三维存储器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种三维存储器及其制造方法。其中，方法包括：提供基底结构；基底结构至少包括：衬底，位于衬底上的堆叠结构，穿过堆叠结构且延伸至衬底的存储沟道孔(CH)和虚拟沟道孔(DCH)，位于CH和DCH底部的导电连接层以及位于CH和DCH侧壁及导电连接层顶面的存储器材料层；堆叠结构包括至少两层子堆叠结构；堆叠结构是利用制造完成的子堆叠结构形成的，形成好的子堆叠结构中子沟道孔穿过子堆叠结构；在DCH中填充第一材料；进行第一刻蚀，以去除覆盖在CH底部的导电连接层顶面的存储器材料层；其中，在第一刻蚀过程中，通过消耗第一材料来避免对位于DCH的侧壁和DCH底部的导电连接层顶面的存储器材料层的刻蚀作用；去除第一材料。

Three dimensional memory and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
三维存储器及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种三维存储器及其制造方法。
技术介绍
三维存储器通过垂直堆叠多层数据存储单元来解决二维或者平面闪存带来的限制，支持在更小的空间内容纳更高的存储容量，进而有效降低成本和能耗。相关技术中的三维存储器的控制栅极通常是通过后栅工艺形成的。所谓后栅工艺也就是最初形成的堆叠层中包含若干间隔排列的牺牲层，后续制程中去除牺牲层，并在牺牲层原有的空间内填充栅极介质(如金属或多晶硅等)的工艺。在采用后栅工艺形成三维存储器的控制栅极的过程中，当已经去除牺牲层还未填充栅极介质时，整个器件通过沟道孔(CH，ChannelHole)(这里，CH主要用来存储数据，为了表述的清楚，后文中将CH称为存储沟道孔)支撑，但随着现有的三维存储器在高度上垂直堆叠的数据存储单元层数的增大，并且随着沟道通孔尺寸的日益缩减，牺牲层的去除后CH的支撑力不够，容易导致整体结构的坍塌，造成损失。为了解决牺牲层去除后整体结构坍塌的问题，用来起到支撑作用的虚拟沟道孔(DCH，DummyChannelHole)应运而生。相关技术中，DCH与CH仅作用不同，DCH与CH的制造工艺完全相同，结构也完全一致。然而，在后续的制程中，DCH存在漏电的风险。
技术实现思路
为解决相关技术问题，本专利技术实施例提出一种三维存储器及其制造方法，能够降低在后续的制程中DCH漏电的风险。本专利技术实施例提供了一种三维存储器制造方法，包括：提供基底结构；所述基底结构至少包括：衬底，位于衬底上的堆叠结构，穿过所述堆叠结构且延伸至所述衬底的CH和DCH，位于所述CH和所述DCH底部的导电连接层以及位于所述CH和所述DCH侧壁及导电连接层顶面的存储器材料层；所述堆叠结构包括至少两层子堆叠结构；所述堆叠结构是利用制造完成的子堆叠结构形成的，形成好的子堆叠结构中子沟道孔穿过子堆叠结构；在所述DCH中填充第一材料；进行第一刻蚀，以去除覆盖在所述CH底部的导电连接层顶面的存储器材料层；其中，在第一刻蚀过程中，通过消耗所述第一材料来避免对位于所述DCH的侧壁和DCH底部的导电连接层顶面的存储器材料层的刻蚀作用；去除所述第一材料。上述方案中，所述第一材料包括光刻胶。上述方案中，在所述DCH中填充第一材料之前，所述方法还包括：形成阻挡层；所述阻挡层至少覆盖所述CH和所述DCH的顶面；进行第二刻蚀，以去除覆盖在所述DCH顶面的阻挡层；在所述DCH中填充第一材料之后，所述方法还包括：进行第三刻蚀，以去除覆盖在所述CH顶面的阻挡层。上述方案中，在形成阻挡层之后，所述方法还包括：在所述阻挡层上涂覆光阻材料；去除位于所述DCH顶面的光阻材料，从而显露出位于所述DCH顶面的阻挡层，以进行第二刻蚀。上述方案中，所述阻挡层包括第一薄膜层和第二薄膜层；其中，所述第一薄膜层的材料包括非晶碳ACL；所述第二薄膜层的材料包括包含氮氧化硅。上述方案中，所述进行第一刻蚀的步骤包括：采用第一干法刻蚀工艺进行第一刻蚀；其中所述第一干法刻蚀通过刻蚀气体的氟源来执行。上述方案中，所述去除所述第一材料的步骤包括：采用第二干法刻蚀工艺去除所述第一材料；其中所述第二干法刻蚀通过刻蚀气体的氧源来执行。本专利技术实施例还提供了一种三维存储器，包括：衬底；位于所述衬底顶面的堆叠结构；所述堆叠结构包括至少两层子堆叠结构；所述堆叠结构是利用制造完成的子堆叠结构形成的，形成好的子堆叠结构中子沟道孔穿过子堆叠结构；穿过所述堆叠结构且延伸至所述衬底的CH和DCH；位于所述CH和所述DCH底部的导电连接层；存储器材料层；所述存储器材料层覆盖所述CH的侧壁且覆盖所述DCH的侧壁及所述DCH底部的导电连接层顶面。上述方案中，所述子堆叠结构包括若干间隔排列的第一材料层和第二材料层以及贯穿所述第一材料层和所述第二材料层的子沟道孔；所述至少两层子堆叠结构中的子沟道孔连通。上述方案中，所述存储器材料层包括沿所述CH的径向向内的方向依次设置的阻挡介质层、存储介质层、隧穿介质层、沟道层。