一种三维存储器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三维存储器及其制备方法；其中，所述制备方法包括以下步骤：提供衬底；在所述衬底上形成叠层结构；所述叠层结构中包括最底层牺牲层；刻蚀所述叠层结构形成沟槽，所述沟槽至少延伸至所述最底层牺牲层的下表面以下；在所述沟槽内填充绝缘层；所述绝缘层至少覆盖所述最底层牺牲层的朝向所述沟槽的侧壁。

【技术实现步骤摘要】
一种三维存储器及其制备方法
本专利技术涉及存储器件
，尤其涉及一种三维存储器及其制备方法。
技术介绍
存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。为了获得更高的集成度以及数据存储密度，存储器的关键尺寸需要不断减小，对应的工艺成本及技术要求不断提高；在这种情况下，普通的平面存储器逐渐不能满足实际批量生产的需要，三维(3D)存储器应运而生。三维存储器件包括用于形成存储单元的核心区以及用于形成外围结构的辅助区。在三维存储器件的核心区内，设置有若干沟道通孔，从而提供载流子流通的通道；而在一些辅助区，例如台阶区(StairStep,SS)，设置有若干虚拟沟道通孔(DummyChannelHole,DCH)，这些虚拟沟道通孔中没有电流流过，仅起到支撑作用或者其他辅助作用。沟道通孔通常呈阵列形式并且交错排布；位于阵列中的沟道通孔，其四周的相邻沟道通孔排布较为对称；而对于位于三维存储器中所有沟道通孔的最边缘的沟道通孔而言，围绕在其周围的沟道通孔相对于该最边缘沟道通孔排列不对称；例如，一侧有其他沟道通孔，另一侧没有沟道通孔。目前，由于工艺限制，位于最边缘的沟道通孔经常出现栅极金属泄露问题，极大地影响了器件工作的可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种三维存储器及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种三维存储器，包括：衬底；叠层结构，位于所述衬底上；所述叠层结构中包括所述三维存储器的最底层栅极；沟槽，穿过所述叠层结构，并至少延伸至所述最底层栅极的下表面以下；绝缘层，位于所述沟槽内；所述绝缘层至少覆盖所述最底层栅极的朝向所述沟槽的侧壁。本专利技术实施例还提供了一种三维存储器，包括：沟槽；第一外延层，位于所述沟槽内；绝缘层，至少位于所述沟槽的侧壁与所述外延层的侧壁之间。上述方案中，所述沟槽内具有第一沟道通孔，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的虚拟沟道通孔(DCH)。上述方案中，所述沟槽内具有第一沟道通孔，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的最边缘沟道通孔。上述方案中，所述三维存储器还包括若干沟道通孔；围绕在所述沟槽周围的沟道通孔相对于所述沟槽排列不对称。上述方案中，所述三维存储器还包括若干沟道通孔，所述沟槽的开口尺寸大于所述沟道通孔的开口尺寸。上述方案中，所述沟槽内具有第一沟道通孔；所述第一沟道通孔内具有第一外延层；所述第一外延层的侧壁处存在空隙。上述方案中，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的最边缘沟道通孔；所述三维存储器还包括次边缘沟道通孔；所述次边缘沟道通孔内具有第二外延层；所述第二外延层的侧壁与所述次边缘沟道通孔的侧壁相接触，中间不存在空隙。上述方案中，所述绝缘层选自与氮化硅在相同的刻蚀条件下具有不同的刻蚀速率的材料。上述方案中，所述绝缘层的材料为氧化物。本专利技术实施例还提供了一种三维存储器的制备方法，所述方法包括以下步骤：提供衬底；在所述衬底上形成叠层结构；所述叠层结构中包括最底层牺牲层；刻蚀所述叠层结构形成沟槽，所述沟槽至少延伸至所述最底层牺牲层的下表面以下；在所述沟槽内填充绝缘层；所述绝缘层至少覆盖所述最底层牺牲层的朝向所述沟槽的侧壁。上述方案中，所述方法还包括：刻蚀所述绝缘层形成第一沟道通孔。上述方案中，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的虚拟沟道通孔(DCH)。上述方案中，所述方法还包括：刻蚀所述叠层结构形成若干沟道通孔；所述第一沟道通孔位于所述三维存储器中所有沟道通孔的最边缘。上述方案中，所述方法还包括：刻蚀所述叠层结构形成若干沟道通孔；围绕在所述沟槽周围的沟道通孔相对于所述沟槽排列不对称。上述方案中，所述方法还包括：刻蚀所述叠层结构形成若干沟道通孔；所述沟槽的开口尺寸大于所述沟道通孔的开口尺寸。上述方案中，所述方法还包括：在所述第一沟道通孔内形成第一外延层；所述第一外延层的侧壁处存在空隙。