覆って形成され得る。第1の分離材料125は、セルピラー構造体120及びその中の犠牲コンタクト構造体122を含む予備スタック構造体110の水平方向区域(例えば、XY平面内)の実質的に全体にわたって実質的に連続的に水平方向に延在する実質的に平面の最上境界(例えば、最上面)を示し得る。第1の分離材料125は、以下で更に詳細に説明するように、後続の接合プロセスに用いられ得る。第1の分離材料125は、少なくとも1つの絶縁性材料から形成され得、それを含み得る。第1の分離材料125の材料組成は、予備スタック構造体110の階層116の絶縁性構造体114の材料組成と実質的に同じであり得るか、又は絶縁性構造体114の材料組成とは異なり得る。第1の分離材料125は、予備スタック構造体110の最上階層116の犠牲構造体112の垂直方向に上にある絶縁性構造体114の絶縁性材料の一部分を備え得、且つ/又は、予備スタック構造体110の最上階層116の犠牲構造体112の上に又はそれを覆って形成された追加の絶縁性材料を備え得る。いくつかの実施形態では、第1の分離材料125は、誘電体酸化物材料、例えば、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。第1の分離材料125は、実質的に均質であり得、又は第1の分離材料125は、不均質であり得る。
【0041】
次に
図1Bを参照すると、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)に後で取り付けられる第2のマイクロ電子デバイス構造体126が形成され得る。第2のマイクロ電子デバイス構造体126は、第2のベース構造体128と、第2のベース構造体128の少なくとも部分的に上にある制御ロジック領域130と、を含むように形成され得る。制御ロジック領域130は、トランジスタ132と、第1のルーティング構造体140と、第1のコンタクト構造体142と、第2の分離材料148と、を含み得る。第2のマイクロ電子デバイス構造体126の制御ロジック領域130は、以下で更に詳細に説明するように、第2のマイクロ電子デバイス構造体126及び第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)を使用して後で形成されるマイクロ電子デバイス(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)内で用いられ得る。第2のマイクロ電子デバイス構造体126のトランジスタ132、第1のルーティング構造体140、及び第1のコンタクト構造体142は、以下でも更に詳細に説明するように、制御ロジック領域130の様々な制御ロジックデバイス144の制御ロジック回路を形成し得る。
【0042】
第2のマイクロ電子デバイス構造体126の第2のベース構造体128(例えば、半導体ウェハ)は、ベース材料又は構造物を備え、その上に第2のマイクロ電子デバイス構造体126の追加のフィーチャ(例えば、材料、構造体、デバイス)が形成される。第2のベース構造体128は、半導体構造(例えば、半導体ウェハ)、又は支持構造体上のベース半導体材料を含み得る。例えば、第2のベース構造体128は、従来のシリコン基板(例えば、従来のシリコンウェハ)、又は半導体材料を含む別のバルク基板を含み得る。いくつかの実施形態では、第2のベース構造体128は、シリコンウェハを含む。加えて、第2のベース構造体128は、その中に且つ/又はその上に形成された1つ又は複数の層、構造体、及び/又は領域を含み得る。例えば、第2のベース構造体128は、導電的にドープされた領域及びドープされていない領域を含み得る。
【0043】
制御ロジック領域130のトランジスタ132は、制御ロジック領域130の第2のベース構造体128の部分と第1のルーティング構造体140との間に、垂直方向に挟まるように形成され得る。トランジスタ132は、第2のベース構造体128内の導電的にドープされた領域134(例えば、トランジスタ132のソース領域及びドレイン領域として機能する)と、第2のベース構造体128内にあり、導電性ドープ領域134間に水平方向に介在するチャネル領域136と、チャネル領域136の垂直方向に上にあるゲート構造体138と、を含むように形成され得る。トランジスタ132はまた、ゲート構造体138とチャネル領域136との間に垂直方向に(例えば、Z方向に)挟まるように形成されたゲート誘電体材料(例えば、誘電体酸化物)を含み得る。
【0044】
制御ロジック領域130のトランジスタ132について、第2のベース構造体128内の導電的にドープされた領域134は、1つ又は複数の望ましいドーパント(例えば、化学種)でドープされ得る。いくつかの実施形態では、制御ロジック領域130内の個々のトランジスタ132の導電的にドープされた領域134は、少なくとも1つのN型ドーパント(例えば、リン、ヒ素、アンチモン、及びビスマスのうちの1つ又は複数)でドープされる。このような実施形態のうちのいくつかでは、トランジスタ132のチャネル領域136は、少なくとも1つのP型ドーパント(例えば、ホウ素、アルミニウム、及びガリウムのうちの1つ又は複数)でドープされる。このような実施形態のうちのいくつかの他の実施形態では、トランジスタ132のチャネル領域136は、実質的にドープされない。追加の実施形態では、制御ロジック領域130内の個々のトランジスタ132の導電的にドープされた領域134は、少なくとも1つのP型ドーパント(例えば、ホウ素、アルミニウム、ガリウムのうちの1つ又は複数)でドープされる。このような追加の実施形態のうちのいくつかでは、トランジスタ132のチャネル領域136は、少なくとも1つのN型ドーパント(例えば、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのうちの1つ又は複数)でドープされる。このような追加の実施形態のうちのいくつかの他の実施形態では、トランジスタ132のチャネル領域136は、実質的にドープされない。
【0045】
ゲート構造体138は、個々に、制御ロジック領域130の複数のトランジスタ132間で水平方向に(例えば、Y方向に)に延在し、制御ロジック領域130の複数のトランジスタ132によって用いられ得る。ゲート構造体138は、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、ゲート構造体138は、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。ゲート構造体138は、個々に、実質的に均質であり得、又はゲート構造体138は個々に、不均質であり得る。
【0046】
第1のルーティング構造体140は、第2のベース構造体128の垂直方向に(例えば、Z方向に)上にあり得、トランジスタ132のうちの少なくともいくつかに電気的に接続され得る。第1のルーティング構造体140は、第2のマイクロ電子デバイス構造体126及び第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)を使用して後で形成されるマイクロ電子デバイスのためのローカルルーティング構造体として機能し得る。第1のコンタクト構造体142の第1のグループ142Aは、トランジスタ132のうちの少なくともいくつかの間を垂直方向に延在し、それらを第1のルーティング構造体140のうちの1つ又は複数に結合し得る。加えて、第1のコンタクト構造体142の第2のグループ142Bは、第1のルーティング構造体140のうちのいくつかの間に垂直方向に延在し、それらを互いに結合し得る。
【0047】
第1のルーティング構造体140は各々個々に、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第1のルーティング構造体140は、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第1のルーティング構造体140は、個々に、Cuから形成され、それを含む。追加の実施形態では、第1のルーティング構造体140は、個々に、Wから形成され、それを含む。
【0048】
第1のコンタクト構造体142(その第1のグループ142A及び第2のグループ142Bを含む)は、各々個々に、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第1のルーティング構造体140は、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第1のコンタクト構造体142は、個々に、Cuから形成され、それを含む。追加の実施形態では、第1のコンタクト構造体142は、個々に、Wから形成され、それを含む。更なる実施形態では、第1のコンタクト構造体142の第1のグループ142Aの第1のコンタクト構造体142は、個々に、第1の導電性材料(例えば、W)から形成され、それを含む。第1のコンタクト構造体142の第2のグループ142Bの第1のコンタクト構造体142は、個々に、第2の異なる導電材料(例えば、Cu)から形成され、それを含む。
【0049】
以前に述べたように、トランジスタ132、第1のルーティング構造体140、及び第1のコンタクト構造体142は、制御ロジック領域130の様々な制御ロジックデバイス144の制御ロジック回路を形成し得る。いくつかの実施形態では、制御ロジックデバイス144は、相補型金属酸化膜半導体(CMOS:complementary metal-oxide-semiconductor)回路を含む。制御ロジックデバイス144は、第2のマイクロ電子デバイス構造体126及び第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)を使用して後で形成されるマイクロ電子デバイス(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)の他のコンポーネント(例えば、メモリセル)の様々な動作を制御するように構成され得る。非限定的な例として、制御ロジックデバイス144は、チャージポンプ(例えば、V
CCPチャージポンプ、V
NEGWLチャージポンプ、DVC2チャージポンプ)、遅延ロックループ(DLL:delay-locked loop)回路(例えば、リングオシレータ)、V
ddレギュレータ、ドライバ(例えば、ストリングドライバ)、ページバッファ、デコーダ(例えば、ローカルデッキデコーダ、列デコーダ、行デコーダ)、センスアンプ(例えば、イコライゼーション(EQ:equalization)アンプ、アイソレーション(ISO:isolation)アンプ、NMOSセンスアンプ(NSA:NMOS sense amplifier)、PMOSセンスアンプ(PSA:PMOS sense amplifier))、修復回路(例えば、列修復回路、行修復回路)、I/Oデバイス(例えば、ローカルI/Oデバイス)、メモリテストデバイス、アレイマルチプレクサ(MUX:multiplexer)、誤り検査及び訂正(ECC:error checking and correction)デバイス、セルフリフレッシュ/ウェアレベリングデバイス、並びにその他のチップ/デッキ制御回路のうちの1つ又は複数(例えば、各々)を含み得る。
【0050】
引き続き
図1Bを参照すると、第2の分離材料148は、トランジスタ132、第1のルーティング構造体140、及び第1のコンタクト構造体142の部分を覆い、囲むように形成され得る。いくつかの実施形態では、第2の分離材料148は、その最上面が第2のマイクロ電子デバイス構造体126の最上部の第1のルーティング構造体140の最上面と実質的に同一平面となるように形成される。したがって、第1のルーティング構造体140の最上面は、第2の分離材料148によって覆われない。追加の実施形態では、第2の分離材料148は、第2の分離材料148の最上面が最上部の第1のルーティング構造体140の最上面の垂直方向に上にあるように、第2のマイクロ電子デバイス構造体126の最上部の第1のルーティング構造体140の最上面の実質的に覆うように形成される。
【0051】
第2の分離材料148は、少なくとも1つの絶縁性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第2の分離材料148は、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiO
x、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlO
x、HfO
x、NbO
x、及びTiO
xのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiN
y)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)、少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiO
xC
zN
y)、及びアモルファスカーボンのうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。第2の分離材料148の材料組成は、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)の第1の分離材料125(
図1A)の材料組成と実質的に同じであり得、又は第2の分離材料148の材料組成は、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)の第1の分離材料125(
図1A)の材料組成とは異なり得る。いくつかの実施形態では、第2の分離材料148は、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。第2の分離材料148は、実質的に均質であり得、又は第2の分離材料148は、不均質であり得る。
【0052】
次に
図1Cを参照すると、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)は、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162を形成するために、第3のマイクロ電子デバイス構造体150に取り付けられ(例えば、接合され)得る。第3のマイクロ電子デバイス構造体150は、第3のベース構造体152と、第3のベース構造体152の上にあるか、それを覆っているか、又はその中にある、第3の分離材料154と、を含み得る。第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162は、反転され(例えば、Z方向に上下を逆にされ)得、第1のベース構造体102(
図1A)の少なくとも一部分が除去され得る。次いで、1つ又は複数のソース構造体158が、ソース階層104内に形成され得、第4の分離材料160が、ソース構造体158の上に又はそれを覆って形成され得る。
【0053】
