【技术实现步骤摘要】
三维存储器结构及其制备方法
本专利技术属于半导体设计及制造领域，特别是涉及三维存储器结构及其制备方法。
技术介绍
三维存储器的半导体衬底上具有堆叠结构，垂直沟道结构位于堆叠结构中并贯穿堆叠结构，在半导体衬底上沉积堆叠结构(包括叠置的氮化硅和氧化物薄膜)时，会在半导体衬底与堆叠结构之间引入牺牲多晶硅层，完成栅线缝隙蚀刻后，需要在栅线缝隙里面多次沉积各种保护膜并进行多次蚀刻，然后基于栅线缝隙将该牺牲多晶硅层和被所述牺牲多晶硅层包围位置的垂直沟道结构的功能侧壁(该功能侧壁是由氧化硅-氮化硅-氧化硅组成的ONO结构)去除以形成牺牲间隙，最后于该牺牲间隙内形成多晶硅层以实现垂直沟道结构的沟道层的侧壁底部引出。在该过程中，由于位于台阶区域的伪沟道孔中填充的是氧化硅，在对核心区域的垂直沟道结构底部的ONO结构移除时，台阶区域的伪沟道孔中氧化硅也会被一起移除，从而使台阶区域的台阶支撑出现问题。另外，在基于背部选择的三维存储器中，容易出现金属接触和与金属接触连接的外围导电柱会存在底部高掺杂多晶硅直接接触的问题，这会影响器件的可靠性。<...
【技术保护点】
1.一种三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构包括：/n半导体层，包括沿第一方向依次设置的核心区域、台阶区域及外围区域；/n底部选择栅堆叠结构，形成于所述半导体层上；/n介质支撑结构，位于所述台阶区域内，所述介质支撑结构依次贯穿所述底部选择栅堆叠结构和所述半导体层；/n存储栅堆叠结构，形成于所述底部选择栅极堆叠结构上；/n栅线间隙，沿所述第一方向延伸，所述栅线间隙依次贯穿所述存储栅堆叠结构和所述底部选择栅堆叠结构并延伸进入所述半导体层中。/n
【技术特征摘要】
1.一种三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构包括：
半导体层，包括沿第一方向依次设置的核心区域、台阶区域及外围区域；
底部选择栅堆叠结构，形成于所述半导体层上；
介质支撑结构，位于所述台阶区域内，所述介质支撑结构依次贯穿所述底部选择栅堆叠结构和所述半导体层；
存储栅堆叠结构，形成于所述底部选择栅极堆叠结构上；
栅线间隙，沿所述第一方向延伸，所述栅线间隙依次贯穿所述存储栅堆叠结构和所述底部选择栅堆叠结构并延伸进入所述半导体层中。
2.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述栅线间隙包括用于分隔块存储区的第一栅线间隙及用于分割块所述存储区内部指存储区的第二栅线间隙；所述三维存储器结构还包括底栅切槽填充结构，所述底栅切槽填充结构贯穿所述底部选择栅堆叠结构，所述底栅切槽填充结构沿所述第二栅线间隙的长度方向间隔设置，位于所述底部选择栅堆叠结构中的所述第二栅线间隙在所述底栅切槽填充结构处间断。
3.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述介质支撑结构包括环状介质支撑结构，围绕部分所述半导体层及部分所述底部选择栅堆叠结构设置。
4.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述介质支撑结构包括实心介质支撑结构。
5.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述介质支撑结构的材料包括氧化硅、氮氧化硅或正硅酸乙酯。
6.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述底部选择栅堆叠结构和所述存储栅堆叠结构在所述台阶区域形成有多级台阶。
7.根据权利要求6所述的三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构还包括，形成于各级所述台阶上的若干连接柱。
8.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构还包括蚀刻停止层，所述蚀刻停止层位于所述半导体层的远离所述底部选择栅堆叠结构的表面。
9.根据权利要求8所述的三维存储器结构，其特征在于，所述蚀刻停止层的材料包括氧化铝、氮氧化硅、氧化硅或氮氧化硅。
10.根据权利要求1所述的三维存储器结构，其特征在于，所述半导体层包括依次设置的第一半导体层、第二半导体层及第三半导体层，所述底部选择栅堆叠结构形成于所述第三半导体层上。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构还包括形成于所述外围区域的外围填充结构，所述外围填充结构贯穿所述半导体层。
12.根据权利要求11所述的三维存储器结构，其特征在于，所述外围填充结构的材料包括氧化硅、氮氧化硅、或正硅酸乙酯。
13.根据权利要求11所述的三维存储器结构，其特征在于，所述外围填充结构包括环状外围填充结构，围绕位于所述外围区域的部分所述半导体层设置。
14.根据权利要求11所述的三维存储器结构，其特征在于，所述外围填充结构为实心外围填充结构。
15.根据权利要求11所述的三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构包括台阶覆盖层和外围连接柱，所述台阶覆盖层覆盖所述台阶区域和外围区域，所述外围连接柱贯穿位于所述外围区域的所述台阶覆盖层并延伸至所述外围填充结构。
16.根据权利要求15所述的三维存储器结构，其特征在于，所述三维存储器结构还包括金属接触，所述金属接触贯穿至少部分所述外围填充结构并与所述外围连接柱连接。
17.一种三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括沿第一方向依次设置的核心区域、台阶区域及外围区域，所述半导体衬底上依次形成有半导体牺牲层及底部堆叠结构，所述底部堆叠结构包括交替叠置的第一牺牲层和第一介质层；
于所述台阶区域内形成依次贯穿所述底部堆叠结构及所述半导体牺牲层的介质支撑结构；
于所述底部堆叠结构上形成牺牲栅堆叠结构，所述牺牲栅堆叠结构包括交替叠置的第二牺牲层和第二介质层；
形成沿所述第一方向延伸的栅线间隙，所述栅线间隙依次贯穿所述牺牲栅堆叠结构和所述底部堆叠结构并延伸进入所述半导体牺牲层中；
基于所述栅线间隙去除所述半导体牺牲层以形成牺牲间隙，并于所述牺牲间隙中形成第二半导体层；
基于所述栅线间隙，利用导电材料替换所述第一牺牲层和所述第二牺牲层以分别形成底部选择栅层和存储栅层。
18.根据权利要求17所述的三维存储器的制备方法，其特征在于，所述栅线间隙包括用于分隔块存储区的第一栅线间隙及用于分割块所述存储区内部指存储区的第二栅线间隙；所述制备方法还包括形成底栅切槽填充结构的步骤，所述底栅切槽填充结构贯...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔翠翠，张坤，吴林春，张中，周文犀，
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
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