三维存储器的制备方法及三维存储器技术

本申请提供一种三维存储器的制备方法及三维存储器。所述制备方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、设于所述衬底上的堆叠结构和设于所述堆叠结构上的蚀刻阻挡层；所述半导体结构具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的栅极隔槽，并在所述栅极隔槽内形成有导电结构；在所述蚀刻阻挡层背向所述堆叠结构的一侧形成连接层；提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔，所述第一连接孔露出与所述第一连接孔对应的所述导电结构。本申请提供的制备方法解决了三维存储器中的连接孔与其靠近的栅极之间容易短路的问题。

The preparation method and 3D memory of 3D memory

【技术实现步骤摘要】
三维存储器的制备方法及三维存储器
本申请涉及半导体
，特别涉及一种三维存储器的制备方法及三维存储器。
技术介绍
三维存储器是实现数据在三维空间中的存储和传递，大幅提高存储设备的存储能力的存储器。现有的三维存储器随着堆叠层数的增加，局部应力突变问题凸显，导致连接孔与沟道孔之间无法对准，从而在工艺过程中容易导致连接孔与其靠近的栅极之间短路。
技术实现思路
本申请提供一种三维存储器的制备方法及三维存储器，解决了三维存储器中的连接孔与其靠近的栅极之间容易短路的问题。本申请实施例提供一种三维存储器的制备方法，所述制备方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、设于所述衬底上的堆叠结构和设于所述堆叠结构上的蚀刻阻挡层；所述半导体结构具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的栅极隔槽，并在所述栅极隔槽内形成有导电结构；在所述蚀刻阻挡层背向所述堆叠结构的一侧形成连接层；提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔，所述第一连接孔露出与所述第一连接孔对应的所述导电结构。其中，所述“提供半导体结构”包括：提供衬底；在所述衬底上依次形成堆叠结构和蚀刻阻挡层；在所述半导体结构上形成栅极隔槽，所述栅极隔槽露出所述衬底；在所述栅极隔槽中形成导电结构。其中，所述“在所述衬底上依次形成堆叠结构和蚀刻阻挡层”包括：在所述衬底上形成绝缘层和牺牲层的交叠层；在所述交叠层上形成蚀刻阻挡层。其中，所述半导体结构还包括防护层，所述“在所述交叠层上形成蚀刻阻挡层”之后，包括：在所述蚀刻阻挡层上形成防护层。其中，在所述“在所述半导体结构上形成栅极隔槽，所述栅极隔槽露出所述衬底”和所述“在所述栅极隔槽中形成导电结构”之间，所述制备方法包括：在所述栅极隔槽露出所述蚀刻阻挡层的部分形成保护层，以覆盖所述蚀刻阻挡层；将所述堆叠结构中的牺牲层替换成导体层。其中，所述“在所述栅极隔槽露出所述蚀刻阻挡层的部分形成保护层，以覆盖所述蚀刻阻挡层”包括：在所述栅极隔槽的槽壁上形成保护层，其中，所述栅极隔槽靠近所述栅极隔槽开口的槽壁上的保护层的厚度大于远离所述栅极隔槽开口的槽壁上的保护层的厚度；去除远离所述栅极隔槽开口的槽壁上的保护层。其中，所述半导体结构还具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的沟道孔，所述沟道孔内形成有NAND串。其中，所述制备方法包括：在所述“提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔，所述第一连接孔露出与所述第一连接孔对应的所述导电结构”的同时，提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第二连接孔，所述第二连接孔露出与所述第二连接孔对应的所述NAND串，其中，所述蚀刻阻挡层用于阻隔所述蚀刻剂。其中，所述第一连接孔形成之后，在所述第一连接孔中填充导电材料。本申请还提供一种三维存储器，所述三维存储器包括衬底、堆叠结构、蚀刻阻挡层和连接层，所述堆叠结构设于所述衬底上，所述蚀刻阻挡层和所述连接层依次设于所述堆叠结构背向所述衬底的表面，所述三维存储器具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的栅极隔槽，所述栅极隔槽中形成有导电结构，所述连接层包括连接孔，所述连接孔中形成有导电柱，所述导电柱与其对应的导电结构电连接。其中，所述导电柱部分位于所述蚀刻阻挡层上。其中，所述三维存储器还包括防护层，所述防护层设于所述蚀刻阻挡层和所述连接层之间。其中，所述三维存储器还包括贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的沟道孔，所述沟道孔中形成有NAND串，所述连接层包括NAND连接孔，所述NAND连接孔中形成有NAND导电柱，所述NAND导电柱与其对应的所述NAND串电连接，并部分位于所述蚀刻阻挡层上。本申请的制备方法通过在所述堆叠结构和所述连接层之间设置蚀刻阻挡层，从而在蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔时，所述蚀刻阻挡层能有效防止所述蚀刻剂继续向下蚀刻，也就是说，所述蚀刻阻挡层可防止所述第一连接孔贯穿到所述堆叠结构，从而防止形成于所述第一连接孔中的导电材料与所述堆叠结构中的栅极电连接而发生短路，进而有效避免所述三维存储器失效，提高所述三维存储器的制备良率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是是现有三维存储器的部分结构示意图。