第3のマイクロ電子デバイス構造体150の第3のベース構造体152は、ベース材料又は構造物を備え、その上に、形成されたものの追加のフィーチャ(例えば、材料、構造体、デバイス)。いくつかの実施形態では、第3のベース構造体152は、ウェハを含む。第3のベース構造体152は、半導体材料(例えば、シリコン材料、このような単結晶シリコン又は多結晶シリコン(本明細書では「ポリシリコン」とも呼ばれる)、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、リン化ガリウム、リン化インジウム、窒化インジウムガリウム、及び窒化アルミニウムガリウムのうちの1つ又は複数)、支持構造体上のベース半導体材料、ガラス材料(例えば、ボロシリケートガラス(BSP)、ホスホシリケートガラス(PSG)、フルオロシリケートガラス(FSG)、ボロホスホシリケートガラス(BPSG)、アルミノシリケートガラス、アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラス、石英、チタニアシリケートガラス、及びソーダ石灰ガラスのうちの1つ又は複数)、及びセラミック材料(例えば、多結晶窒化アルミニウム(p-AlN)、シリコンオン多結晶窒化アルミニウム(SOPAN)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(例えば、サファイア、α-Al2O3)、及び炭化ケイ素のうちの1つ又は複数)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第3のベース構造体152は、半導体ウェハ(例えば、シリコンウェハ)、ガラスウェハ、又はセラミックウェハを含み得る。第3のベース構造体152は、その中に且つ/又はその上に形成された1つ又は複数の層、構造体、及び/又は領域を含み得る。第3のベース構造体152は、以下で更に詳細に説明するように、第2のマイクロ電子デバイス構造体126への後続の取り付けのための第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162の安全な取り扱いを容易にするように構成され得る。
【0054】
第3のマイクロ電子デバイス構造体150の第3の分離材料154は、少なくとも1つの絶縁性材料から形成され得、それを含み得る。第3のマイクロ電子デバイス構造体150の第3の分離材料154の材料組成は、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)の第1の分離材料125の材料組成と実質的に同じであり得、又は第3の分離材料154の材料組成は、第1の分離材料125の材料組成とは異なり得る。いくつかの実施形態では、第3の分離材料154は、誘電体酸化物材料、例えば、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。第3の分離材料154は、実質的に均質であり得、又は第3の分離材料154は、不均質であり得る。
【0055】
第3のマイクロ電子デバイス構造体150を第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)に取り付けるために、第3のマイクロ電子デバイス構造体150が、垂直方向に反転され(例えば、Z方向に上下を逆にされ)得、その第3の分離材料154が、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)の第1の分離材料125と物理的に接触して提供され得、第3の分離材料154及び第1の分離材料125が、第3の分離材料154と第1の分離材料125との間に接合(例えば、酸化物と酸化物との接合)を形成するために、アニール条件に曝され得る。非限定的な例として、第3の分離材料154及び第1の分離材料125は、第3の分離材料154と第1の分離材料125との間に酸化物と酸化物との接合を形成するために、約400℃以上(例えば、約400℃~約800℃の範囲内、約800℃超)の温度に曝され得る。いくつかの実施形態では、第1の分離材料125及び第3の分離材料154は、第1の分離材料125と第3の分離材料154との間に酸化物と酸化物との接合を形成するために、約800℃超の少なくとも1つの温度に曝され得る。
【0056】
第3の分離材料154を第1の分離材料125に接合することは、第1の接続された分離構造体156を形成し得る。
図1Cでは、第1の接続された分離構造体156の第1の分離材料125及び第3の分離材料154が破線によって互いに区別されているが、第1の分離材料125と第3の分離材料154とは、互いに一体且つ連続的であり得る。別の言い方をすれば、第1の接続された分離構造体156は、第1の領域(例えば、垂直方向の上部領域)として第1の分離材料125を含み、第2の領域(例えば、垂直方向の下部領域)として第3の分離材料154を含む実質的にモノリシックな構造体であり得る。第1の接続された分離構造体156について、その第1の分離材料125は、その第3の分離材料154にボンドラインを用いずに取り付けられ得る。
【0057】
引き続き
図1Cを参照すると、第3のマイクロ電子デバイス構造体150を第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)に取り付けた後、第1のベース構造体102(
図1A)が、(例えば、従来の剥離プロセス及び/又は従来の研磨プロセスを通じて)少なくとも部分的に除去され得る。材料除去プロセスは、第1のマイクロ電子デバイス構造体100(
図1A)のソース階層104の材料(例えば、ソース材料106(
図1A))、及び絶縁性ライナ材料124の部分を露出させ(例えば、覆わないようにし)得る。ソース階層104の材料は、以下で更に詳細に説明するように、ソース階層104のソース構造体158を形成するために処理(例えば、アニール、エッチング)され得る。
図1Cに示すように、ソース構造体158の最上境界(例えば、最上面)は、絶縁性ライナ材料124の部分の最上境界(例えば、最上面)と実質的に同一平面上に形成され得る。ソース構造体158は、セルピラー構造体120に結合され得る。
【0058】
第1のベース構造体102(
図1A)の除去に続いて、ソース材料106(
図1A)(及び任意選択で、以下で更に詳細に説明するように、1つ又は複数の追加の材料)の領域が存在する場合、これが除去(例えば、エッチング)されて、ソース階層104のソース構造体158を形成し得る。任意選択で、ソース材料(例えば、ドープされた多結晶シリコン)及び/又は結束材料(例えば、導電性材料、例えば、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料のうちの1つ又は複数を含む金属材料)の追加の量(例えば、追加の体積)が、第1のベース構造体102(
図1A)の除去に続いて、ソース構造体158に対する材料除去プロセスの前に、ソース材料106の上に又はそれを覆って形成され得る。形成される場合、ソース材料及び/又は結束材料は、ソース階層104のソース構造体158の部分となり得る。いくつかの実施形態では、結束材料が形成され、タングステン(W)、窒化タングステン(WN
x)、及びケイ化タングステン(WSi
x)のうちの1つ又は複数から形成され、それを含む。加えて、ソース材料106(
図1A)(及び存在する場合、追加量のソース材料)は、任意選択で、結束材料(存在する場合)の形成前及び/又は形成後にアニール(例えば、熱的にアニール)され得る。ソース材料106(
図1A)(及び存在する場合、追加量のソース材料)をアニールすることは、例えば、ソース材料106(
図1A)(及び存在する場合、追加量のソース材料)内のドーパントの活性化を促進又は強化し得る。
【0059】
本明細書で以前に考察したように、いくつかの実施形態では、ソース材料106(
図1A)は、
図1Aを参照して以前に説明した処理段階において形成されない。代わりに、ソース構造体158のソース材料は、第1のベース構造体102(
図1A)の除去後に形成され得る。いくつかのそのような実施形態では、ソース材料は、
図1Aにおいてソース構造体158を通って垂直方向に延在するように示される絶縁性ライナ材料124(及びそれによって囲まれた犠牲コンタクト構造体122)の部分を実質的に覆うように形成される。絶縁性ライナ材料124(及び犠牲コンタクト構造体122)の水平方向区域(例えば、XY平面内)の垂直方向に上にあり、その中にあるソース材料の部分は、絶縁性ライナ材料124の部分を露出させる(例えば、覆わないようにする)ために、ソース構造体158の形成中に除去(例えば、エッチング)され得る。したがって、ソース構造体158の最上境界(例えば、最上面)は、絶縁性ライナ材料124の最上境界(例えば、最上面)の垂直方向に上にあり得る。このような実施形態では、ソース構造体158の上に又はそれを覆って後で形成される第4の分離材料160は、材料除去プロセスの結果として、ソース構造体158を通って垂直方向に延在する開口部を充填(例えば、実質的に充填)する。追加の実施形態では、絶縁性ライナ材料124(及び犠牲コンタクト構造体122)の水平方向区域(例えば、XY平面内)の垂直方向に上にあり、その中にあるソース材料の部分は、ソース構造体158の形成中に除去されない(例えば、維持される)。このような実施形態では、絶縁性ライナ材料124(及び犠牲コンタクト構造体122)の水平方向区域の垂直方向に上にあり、その中にあるソース構造体158の部分は、
図1Eを参照して以下で説明する処理段階などの後続の処理段階において除去される(例えば、エッチングされる)。
【0060】
加えて、絶縁性ライナ材料124及び犠牲コンタクト構造体122は、
図1Aの処理段階において形成されるものとして本明細書で説明されているが、本開示はそのように限定されない。絶縁性ライナ材料124及び犠牲コンタクト構造体122は、例えば、
図1Cの処理段階において形成され得る。例えば、第1のベース構造体102(
図1A)の除去に続いて、ソース材料106(
図1A)(及び/又は第1のベース構造体102(
図1A)の除去後に形成されたソース材料)及び予備スタック構造体110を通って、第1の接続された分離構造体156まで又はその中に垂直方向に延在するように、コンタクト開口部が形成され得る。その後、絶縁性ライナ材料124及び犠牲コンタクト構造体122が、コンタクト開口部内に形成され得る。このような実施形態では、絶縁性ライナ材料124及び犠牲コンタクト構造体122の先細りは、
図1Cに描かれている先細りの仕方に対して逆であってもよい。例えば、個々の犠牲コンタクト構造体122の水平方向区域(例えば、XY平面内)は、
図1Cに描かれている様式で増加するのではなく、第1の接続された分離構造体156に向かう方向(例えば、負のZ方向)に減少し得る。
【0061】
引き続き
図1Cを参照すると、ソース階層204のソース構造体158が、セルピラー構造体120に結合され得る。いくつかの実施形態では、ソース構造体158は、セルピラー構造体120に直接物理的に接触する。追加の実施形態では、導電性コンタクト構造体は、ソース構造体158とセルピラー構造体120との間に垂直方向に挟まるように形成され得る。加えて、ソース構造体158は、以下で更に詳細に説明するように、続いて、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162を使用して形成されるマイクロ電子デバイス(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)の追加のフィーチャに結合され得る。
【0062】
引き続き
図1Cを参照すると、第4の分離材料160は、少なくとも、ソース構造体158の最上面の上に又はそれを覆って形成され得る。いくつかの実施形態では、第4の分離材料160は、絶縁性ライナ材料124の最上面の上にも形成される。第4の分離材料160は、セルピラー構造体120及びその中の犠牲コンタクト構造体122を含む予備スタック構造体110の水平方向区域(例えば、XY平面内)の実質的に全体にわたって実質的に連続的に水平方向に延在する実質的に平面の最上境界(例えば、最上面)を示し得る。第4の分離材料160は、以下で更に詳細に説明するように、後続の接合プロセスに用いられ得る。第4の分離材料160は、少なくとも1つの絶縁性材料から形成され得、それを含み得る。第4の分離材料160の材料組成は、第2のマイクロ電子デバイス構造体126(
図1B)の第2の分離材料148(
図1B)の材料組成と実質的に同じであり得るか、又は第2のマイクロ電子デバイス構造体126(
図1B)の第2の分離材料148(
図1B)の材料組成とは異なり得る。いくつかの実施形態では、第4の分離材料160は、誘電体酸化物材料、例えば、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。第4の分離材料160は、実質的に均質であり得、又は第4の分離材料160は、不均質であり得る。
【0063】
次に
図1Dを参照すると、第4の分離材料160の形成に続いて、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162が、垂直方向に反転され(例えば、Z方向に上下を逆にされ)、第2のマイクロ電子デバイス構造体126に取り付けられて(例えば、接合されて)、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164を形成し得る。代替として、第2のマイクロ電子デバイス構造体126は、垂直方向に反転され(例えば、Z方向に上下を逆にされ)、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162に取り付けられて、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164を形成し得る。
【0064】
第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162を第2のマイクロ電子デバイス構造体126に取り付けるために、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162の第4の分離材料160が、第2のマイクロ電子デバイス構造体126の少なくとも第2の分離材料148と物理的に接触させられ得る。その後、第4の分離材料160と第2の分離材料148との間に接合(例えば、酸化物と酸化物との接合)を形成するために、第4の分離材料160及び第2の分離材料148が、アニール条件に曝され得る。非限定的な例として、第4の分離材料160及び第2の分離材料148は、第4の分離材料160と第2の分離材料148との間に酸化物と酸化物との接合を形成するために、約400℃以上(例えば、約400℃~約800℃の範囲内、約800℃超)の温度に曝され得る。いくつかの実施形態では、第4の分離材料160及び第2の分離材料148は、第4の分離材料160と第2の分離材料148との間に酸化物と酸化物との接合を形成するために、約800℃超の少なくとも1つの温度に曝される。
【0065】
第4の分離材料160を第2の分離材料148に接合することは、第2の接続された分離構造体166を形成し得る。
図1Dでは、第2の接続された分離構造体166の第4の分離材料160及び第2の分離材料148が破線によって互いに区別されているが、第4の分離材料160と第2の分離材料148とは、互いに一体且つ連続的であり得る。別の言い方をすれば、第2の接続された分離構造体166は、その第1の領域(例えば、垂直方向の上部領域)として第4の分離材料160を含み、その第2の領域(例えば、垂直方向の下部領域)として第2の分離材料148を含む、実質的にモノリシックな構造体であり得る。第2の接続された分離構造体166について、その第4の分離材料160は、その第2の分離材料148に、ボンドラインを用いずに取り付けられ得る。
