3D NAND存储器及其制造方法及存储器沟道结构的制备方法技术

本发明专利技术提供一种3D NAND存储器及其制造方法及存储器沟道结构的制备方法，采用两步法形成沟道结构，首先在第一堆叠结构中形成第一沟道孔，在第一沟道孔中形成存储器层并填充牺牲材料；然后在第一堆叠结构上方形成第二堆叠结构，在第二堆叠结构中形成与第一沟道孔对应的第二沟道孔，在第二沟道孔中形成存储器层，将第二沟道孔底部的存储器层打开，去除第一沟道孔中的牺牲材料，连通第一沟道孔和第二沟道孔。该方法通过两步法形成沟道结构，相当于减小了沟道孔的深宽比，在沟道孔中形成存储器层时，能够提高沟道孔侧壁上各膜层的分布效果，使得存储器层在上下沟道孔中能够实现均匀一致的分布，提高器件的电学性能。同时能够提高量产中机台的利用率。

【技术实现步骤摘要】
3DNAND存储器及其制造方法及存储器沟道结构的制备方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种3DNAND存储器及其沟道结构的的制备方法。
技术介绍
存储器是用于存储保存信息的记忆设备，随着集成电路中器件对集成度以及存储密度的需求的不断提高，3D存储技术，例如3DNAND(3D与非)闪存，越来越受到人们的青睐。在堆叠栅型结构的3D闪存中，形成在沟道孔中的ONO薄膜是实现电子存储的核心膜层。对3DNAND这种垂直架构，ONO在沟道孔中的的填充效果是最终电性线上监测的重要参数，随着结构中堆叠膜层的层数越来越多，沟道孔的深宽比越来越大，对沟道孔中ONO膜层的填充的挑战越来越艰巨。深宽比越大，沟道孔上部和下部的各叠层的覆盖均匀性就越差，导致器件的电性较差。因此，需要一种能够提高沟道孔中ONO膜层的分布效果的方法。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种3DNAND存储器及其沟道结构的制备方法，本专利技术的方法中，采用两步法形成沟道结构，首先在第一堆叠结构中形成第一沟道孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供衬底，在所述衬底上形成第一堆叠结构；/n在所述第一堆叠结构中形成第一沟道孔，并在所述第一沟道孔的内壁形成第一存储器层，所述第一沟道孔沿所述堆叠结构的堆叠方向贯穿所述第一堆叠结构；/n在所述第一沟道孔中填充牺牲材料；/n在所述第一堆叠结构上方形成第二堆叠结构；/n在所述第二堆叠结构中形成第二沟道孔，并在所述第二沟道孔的侧壁上形成第二存储器层，所述第二沟道孔沿所述堆叠结构的堆叠方向贯穿所述第二堆叠结构，并且与所述第一沟道孔相对应；/n打通所述第一沟道孔和所述第二沟道孔，在所述第一沟道孔和所述第二沟道孔中形成沟道层。/n

【技术特征摘要】
1.一种存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底，在所述衬底上形成第一堆叠结构；
在所述第一堆叠结构中形成第一沟道孔，并在所述第一沟道孔的内壁形成第一存储器层，所述第一沟道孔沿所述堆叠结构的堆叠方向贯穿所述第一堆叠结构；
在所述第一沟道孔中填充牺牲材料；
在所述第一堆叠结构上方形成第二堆叠结构；
在所述第二堆叠结构中形成第二沟道孔，并在所述第二沟道孔的侧壁上形成第二存储器层，所述第二沟道孔沿所述堆叠结构的堆叠方向贯穿所述第二堆叠结构，并且与所述第一沟道孔相对应；
打通所述第一沟道孔和所述第二沟道孔，在所述第一沟道孔和所述第二沟道孔中形成沟道层。


2.根据权利要求1所述的存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，在所述第一沟道孔中填充牺牲材料，还包括以下步骤：
在所述第一沟道孔中填充牺牲材料；
去除所述第一堆叠结构上方的牺牲材料；
去除形成所述第一存储器层时残留在所述第一堆叠结构上方的材料层。


3.根据权利要求1所述的存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，在所述第二堆叠结构中形成第二沟道孔包括，刻蚀所述第二堆叠结构以及所述第一沟道孔中的部分牺牲材料。


4.根据权利要求1所述的存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，打通所述第一沟道孔和所述第二沟道孔，在所述第一沟道孔和所述第二沟道孔中形成沟道层，包括以下步骤：
在所述第二沟道孔的侧壁上形成刻蚀阻挡层；
去除所述第二沟道孔底部的所述存储器层；
去除所述第一沟道孔中的牺牲材料以及第二沟道孔侧壁上的所述刻蚀阻挡层，以将所述第一沟道孔和所述第二沟道孔连通。


5.根据权利要求4所述的存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述第一沟道孔和所述第二沟道孔中填充介质层。


6.根据权利要求1所述的存储器沟道结构的制造方法，其特征在于，沿所述第一沟道孔的内壁形成存储器层之前，还包括：在所述第一沟道孔底部形成选择性外延结构。


7.根据权利要求6所述的3DNAND存储器沟道结构制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：
刻蚀形成在所述选择性外延结构上方的所述存储器层，以暴露所述选择性外延结构；
在所述第一沟道孔的底部及侧壁上形成沟道层；
在所述沟道孔中填充介质层。


8.一种3DNAND存储器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底，在所述衬底上形成第一堆叠结构，所述第一堆叠结构包括交替叠置的绝缘层及牺牲层；
在所述第一堆叠结构中形成第一沟道孔，并在所述第一沟道孔的内壁形成第一存储器层，所述第一沟道孔沿所述堆叠结构的堆叠方向贯穿所述第一堆叠结构；
在所述第一沟道孔中填充牺牲材料；
在所述第一堆叠结构上方形成第二堆叠结构；
在所述第二堆叠结构中形成第二沟道孔，并在所述第二沟道孔的侧壁上形成第二存储器层，所述第二沟道孔沿所述堆叠结构的堆叠方向贯穿所述第二堆叠结构，并且与所述第一沟道孔相对应；
打通所述第一沟道孔和所述第二沟道孔，在所述第一沟道孔和所述第二沟道孔中形成沟道层；
在所述第一堆叠结构和所述第二堆叠结构中形成字线层。


9.根据权利要求8所述的3DNAND存储器的制造方法，其特征在于，在所述第一沟道孔中填充牺牲材料，还包括以下步骤：
在所述第一沟道孔中填充牺牲材料；
去除所述第一堆叠结构上方的牺牲材料；
去除形成所述第一存储器层时残留在所述第一堆叠结构上方的材料层。


10.根据权利要求8所述的3DNAND存储器的制造方法，其特征在于，在所述第二堆叠结构中形成第二沟道孔包括，刻蚀所述第二堆叠结构以及所述第一沟道孔中的部分牺牲材料。


11.根据权利要求8所述的3DNAND存储器的制造方法，其特征在于，在所述第二沟道孔的侧壁上形成第二存储器层，包括以下步骤：
在所述第二沟道孔的侧壁上形成刻蚀阻挡层；
去除所述第二沟道孔底部的所述第二存储器层；
去除所述第一沟道孔中的牺牲材料以及第二沟道孔侧壁上的所述刻蚀阻挡层，以将所述第一沟道孔和所述第二沟道孔连通。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李拓，蒲浩，刘松，
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