形成三维存储器的方法以及三维存储器技术

本发明专利技术涉及一种形成三维存储器的方法以及三维存储器。三维存储器包括阵列存储区，阵列存储区具有至少一个块存储区。块存储区包括：具有衬底和位于衬底上的堆叠层，堆叠层包括沿与衬底垂直的方向交替层叠的栅极层和介电层；间隔设置的第一栅线隙和第二栅线隙；位于第一栅线隙和第二栅线隙之间的一个或多个第三栅线隙；位于相邻的栅线隙之间的贯穿阵列阻隔结构；以及位于贯穿阵列阻隔结构沿着栅线隙延伸方向的至少一侧的虚拟沟道结构列；其中，一个或多个第三栅线隙中的至少一个第三栅线隙在对应于虚拟沟道结构列处断开。

【技术实现步骤摘要】
形成三维存储器的方法以及三维存储器
本专利技术主要涉及半导体制造方法，尤其涉及形成三维存储器的方法以及三维存储器。
技术介绍
为了克服二维存储器件的限制，业界已经研发了具有三维(3D)结构的存储器件，其通过将存储器单元三维地布置在衬底之上来提高集成密度。在例如3DNAND闪存的三维存储器件中，阵列存储区可包括一个或多个块存储区(block)。块存储区进一步可包括多个由栅线隙(GateLineSlit,GLS)隔开的指存储区(finger)。在指存储区中设有贯穿阵列阻隔结构(ThroughArrayBarrier,TAB)以及位于其内的贯穿阵列接触部(ThroughArrayContact,TAC)。随着阵列存储区中存储密度的提高，其中各个图案的间距需要进一步缩小。例如预留给栅线隙与贯穿阵列阻隔结构之间的间距需要缩小，但这可能导致栅线隙内的材料与贯穿阵列阻隔结构桥接(bridge)甚至接触。
技术实现思路
本专利技术提供一种形成三维存储器的方法以及三维存储器，可以在不增大阵列存储区尺寸的情况下扩大栅线隙与贯穿阵列阻隔结构之间的间距。根据本专利技术的一个方面提供一种三维存储器，包括阵列存储区，所述阵列存储区具有至少一个块存储区。所述块存储区包括：具有衬底和位于所述衬底上的堆叠层，所述堆叠层包括沿与所述衬底垂直的方向交替层叠的栅极层和介电层；间隔设置的第一栅线隙和第二栅线隙；位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间的一个或多个第三栅线隙；位于相邻的栅线隙之间的贯穿阵列阻隔结构；以及位于所述贯穿阵列阻隔结构沿着栅线隙延伸方向的至少一侧的虚拟沟道结构列；其中，所述一个或多个第三栅线隙中的至少一个第三栅线隙在对应于所述虚拟沟道结构列处断开。在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第三栅线隙断开的缺口与所述虚拟沟道结构列在所述虚拟沟道结构列的排列方向上对齐。在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第三栅线隙在对应于每个虚拟沟道结构列处断开。在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第三栅线隙断开处的端部在与所述衬底平行的方向的截面为圆形或矩形。在本专利技术的一实施例中，三维存储器还包括位于所述贯穿阵列阻隔结构内的贯穿阵列接触部。在本专利技术的一实施例中，三维存储器还包括位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间的沟道孔阵列，所述沟道孔阵列被所述一个或多个第三栅线隙划分为多个指存储区。在本专利技术的一实施例中，所述贯穿阵列阻隔结构在所述栅线隙延伸方向的至少一侧设置有所述沟道孔阵列，以及位于所述沟道孔阵列与贯穿阵列阻隔结构之间的所述虚拟沟道结构列。在本专利技术的一实施例中，三维存储器还包括位于所述第一栅线隙和所述第二栅线隙内的绝缘层和阵列共源极。本专利技术的另一方面提供一种形成三维存储器的方法，包括以下步骤：提供半导体结构，所述半导体结构具有衬底以及位于所述衬底上的交替堆叠层；形成贯穿所述交替堆叠层的虚拟沟道结构列；在所述半导体结构上形成贯穿阵列阻隔结构，所述虚拟沟道结构列位于所述贯穿阵列阻隔结构的至少一侧；以及在所述半导体结构上形成间隔设置的第一栅线隙和第二栅线隙、以及位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间的一个或多个第三栅线隙，其中所述贯穿阵列阻隔结构位于相邻栅线隙之间，所述一个或多个第三栅线隙中的至少一个第三栅线隙在对应于所述虚拟沟道结构列处断开。在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第三栅线隙与所述虚拟沟道结构列在所述虚拟沟道结构列的排列方向上对齐。在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第三栅线隙在对应于每个虚拟沟道结构列处断开。在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第三栅线隙断开处的端部在与所述衬底平行的方向的截面为圆形或矩形。在本专利技术的一实施例中，上述方法还包括形成位于所述贯穿阵列阻隔结构内的贯穿阵列接触部。在本专利技术的一实施例中，上述方法还包括在所述半导体结构上形成沟道孔阵列，所述沟道孔阵列位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间且被所述一个或多个第三栅线隙划分为多个指存储区。在本专利技术的一实施例中，上述方法还包括在所述第一栅线隙和所述第二栅线隙内形成绝缘层和阵列共源极。在本专利技术的三维存储器及其形成方法中，块存储器内的栅线隙与在虚拟沟道结构列相邻的位置断开，从而使断开位置的端部避开了贯穿阵列阻隔结构，从而显著缓解贯穿阵列阻隔结构与栅线隙因距离过近而导致的桥接或者接触问题。由于虚拟沟道结构列在垂直于栅线隙延伸方向的方向上的间距较大，因此栅线隙的端部与虚拟沟道结构列的距离足够远。本专利技术使得三维存储器布局更为合理，有利于缩小在垂直于栅线隙延伸方向的方向上的尺寸。并且由于本专利技术的栅线隙可以在多个位置断开，从而让各指存储区间的栅极通过多个断开处的导体互联，这种并联结构可以减小互联的电阻值，从而改善三维存储器的传输延迟。附图说明为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，其中：图1是一种三维存储器的俯视图。图2是根据本专利技术一实施例的三维存储器件的俯视图。图3是本专利技术一实施例的形成三维存储器的方法流程图。图4A-4D是本专利技术一实施例的形成三维存储器的示例性过程中的示意图。具体实施方式为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。在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。图1是一种三维存储器的俯视图。参考图1所示，三维存储器100可具有阵列存储区，其可包括如图1所示的一个或多个块存储区110。块存储区110在垂直方向上具有衬底和位于所述衬底上的堆叠层(图未示)，堆叠层可包括沿与衬底垂直的方向交替层叠的栅极层和介电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器，包括阵列存储区，所述阵列存储区具有至少一个块存储区，所述块存储区包括：具有衬底和位于所述衬底上的堆叠层，所述堆叠层包括沿与所述衬底垂直的方向交替层叠的栅极层和介电层；间隔设置的第一栅线隙和第二栅线隙；位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间的一个或多个第三栅线隙；位于相邻的栅线隙之间的贯穿阵列阻隔结构；以及位于所述贯穿阵列阻隔结构沿着栅线隙延伸方向的至少一侧的虚拟沟道结构列；其中，所述一个或多个第三栅线隙中的至少一个第三栅线隙在对应于所述虚拟沟道结构列处断开。

