三维存储器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种三维存储器及其制造方法，该三维存储器包括：衬底；形成于所述衬底上的核心存储区和台阶区，所述核心存储区包括形成于所述衬底上的堆叠结构，所述台阶区包括由所述堆叠结构形成的台阶结构；贯穿所述核心存储区和台阶区的栅线；以及位于相邻两个所述栅线之间的沟槽，所述沟槽的长度小于所述栅线的长度。本发明专利技术的三维存储器中包括多个沟槽形成的支撑结构，可以避免由于深孔结构的缺陷所造成的支撑不足乃至于塌陷等问题。本发明专利技术的三维存储器的制造方法工艺简单，极大地降低了三维存储器中的更高深宽比的刻蚀难度，并且增大了后续工艺的工艺窗口。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器及其制造方法
本专利技术涉及集成电路的制造领域，尤其涉及一种具有沟槽支撑结构的三维存储器及其制造方法。
技术介绍
为了克服二维存储器件的限制，业界已经研发并大规模量产了具有三维(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。随着3DNAND层数的不断增加，为了防止叠层结构的变形或坍塌，在不影响器件性能的前提下，在半导体器件中的一些区域会形成一些虚拟沟道孔作为支撑结构。然而随着半导体工艺的不断进步，三维存储器件经过各种工艺环境，例如高温、高压等环境之后，所形成的支撑结构发生变形甚至坍塌，从而不能起到有效的支撑作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有沟槽支撑结构的三维存储器及其制造方法。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种三维存储器，包括：衬底；形成于所述衬底上的核心存储区和台阶区，所述核心存储区包括形成于所述衬底上的堆叠结构，所述台阶区包括由所述堆叠结构形成的台阶结构；贯穿所述核心存储区和台阶区的栅线；以及位于相邻两个所述栅线之间的沟槽，所述沟槽的长度小于所述栅线的长度。在本专利技术的一实施例中，还包括：形成于所述衬底上的顶部选择栅区，所述顶部选择栅区位于所述核心存储区和所述台阶区之间，所述栅线贯穿所述顶部选择栅区。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽的宽度随着台阶高度变化。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽靠近台阶的第一端的宽度小于远离所述台阶的第二端的宽度。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽两端为圆弧形。在本专利技术的一实施例中，包括贯穿所述堆叠结构的虚拟沟道孔。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽由多个不连续的沟槽构成。在本专利技术的一实施例中，多个所述沟槽中的至少两个相互交叉。在本专利技术的一实施例中，所述相互交叉的沟槽形成“丰”字型结构或“井”字型结构。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽中填充有绝缘材料。在本专利技术的一实施例中，所述三维存储器是3DNAND闪存。本专利技术为解决上述技术问题还提出一种三维存储器的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底和形成于所述衬底上的核心存储区和台阶区，所述核心存储区包括形成于所述衬底上的堆叠结构，所述台阶区包括由所述堆叠结构形成的台阶结构；形成贯穿所述核心存储区和所述台阶区的栅线；以及在相邻两个所述栅线之间形成沟槽，所述沟槽的长度小于所述栅线的长度。在本专利技术的一实施例中，还包括：所述半导体结构还包括形成于所述衬底上的顶部选择栅区，所述顶部选择栅区位于所述核心存储区和所述台阶区之间，所述栅线贯穿所述顶部选择栅区。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽的宽度随着台阶高度变化。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽靠近台阶的第一端的宽度小于远离所述台阶的第二端的宽度。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽两端为圆弧形。在本专利技术的一实施例中，还包括：形成贯穿所述堆叠结构的虚拟沟道孔。在本专利技术的一实施例中，所述沟槽由多个不连续的沟槽构成。在本专利技术的一实施例中，多个所述沟槽中的至少两个相互交叉。在本专利技术的一实施例中，所述相互交叉的沟槽形成“丰”字型结构或“井”字型结构。在本专利技术的一实施例中，还包括：在所述沟槽中填充绝缘材料。在本专利技术的一实施例中，采用干法刻蚀形成所述沟槽。本专利技术的三维存储器中包括多个沟槽形成的支撑结构，并且其中至少两个沟槽相互交叉，相比于深孔支撑结构，沟槽支撑结构的支撑效果更好，可以避免由于深孔结构的缺陷所造成的支撑不足乃至于塌陷等问题。本专利技术的三维存储器的制造方法工艺简单，极大地降低了三维存储器中的更高深宽比的刻蚀难度，并且增大了后续工艺的工艺窗口。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剖面结构示意图；图2A-2D是一种半导体结构中支撑结构的示意图；图3A和3B是图2A和2B中所示的半导体结构中的孔和沟槽的剖面图；图3C和3D是图2C和2D中所示的半导体结构中的孔和沟槽的剖面图；图4是本专利技术一实施例的三维存储器的截面示意图；图5A-5C是图4所示实施例的三维存储器的俯视图。图6A-6C是本专利技术一实施例的三维存储器的沟槽结构示意图；图7是本专利技术一实施例的三维存储器的制造方法的示例性流程图；图8A-8D是本专利技术一实施例的三维存储器中形成沟槽的过程示意图。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。在本文中所使用的属于“衬底”是指在其上添加后续材料层的材料。衬底本身可以被图案化。添加在衬底的顶部上的材料可以被图案化或可以保持未被图案化。此外，衬底可以包括多种半导体材料，例如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。或者，衬底可以由非导电材料制成，例如玻璃、塑料或蓝宝石晶圆。在本申请中所使用的术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构上延伸，或者可以具有小于下层或上层结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器，包括：/n衬底；/n形成于所述衬底上的核心存储区和台阶区，所述核心存储区包括形成于所述衬底上的堆叠结构，所述台阶区包括由所述堆叠结构形成的台阶结构；/n贯穿所述核心存储区和台阶区的栅线；以及/n位于相邻两个所述栅线之间的沟槽，所述沟槽的长度小于所述栅线的长度。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器，包括：
衬底；
形成于所述衬底上的核心存储区和台阶区，所述核心存储区包括形成于所述衬底上的堆叠结构，所述台阶区包括由所述堆叠结构形成的台阶结构；
贯穿所述核心存储区和台阶区的栅线；以及
位于相邻两个所述栅线之间的沟槽，所述沟槽的长度小于所述栅线的长度。


2.如权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，还包括：
形成于所述衬底上的顶部选择栅区，所述顶部选择栅区位于所述核心存储区和所述台阶区之间，所述栅线贯穿所述顶部选择栅区。


3.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽的宽度随着台阶高度变化。


4.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽靠近台阶的第一端的宽度小于远离所述台阶的第二端的宽度。


5.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽两端为圆弧形。


6.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，包括贯穿所述堆叠结构的虚拟沟道孔。


7.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽由多个不连续的沟槽构成。


8.如权利要求7所述的三维存储器，其特征在于，多个所述沟槽中的至少两个相互交叉。


9.如权利要求8所述的三维存储器，其特征在于，所述相互交叉的沟槽形成“丰”字型结构或“井”字型结构。


10.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述沟槽中填充有绝缘材料。


11.如权利要求1或2所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器是3DNAND闪存。


12.一种三维存储器的制造方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周颖，李明，
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