一种三维存储器及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种三维存储器及其制作方法，该方法包括以下步骤：提供一衬底，衬底自下而上依次包括基底、底部介质层、金属硅化物层及掺杂多晶硅层；形成三维存储结构层于衬底上，三维存储结构层中设有垂直沟道结构，垂直沟道结构包括沟道层及环绕于沟道层的存储叠层，垂直沟道结构的底部延伸进底部介质层中；提供一器件片与三维存储结构层键合；从背面减薄衬底直至暴露出金属硅化物层；从背面刻蚀存储叠层直至暴露出沟道层的底面及一部分侧面；形成导电接触层于三维存储结构层背面，导电接触层与沟道层的底面及一部分侧面接触。本发明专利技术的制作方法工艺简单而且成本低，不同技术代间的扩展性好，不受层数的限制，具有更大的工艺窗口。

【技术实现步骤摘要】
一种三维存储器及其制作方法
本专利技术属于半导体集成电路
，涉及一种三维存储器及其制作方法。
技术介绍
目前3DNAND芯片存在以下问题：当氮化硅-氧化硅(NO)叠层大于200层时，两段式NO被采用，挑战在于以下方面：上段与下段沟道孔的对准(OVL)控制、底部外延层的形成、硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅(SONO)刻蚀(沟道孔关键尺寸(CD)＝100nm，且氧化硅-氮化硅-氧化硅-多晶硅(ONOP)厚度＝60nm)、字线-阵列公共源极之间的漏电与电容及栅线缝隙侧墙刻蚀。目前的解决方法包括：(1)沟道孔多晶硅侧墙线引出。这种方法存在以下问题：①栅线缝隙刨削(gouging)的均匀性；②NO膜层沉积的时候引入多晶硅牺牲层，完成栅线缝隙刻蚀后，需要在栅线缝隙里面多次沉积各种保护膜和多次蚀刻，然后将多晶硅牺牲层和底部沟道孔侧墙的存储叠层(可以是ONO)去除掉，再将底部沟道孔侧墙多晶硅引出，但是当层数达到一定厚度时，干法刻蚀和湿法刻蚀会变得非常困难，而且成本非常高，不同技术代间的可扩展性(Scalability)不好。(2)基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供一衬底，所述衬底自下而上依次包括基底、底部介质层、金属硅化物层及掺杂多晶硅层；/n形成三维存储结构层于所述衬底上，所述三维存储结构层中设有垂直沟道结构，所述垂直沟道结构包括沟道层及环绕于所述沟道层的存储叠层，所述垂直沟道结构的底部延伸进所述底部介质层中；/n提供一器件片，将所述器件片与所述三维存储结构层键合；/n从背面减薄所述衬底直至暴露出所述金属硅化物层；/n从背面刻蚀所述存储叠层直至暴露出所述沟道层的底面及一部分侧面；/n形成导电接触层于所述三维存储结构层背面，所述导电接触层与所述沟道层的底面及一部分侧面接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底，所述衬底自下而上依次包括基底、底部介质层、金属硅化物层及掺杂多晶硅层；
形成三维存储结构层于所述衬底上，所述三维存储结构层中设有垂直沟道结构，所述垂直沟道结构包括沟道层及环绕于所述沟道层的存储叠层，所述垂直沟道结构的底部延伸进所述底部介质层中；
提供一器件片，将所述器件片与所述三维存储结构层键合；
从背面减薄所述衬底直至暴露出所述金属硅化物层；
从背面刻蚀所述存储叠层直至暴露出所述沟道层的底面及一部分侧面；
形成导电接触层于所述三维存储结构层背面，所述导电接触层与所述沟道层的底面及一部分侧面接触。


2.根据权利要求1所述的三维存储器的制作方法，其特征在于：所述垂直沟道结构还包括环绕于所述存储叠层的高介电常数介质层。


3.根据权利要求2所述的三维存储器的制作方法，其特征在于，形成所述三维存储结构层包括以下步骤：
形成叠层结构于所述掺杂多晶硅层上，所述叠层结构包括在垂直方向上交替堆叠的电介质层及栅极牺牲层；
形成所述垂直沟道结构，所述垂直沟道结构上下贯穿所述叠层结构，并往下延伸至所述底部介质层中；
形成栅线缝隙，所述栅线缝隙上下贯穿所述叠层结构，并往下延伸至所述掺杂多晶硅层表面；
去除所述栅极牺牲层，得到多条栅极横向缝隙；
形成栅极导电层于所述栅极横向缝隙中，并形成绝缘填充层于所述栅线缝隙中；
形成多根导电柱，其中一部分所述导电柱与所述掺杂多晶硅层连接，另一部分所述导电柱与所述栅极导电层连接。


4.根据权利要求1所述的三维存储器的制作方法，其特征在于，形成所述三维存储结构层包括以下步骤：
形成叠层结构于所述掺杂多晶硅层上，所述叠层结构包括在垂直方向上交替堆叠的电介质层及栅极牺牲层；
形成所述垂直沟道结构，所述垂直沟道结构上下贯穿所述叠层结构，并往下延伸至所述底部介质层中；
形成栅线缝隙，所述栅线缝隙上下贯穿所述叠层结构，并往下延伸至所述掺杂多晶硅层表面；
去除所述栅极牺牲层，得到多条栅极横向缝隙；
依次形成高介电常数介质层及栅极导电层于所述栅极横向缝隙中，并形成绝缘填充层于所述栅线缝隙中；
形成多根导电柱，其中一部分所述导电柱与所述掺杂多晶硅层连接，另一部分所述导电柱与所述栅极导电层连接。


5.根据权利要求1所述的三维存储器的制作方法，其特征在于：还包括形成引出层于所述衬底背面的步骤，所述引出层包括导电线、导电插塞及导电焊盘，所述导电线通过所述导电插塞与所述导电接触层及所述衬底电连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，
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