【0066】
図1Dに示すように、いくつかの実施形態では、第4の分離材料160は、第2のマイクロ電子デバイス構造体126の最上部の第1のルーティング構造体140に直接物理的に接触する。追加の実施形態、例えば、第2の分離材料148が最上部の第1のルーティング構造体140の最上面を実質的に覆うように形成される実施形態では、第4の分離材料160は、最上部の第1のルーティング構造体140に直接物理的に接触しない。例えば、第2の分離材料148(例えば、第2の接続された分離構造体166の下部領域として機能する)は、最上部の第1のルーティング構造体140と第4の分離材料160(例えば、第2の接続された分離構造体166の上部領域として機能する)との間に介在し得る。
【0067】
次に
図1Eを参照すると、第3のベース構造体152(
図1D)及び第1の接続された分離構造体156(
図1D)の少なくとも一部分が除去され得、予備スタック構造体110(
図1D)からスタック構造体167が形成され得る。加えて、第2のコンタクト構造体178が、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)を使用して、制御ロジック領域130内の第1のルーティング構造体140のうちのいくつかまで垂直方向に延在するように形成され得、第3のコンタクト構造体180は、スタック構造体167を通って、ソース階層104内のソース構造体158まで垂直方向に延在するように形成され得る。更に、導電線構造体184が、スタック構造体167の上に形成され得、絶縁線構造体186が、導電線構造体184の上に形成され得、第4のコンタクト構造体188が、絶縁線構造体186を通って、導電線構造体184まで垂直方向に延在するように形成され得る。次いで、第1の導電性パッド構造体190が、第4のコンタクト構造体188の上に、それと電気的に連通して形成され得る。
【0068】
第3のベース構造体152(
図1D)及び第1の接続された分離構造体156(
図1D)は、従来の材料除去プロセス、例えば、従来の切り離しプロセス及び従来の研磨プロセスのうちの1つ又は複数を通じて除去され得る。いくつかの実施形態では、材料除去プロセスは、予備スタック構造体110(
図1D)、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)、絶縁性ライナ材料124、及びセルピラー構造体120を露出させるために、第3のベース構造体152(
図1D)及び第1の接続された分離構造体156(
図1D)を実質的に除去する。追加の実施形態では、材料除去プロセス後に、第1の接続された分離構造体156(
図1D)のうちの少なくともいくつかが残る。いくつかのそのような実施形態では、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)の水平方向区域の垂直方向に上にあり、その中にある第1の接続された分離構造体156(
図1D)の部分は、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)を露出させるために、除去され得る。
【0069】
少なくとも第3のベース構造体152(
図1D)の除去に続いて、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164は、予備スタック構造体110(
図1D)の犠牲構造体112(
図1D)を導電性構造体168で少なくとも部分的に置き換え、スタック構造体167を形成するために、いわゆる「置換ゲート」又は「ゲートラスト」処理動作が施され得る。スタック構造体167は、導電性構造体168と、導電性構造体168と垂直方向に(例えば、Z方向に)交互になる追加の絶縁性構造体170と、を含むように形成され得る。導電性構造体168及び追加の絶縁性構造体170は、階層172内に配置され得、階層172の各々は、個々に、追加の絶縁性構造体170のうちの少なくとも1つに垂直方向に隣接する導電性構造体168のうちの少なくとも1つを含む。
【0070】
スタック構造体167の階層172の導電性構造体168は、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、導電性構造体168は、各々個々に、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数を含む金属材料から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、導電性構造体168は、Wから形成され、それを含む。導電性構造体168の各々は、個々に、実質的に均質であり得、又は導電性構造体168のうちの1つ若しくは複数は、個々に、実質的に不均質であり得る。
【0071】
任意選択で、1つ又は複数のライナ材料(例えば、絶縁性ライナ材料、導電性ライナ材料)が、導電性構造体168の周囲に形成され得る。ライナ材料は、例えば、1つ又は複数の金属(例えば、チタン、タンタル)、合金、金属窒化物(例えば、窒化タングステン、窒化チタン、窒化タンタル)、及び金属酸化物(例えば、酸化アルミニウム)から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、ライナ材料は、導電性構造体168の形成のためのシード材料として用いられる少なくとも1つの導電性材料を含む。いくつかの実施形態では、ライナ材料は窒化チタンを含む。更なる実施形態では、ライナ材料は酸化アルミニウムを更に含む。非限定的な例として、酸化アルミニウムは、絶縁性構造体114に直接近接して形成され得、窒化チタンは、酸化アルミニウムに直接近接して形成され得、タングステンは、窒化チタンに直接近接して形成され得る。説明を明瞭且つ容易に理解するために、ライナ材料は
図1Eに例示されていないが、ライナ材料は、導電性構造体168の周囲に配設され得ることが理解されるであろう。
【0072】
スタック構造体167の階層172の追加の絶縁性構造体170は、「置換ゲート」処理動作後の予備スタック構造体110(
図1D)の絶縁性構造体114(
図1D)の残余(例えば、残余部分、除去されていない部分)に対応し得る。したがって、追加の絶縁性構造体170は、少なくとも1つの絶縁性材料、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiO
x、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlO
x、HfO
x、NbO
x、TiO
x、ZrO
x、TaO
x、及びMgO
xのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiN
y)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiO
xC
zN
y)のうちのこのような1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、追加の絶縁性構造体170の各々は、誘電体酸化物材料、例えば、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。
【0073】
置換ゲート処理動作を使用してスタック構造体167を形成するために、予備スタック構造体110(
図1D)を通って垂直方向に延在するようにスロット(例えば、スリット、トレンチ)が形成されて、個別のブロックを形成し得る。その後、導電性構造体168を形成するために、予備スタック構造体110(
図1D)の犠牲構造体112(
図1D)の部分がスロットを通して選択的に除去(例えば、選択的にエッチング、浸食)され、導電性材料で置換され得る。導電性構造体168のうちのいくつかは、第1のマイクロ電子デバイス構造体100を使用して後で形成されるマイクロ電子デバイス(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)のアクセス線構造体(例えば、ワード線構造体)として機能し得、導電性構造体168のうちの他のものは、後で形成されるマイクロ電子デバイスのための選択ゲート構造体として機能し得る。導電性構造体168の形成に続いて、スロットが、誘電体材料で充填され得る。
【0074】
任意選択で、予備スタック構造体110(
図1D)の1つ又は複数のセクション(例えば、水平方向セクション)は、置換ゲート処理動作を受けなくてもよい。このようなセクションは、例えば、セルピラー構造体120のアレイの水平方向区域(例えば、XY平面内)の外側に位置付けられ得る。置換ゲート処理動作を受けない予備スタック構造体110(
図1D)のセクション内では、犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の階層116が維持され得る。その結果、予備スタック構造体110(
図1D)から形成されたスタック構造体167は、導電性構造体168の階層172及び追加の絶縁性構造体170を含む1つ又は複数の第1のセクションと、第1のセクションから水平方向に位置ずれし、犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の階層116を含む1つ又は複数の第2のセクションと、を含み得る。いくつかのそのような実施形態では、セルピラー構造体120は、導電性構造体168の階層172及び追加の絶縁性構造体170を含むスタック構造体167の第1のセクション内に位置付けられ、第2のコンタクト構造体178及び第3のコンタクト構造体180のうちの1つ又は複数は、犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の階層116を含むスタック構造体167の第2のセクション内に位置付けるように形成される。例えば、
図1Eに示すように、第2のコンタクト構造体178は、スタック構造体167内の犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の階層116を通って垂直方向に延在し、それらによって水平方向に囲まれるように形成され得る。追加の実施形態では、スタック構造体167は、置換ゲート処理動作に続いて、犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の階層116のいずれも実質的に含まないように形成される。このような実施形態では、セルピラー構造体120、第2のコンタクト構造体178、及び第3のコンタクト構造体180は、各々、導電性構造体168及び追加の絶縁性構造体170の階層172を通って垂直方向に延在し、それらによって水平方向に囲まれる。
【0075】
引き続き
図1Eを参照すると、セルピラー構造体120とスタック構造体167の階層172の導電性構造体168との交点は、予備スタック構造体110内で互いに直列に結合された垂直方向に延在するメモリセル174のストリングを画定し得る。いくつかの実施形態では、スタック構造体167の異なる階層172内の導電性構造体168とセルピラー構造体120との交点に形成されたメモリセル174は、いわゆる「MONOS」(金属-酸化物-窒化物-酸化物-半導体)メモリセルを含む。追加の実施形態では、メモリセル174は、いわゆる「TANOS」(窒化タンタル-酸化アルミニウム-窒化物-酸化物-半導体)メモリセル、又はいわゆる「BETANOS」(バンド/バリア設計TANOS)メモリセルを含み、これらの各々は、MONOSメモリセルのサブセットである。更なる実施形態では、メモリセル174は、電荷蓄積構造体としてフローティングゲート(例えば、金属フローティングゲート)を含む、いわゆる「フローティングゲート」メモリセルを含む。フローティングゲートは、セルピラー構造体120の中央構造体とスタック構造体167の異なる階層172の導電性構造体168との間に水平方向に挟まり得る。
【0076】
図1Eに示すように、制御ロジック領域130内の制御ロジックデバイス144は、垂直方向に延在するメモリセル174のストリングを含むメモリアレイの水平方向の区域内に少なくとも部分的に(例えば、実質的に)位置付けられ得る。したがって、制御ロジックデバイス144がCMOS回路から形成され、それを含むいくつかの実施形態では、制御ロジック領域130は、「CMOSアンダーアレイ」(「CuA」)構成を有するものとして特徴付けられ得る。
【0077】
第2のコンタクト構造体178を形成するために、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)が選択的に除去(例えば、選択的に浸食)されて、コンタクト開口部を形成し得る。その後、コンタクト開口部の下端部(例えば、底部)の水平方向区域間及び水平方向区域内に垂直方向に介在する絶縁性ライナ材料124及び第2の接続された分離構造体166の少なくとも部分が、コンタクト開口部を垂直方向に延在し、制御ロジック領域130内の第1のルーティング構造体140のうちのいくつか(例えば、いくつかの垂直方向に最上部の第1のルーティング構造体140)の部分を露出させるために、パンチスルーエッチングを施され得る。次いで、第2のコンタクト構造体178が、第1のルーティング構造体140のうちのいくつかに結合されるように(したがって、第2のコンタクト構造体178に結合された第1のルーティング構造体140のうちのいくつかを利用してロジック回路を制御するように)、延在するコンタクト開口部内に形成され得る。
【0078】
犠牲コンタクト構造体122(
図1D)は、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164を、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164の他の露出したフィーチャ、例えば、絶縁性ライナ材料124の露出した部分を実質的に除去することなく、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)の露出した部分を選択的に除去するように調合された少なくとも1つのエッチャント(例えば、少なくとも1つの湿式エッチャント)で処理することによって、コンタクト開口部を形成するために選択的に除去され得る。非限定的な例として、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)及び絶縁性ライナ材料124の材料組成に応じて、エッチャントは、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、リン酸(H
3PO
4)、硫酸(H
2SO
4)、塩酸(HCl)、硝酸(HNO
3)、及び別の材料のうちの1つ又は複数を含み得る。犠牲コンタクト構造体122(
図1D)が誘電体窒化物材料(例えば、Si
3N
4などのSiN
y)及び誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)のうちの1つ又は複数を含むいくつかの実施形態では、犠牲コンタクト構造体122(
図1D)は、H
3PO