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器，包括阵列存储区，所述阵列存储区具有至少一个块存储区，所述块存储区包括：具有衬底和位于所述衬底上的堆叠层，所述堆叠层包括沿与所述衬底垂直的方向交替层叠的栅极层和介电层；间隔设置的第一栅线隙和第二栅线隙；位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间的一个或多个第三栅线隙；位于相邻的栅线隙之间的贯穿阵列阻隔结构；以及位于所述贯穿阵列阻隔结构沿着栅线隙延伸方向的至少一侧的虚拟沟道结构列；其中，所述一个或多个第三栅线隙中的至少一个第三栅线隙在对应于所述虚拟沟道结构列处断开。2.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述至少一个第三栅线隙断开的缺口与所述虚拟沟道结构列在所述虚拟沟道结构列的排列方向上对齐。3.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述至少一个第三栅线隙在对应于每个虚拟沟道结构列处断开。4.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述至少一个第三栅线隙断开处的端部在与所述衬底平行的方向的截面为圆形或矩形。5.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，还包括位于所述贯穿阵列阻隔结构内的贯穿阵列接触部。6.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，还包括位于所述第一栅线隙和第二栅线隙之间的沟道孔阵列，所述沟道孔阵列被所述一个或多个第三栅线隙划分为多个指存储区。7.如权利要求6所述的三维存储器，其特征在于，所述贯穿阵列阻隔结构在所述栅线隙延伸方向的至少一侧设置有所述沟道孔阵列，以及位于所述沟道孔阵列与贯穿阵列阻隔结构之间的所述虚拟沟道结构列。8.如权利要求1所述的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉洁，夏志良，华文宇，刘藩东，
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