3D NAND存储器及其形成方法技术

一种3D NAND存储器及其形成方法，其中所述3D NAND存储器的形成方法，在形成堆叠结构后，无需先将堆叠结构的外围区域通过多次掩膜和刻蚀工艺形成台阶区，可以直接在外围区上的堆叠结构中形成若干接触通孔，极大的简化了制作工艺，降低了制作成本，并且，控制栅和导电接触部可以同时形成，相比于现有的控制栅和导电接触部在不同步骤形成的工艺，极大的简化了工艺步骤。并且3D NAND存储器的形成方法还能够防止误对准、过刻蚀和欠刻蚀等问题的产生。

【技术实现步骤摘要】
3DNAND存储器及其形成方法
本专利技术涉及半导体制作领域，尤其涉及一种3DNAND存储器及其形成方法。
技术介绍
NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备，随着人们追求功耗低、质量轻和性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。目前，平面结构的3DNAND闪存已近实际扩展的极限，为了进一步的提高存储容量，降低每比特的存储成本，提出了3D结构的3DNAND存储器。在3DNAND存储器结构中，采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的3DNAND存储器结构。现有3DNAND存储器的形成过程一般包括：提供衬底，所述衬底包括外围区和核心阵列区；在衬底上形成氮化硅层和氧化硅层交替层叠的堆叠层，所述对叠层横跨外围区和核心阵列区；刻蚀外围区域的堆叠层，形成台阶区，所述台阶区具有若干台阶，每一个台阶由相邻层的氮化硅层和氧化硅层的构成的一个叠层组成；刻蚀核心阵列区的堆叠层，在堆叠层中形成沟道孔；在所述沟道孔中形成存储区；去除氮化硅层，在去除氮化硅层的位置形成金属控制栅；形成金属控制栅后，形成覆盖堆叠结构的介质层；刻蚀所述介质层，在介质层中形成若干接触通孔，若干接触通孔暴露出相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括外围区和核心阵列区；在所述半导体衬底的外围区和核心阵列区上形成堆叠结构，所述堆叠结构包括交替层叠的绝缘层和牺牲层；刻蚀所述外围区上的堆叠结构，在外围区上的堆叠结构中形成深度不同的若干接触通孔，所述若干接触通孔的底部分别暴露出不同层的牺牲层表面；在所述若干接触通孔的侧壁和底部表面以及堆叠结构的表面上形成支撑材料层；去除所述牺牲层，形成若干空腔；去除所述若干接触通孔底部的支撑材料层，使得每个接触通孔与底部对应的一个空腔连通；向所述若干接触通孔及其对应连通的空腔中填充导电材料，形成控制栅和与控制栅连接的导电接...

【技术特征摘要】
1.一种3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括外围区和核心阵列区；在所述半导体衬底的外围区和核心阵列区上形成堆叠结构，所述堆叠结构包括交替层叠的绝缘层和牺牲层；刻蚀所述外围区上的堆叠结构，在外围区上的堆叠结构中形成深度不同的若干接触通孔，所述若干接触通孔的底部分别暴露出不同层的牺牲层表面；在所述若干接触通孔的侧壁和底部表面以及堆叠结构的表面上形成支撑材料层；去除所述牺牲层，形成若干空腔；去除所述若干接触通孔底部的支撑材料层，使得每个接触通孔与底部对应的一个空腔连通；向所述若干接触通孔及其对应连通的空腔中填充导电材料，形成控制栅和与控制栅连接的导电接触部。2.如权利要求1所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，还包括：在形成支撑材料层之后，刻蚀所述支撑材料层和堆叠结构，在外围区和核心阵列区上的堆叠结构中形成若干暴露出半导体衬底表面的伪沟道通孔，在核心阵列区上的堆叠结构中形成若干暴露出半导体衬底表面的沟道通孔；在所述沟道通孔中形成存储结构；在所述伪沟道通孔中形成伪沟道结构；形成所述存储结构和伪沟道结构后，去除所述牺牲层，形成若干空腔。3.如权利要求2所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，所述接触通孔的形成过程包括：在所述堆叠结构的表面上形成第一图形化的掩膜层，所述第一图形化的掩膜层中具有暴露出外围区上的堆叠结构表面的若干开口，若干开口从外围区指向核心阵列区的方向上依次排列；在所述第一图形化的掩膜层上形成光刻胶层；进行光刻胶图形化工艺，使所述光刻胶层暴露出第一图形化的掩膜层中离核心阵列区最远的一个开口；进行刻蚀工艺，以所述光刻胶层和第一图形化的掩膜层为掩膜，沿所述最远的开口，刻蚀所述堆叠结构中最顶层的绝缘层，形成第一接触通孔，所述第一接触通孔暴露出最顶层绝缘层底部的牺牲层的表面；进行光刻胶图形化工艺，使所述光刻胶层暴露出第一图形化的掩膜层中离核心阵列区第二远的一个开口；进行刻蚀工艺，以所述光刻胶层和第一图形化的掩膜层为掩膜，沿所述第二远的开口，刻蚀所述堆叠结构中最顶层的绝缘层，形成第二接触通孔，所述第二接触通孔暴露出最顶层绝缘层底部的牺牲层的表面，同时沿第一接触通孔继续刻蚀底部牺牲层和绝缘层，使得第一接触通孔的底部暴露出倒数第二层的牺牲层的表面；循环进行光刻胶图形化工艺和刻蚀工艺，依次暴露出从外围区指向核心阵列区的方向上的若干开口，并依次刻蚀相应层的绝缘层和牺牲层，直至形成若干接触通孔。4.如权利要求3所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，所述支撑材料层位于第一图形化的掩膜层表面。5.如权利要求1或3所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，在去除牺牲层时，所述牺牲层相对于支撑材料层具有高的刻蚀选择比。6.如权利要求5所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，所述支撑材料层为单层或多层堆叠结构。7.如权利要求5所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，所述支撑材料层为单层的氧化硅，或者氧化硅和多晶硅的双层堆叠结构。8.如权利要求2所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，在形成所述伪沟道通孔和沟道通孔之前，在所述支撑材料层表面上形成第二图形化的掩膜层，所述第二图形化的掩膜层填充满接触通孔。9.如权利要求8所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，在形成所述伪沟道通孔和沟道通孔之后，去除所述第二图形化的掩膜层。10.如权利要求2所述的3DNAND存储器的形成方法，其特征在于，在所述沟道通孔中形成存储结构之前，在所述沟道通孔的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖莉红，
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