4を含む湿式エッチャントを使用して、絶縁性ライナ材料124に対して選択的に除去される。
【0079】
いくつかの実施形態では、コンタクト開口部を垂直方向に延在し、第1のルーティング構造体140のうちのいくつかの部分を露出させるために用いられるパンチスルーエッチングは、絶縁性ライナ材料124及び第2の接続された分離構造体166以外の材料も除去する。非限定的な例として、ソース階層104のソース構造体158の部分がコンタクト開口部の下端部(例えば、底部)の水平方向区域間及び水平方向区域内に垂直方向に介在するいくつかの実施形態では、パンチスルーエッチングは、ソース構造体158も除去し得る。追加の実施形態、例えば、ソース構造体158の部分がコンタクト開口部の下端部(例えば、底部)の水平方向区域間及び水平方向区域内に垂直方向に介在しない実施形態では、パンチスルーエッチングは、絶縁性ライナ材料124及び第2の接続された分離構造体166のみを実質的に除去する。
【0080】
第2のコンタクト構造体178は、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第2のコンタクト構造体178は、各々個々に、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第2のコンタクト構造体178は、各々個々に、Wから形成され、それを含む。第2のコンタクト構造体178の各々は、実質的に均質であり得、又は第2のコンタクト構造体178のうちの1つ若しくは複数は、個々に、不均質であり得る。
【0081】
いくつかの実施形態では、第2のコンタクト構造体178を形成するために延在するコンタクト開口部を導電性材料で充填することは、スタック構造体167の導電性構造体168を形成するために、犠牲構造体112(
図1E)の除去から生じる空隙を導電性材料で充填することと実質的に同時に(例えば、実質的に同時に)実行される。別の言い方をすれば、導電性構造体168を形成するために使用される置換ゲートプロセスは、第2のコンタクト構造体178を形成するためにも使用され得る。追加の実施形態では、第2のコンタクト構造体178は、スタック構造体167の導電性構造体168と実質的に同時に形成されない。例えば、第2のコンタクト構造体178は、導電性構造体168の形成後に形成され得、又は第2のコンタクト構造体178は、導電性構造体168の形成前に形成され得る。
【0082】
第2のコンタクト構造体178は、スタック構造体167を通って、少なくともスタック構造体167の下にある制御ロジック領域130内の第1のルーティング構造体140のうちのいくつか(例えば、いくつかの垂直方向に最上部の第1のルーティング構造体140)まで(例えば、それまで、その中に)、垂直方向に(例えば、Z方向に)延在するように形成され得る。例えば、
図1Eに示すように、第2のコンタクト構造体178は、個々に、スタック構造体167の少なくとも最上境界(例えば最上面)から、スタック構造体167の階層116(及び/又は階層172)を通って、制御ロジック領域130内の垂直方向最上部の第1のルーティング構造体140まで又はその中に、垂直方向に延在し得る。いくつかの実施形態では、個々の第2のコンタクト構造体178について、その最下境界(例えば、最下面)は、それに最も近接する第1のルーティング構造体140の最上境界(例えば、最上面)の垂直方向に下方に位置するように形成される。追加の実施形態では、個々の第2のコンタクト構造体178について、その最下境界は、それに最も近い第1のルーティング構造体140の最上境界において、実質的に垂直方向に位置するように形成される。
【0083】
引き続き
図1Eを参照すると、第3のコンタクト構造体180は、スタック構造体167を通って、ソース階層104内のソース構造体158まで又はその中に、垂直方向に延在するように形成され得る。いくつかの実施形態では、第3のコンタクト構造体180のうちの少なくともいくつかは、導電性構造体168の階層172及びスタック構造体167の追加の絶縁性構造体170を通って垂直方向に延在し、それらによって水平方向に囲まれる。追加の実施形態では、第3のコンタクト構造体180のうちの少なくともいくつかは、犠牲構造体112の階層116及びスタック構造体167の絶縁性構造体114を通って垂直方向に延在し、それらによって水平方向に囲まれる。第3のコンタクト構造体180の最上境界(例えば、最上面)は、スタック構造体167の最上境界に又はその上方に位置し得、第3のコンタクト構造体180の最下境界(例えば、最下面)は、ソース階層104内のソース構造体158の最上境界(例えば、最上面)に又は下方に位置し得る。
図1Eに示すように、いくつかの実施形態では、第3のコンタクト構造体180のうちの1つ又は複数が、スタック構造体167の上方に形成された第5の分離材料176(例えば、絶縁性材料)を通って、スタック構造体167を通って、ソース構造体158まで垂直方向に延在する。
【0084】
第3のコンタクト構造体180は、各々個々に、導電性材料、例えば、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第3のコンタクト構造体180は、各々個々に、Wから形成され、それを含む。第3のコンタクト構造体180の各々は、実質的に均質であり得、又は第3のコンタクト構造体180のうちの1つ若しくは複数は、個々に、不均質であり得る。
【0085】
いくつかの実施形態では、第3のコンタクト構造体180は、第2のコンタクト構造体178及びスタック構造体167の導電性構造体168の形成と実質的に同時に(例えば、実質的に同時に)形成される。別の言い方をすれば、導電性構造体168及び第2のコンタクト構造体178を形成するために使用される置換ゲートプロセスは、第3のコンタクト構造体180を形成するためにも使用され得る。追加の実施形態では、第3のコンタクト構造体180は、導電性構造体168及び第2のコンタクト構造体178のうちの1つ又は複数と実質的に同時に形成されない。例えば、第3のコンタクト構造体180は、導電性構造体168及び第2のコンタクト構造体178のうちの1つ若しくは複数の形成後に形成され得、又は、第3のコンタクト構造体180は、導電性構造体168及び第2のコンタクト構造体178のうちの1つ若しくは複数の形成前に形成され得る。
【0086】
図1Eに示すように、絶縁性ライナ構造体182は、導電性構造体168及び追加の絶縁性構造体170の階層172を通って垂直方向に延在し、それらによって水平方向に囲まれるように形成された少なくとも第3のコンタクト構造体180の側面(例えば、側壁)の上に実質的に連続的に延在し、それを実質的に覆うように形成され得る。絶縁性ライナ構造体182は、第3のコンタクト構造体180とスタック構造体167の階層172の導電性構造体168及び追加の絶縁性構造体170との間に、水平方向に介在し得る。絶縁性ライナ構造体182は、少なくとも1つの絶縁性材料、例えば、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiO
x、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlO
x、HfO
x、NbO
x、TiO
x、ZrO
x、TaO
x、及びMgO
xのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiN
y)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiO
xC
zN
y)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、絶縁性ライナ構造体182の各々は、少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiO
2などのSiO
x)から形成され、それを含む。追加の実施形態、例えば、第3のコンタクト構造体180が、犠牲構造体112及び絶縁性構造体114の階層116を通って垂直方向に延在し、それらによって水平方向に囲まれるように形成される実施形態では、絶縁性ライナ構造体182は省略され得る(例えば、第3のコンタクト構造体180の側面の上に実質的に連続的に延在し、それを実質的に覆うように形成されなくてよい)。
【0087】
導電線構造体184は、スタック構造体167の垂直方向に上にあるように形成され得る。導電線構造体184のうちのいくつかは、デジット線構造体(例えば、データ線構造体、ビット線構造体)として用いられ得、セルピラー構造体120(したがって、垂直方向に延在するメモリセル174のストリング)の上に、それと電気的に連通して形成され得る。導電線構造体184のうちの他のものは、ルーティング構造体として用いられ得、第2のコンタクト構造体178の上に、それと電気的に連通して形成され得る。少なくとも、セルピラー構造体120の上に、それと電気的に連通して形成された導電線構造体184は、Y方向に平行に延在する水平方向に細長い形状を示し得る。本明細書で使用するとき、用語「平行」は、実質的に平行であることを意味する。
【0088】
導電線構造体184は、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、導電線構造体184は、各々個々に、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数を含む金属材料から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、導電線構造体184は、各々個々に、Wから形成され、それを含む。導電線構造体184の各々は、個々に、実質的に均質であり得、又は導電線構造体184のうちの1つ若しくは複数は、個々に、実質的に不均質であり得る。
【0089】
絶縁線構造体186は、導電線構造体184の上に又はそれを覆って形成され得る。絶縁線構造体186は、導電線構造体184の絶縁性キャップ構造体(例えば、誘電体キャップ構造体)として機能し得る。絶縁線構造体186は、第1の水平方向(例えば、Y方向)に平行に延在する水平方向に細長い形状を有し得る。絶縁線構造体186の水平方向の寸法、水平方向の経路、及び水平方向の間隔は、導電線構造体184の水平方向の寸法、水平方向の経路、及び水平方向の間隔と実質的に同じであり得る。
【0090】
絶縁線構造体186は、絶縁性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、絶縁線構造体186は、各々個々に、SiNy(例えば、Si3N4)などの誘電体窒化物材料から形成され得、それを含み得る。絶縁線構造体186は、各々、実質的に均質であり得、又は絶縁線構造体186のうちの1つ若しくは複数は、不均質であり得る。
【0091】
第4のコンタクト構造体188は、絶縁線構造体186を通って垂直方向に延在するように形成され得、導電線構造体184と接触し得る。各第4のコンタクト構造体188について、その第1の部分は、絶縁線構造体186のうちの1つの垂直方向に上にあり得、その第2の部分は、絶縁線構造体186を通って垂直方向に延在し、導電線構造体184のうちの1つと接触(例えば、物理的に接触、電気的に接触)し得る。個々の第4のコンタクト構造体188は、個々の絶縁線構造体186(したがって、個々の導電線構造体184)とX方向に少なくとも部分的に(例えば実質的に)水平方向に整列し得る。例えば、X方向における第4のコンタクト構造体188の水平方向中心線は、X方向における絶縁線構造体186の水平方向中心線と実質的に整列し得る。加えて、第4のコンタクト構造体188は、絶縁線構造体186(したがって、導電線構造体184)に沿ったY方向の所望の位置に形成され得る。いくつかの実施形態では、第4のコンタクト構造体188のうちの少なくともいくつかは、Y方向において互いに異なる位置に提供される。例えば、第4のコンタクト構造体188のうちの第1のものは、絶縁線構造体186のうちの第2のもののY方向における長さに沿った第4のコンタクト構造体188のうちの第2のものの位置と比べると、絶縁線構造体186のうちの第1のもののY方向における長さに沿った異なる位置に提供され得る。別の言い方をすれば、第4のコンタクト構造体188のうちの少なくともいくつか(例えば、全て)は、Y方向に互いから水平方向に位置ずれし得る。追加の実施形態では、第4のコンタクト構造体188のうちの2つ以上が、Y方向に互いに水平方向に整列される。
【0092】
第4のコンタクト構造体188は、各々個々に、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第4のコンタクト構造体188は、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第4のコンタクト構造体188は、Cuから形成され、それを含む。追加の実施形態では、第4のコンタクト構造体188は、Wから形成され、それを含む。
【0093】
第4のコンタクト構造体188の形成は、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164を使用して後で形成されるマイクロ電子デバイス(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)のメモリアレイ領域191を形成し得る。メモリアレイ領域191は、ソース構造体158を含むソース階層104と、スタック構造体167と、セルピラー構造体120と、第2のコンタクト構造体178と、第3のコンタクト構造体180と、導電線構造体184と、絶縁線構造体186と、第4のコンタクト構造体188と、を含み得る。
【0094】
引き続き
図1Eを参照すると、第1の導電性パッド構造体190は、第4のコンタクト構造体188の上に又はそれを覆って形成され得る。第1の導電性パッド構造体190は、導電線構造体184、絶縁線構造体186、及び第4のコンタクト構造体188を覆い、囲むように形成された絶縁性材料(例えば、追加の分離材料)内のアパーチャ内に形成され得、それを実質的に充填し得る。第1の導電性パッド構造体190は、複数の絶縁線構造体186の上(したがって、複数の導電線構造体184の上)に水平方向に延在するように形成され得る。個々の第1の導電性パッド構造体190は、個々の第4のコンタクト構造体188に結合され得る。第1の導電性パッド構造体190は、以下で更に詳細に説明するように、第4のコンタクト構造体188を、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164を使用して形成されることになるマイクロ電子デバイスの追加のフィーチャに結合するために用いられ得る。
【0095】
第1の導電性パッド構造体190は、各々個々に、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第1の導電性パッド構造体190は、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。第1の導電性パッド構造体190の材料組成は、第4のコンタクト構造体188の材料組成と実質的に同じであり得、又は第1の導電性パッド構造体190の材料組成は、第4のコンタクト構造体188の材料組成とは異なり得る。いくつかの実施形態では、第1の導電性パッド構造体190は、Cuから形成され、それを含む。
