三维存储器的制备方法及半导体结构的制备方法技术

一种三维存储器的制备方法，包括在衬底上形成由第一层和第二层交替堆叠形成的第一叠层；形成垂直贯穿该第一叠层且到达该衬底的第一沟道孔；在该第一沟道孔内形成牺牲部，并使该牺牲部与该第一沟道孔的侧壁和底部之间形成空腔；在该第一叠层上形成由第三层和第四层交替堆叠形成的第二叠层；形成垂直贯穿该第二叠层且到达该牺牲部的第二沟道孔；去除该牺牲部。本发明专利技术提供的三维存储器的制备方法，由于设置了牺牲部，并使得牺牲部与沟道孔的侧壁和底部之间形成空腔，因而可以使得牺牲部的材料较少，使得牺牲部较易制作和去除，并缓解由牺牲部材料引气的污染和应力问题。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器的制备方法及半导体结构的制备方法
本专利技术主要涉及存储器
，尤其涉及一种三维存储器的制备方法及半导体结构的制备方法。
技术介绍
随着对高度集成电子装置的持续重视，对以更高的速度和更低的功率运行并具有增大的器件密度的半导体存储器件存在持续的需求。为达到这一目的，已经发展了具有更小尺寸的器件和具有以水平和垂直阵列布置的晶体管单元的多层器件。3DNAND等三维存储器是业界所研发的一种新兴的闪存类型，通过垂直堆叠多层数据存储单元来解决2D或者平面NAND闪存带来的限制，其具备卓越的精度，支持在更小的空间内容纳更高的存储容量，可打造出存储容量比同类技术高达数倍的存储设备，进而有效降低成本和能耗，能全面满足众多消费类移动设备和要求最严苛的企业部署的需求。三维存储器在制造过程中，需要制作较深的沟道孔，然而刻蚀出较深的沟道孔不但容易导致沟道孔的整体形状不佳，还容易损失存储器的顶部。现有的以设置牺牲层来制作较深的沟道孔的方法存在界面金属污染、应力较大等问题。因此有必要提供一种新的三维存储器的制备方法及半导体结构的制备方法，使得能够在三维存储器等半导体结构上制作出深度较大且外形较好的沟道孔或其他凹陷结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题包括提供一种三维存储器的制备方法及半导体结构的制备方法，能够在三维存储器等半导体结构上制作出深度较大且外形较好的沟道孔或其他凹陷结构。为解决本专利技术的至少一部分技术问题，本专利技术的至少一个实施例提供了一种三维存储器的制备方法，包括以下步骤：在衬底上形成由第一层和第二层交替堆叠形成的第一叠层；形成垂直贯穿该第一叠层且到达该衬底的第一沟道孔；在该第一沟道孔内形成牺牲部，并使该牺牲部与该第一沟道孔的侧壁和底部之间形成空腔；在该第一叠层上形成由第三层和第四层交替堆叠形成的第二叠层；形成垂直贯穿该第二叠层且到达该牺牲部的第二沟道孔；去除该牺牲部。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内形成牺牲部时，使该牺牲部的顶部位于该第一沟道孔的顶部。在本专利技术的至少一个实施例中，以湿法刻蚀方式去除该牺牲部。在本专利技术的至少一个实施例中，该牺牲部的至少一部分的材料是多晶硅、氧化铝和钨中的至少一种。在本专利技术的至少一个实施例中，还形成覆盖该第一沟道孔的内壁的牺牲材料膜。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内形成覆盖该第一沟道孔的内表面的第一沟道孔内层；在该第一沟道孔内形成该牺牲部时，在该第一沟道孔内层的内部形成牺牲部，该牺牲部与该第一沟道孔内层的侧壁和底部之间形成该空腔。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内以多晶硅、无定形硅或氧化铝形成该第一沟道孔内层。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内以多晶硅或无定形硅形成该第一沟道孔内层；在该第一沟道孔内以炉管工艺形成该第一沟道孔内层。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内以多晶硅或无定形硅形成该第一沟道孔内层；以盐酸和四甲基氢氧化铵中的至少一种进行湿法刻蚀以去除该第一沟道孔内层。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内以氧化铝形成该第一沟道孔内层；在该第一沟道孔内以化学气相沉积或原子层沉积工艺形成该第一沟道孔内层。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内以氧化铝形成第一沟道孔内层；以食人鱼溶液、APM溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种进行湿法刻蚀以去除该第一沟道孔内层。在本专利技术的至少一个实施例中，该第一沟道孔内层的厚度为5纳米至30纳米。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一沟道孔内层内形成牺牲部的方法包括以下步骤：在该第一沟道孔内层内形成附着层；在该附着层的内部形成钨层，该钨层与该第一沟道孔内层的侧壁和底部之间形成该空腔，该附着层适于将该钨层附着到该第一沟道孔内层内。在本专利技术的至少一个实施例中，该附着层的材料是氮化钛。在本专利技术的至少一个实施例中，以食人鱼溶液去除该附着层和钨层。在本专利技术的至少一个实施例中，还形成覆盖该第一沟道孔内侧的内壁的牺牲材料膜。在本专利技术的至少一个实施例中，该牺牲部的最薄处的厚度的范围是30纳米至200纳米。在本专利技术的至少一个实施例中，该第一叠层和该第二叠层的厚度比的范围是1:2至2:1。