图2是本申请实施例提供的一种三维存储器的制备方法的流程示意图。图3是图2提供的三维存储器的制备方法的具体流程示意图。图4～图14是图2提供的三维存储器的制备方法的工艺图。图15是本申请实施例提供的一种三维存储器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1，图1是现有三维存储器的部分结构示意图。由于三维存储器的堆叠层越来越多，会导致三维存储器局部区域应力突变的问题凸显，从而导致连接孔31与栅极隔槽14或沟道孔无法对准。而连接孔31如果和栅极隔槽14或沟道孔对位偏差太大，则蚀刻剂在蚀刻连接孔31的时候容易蚀刻到栅极隔槽14或沟道孔中周围的绝缘层131，从而露出栅极层132，导致后续填充于连接孔31中的导电材料33与栅极层132电连接，以致导电材料33与栅极层132短路，进而导致三维存储器失效，降低所述存储器的制备良率。鉴于此，本申请实施例提供的一种三维存储器的制备方法。首先，提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、设于所述衬底上的堆叠结构和设于所述堆叠结构上的蚀刻阻挡层；所述半导体结构具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的栅极隔槽，并在所述栅极隔槽内形成有导电结构。然后，在所述蚀刻阻挡层背向所述堆叠结构的一侧形成连接层。最后，提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔，所述第一连接孔露出与所述第一连接孔对应的所述导电结构。本申请提供的制备方法能有效解决三维存储器因制备过程中短路而造成的质量良率低的问题。请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种三维存储器的制备方法的流程示意图。如图2所示，所述三维存储器的制备方法包括如下的S110～S130。S110：提供半导体结构10，所述半导体结构10包括衬底11、设于所述衬底11上的堆叠结构12和设于所述堆叠结构12上的蚀刻阻挡层13；所述半导体结构10具有贯穿所述蚀刻阻挡层13和所述堆叠结构12的栅极隔槽14，并且在所述栅极隔槽14内形成有导电结构15。在一种可能的示例中，请参阅图3，上述步骤S110，提供半导体结构10，可包括如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、设于所述衬底上的堆叠结构和设于所述堆叠结构上的蚀刻阻挡层；所述半导体结构具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的栅极隔槽，并在所述栅极隔槽内形成有导电结构；/n在所述蚀刻阻挡层背向所述堆叠结构的一侧形成连接层；/n提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔，所述第一连接孔露出与所述第一连接孔对应的所述导电结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、设于所述衬底上的堆叠结构和设于所述堆叠结构上的蚀刻阻挡层；所述半导体结构具有贯穿所述蚀刻阻挡层和所述堆叠结构的栅极隔槽，并在所述栅极隔槽内形成有导电结构；
在所述蚀刻阻挡层背向所述堆叠结构的一侧形成连接层；
提供蚀刻剂蚀刻所述连接层以形成第一连接孔，所述第一连接孔露出与所述第一连接孔对应的所述导电结构。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述“提供半导体结构”包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次形成堆叠结构和蚀刻阻挡层；
在所述半导体结构上形成栅极隔槽，所述栅极隔槽露出所述衬底；
在所述栅极隔槽中形成导电结构。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述“在所述衬底上依次形成堆叠结构和蚀刻阻挡层”包括：
在所述衬底上形成绝缘层和牺牲层的交叠层；
在所述交叠层上形成蚀刻阻挡层。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述半导体结构还包括防护层，所述“在所述交叠层上形成蚀刻阻挡层”之后，包括：
在所述蚀刻阻挡层上形成防护层。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述“在所述半导体结构上形成栅极隔槽，所述栅极隔槽露出所述衬底”和所述“在所述栅极隔槽中形成导电结构”之间，所述制备方法包括：
在所述栅极隔槽露出所述蚀刻阻挡层的部分形成保护层，以覆盖所述蚀刻阻挡层；
将所述堆叠结构中的牺牲层替换成导体层。


6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述“在所述栅极隔槽露出所述蚀刻阻挡层的部分形成保护层，以覆盖所述蚀刻阻挡层”包括：
在所述栅极隔槽的槽壁上形成保护层，其中，所述栅极隔槽靠近所述栅极隔槽开口的槽壁上的保护层的厚度大于远离所述栅极隔槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健舻，曾明，杨星梅，
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