【0096】
次に
図1Fを参照すると、いわゆるバックエンド(BEOL:back end of line)構造体が、相互接続領域197を形成するために、第1の導電性パッド構造体190の上に形成され得る。BEOL構造体は、第2のルーティング構造体192と、第2の導電性パッド構造体193と、第5のコンタクト構造体194と、を含み得る。第2のルーティング構造体192は、第1の導電性パッド構造体190の垂直方向に上にある。第2の導電性パッド構造体193は、第2のルーティング構造体192の垂直方向に上にあり得る。第5のコンタクト構造体194のうちのいくつかは、第2のルーティング構造体192と第1の導電性パッド構造体190との間に垂直方向に延在し、それらを結合し得る。第5のコンタクト構造体194のうちのいくつかの他のものは、第2のルーティング構造体192と第2の導電性パッド構造体193との間に垂直方向に延在し、それらを結合し得る。追加の実施形態では、第2の導電性パッド構造体193のうちの1つ又は複数は、第2のルーティング構造体192のうちの1つ又は複数と直接物理的に接触するように形成される。
【0097】
第2のルーティング構造体192、第2の導電性パッド構造体193、及び第5のコンタクト構造体194は、各々、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第2のルーティング構造体192、第2の導電性パッド構造体193、及び第5のコンタクト構造体194は、各々個々に、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第2のルーティング構造体192は、Cuから形成され、それを含み、第2の導電性パッド構造体193は、Alから形成され、それを含み、第5のコンタクト構造体194は、Wから形成され、それを含む。
【0098】
引き続き
図1Fを参照すると、第6の分離材料195は、第2のルーティング構造体192、第2の導電性パッド構造体193、及び第5のコンタクト構造体194を覆い、囲むように形成され得る。いくつかの実施形態では、第6の分離材料195は、少なくとも1つの誘電体酸化物材料、例えば、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。追加の実施形態では、第6の分離材料195は、少なくとも1つの低k誘電体材料、例えば、SiO
xC
y、SiO
xN
y、SiC
xO
yH
z、及びSiO
xC
zN
yのうちの1つ又は複数から形成され、それを含む。第6の分離材料195は、実質的に均質であり得、又は第6の分離材料195は、不均質であり得る。加えて、1つ又は複数の開口部196が、第2の導電性パッド構造体193のうちの1つ又は複数を露出するように、第6の分離材料195内に形成され得る。開口部196は、例えば、相対的にデバイスの1つ又は複数の追加の構造体(例えば、ボンドワイヤなどのワイヤ)による第2の導電性パッド構造体193へのアクセスを容易にし得る。
【0099】
図1Fに示すように、相互接続領域197の形成は、マイクロ電子デバイス198(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)の形成が実行され得る。マイクロ電子デバイス198は、制御ロジック領域130と、制御ロジック領域130の垂直方向に上にあるメモリアレイ領域191と、制御ロジック領域130の垂直方向に上にある相互接続領域197と、を含み得る。いくつかの実施形態では、第2の導電性パッド構造体193、第2のルーティング構造体192、及び第1の導電性パッド構造体190は、マイクロ電子デバイス198のためのグローバルルーティング構造体として機能する。第2の導電性パッド構造体193は、例えば、外部バスからグローバル信号を受信し、第2のルーティング構造体192及び第1の導電性パッド構造体190を介して、マイクロ電子デバイス198の他のコンポーネント(例えば、構造体、デバイス)にグローバル信号を中継するように構成され得る。
【0100】
図1A~
図1Fを参照して上述した処理動作は、従来のマイクロ電子デバイスのためのアレイ(例えば、メモリセルアレイ、メモリ要素アレイ、アクセスデバイスアレイ)の従来の形成及び/又は従来の処理によって課されるサーマルバジェット制約から通常であれば生じ得る、従来の制御ロジックデバイスの構成及び関連する従来のマイクロ電子デバイスの性能(例えば、速度、データ転送速度、消費電力)に対する制限を解決する。例えば、本開示の方法を介してマイクロ電子デバイス198を形成することによって、制御ロジック領域130内の制御ロジックデバイス144の構成は、メモリアレイ領域191のフィーチャ(例えば、メモリセル、メモリ要素、アクセスデバイス)を形成するために必要な処理条件(例えば、温度、圧力、材料)によって制限されない。
【0101】
したがって、本開示の実施形態によれば、マイクロ電子デバイスを形成する方法は、犠牲構造体と、犠牲構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える予備スタック構造体を備える第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することを含む。制御ロジック回路を備える第2のマイクロ電子デバイス構造体が、形成される。第1のマイクロ電子デバイス構造体は、アセンブリを形成するために、第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けられる。アセンブリを形成した後、犠牲構造体は、導電性構造体と絶縁性構造体の残りの部分と、を備えるスタック構造体を形成するために、導電性構造体で少なくとも部分的に置換される。コンタクト構造体が、スタック構造体を通って延在するように形成される。コンタクト構造体のうちの1つ又は複数は、制御ロジック回路に結合される。導電線構造体は、スタック構造体の上に形成される。導電線構造体のうちの1つ又は複数は、コンタクト構造体のうちの1つ又は複数に結合される。
【0102】
追加の実施形態では、本開示のマイクロ電子デバイスは、
図1Fに描かれる処理段階におけるマイクロ電子デバイス198とは異なる構成を有するように形成される。非限定的な例として、
図2A~
図2Fは、本開示の追加の実施形態による、マイクロ電子デバイスを形成する方法を例示する簡略化された部分断面図である。マイクロ電子デバイスを形成する方法は、マイクロ電子デバイス198の形成に関連して、
図1A~
図1Fを参照して以前に説明した処理動作のうちのいくつか及びフィーチャのうちのいくつかを組み込む。
図2A~
図2Fに描かれ、以下に更に詳細に説明される処理段階は、例えば、
図1Fを参照して以前に説明したマイクロ電子デバイス198を形成するために、
図1A~
図1Fを参照して以前に説明した処理動作の代わりに、且つ/又はそれと組み合わせて実行される様々な処理動作を含み得る。
図2A~
図2F及び関連する以下の説明全体を通じて、
図1A~
図1Fのうちの1つ又は複数を参照して以前に説明したマイクロ電子デバイス構造体100のフィーチャと機能的に同様のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)は、100ずつ増加する同様の参照番号を用いて言及される。繰り返しを避けるために、
図2A~
図2Fに示す全てのフィーチャは、本明細書に詳細には説明されない。むしろ、以下に別段の説明がない限り、
図2A~
図2Fでは、
図1A~
図1Fのうちの1つ又は複数を参照して以前に説明したフィーチャの参照番号の100の増分である参照番号により指定されるフィーチャは、以前に説明したフィーチャと実質的に同様であると理解されよう。
【0103】
図2Aを参照すると、第1のマイクロ電子デバイス構造体200が形成され得る。第1のマイクロ電子デバイス構造体200は、
図1Aを参照して以前に説明した処理段階における第1のマイクロ電子デバイス構造体100のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり、実質的に同じ様式で形成されたフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含み得る。例えば、第1のマイクロ電子デバイス構造体200は、第1のベース構造体202と、第1のベース構造体202の上及び/又はその中のソース階層204と、ソース階層204の上にあり、犠牲構造体212及び絶縁性構造体214の階層216を含む予備スタック構造体210と、予備スタック構造体210を通って垂直方向に(例えば、Z方向)に延在するセルピラー構造体220と、予備スタック構造体210の上にある第1の分離材料225と、を含むように形成され得る。任意選択で、ソース階層204は、
図1Aの処理段階においてその中に形成されるソース材料206を含み得る。更なる実施形態では、
図2Cの各々を参照して更に詳細に説明するように、ソース材料206の形成は、後の処理段階まで遅延(例えば、延期)される。加えて、第1のマイクロ電子デバイス構造体200は、任意選択で、予備スタック構造体110を通って垂直方向に延在する犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224を含むように形成され得る。いくつかの実施形態では、犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224は、
図2Aの処理段階において形成される。追加の実施形態では、犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224は、
図2Aの処理段階においては形成されない。例えば、
図2Cを参照して更に詳細に説明するように、犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224の形成は、後の処理段階まで遅延(例えば、延期)され得る。別の例として、
図2Eを参照して更に詳細に説明するように、
図2A~
図2Fを参照して本明細書で説明するマイクロ電子デバイスの形成方法から、少なくとも、犠牲コンタクト構造体222(及び任意選択で絶縁性ライナ材料224)の形成が省略され得る。
【0104】
次に
図2Bを参照すると、第2のマイクロ電子デバイス構造体226が、形成され得る。第2のマイクロ電子デバイス構造体226は、
図1Bを参照して以前に説明した処理段階における第2のマイクロ電子デバイス構造体126のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり、実質的に同じ様式で形成されたフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含み得るが、第2のマイクロ電子デバイス構造体226がまた、その垂直方向最上部の第1のルーティング構造体240の上に1つ又は複数の犠牲パッド構造体249を含むように形成され得ることはこの限りではない。
図2Bに示すように、第2のマイクロ電子デバイス構造体226は、第2のベース構造体228と、トランジスタ232(個々に、導電的にドープされた領域234、チャネル領域236、及びゲート構造体238を含む)、第1のルーティング構造体240、第1のコンタクト構造体242、及び第2の分離材料248を含む制御ロジック領域230と、を含み得る。第2のマイクロ電子デバイス構造体226のトランジスタ232、第1のルーティング構造体240、及び第1のコンタクト構造体242は、制御ロジック領域230の様々な制御ロジックデバイス244の制御ロジック回路を形成し得る。
【0105】
犠牲パッド構造体249は、望ましい幾何学的構成(例えば、形状、寸法)及び水平方向位置(例えば、X方向及びY方向にある)を有するように形成され得る。犠牲パッド構造体249の幾何学的構成及び水平方向位置は、少なくとも部分的に、第1のマイクロ電子デバイス構造体200及び第2のマイクロ電子デバイス構造体226を使用して後で形成されるアセンブリ内に、後で形成される(例えば、
図2Aの処理段階において形成されるか、又はその後で形成されるかにかかわらず、犠牲コンタクト構造体222(
図2A)を使用して、又は、犠牲コンタクト構造体222(
図2A)を使用せずに)コンタクト開口部の幾何学的構成及び水平方向位置に依存する。第2のマイクロ電子デバイス構造体226の個々の犠牲パッド構造体249は、後で形成されるコンタクト開口部が犠牲パッド構造体249の水平方向区域内(例えば、XY平面内)に位置付けられることを可能にする、幾何学的構成及び水平方向位置を有するように形成され得る。非限定的な例として、個々の犠牲パッド構造体249は、
図2Dを参照して以下で更に詳細に説明するように、第1のマイクロ電子デバイス構造体200(
図2A)を使用して形成されたアセンブリを第2のマイクロ電子デバイス構造体226に取り付けた後、個々の犠牲コンタクト構造体222(
図2A)が犠牲パッド構造体249の水平方向区域内に位置付けられることを可能にする、幾何学的構成及び水平方向位置を有するように形成され得る。いくつかの実施形態では、1つ又は複数の第1のコンタクト構造体242は、犠牲パッド構造体249のうちの1つ又は複数から第1のルーティング構造体240のうちの1つ又は複数まで垂直方向に延在する。
【0106】
犠牲パッド構造体249は、少なくとも1つの材料(例えば、少なくとも1つの誘電体材料)から形成され得、それを含み得、この材料は、第2の分離材料248などの第2のマイクロ電子デバイス構造体226の他の材料に対して選択的に除去され得、また以下で更に詳細に説明するように、第1のマイクロ電子デバイス構造体200及び第2のマイクロ電子デバイス構造体226から部分的に形成されたアセンブリの追加の材料に対して選択的に除去され得る。犠牲パッド構造体249の材料組成は、犠牲コンタクト構造体222(
図2A)の材料組成(
図2Aの処理段階において形成されるか、又はその後で形成されるかにかかわらず)と実質的に同じであり得、又は犠牲パッド構造体249の材料組成は、犠牲コンタクト構造体222(
図2A)の材料組成とは異なり得る。非限定的な例として、犠牲パッド構造体249は、少なくとも1つの絶縁性材料、例えば、1つ又は複数の少なくとも1つの誘電体酸化物材料(例えば、SiO
x、ホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ボロホスホシリケートガラス、フルオロシリケートガラス、AlO
x、HfO
x、NbO
x、TiO
x、ZrO
x、TaO
x、及びMgO
xのうちの1つ又は複数)、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、SiN
y)、少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)、及び少なくとも1つの誘電体カルボキシ窒化物材料(例えば、SiO
xC
zN
y)から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、犠牲パッド構造体249は、少なくとも1つの誘電体窒化物材料(例えば、Si
3N
4などのSiN