为解决本专利技术的至少一部分技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的制备方法，包括以下步骤：在衬底上形成第一结构；在该第一结构上形成第一凹陷结构；在该第一凹陷结构内形成牺牲部，并使该牺牲部的下方与该第一凹陷结构的底部之间形成空腔；在该第一结构上形成第二结构；在该第二结构上形成到达该牺牲部的第二凹陷结构；去除该牺牲部。在本专利技术的至少一个实施例中，在该第一凹陷结构内形成覆盖该第一凹陷结构的内表面的第一凹陷结构内层；在该第一凹陷结构内形成具有牺牲部时，在该第一凹陷结构内层的内部形成牺牲部，使该牺牲部的下方与该第一凹陷部内层之间形成该空腔。本专利技术提供的三维存储器的制备方法，由于设置了牺牲部，并使得牺牲部与沟道孔的侧壁和底部之间形成空腔，因而可以使得牺牲部的尺寸相对较小，进而使得牺牲部较易制作和去除。所以本专利技术提供的三维存储器的制备方法在实现在三维存储器等半导体结构上制作出深度较大且外形较好的沟道孔或其他凹陷结构的同时，还能够缓解由牺牲部材料引起的污染和应力问题。附图说明图1是本专利技术的一实施例中三维存储器的制备方法的流程图；图2A-2F是本专利技术的一实施例的三维存储器的制备工艺步骤示意图；图3A、3B是本专利技术另一实施例的三维存储器的制备工艺步骤示意图；图4是以本专利技术又一实施例的三维存储器的制备方法制备的3DNAND存储器的剖面结构示意图；图5是本专利技术的一实施例的牺牲材料膜的结构示意图；图6是本专利技术的另一实施例的牺牲材料膜的结构示意图。附图标记说明1-衬底；2-第一层；3-第二层10-第一叠层；4-第一沟道孔；5-第一沟道孔内层；6-牺牲部；61-牺牲材料膜7-第三层；8-第四层；9-第二沟道孔；60-空腔；1000-三维存储器；100-存储阵列；101-控制栅；103-沟道孔；110-核心区；120-阶梯区；200-周边区。具体实施方式为了让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。首先参考图1和图2A至图2F，对本专利技术提供的三维存储器的制备方法的一个实施例进行说明。在当前的实施例中，本专利技术提供的三维存储器的制备方法至少包括以下步骤：步骤100，参考图2A，在衬底1上形成由第一层2和第二层3交替堆叠形成的第一叠层10。在当前的实施例中，衬底1由单晶硅制成。但是在其他的实施例中，衬底1也可由其他合适的材料制成，例如，在一些实施例中，衬底1的材质为硅(单晶硅、多晶硅)、锗、绝缘体上硅薄膜(Silicononinsulator，SOI)等。另一方面，该第一层2和第二层3可以都是绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上形成由第一层和第二层交替堆叠形成的第一叠层；形成垂直贯穿所述第一叠层且到达所述衬底的第一沟道孔；在所述第一沟道孔内形成牺牲部，并使所述牺牲部与所述第一沟道孔的侧壁和底部之间形成空腔；在所述第一叠层上形成由第三层和第四层交替堆叠形成的第二叠层；形成垂直贯穿所述第二叠层且到达所述牺牲部的第二沟道孔；去除所述牺牲部。

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上形成由第一层和第二层交替堆叠形成的第一叠层；形成垂直贯穿所述第一叠层且到达所述衬底的第一沟道孔；在所述第一沟道孔内形成牺牲部，并使所述牺牲部与所述第一沟道孔的侧壁和底部之间形成空腔；在所述第一叠层上形成由第三层和第四层交替堆叠形成的第二叠层；形成垂直贯穿所述第二叠层且到达所述牺牲部的第二沟道孔；去除所述牺牲部。2.根据权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：在所述第一沟道孔内形成牺牲部时，使所述牺牲部的顶部位于所述第一沟道孔的顶部。3.根据权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：以湿法刻蚀方式去除所述牺牲部。4.根据权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：所述牺牲部的至少一部分的材料是多晶硅、氧化铝和钨中的至少一种。5.根据权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：还形成覆盖所述第一沟道孔的内壁的牺牲材料膜。6.根据权利要求1所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：在所述第一沟道孔内形成覆盖所述第一沟道孔的内表面的第一沟道孔内层；在所述第一沟道孔内形成所述牺牲部时，在所述第一沟道孔内层的内部形成牺牲部，所述牺牲部与所述第一沟道孔内层的侧壁和底部之间形成所述空腔。7.根据权利要求6所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：在所述第一沟道孔内以多晶硅、无定形硅或氧化铝形成所述第一沟道孔内层。8.根据权利要求6所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：在所述第一沟道孔内以多晶硅或无定形硅形成所述第一沟道孔内层；在所述第一沟道孔内以炉管工艺形成所述第一沟道孔内层。9.根据权利要求6所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：在所述第一沟道孔内以多晶硅或无定形硅形成所述第一沟道孔内层；以盐酸和四甲基氢氧化铵中的至少一种进行湿法刻蚀以去除所述第一沟道孔内层。10.根据权利要求6所述的三维存储器的制备方法，其特征在于：在所述第一沟道孔内以氧化铝形成所述第一沟道孔内层；在所述第一沟道孔内以化学气相沉积或原...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峻，
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