上述方案中，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的最边缘沟道通孔；所述三维存储器还包括次边缘沟道通孔；所述次边缘沟道通孔内具有第二外延层；所述第二外延层的侧壁与所述次边缘沟道通孔的侧壁相接触，中间不存在空隙。上述方案中，所述绝缘层选自与牺牲层在相同的刻蚀条件下具有不同的刻蚀速率的材料。上述方案中，所述绝缘层的材料为氧化物。在本专利技术实施例提供的三维存储器及其制备方法中，通过设置沟槽，并在沟槽内填充绝缘层，所述绝缘层至少覆盖最底层栅极的朝向所述沟槽的侧壁，和/或覆盖沟槽内外延层的侧壁；如此，阻隔了最底层栅极在进行栅极金属填充时产生的泄露问题，避免了栅极金属漏电，提高了器件工作的可靠性。附图说明图1为三维存储器沟道通孔结构俯视示意图；图2a和图2b分别为一实施例中三维存储器的X方向和Y方向的沟道通孔扫描电镜图；图3为一实施例中三维存储器的结构剖面示意图；图4为本专利技术实施例提供的三维存储器结构剖面示意图；图5为本专利技术实施例提供的三维存储器的制备方法的流程示意图；图6a至图6f为本专利技术实施例提供的三维存储器的制备过程中的器件结构剖面示意图。附图标记说明：100、200-三维存储器；10、20-衬底；11、21-叠层结构；211-牺牲层；212-介质层；12、22-沟道通孔；221-第一沟道通孔/最边缘沟道通孔；222-次边缘沟道通孔；13、23-外延层；231-第一外延层；232-第二外延层；14、24-最底层栅极；25-凹槽；26-绝缘层；27-沟道结构。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本专利技术必然存在第一元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器，其特征在于，包括：衬底；叠层结构，位于所述衬底上；所述叠层结构中包括所述三维存储器的最底层栅极；沟槽，穿过所述叠层结构，并至少延伸至所述最底层栅极的下表面以下；绝缘层，位于所述沟槽内；所述绝缘层至少覆盖所述最底层栅极的朝向所述沟槽的侧壁。

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器，其特征在于，包括：衬底；叠层结构，位于所述衬底上；所述叠层结构中包括所述三维存储器的最底层栅极；沟槽，穿过所述叠层结构，并至少延伸至所述最底层栅极的下表面以下；绝缘层，位于所述沟槽内；所述绝缘层至少覆盖所述最底层栅极的朝向所述沟槽的侧壁。2.一种三维存储器，其特征在于，包括：沟槽；第一外延层，位于所述沟槽内；绝缘层，至少位于所述沟槽的侧壁与所述外延层的侧壁之间。3.根据权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽内具有第一沟道通孔，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的虚拟沟道通孔(DCH)。4.根据权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽内具有第一沟道通孔，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的最边缘沟道通孔。5.根据权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器还包括若干沟道通孔；围绕在所述沟槽周围的沟道通孔相对于所述沟槽排列不对称。6.根据权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器还包括若干沟道通孔，所述沟槽的开口尺寸大于所述沟道通孔的开口尺寸。7.根据权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽内具有第一沟道通孔；所述第一沟道通孔内具有第一外延层；所述第一外延层的侧壁处存在空隙。8.根据权利要求7所述的三维存储器，其特征在于，所述第一沟道通孔为所述三维存储器的最边缘沟道通孔；所述三维存储器还包括次边缘沟道通孔；所述次边缘沟道通孔内具有第二外延层；所述第二外延层的侧壁与所述次边缘沟道通孔的侧壁相接触，中间不存在空隙。9.根据权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述绝缘层选自与氮化硅在相同的刻蚀条件下具有不同的刻蚀速率的材料。10.根据权利要求8所述的三维存储器，其特征在于，所述绝缘层的材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩博，卢峰，刘沙沙，李兆松，何家兰，薛家倩，
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