y)及び少なくとも1つの誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)のうちの1つ又は複数から形成され、それを含む。犠牲パッド構造体249は、個々に、実質的に均質であるように形成され得、又は犠牲パッド構造体249は、個々に、不均質であるように形成され得る。
【0107】
引き続き
図2Bを参照すると、第2の分離材料248は、トランジスタ232、第1のルーティング構造体240、第1のコンタクト構造体242、及び犠牲パッド構造体249の部分を覆い、囲むように形成され得る。いくつかの実施形態では、第2の分離材料248は、その最上面が犠牲パッド構造体249の最上面と実質的に同一平面となるように形成される。したがって、犠牲パッド構造体249の最上面は、第2の分離材料248によって覆われない。追加の実施形態では、第2の分離材料248は、第2の分離材料248の最上面が犠牲パッド構造体249の最上面の垂直方向に上にあるように、犠牲パッド構造体249の最上面を実質的に覆うように形成される。
【0108】
次に
図2Cを参照すると、第1のマイクロ電子デバイス構造体200(
図2A)は、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ262を形成するために、第3のマイクロ電子デバイス構造体250に取り付けられ(例えば、接合され)得る。第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ262は、
図1Cを参照して以前に説明した処理段階における第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり、実質的に同じ様式で形成されたフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含み得る。例えば、第3のマイクロ電子デバイス構造体250(第3のベース構造体252、及び第3のベース構造体252の上にあるか、それを覆っているか、又はその中の、第3の分離材料254を含む)は、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ162に対して、(例えば、第1の接続された分離構造体256の形成をもたらす酸化物と酸化物との接合によって)第1のマイクロ電子デバイス構造体200(
図2A)に取り付けられ得、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ262は、反転され(例えば、Z方向に上下を逆にされ)得、第1のベース構造体202(
図2A)の少なくとも一部分が除去され得、1つ又は複数のソース構造体258が、ソース階層204内に形成され得、第4の分離材料260が、ソース構造体258の上に又はそれを覆って形成され得る。
【0109】
任意選択で、絶縁性ライナ材料224及び犠牲コンタクト構造体222が、
図2Aを参照して以前に説明した処理段階において形成されなかった場合、絶縁性ライナ材料224及び犠牲コンタクト構造体222は、
図2Cの処理段階において形成され得る。例えば、第1のベース構造体202(
図2A)の除去に続いて、ソース材料206(
図2A)(及び/又は第1のベース構造体202(
図2A)の除去後に形成されたソース材料)及び予備スタック構造体210を通って、第1の接続された分離構造体256まで又はその中に垂直方向に延在するように、コンタクト開口部が形成され得る。その後、絶縁性ライナ材料224及び犠牲コンタクト構造体222が、コンタクト開口部内に形成され得る。このような実施形態では、絶縁性ライナ材料224及び犠牲コンタクト構造体222の先細りは、
図2Cに描かれている先細りの仕方に対して逆であってもよい。例えば、個々の犠牲コンタクト構造体222の水平方向区域は、
図2Cに描かれている様式で増加するのではなく、第1の接続された分離構造体256に向かう方向に(例えば、負のZ方向に)減少し得る。
【0110】
次に
図2Dを参照すると、第4の分離材料260の形成に続いて、第1のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ262が、垂直方向に反転され(例えば、Z方向に上下を逆にされ)、第2のマイクロ電子デバイス構造体226に取り付けられて(例えば、接合されて)、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264を形成し得る。第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264は、
図1Dを参照して以前に説明した処理段階における第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり、実質的に同じ様式で形成されたフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含み得る。加えて、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264はまた、犠牲パッド構造体249を含む。
【0111】
犠牲コンタクト構造体222(及び絶縁性ライナ材料224)が、
図2Dの処理段階の前に(例えば、
図2Aを参照して以前に説明した処理段階において、
図2Cを参照して以前に説明した処理段階において)形成される場合、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264の形成は、犠牲コンタクト構造体222が犠牲パッド構造体249の水平方向区域内に位置付けられることをもたらし得る。個々の犠牲コンタクト構造体222は、個々の犠牲パッド構造体249の垂直方向に(例えば、Z方向に)上にあり、水平方向区域(例えば、XY平面内)に位置付けられ得る。
【0112】
図2Dに示すように、いくつかの実施形態では、第4の分離材料260(第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264の形成後の第2の接続された分離構造体266の一部分として機能する)は、犠牲パッド構造体249に直接物理的に接触する。追加の実施形態、例えば、第2の分離材料248(第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264の形成後の第2の接続された分離構造体266の追加部分として機能する)が犠牲パッド構造体249の最上面を実質的に覆うように形成される実施形態では、第4の分離材料260は、犠牲パッド構造体249に直接物理的に接触しない。例えば、第2の分離材料248は、犠牲パッド構造体249と第4の分離材料260との間に介在し得る。
【0113】
次に
図2Eを参照すると、第3のベース構造体252(
図2D)及び第1の接続された分離構造体256(
図2D)の少なくとも一部分が、除去され得、スタック構造体267が、予備スタック構造体210(
図2D)から形成され得、第2のコンタクト構造体278が、犠牲パッド構造体249(
図2D)(及び、以前に形成されている場合には犠牲コンタクト構造体222(
図2D))を使用して形成され得、第3のコンタクト構造体280、導電線構造体184、絶縁線構造体186、第4のコンタクト構造体188、及び第1の導電性パッド構造体190の各々が、形成され得る。
図2Eに示すように、第2のコンタクト構造体278は、マイクロ電子デバイス198(
図1F)のために形成された第2のコンタクト構造体178(
図1E及び
図1F)とは異なる構成を示すように形成され得る。例えば、以下で更に詳細に説明するように、個々の第2のコンタクト構造体278は、個々の犠牲パッド構造体249(
図2D)を使用して形成された第1の領域278A(例えば、下部領域)と、第1の領域278Aの上にあり、第1の領域278Aの水平方向区域内に実質的に限定された第2の領域278B(例えば、上部領域)と、を含むように形成され得る。第1の領域278Aは、スタック構造体267の下にあり得、第2の領域278Bは、スタック構造体267を通って第1の領域278Aまで、垂直方向に延在し得る。第2の領域278Bは、個々の犠牲コンタクト構造体222(
図2D)を使用して形成され得るか、又は個々の犠牲コンタクト構造体222(
図2D)を使用せずに形成され得る。第2のコンタクト構造体278とは別に、
図2Eの処理段階における第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)は、
図1Eを参照して以前に説明した処理段階における第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり得、実質的に同じ様式で形成され得る。
【0114】
個々の第2のコンタクト構造体278について、その第2の領域278Bは、スタック構造体267を通って個々の犠牲パッド構造体249(
図2D)の上部境界まで、垂直方向に延在するように形成されたコンタクト開口部の上部分の境界(例えば、垂直方向境界、水平方向境界)内に位置決めされ得、その第1の領域278Aは、犠牲パッド構造体249(
図2D)を除去(例えば、浸食)することによって形成されたコンタクト開口部の下部分の境界(例えば、垂直方向境界、水平方向境界)内に位置決めされ得る。第1の領域278Aの幾何学的構成(例えば、形状、寸法)は、犠牲パッド構造体249(
図2D)の幾何学的構成と実質的に同じであり得、第2の領域278Bの幾何学的構成は、犠牲パッド構造体249(
図2D)まで延在するように形成された予備コンタクト開口部の幾何学的構成と実質的に同じであり得る。
図2Eに示すように、個々の第2のコンタクト構造体278について、第1の領域278Aは、第2の領域278Bの垂直方向に(例えば、Z方向に)下にあり得、第1の領域278Aは、第2の領域278Bの水平方向境界を越えて水平方向に(例えば、X方向に、Y方向に)に延在し得る。各第2のコンタクト構造体278について、その第1の領域278Aは、その第2の領域278Bと一体且つ連続的であり得る。別の言い方をすれば、各第2のコンタクト構造体278は、第1の領域278A及び第2の領域278Bを含む実質的にモノリシックな構造体となるように形成され得る。
【0115】
第2のコンタクト構造体278(その第1の領域278A及び第2の領域278Bを含む)は、導電性材料から形成され得、それを含み得る。非限定的な例として、第2のコンタクト構造体278は、各々個々に、少なくとも1つの金属、少なくとも1つの合金、及び少なくとも1つの導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)のうちの1つ又は複数から形成され得、それを含み得る。いくつかの実施形態では、第2のコンタクト構造体278は、各々個々に、Wから形成され、それを含む。第2のコンタクト構造体278の各々は、実質的に均質であり得、又は第2のコンタクト構造体278のうちの1つ又は複数は、個々に、不均質であり得る。
【0116】
第2のコンタクト構造体278を形成するために、犠牲コンタクト構造体222(
図2D)が事前に形成されている場合、選択的に除去(例えば、選択的に浸食)して、絶縁性ライナ材料124によって個々に囲まれた初期コンタクト開口部(例えば、第1のコンタクト開口部)を形成し得る。犠牲コンタクト構造体222(
図2D)が以前に形成されていない場合には、開口部が、少なくともスタック構造体272及びソース構造体258を通って垂直方向に延在するように形成され得、次いで、初期接触開口部を形成するために、絶縁性ライナ材料124が、開口部内で形成され得る。初期コンタクト開口部の形成に続いて、初期コンタクト開口部の下端部(例えば、底部)の水平方向区域間及び水平方向区域内に垂直方向に介在する絶縁性ライナ材料124及び第2の接続された分離構造体166の少なくとも部分が、犠牲パッド構造体249(
図2D)のうちのいくつかまで垂直方向に延在し、その部分を露出させる延在するコンタクト開口部(例えば、第2の契約開口部)を形成するために、パンチスルーエッチングを施され得る。次いで、犠牲パッド構造体249(
図2D)は、最終的なコンタクト開口部(例えば、第3のコンタクト開口部、更に延在するコンタクト開口部)を形成するために、延在するコンタクト開口部を通して除去(例えば、浸食)され得る。次いで、第2のコンタクト構造体178が、最終的なコンタクト開口部内に形成され得る。
【0117】
犠牲コンタクト構造体222(
図2D)は、事前に形成されている場合、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264を、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ164の他の露出したフィーチャ、例えば、絶縁性ライナ材料224の露出した部分を実質的に除去することなく、犠牲コンタクト構造体222(
図2D)の露出した部分を選択的に除去するように調合された少なくとも1つのエッチャント(例えば、少なくとも1つの湿式エッチャント)で処理することによって、初期コンタクト開口部を形成するために選択的に除去され得る。非限定的な例として、犠牲コンタクト構造体222(
図2D)及び絶縁性ライナ材料224の材料組成に応じて、エッチャントは、TMAH、H
3PO
4、H
2SO
4、HCl、HNO
3、及び別の材料のうちの1つ又は複数を含み得る。犠牲コンタクト構造体222(
図1D)が誘電体窒化物材料(例えば、Si
3N
4などのSiN
y)及び誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)のうちの1つ又は複数を含むいくつかの実施形態では、犠牲コンタクト構造体122(
図2D)は、H
3PO
4を含む湿式エッチャントを使用して、絶縁性ライナ材料224に対して選択的に除去される。
【0118】
犠牲コンタクト構造体222(
図2D)が以前に形成されていない場合、少なくともスタック構造体272及びソース構造体258を通って垂直方向に延在するように形成された開口部は、本明細書では詳細に説明されない従来のプロセス(例えば、従来のマスキングプロセス、従来の材料除去プロセス)を使用して形成され得る。その後、絶縁性ライナ材料224は、追加の従来のプロセス(例えば、従来の材料堆積プロセス、従来の材料除去プロセス)を使用して、開口部内に形成され、初期コンタクト開口部を形成し得るが、これらについても本明細書では詳細に説明しない。
【0119】
いくつかの実施形態では、初期コンタクト開口部を垂直方向に延在し、犠牲パッド構造体249(
図2D)の部分を露出させるために用いられるパンチスルーエッチングは、初期コンタクト開口部内に露出した絶縁性ライナ材料224の部分(例えば、底部分)、及び絶縁性ライナ材料224の部分の下にある第2の接続された分離構造体266の一部分を除去する。初期コンタクト開口部に先行する開口部が犠牲パッド構造体249(
図2D)まで延在するように形成される実施形態などの追加の実施形態では、パンチスルーエッチングは、実質的に、犠牲パッド構造体249(
図2D)の部分を露出させるために、初期コンタクト開口部内に露出する絶縁性ライナ材料224の部分(例えば、底部分)のみを除去する。
【0120】
パンチスルーエッチングに続いて犠牲パッド構造体249(