本专利技术实施例提供的三维存储器及其制造方法，提供基底结构；所述基底结构至少包括衬底；位于衬底上的堆叠结构；穿过所述堆叠结构且延伸至所述衬底的CH和DCH，位于所述CH和所述DCH底部的导电连接层以及位于所述CH和所述DCH侧壁及导电连接层顶面的存储器材料层；所述堆叠结构包括至少两层子堆叠结构；所述堆叠结构是利用制造完成的子堆叠结构形成的，形成好的子堆叠结构中子沟道孔穿过子堆叠结构；在所述DCH中填充第一材料；进行第一刻蚀，以去除覆盖在所述CH底部的导电连接层顶面的存储器材料层；其中，在第一刻蚀过程中，通过消耗所述第一材料来避免对位于所述DCH的侧壁和DCH底部的导电连接层顶面的存储器材料层的刻蚀作用；去除所述第一材料。本专利技术实施例中，在对CH及DCH一起进行刻蚀工艺处理之前，利用材料将DCH进行填充，并通过消耗该填充材料来避免对位于DCH的侧壁和DCH底部的导电连接层顶面的存储器材料层的刻蚀作用，以使该刻蚀工艺仅对CH底部的导电连接层顶面的存储器材料层产生刻蚀作用，进而可以保证DCH侧壁的存储器材料层不会受到损伤，也就避免了后续制程中DCH中填充的多晶硅与堆叠结构中填充的栅极介质导通而导致的漏电。如此，能够降低后续的制程中DCH漏电的风险。附图说明图1a为本专利技术实施例CH和所述DCH的形貌示意图一；图1b为本专利技术实施例CH和所述DCH一起进行SONO刻蚀工艺处理后的SONO薄膜结构的示意图一；图2a为本专利技术实施例CH和所述DCH的形貌示意图二；图2b为本专利技术实施例CH和所述DCH一起进行SONO刻蚀工艺处理后的SONO薄膜结构的示意图二；图3为本专利技术实施例提供的三维存储器制造方法的实现流程示意图；图4a-4d为本专利技术应用实施例提供的三维存储器制造方法的过程示意图；图5a-5f为本专利技术实施例提供的在所述DCH中填充第一材料的实现过程示意图；图6a-6d为本专利技术应用实施例提供的去除CH顶部的阻挡层的实现过程示意图。附图标记说明：30-基底结构；310-衬底；320-堆叠结构；3201-第一材料层；3202-第二材料层；330-CH；340-DCH；350-导电连接层；360-存储器材料层；31-第一材料；32-阻挡层；321-第一薄膜层；322-第二薄膜层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术的具体技术方案做进一步详细描述。相关技术中，三维存储器中包括多个CH和DCH，形成CH和DCH的过程包括：在衬底上形成堆叠结构；其中，所述堆叠结构中包括若干间隔排列的第一材料层(也称为“牺牲层”)和第二材料层(也称为“绝缘层”)；在所述堆叠层中分别形成CH和DCH；其中，所述CH和DCH穿过所述堆叠结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：/n提供基底结构；所述基底结构至少包括：衬底，位于衬底上的堆叠结构，穿过所述堆叠结构且延伸至所述衬底的存储沟道孔和虚拟沟道孔，位于所述存储沟道孔和所述虚拟沟道孔底部的导电连接层以及位于所述存储沟道孔和所述虚拟沟道孔侧壁及导电连接层顶面的存储器材料层；所述堆叠结构包括至少两层子堆叠结构；所述堆叠结构是利用制造完成的子堆叠结构形成的，形成好的子堆叠结构中子沟道孔穿过子堆叠结构；/n在所述虚拟沟道孔中填充第一材料；/n进行第一刻蚀，以去除覆盖在所述存储沟道孔底部的导电连接层顶面的存储器材料层；其中，在第一刻蚀过程中，通过消耗所述第一材料来避免对位于所述虚拟沟道孔的侧壁和虚拟沟道孔底部的导电连接层顶面的存储器材料层的刻蚀作用；/n去除所述第一材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供基底结构；所述基底结构至少包括：衬底，位于衬底上的堆叠结构，穿过所述堆叠结构且延伸至所述衬底的存储沟道孔和虚拟沟道孔，位于所述存储沟道孔和所述虚拟沟道孔底部的导电连接层以及位于所述存储沟道孔和所述虚拟沟道孔侧壁及导电连接层顶面的存储器材料层；所述堆叠结构包括至少两层子堆叠结构；所述堆叠结构是利用制造完成的子堆叠结构形成的，形成好的子堆叠结构中子沟道孔穿过子堆叠结构；
在所述虚拟沟道孔中填充第一材料；
进行第一刻蚀，以去除覆盖在所述存储沟道孔底部的导电连接层顶面的存储器材料层；其中，在第一刻蚀过程中，通过消耗所述第一材料来避免对位于所述虚拟沟道孔的侧壁和虚拟沟道孔底部的导电连接层顶面的存储器材料层的刻蚀作用；
去除所述第一材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一材料包括光刻胶。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述虚拟沟道孔中填充第一材料之前，所述方法还包括：
形成阻挡层；所述阻挡层至少覆盖所述存储沟道孔和所述虚拟沟道孔的顶面；
进行第二刻蚀，以去除覆盖在所述虚拟沟道孔顶面的阻挡层；
在所述虚拟沟道孔中填充第一材料之后，所述方法还包括：
进行第三刻蚀，以去除覆盖在所述存储沟道孔顶面的阻挡层。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在形成阻挡层之后，所述方法还包括：
在所述阻挡层上涂覆光阻材料；
去除位于所述虚拟沟道孔顶面的光阻材料，从而显露出位于所述虚拟沟道孔顶面的阻挡层，以进行第二刻蚀。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建忠，刘佳，易汉威，高毅，王猛，
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