図2D)を除去するために、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264は、第2のマイクロ電子デバイス構造体アセンブリ264の他の露出したフィーチャ(例えば、絶縁性ライナ材料224の露出した部分、第2の接続された分離構造体266の露出した部分)を実質的に除去することなく、犠牲パッド構造体249(
図2D)の露出した部分を選択的に除去するように調合された少なくとも1つの追加のエッチャント(例えば、少なくとも1つの追加の湿式エッチャント)で処理され得る。非限定的な例として、犠牲パッド構造体249(
図2D)、絶縁性ライナ材料224、及び第2の接続された分離構造体266の材料組成に応じて、エッチャントは、TMAH、H
3PO
4、H
2SO
4、HCl、HNO
3、及び別の材料のうちの1つ又は複数を含み得る。犠牲パッド構造体249(
図2D)が誘電体窒化物材料(例えば、Si
3N
4などのSiN
y)及び誘電体酸窒化物材料(例えば、SiO
xN
y)のうちの1つ又は複数を含むいくつかの実施形態では、犠牲パッド構造体249(
図2D)は、H
3PO
4を含む湿式エッチャントを使用して、延在するコンタクト開口部を通して選択的に除去される。
【0121】
犠牲パッド構造体249(
図2D)の除去に続いて、結果として生じる最終的なコンタクト開口部は、本明細書では詳細に説明しない従来のプロセス(例えば、従来の材料堆積プロセス、従来の材料除去プロセス)を使用して、第2のコンタクト構造体278(その第1の領域278A及び第2の領域278Bを含む)を形成するために、導電性材料で充填(例えば、実質的に充填)され得る。いくつかの実施形態では、第2のコンタクト構造体278を形成するために最終的なコンタクト開口部を導電性材料で充填することは、スタック構造体267の導電性構造体268を形成するために、犠牲構造体212(
図2E)の除去から生じる空隙を導電性材料で充填することと実質的に同時に(例えば、実質的に同時に)実行される。別の言い方をすれば、導電性構造体268を形成するために使用される置換ゲートプロセスは、第2のコンタクト構造体278を形成するためにも使用され得る。追加の実施形態では、第2のコンタクト構造体278は、スタック構造体267の導電性構造体268と実質的に同時に形成されない。例えば、第2のコンタクト構造体278は、導電性構造体268の形成後に形成され得、又は第2のコンタクト構造体278は、導電性構造体268の形成前に形成され得る。
【0122】
次に
図2Fを参照すると、BEOL構造体が、相互接続領域297を形成し、マイクロ電子デバイス298(例えば、3D NANDフラッシュメモリデバイスなどのメモリデバイス)の形成を実行するために、第1の導電性パッド構造体290の上に形成され得る。第2のコンタクト構造体278(その第1の領域278A及び第2の領域278Bを含む)とは別に、マイクロ電子デバイス298は、
図1Fを参照して以前に説明した処理段階におけるマイクロ電子デバイス198のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり、実質的に同じ様式で形成されたフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含み得る。マイクロ電子デバイス298は、例えば、制御ロジック領域230と、制御ロジック領域230の垂直方向に上にあるメモリアレイ領域291と、制御ロジック領域230の垂直方向に上にある相互接続領域297と、を含み得る。相互接続領域297のBEOL構造体は、第1の導電性パッド構造体290の垂直方向に上にある第2のルーティング構造体292と、第2のルーティング構造体292の垂直方向に上にある第2の導電性パッド構造体293と、第2のルーティング構造体292を第1の導電性パッド構造体290及び第2の導電性パッド構造体293に結合する第5のコンタクト構造体294と、を含み得る。加えて、相互接続領域297はまた、第2のルーティング構造体292、第2の導電性パッド構造体293、及び第5のコンタクト構造体294を覆い、囲むように形成された第6の分離材料295と、任意選択で、第2の導電性パッド構造体293の1つ又は複数を露出させるために、第6の分離材料295内に形成された開口部296と、を含み得る。
【0123】
したがって、本開示の実施形態による、マイクロ電子デバイスは、スタック構造体と、ソース構造体と、導電線構造体と、コンタクト構造体と、を備える。スタック構造体は、制御ロジック回路の上にあり、導電性構造体と、導電性構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える。ソース構造体は、制御ロジック回路とスタック構造体との間に介在する。導電線構造体は、スタック構造体の上にある。コンタクト構造体は、スタック構造体及びソース構造体を通って延在し、制御ロジック回路及び導電線構造体のうちのいくつかに結合される。コンタクト構造体のうちの少なくとも1つは、スタック構造体及びソース構造体を通って延在する上部領域と、ソース構造体の下にあり、上部領域の水平方向断面積よりも大きい水平方向断面積を有する下部領域と、を備える。
【0124】
更に、本開示の実施形態によれば、メモリデバイスは、メモリアレイ領域と、メモリアレイ領域の垂直方向に下にある制御ロジック領域と、メモリアレイ領域の垂直方向に上にある相互接続領域と、を備える。メモリアレイ領域は、導電性構造体と、導電性構造体に垂直方向に隣接する絶縁性構造体と、を各々備える階層を備えるスタック構造体と、スタック構造体を通って垂直方向に延在するメモリセルのストリングを備えるメモリアレイと、スタック構造体の垂直方向に下にあり、メモリセルのストリングと電気的に連通するソース構造体と、スタック構造体の垂直方向に上にあり、メモリセルのストリングと電気的に連通するデジット線構造体と、メモリアレイから水平方向に位置ずれし、スタック構造体及びソース構造体を通って垂直方向に延在するコンタクト構造体と、コンタクト構造体の側壁を実質的に覆う絶縁性ライナ材料であって、コンタクト構造体とスタック構造体及びソース構造体の各々との間に介在する絶縁性ライナ材料と、を備える。制御ロジックは、コンタクト構造体と電気的に連通し、メモリセルのストリングに対する制御動作を実行するように構成された制御ロジックデバイスを備える。相互接続領域は、デジット線構造体及びコンタクト構造体と電気的に連通する導電性ルーティング構造体と、導電性ルーティング構造体の上にあり、導電性ルーティング構造体電気的に連通する導電性パッド構造体と、を備える。
【0125】
本開示の実施形態によるマイクロ電子デバイス(例えば、マイクロ電子デバイス198(
図1F)、マイクロ電子デバイス298(
図2F))は、本開示の電子システムの実施形態において使用され得る。例えば、
図3は、本開示の実施形態による例示的な電子システム300の概略ブロック図である。電子システム300は、例えば、コンピュータ又はコンピュータハードウェアコンポーネント、サーバ又はその他のネットワーキングハードウェアコンポーネント、携帯電話、デジタルカメラ、携帯情報端末(PDA:personal digital assistant)、ポータブルメディア(例えば、音楽)プレーヤ、例えば、iPad(登録商標)又はSURFACE(登録商標)タブレットなどのWi-Fi又はセルラ対応タブレット、電子ブック、ナビゲーションデバイス等を含み得る。電子システム300は、少なくとも1つのメモリデバイス302を含む。メモリデバイス302は、例えば、本明細書で以前に説明したマイクロ電子デバイス(例えば、マイクロ電子デバイス198(
図1F)、マイクロ電子デバイス298(
図2F))を含み得る。電子システム300は、少なくとも1つの電子信号プロセッサデバイス304(「マイクロプロセッサ」としばしば称される)を更に含み得る。電子信号プロセッサデバイス304は、任意選択で、本明細書に以前に説明したマイクロ電子デバイス(例えば、マイクロ電子デバイス198(
図1F)、マイクロ電子デバイス298(
図2F))を含み得る。メモリデバイス302及び電子信号プロセッサデバイス304は、
図3において2つ(2個)の別個のデバイスとして描かれているが、追加の実施形態では、メモリデバイス302及び電子信号プロセッサデバイス304の機能を有する単一の(例えば、唯一の)メモリ/プロセッサデバイスが電子システム300内に含まれる。このような実施形態では、メモリ/プロセッサデバイスは、本明細書で以前に説明したマイクロ電子デバイス(例えば、マイクロ電子デバイス198(
図1F)、マイクロ電子デバイス298(
図2F))を含み得る。電子システム300は、例えば、マウス若しくはその他のポインティングデバイス、キーボード、タッチパッド、ボタン、又は制御パネルなどの、ユーザにより電子システム300に情報を入力するための1つ又は複数の入力デバイス306を更に含み得る。電子システム300は、例えば、モニタ、ディスプレイ、プリンタ、オーディオ出力ジャック、及び/又はスピーカーなどの、情報(例えば、視覚又は音声出力)をユーザに出力するための1つ又は複数の出力デバイス308を更に含み得る。いくつかの実施形態では、入力デバイス306及び出力デバイス308は、電子システム300に情報を入力することと、ユーザに視覚情報を出力することの両方に使用され得る単一のタッチスクリーンデバイスを含む。入力デバイス306及び出力デバイス308は、メモリデバイス302及び電子信号プロセッサデバイス304のうちの1つ又は複数と電気的に連通し得る。
【0126】
したがって、本開示の実施形態によれば、電子システムは、入力デバイスと、出力デバイスと、入力デバイス及び出力デバイスに動作可能に接続されたプロセッサデバイスと、プロセッサデバイスに動作可能に接続されたメモリデバイスと、を含む。メモリデバイスは、スタック構造体と、ソース構造体と、デジット線構造体と、導電性コンタクト構造体と、制御ロジック回路体と、導電性ルーティング構造体と、を備える。スタック構造体は、絶縁性構造体と垂直方向に交互になる導電性構造体を備える。ソース構造体は、スタック構造体の下にある。デジット線構造体は、スタック構造体の上にある。メモリセルのストリングは、スタック構造体を通って延在し、ソース構造体及びデジット線構造体に結合される。導電性コンタクト構造体は、スタック構造体及びソース構造体を通って延在する。制御ロジック回路は、ソース構造体の下にあり、導電性コンタクト構造体に結合される。導電性ルーティング構造体は、デジット線構造体の上にあり、導電性コンタクト構造体に結合される。
【0127】
本開示の構造体、デバイス、及び方法は、従来の構造体、従来のデバイス、及び従来の方法と比較して、マイクロ電子デバイスの性能の向上、コスト(例えば、製造コスト、材料コスト)の低減、コンポーネントの小型化の向上、及びパッケージング密度の向上のうちの1つ又は複数を有利に促進する。本開示の構造体、デバイス、及び方法はまた、従来の構造体、従来のデバイス、及び従来の方法と比較して、延在性、効率性、及び単純性を改善し得る。
【0128】
本開示の追加の非限定的な例示的な実施形態を以下に記載する。
【0129】
実施形態1:マイクロ電子デバイスを形成する方法であって、犠牲構造体と、犠牲構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体と、を備える予備スタック構造体を備える第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することと、制御ロジック回路を備える第2のマイクロ電子デバイス構造体を形成することと、アセンブリを形成するために、第1のマイクロ電子デバイス構造体を第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けることと、アセンブリを形成した後、導電性構造体と、絶縁性構造体の残りの部分と、を備えるスタック構造体を形成するために、犠牲構造体を導電性構造体で少なくとも部分的に置き換えることと、スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することであって、コンタクト構造体のうちの1つ又は複数が、制御ロジック回路に結合される、形成することと、スタック構造体の上に導電線構造体を形成することであって、導電線構造体のうちの1つ又は複数が、コンタクト構造体のうちの1つ又は複数に結合される、形成することと、を含む、方法。
【0130】
実施形態2:第1のマイクロ電子デバイス構造体を形成することが、第1のマイクロ電子デバイス構造体を、予備スタック構造体の下にあるベース構造体と、予備スタック構造体を通って延在するセルピラー構造体と、予備スタック構造体を通って延在する犠牲コンタクト構造体と、犠牲コンタクト構造体と予備スタック構造体及びベース構造体の各々との間に介在する絶縁性ライナ材料と、を更に備えるように形成することを更に含む、実施形態1に記載の方法。
【0131】
実施形態3:第1のマイクロ電子デバイス構造体を第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付ける前に、第1のマイクロ電子デバイス構造体を垂直方向に反転させることと、第1のマイクロ電子デバイス構造体を垂直方向に反転させた後、セルピラー構造体に結合された1つ又は複数のソース構造体を形成することと、1つ又は複数のソース構造体の上に分離材料を形成することと、を更に含む、実施形態2に記載の方法。
【0132】
実施形態4:第1のマイクロ電子デバイス構造体を第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付けることが、分離材料を制御ロジック回路を覆う追加の分離材料に接合することを含む、実施形態3に記載の方法。
【0133】
実施形態5:スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することが、コンタクト開口部を形成するために、犠牲コンタクト構造体を除去することと、制御ロジック回路と動作可能に関連付けられた導電性ルーティング構造体の部分を露出させる延在するコンタクト開口部を形成するために、コンタクト開口部内に露出した絶縁性ライナ材料の底部分を除去することと、延在するコンタクト開口部を導電性材料で充填することと、を含む、実施形態2~4のいずれか1つに記載の方法。
【0134】
実施形態6:第2のマイクロ電子デバイス構造体を形成することが、トランジスタと、トランジスタの上にあり、トランジスタに結合された導電性ルーティング構造体と、を備えるように、制御ロジック回路を形成することと、制御ロジック回路の導電性ルーティング構造体の上にある犠牲パッド構造体を形成することと、を含む、実施形態1に記載の方法。
【0135】
実施形態7:スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することが、スタック構造体を通って犠牲パッド構造体まで延在する第1のコンタクト開口部を形成することと、第2のコンタクト開口部を形成するために、第1のコンタクト開口部を通して犠牲パッド構造体を除去することであって、第2のコンタクト開口部の各々が、スタック構造体を通って延在する上部領域、及び上部領域と連続し、スタック構造体の下にある下部領域を備え、下部領域の水平方向断面積が、上部領域の水平方向断面積よりも大きい、除去することと、第2のコンタクト開口部を導電性材料で充填することと、を含む、実施形態6に記載の方法。
【0136】
実施形態8:第1のコンタクト開口部を形成することが、アセンブリを形成した後、初期コンタクト開口部を形成するために、予備スタック構造体を通って延在する犠牲コンタクト構造体を除去することと、第1のコンタクト開口部を形成するために、初期コンタクト開口部と犠牲パッド構造体との間に介在する絶縁性材料を通って、初期コンタクト開口部を延在させることと、を含む、実施形態7に記載の方法。
【0137】
実施形態9:スタック構造体を通って延在するコンタクト構造体を形成することが、スタック構造体の導電性構造体の形成と同時に、コンタクト構造体のうちの少なくともいくつかを形成することを含む、実施形態1~8のいずれか1つに記載の方法。
【0138】
実施形態10:スタック構造体と制御ロジック回路との間に介在する1つ又は複数のソース構造体を通って延在するように、コンタクト構造体を形成することを更に含む、実施形態1~9のいずれか1つに記載の方法。
【0139】
実施形態11:アセンブリを形成するために、第1のマイクロ電子デバイス構造体を第2のマイクロ電子デバイス構造体に取り付ける前に、1つ又は複数のソース構造体を形成することを更に含む、実施形態10に記載の方法。
【0140】
実施形態12:導電線構造体の上に、導電線構造体と電気的に連通して導電性ルーティング構造体を形成することと、導電性ルーティング構造体の上に、導電性ルーティング構造体と電気的に連通して導電性パッド構造体を形成することと、を更に含む、実施形態1~11のいずれか1つに記載の方法。
【0141】
実施形態13:マイクロ電子デバイスであって、制御ロジック回路の上にあり、導電性構造体及び導電性構造体と垂直方向に交互になる絶縁性構造体を備えるスタック構造体と、制御ロジック回路とスタック構造体との間に介在するソース構造体と、スタック構造体の上にある導電線構造体と、スタック構造体及びソース構造体を通って延在し、制御ロジック回路及び導電線構造体のうちのいくつかに結合されたコンタクト構造体と、を備え、コンタクト構造体のうちの少なくとも1つが、スタック構造体及びソース構造体を通って延在する上部領域と、ソース構造体の下にあり、上部領域の水平方向断面積よりも大きい水平断面積を有する下部領域と、を備える、マイクロ電子デバイス。
【0142】
実施形態14:スタック構造体を通って延在し、ソース構造体及び導電線構造体のうちのいくつかの他の導電線構造体に結合されたメモリセルのストリングを更に備える、実施形態13に記載のマイクロ電子デバイス。
【0143】
実施形態15:コンタクト構造体のうちの少なくとも1つが、上部領域及び下部領域を含む実質的にモノリシックな構造体を含む、実施形態13又は14に記載のマイクロ電子デバイス。
【0144】
実施形態16:スタック構造体が、追加の絶縁性構造体と、追加の絶縁性構造体と垂直方向に交互になる更なる絶縁性構造体と、を含む領域を更に備え、領域が、導電性構造体と、絶縁性構造体と、を含むスタック構造体の追加の領域に水平方向に隣接し、コンタクト構造体のうちの少なくとも1つが、スタック構造体の領域の水平方向区域内に位置付けられる、実施形態13~15のいずれか1つに記載のマイクロ電子デバイス。
【0145】
実施形態17:スタック構造体を通って延在し、ソース構造体に結合された追加のコンタクト構造体を更に備え、追加のコンタクト構造体のうちの少なくとも1つが、スタック構造体の追加の領域の水平方向区域内に位置付けられる、実施形態16に記載のマイクロ電子デバイス。
【0146】
実施形態18:制御ロジック回路が、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)回路を含む、実施形態13~17のいずれか1つに記載のマイクロ電子デバイス。
【0147】
実施形態19:導電線構造体の上にあり、導電線構造体に結合された導電性ルーティング構造体と、導電性ルーティング構造体の上にあり、導電性ルーティング構造体に結合された導電性パッド構造体と、を更に備える、実施形態13~18のいずれか1つに記載のマイクロ電子デバイス。
【0148】
実施形態20:メモリデバイスであって、メモリアレイ領域を備え、メモリアレイ領域が、導電性構造体及び導電性構造体に垂直方向に隣接する絶縁性構造体を各々備える階層を備えるスタック構造体と、スタック構造体を通って垂直方向に延在するメモリセルのストリングを備えるメモリアレイと、スタック構造体の垂直方向に下にあり、メモリセルのストリングと電気的に連通するソース構造体と、スタック構造体の垂直方向に上にあり、メモリセルのストリングと電気的に連通するデジット線構造体と、メモリアレイから水平方向に位置ずれし、スタック構造体及びソース構造体を通って垂直方向に延在するコンタクト構造体と、コンタクト構造体の側壁を実質的に覆う絶縁性ライナ材料であって、コンタクト構造体とスタック構造体及びソース構造体の各々との間に介在する、絶縁性ライナ材料と、を備え、メモリデバイスが更に、メモリアレイ領域の垂直方向に下にある制御ロジック領域であって、コンタクト構造体と電気的に連通し、メモリセルのストリングに対する制御動作を実行するように構成された制御ロジックデバイスを備える、制御ロジック領域と、メモリアレイ領域の垂直方向に上にある相互接続領域と、を備え、相互接続領域が、デジット線構造体及びコンタクト構造体と電気的に連通する導電性ルーティング構造体と、導電性ルーティング構造体の上にあり、導電性ルーティング構造体と電気的に連通する導電性パッド構造体と、を備える、メモリデバイス。
【0149】
実施形態21:ソース構造体の垂直方向に下にありかつ制御ロジックデバイスと電気的に連通する追加の導電性ルーティング構造体に、コンタクト構造体が物理的に接触する、実施形態20に記載のメモリデバイス。
【0150】
実施形態22:コンタクト構造体が、各々、ソース構造体の垂直方向に下にある下部領域と、下部領域と一体であり、ソース構造体及びスタック構造体を通って垂直方向に延在する上部領域であって、下部領域の水平方向寸法よりも小さい水平方向寸法を有する、上部領域と、を備える、実施形態20に記載のメモリデバイス。
【0151】
実施形態23:スタック構造体を通って垂直方向に延在し、ソース構造体と電気的に連通する追加のコンタクト構造体を更に備え、追加のコンタクト構造体のうちの少なくともいくつかが、メモリアレイとコンタクト構造体のうちの少なくともいくつかとの間に水平方向に介在する、実施形態20~22のいずれか1つに記載のメモリデバイス。
【0152】
実施形態24:追加のコンタクト構造体の最下境界が、コンタクト構造体の最下境界の垂直方向に上にある、実施形態23に記載のメモリデバイス。
【0153】
実施形態25:制御ロジックデバイスが、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)回路を備え、制御ロジックデバイスのうちの少なくともいくつかが、メモリアレイの水平方向区域内に位置付けられる、実施形態20~24のいずれか1つに記載のメモリデバイス。
【0154】
実施形態26:スタック構造体の導電性構造体が、タングステンを含む、実施形態20~25のいずれか1つに記載のメモリデバイス。
【0155】
実施形態27:スタック構造体が、水平方向に隣接し、導電性構造体の垂直方向境界内に実質的に限定された追加の絶縁性構造体と、追加の絶縁性構造体と垂直方向に交互になる更なる絶縁性構造体であって、水平方向に隣接し、絶縁性構造体の垂直方向境界内に実質的に限定される、更なる絶縁性構造体と、を更に備える、実施形態26に記載のメモリデバイス。
【0156】
実施形態28:追加の絶縁性構造体が、各々、誘電体窒化物材料を含み、絶縁性構造体及び更なる絶縁性構造体が、各々、誘電体酸化物材料を含む、実施形態27に記載のメモリデバイス。
【0157】
実施形態29:電子システムであって、入力デバイスと、出力デバイスと、入力デバイス及び出力デバイスに動作可能に接続されたプロセッサデバイスと、プロセッサデバイスに動作可能に接続されたメモリデバイスと、を備え、メモリデバイスが、絶縁性構造体と垂直方向に交互になる導電性構造体を備えるスタック構造体と、スタック構造体の下にあるソース構造体と、スタック構造体の上にあるデジット線構造体と、スタック構造体を通って延在し、ソース構造体及びデジット線構造体に結合されたメモリセルのストリングと、スタック構造体及びソース構造体を通って延在する導電性コンタクト構造体と、ソース構造体の下にあり、導電性コンタクト構造体に結合された制御ロジック回路と、デジット線構造体の上にあり、導電性コンタクト構造体に結合された導電性ルーティング構造体と、を備える、電子システム。
【0158】
実施形態30:メモリデバイスが、3次元NANDフラッシュメモリデバイスを含む、実施形態29に記載の電子システム。
【0159】
本開示は、様々な変更及び代替形態が可能であるが、具体的な実施形態は、例として図面に示され、本明細書で詳細に説明されている。しかしながら、本開示は、開示した特定の形態に限定されない。むしろ、本開示は、以下の添付の特許請求の範囲及びそれらの法的均等物の範囲内にある全ての変更、均等物、及び代替物を網羅すべきである。例えば、一実施形態に関連して開示した要素及びフィーチャは、本開示の他の実施形態に関連して開示した要素及びフィーチャと組み合わされ得る。
【手続補正書】
【提出日】2024-06-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
[関連出願へのクロスリファレンス]
この出願は、2021年10月13日に出願された米国特許出願17/500,773の特許協力条約8条に基づく利益を主張する、2022年9月19日に出願され日本国を指定国とし国際特許公開WO 2023/064667 A1として英語で2023年4月20日に公開された国際特許出願PCT/US2022/076662の国内段階への移行である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0023】
本明細書で使用するとき、「導電性材料」は、金属(例えば、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、バナジウム(V)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al))、合金(例えば、Co基合金、Fe基合金、Ni基合金、Fe及びNi基合金、Co及びNi基合金、Fe及びCo基合金、Co及びNi及びFe基合金、Al基合金、Cu基合金、マグネシウム(Mg)基合金、Ti基合金、鋼、低炭素鋼、ステンレス鋼)、導電性金属含有材料(例えば、導電性金属窒化物、導電性金属ケイ化物、導電性金属炭化物、導電性金属酸化物)、及び導電的にドープされた半導体材料(例えば、導電的にドープされたポリシリコン、導電的にドープされたゲルマニウム(Ge)、導電的にドープされたシリコンゲルマニウム(SiGe))のうちの1つ又は複数などの導電性材料を意味し、それを含む。加えて、「導電性構造体」は、導電性材料から形成され、導電性材料を含む構造体を意味し、それを含む。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0098
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0098】
引き続き
図1Fを参照すると、第6の分離材料195は、第2のルーティング構造体192、第2の導電性パッド構造体193、及び第5のコンタクト構造体194を覆い、囲むように形成され得る。いくつかの実施形態では、第6の分離材料195は、少なくとも1つの誘電体酸化物材料、例えば、SiO
x(例えば、SiO
2)から形成され、それを含む。追加の実施形態では、第6の分離材料195は、少なくとも1つの低k誘電体材料、例えば、SiO
xC
y、SiO
xN
y、SiC
xO
yH
z、及びSiO
xC
zN
yのうちの1つ又は複数から形成され、それを含む。第6の分離材料195は、実質的に均質であり得、又は第6の分離材料195は、不均質であり得る。加えて、1つ又は複数の開口部196が、第2の導電性パッド構造体193のうちの1つ又は複数を露出するように、第6の分離材料195内に形成され得る。開口部196は、例えば、相対的に
より大きなデバイスの1つ又は複数の追加の構造体(例えば、ボンドワイヤなどのワイヤ)による第2の導電性パッド構造体193へのアクセスを容易にし得る。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0103
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0103】
図2Aを参照すると、第1のマイクロ電子デバイス構造体200が形成され得る。第1のマイクロ電子デバイス構造体200は、
図1Aを参照して以前に説明した処理段階における第1のマイクロ電子デバイス構造体100のフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)と実質的に同様であり、実質的に同じ様式で形成されたフィーチャ(例えば、構造体、材料、領域、デバイス)を含み得る。例えば、第1のマイクロ電子デバイス構造体200は、第1のベース構造体202と、第1のベース構造体202の上及び/又はその中のソース階層204と、ソース階層204の上にあり、犠牲構造体212及び絶縁性構造体214の階層216を含む予備スタック構造体210と、予備スタック構造体210を通って垂直方向に(例えば、Z方向)に延在するセルピラー構造体220と、予備スタック構造体210の上にある第1の分離材料225と、を含むように形成され得る。任意選択で、ソース階層204は、
図1Aの処理段階においてその中に形成されるソース材料206を含み得る。更なる実施形態では、
図2Cを参照して更に詳細に説明するように、ソース材料206の形成は、後の処理段階まで遅延(例えば、延期)される。加えて、第1のマイクロ電子デバイス構造体200は、任意選択で、予備スタック構造体110を通って垂直方向に延在する犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224を含むように形成され得る。いくつかの実施形態では、犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224は、
図2Aの処理段階において形成される。追加の実施形態では、犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224は、
図2Aの処理段階においては形成されない。例えば、
図2Cを参照して更に詳細に説明するように、犠牲コンタクト構造体222及び絶縁性ライナ材料224の形成は、後の処理段階まで遅延(例えば、延期)され得る。別の例として、
図2Eを参照して更に詳細に説明するように、
図2A~
図2Fを参照して本明細書で説明するマイクロ電子デバイスの形成方法から、少なくとも、犠牲コンタクト構造体222(及び任意選択で絶縁性ライナ材料224)の形成が省略され得る。
【国際調査報告】