三维存储器的制造方法、三维存储器及光罩技术

本发明专利技术提供一种三维存储器的制造方法、三维存储器及光罩，在本发明专利技术所提供的三维存储器的制造方法中，形成的虚拟沟道孔在衬底上的垂直投影形状具有倾向性，最终刻蚀得到的虚拟沟道孔在衬底上的垂直投影形状不再是沿着各个方向均匀分布的圆形，而是具有一定倾向性的椭圆或者接近椭圆的形状，增加了虚拟沟道孔和后续形成的接触孔之间套刻偏移量的窗口间距，降低了二者间重叠合并的风险，使得后续形成的插塞几乎不会沿着虚拟沟道结构钻到下面造成栅极层的泄露，从而增强了三维存储器的结构稳定性和电学性能。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器的制造方法、三维存储器及光罩
本专利技术涉及半导体制造
，特别是涉及一种三维存储器的制造方法、三维存储器及光罩。
技术介绍
三维存储器是一种堆栈数据单元的技术，目前已可实现32层及以上数据单元的堆栈，其克服了平面存储器实际扩展极限的限制，进一步提高了存储容量，降低了每一数据位的存储成本，降低了能耗。在目前的三维存储器的制造过程中，为了提高台阶区中虚拟沟道结构的支撑作用、避免栅极层的结构弯曲，虚拟沟道结构被设计为三角的排列分布。但是，在台阶比较低的台阶区中，因为刻蚀工艺的原因，使得对应堆栈结构的扭曲严重，吃掉了虚拟沟道孔和接触孔之间套刻偏移量的窗口间距，存在虚拟沟道孔和接触孔重叠合并的高风险，容易使得后续形成的插塞沿着虚拟沟道结构钻到下面造成栅极层的泄露，进而影响三维存储器的结构稳定性和电学性能。因此，如何避免三维存储器中虚拟沟道孔和接触孔的重叠合并，是目前亟待解决的问题。
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基于具有一定方向倾向性的虚拟沟道结构的三维存储器的制造方法，用于解决上述技术问题。为实现上述目的及其他相关目的，首先，本专利技术提供一种三维存储器的制造方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成堆栈结构，所述堆栈结构具有台阶区和核心区，且所述堆栈结构包括层叠交替设置的第一介电层和伪栅极层；形成垂直贯穿所述台阶区和/或所述核心区的虚拟沟道孔，且所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状具有倾向性，所述倾向性包括沿着某一方向的尺寸大于沿着其他方向的尺寸；填充所述虚拟沟道孔，形成虚拟沟道结构。可选地，在形成所述虚拟沟道结构之后，所述三维存储器的制造方法还包括：在所述台阶区中形成台阶结构，所述台阶结构包括多级台阶，每级所述台阶包括一层所述伪栅极层；将所述伪栅极层替换为栅极层；在所述台阶区中形成接触孔；填充所述接触孔，形成插塞，所述插塞与所述台阶中的所述栅极层对应且电连接。可选地，所述虚拟沟道孔的形状是经过光刻修正后形成的。可选地，在光刻修正之前，至少部分所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状呈椭圆形、弧形、长方形、L型、C型、S型、V型或W型。可选地，在光刻修正之后，所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状呈椭圆形或者接近椭圆形的形状。可选地，在所述衬底的堆栈平面内，多个所述虚拟沟道孔与多个所述接触孔分别呈阵列分布，且所述接触孔的周围设有环绕所述接触孔分布的多个所述虚拟沟道孔。可选地，在部分所述接触孔的周围没有所述虚拟沟道孔分布；在部分所述虚拟沟道孔的阵列中，没有所述接触孔分布。可选地，所述接触孔的周围设有呈三角状分布的三个所述虚拟沟道孔，或者呈矩形分布的四个所述虚拟沟道孔。可选地，所述核心区和所述台阶区沿第一方向相邻设置，在形成所述堆栈结构之后，在替换形成所述栅极层之前，所述三维存储器的制造方法还包括：形成垂直贯穿所述核心区的沟道孔；填充所述沟道孔，形成导电沟道结构，所述导电沟道结构包括导电沟道层。可选地，将所述伪栅极层替换为所述栅极层的步骤包括：形成第二介电层，所述第二介电层至少覆盖所述台阶结构；形成垂直贯穿所述堆栈结构和所述第二介电层的栅线分隔槽，所述栅线分隔槽沿着所述第一方向在所述核心区和所述台阶区内分布，且多个所述栅线分隔槽在第二方向上间隔排列；沿着所述栅线分隔槽，刻蚀去除所述伪栅极层；沿着所述栅线分隔槽，在所述伪栅极层的位置上形成栅极层。可选地，在将所述伪栅极层替换为所述栅极层之后，在所述台阶区中形成所述接触孔之前，所述三维存储器的制造方法还包括：沿着所述栅线分隔槽，对所述衬底进行部分替换，使得所述导电沟道层与所述衬底电连接；填充所述栅线分隔槽，得到栅线分隔结构。可选地，在所述台阶区中形成所述接触孔的步骤包括：形成垂直贯穿所述第二介电层的多个所述接触孔，多个所述接触孔与多级所述台阶一一对应，且每个所述接触孔的底部暴露出对应所述台阶中的所述栅极层。为实现上述目的及其他相关目的，其次，本专利技术还提供一种三维存储器，包括：衬底；堆叠结构，设置在所述衬底上，具有沿第一方向设置的核心区和台阶区；导电沟道结构，垂直贯穿所述核心区；虚拟沟道结构，垂直贯穿所述台阶区，且在所述衬底上的垂直投影形状有一定方向的倾向性；插塞，设置在所述台阶区中，与所述堆叠结构电连接；栅线分隔结构，沿着所述第一方向在所述核心区和所述台阶区内分布。可选地，所述虚拟沟道结构在所述衬底上的垂直投影呈椭圆形或者接近椭圆形的形状。可选地，在所述衬底的堆栈平面内，多个所述虚拟沟道结构与多个所述插塞分别呈阵列分布，且所述插塞的周围设有环绕所述插塞分布的多个所述虚拟沟道结构。可选地，所述堆叠结构包括多层层叠设置的复合层，每层所述复合层包括一层第一介电层和一层栅极层，所述堆叠结构中的多层所述复合层在所述台阶区上呈多级台阶设置；所述三维存储器包括多个插塞，多个所述插塞与多级所述台阶对应，且每个所述插塞与对应所述台阶中的所述栅极层电连接。可选地，所述三维存储器包括多个所述栅线分隔结构，多个所述栅线分隔结构在第二方向上间隔排列；其中，在所述衬底的堆栈平面内，所述第二方向垂直于所述第一方向。可选地，所述栅线分隔结构包括连续栅线分隔结构和不连续栅线分隔结构，所述连续栅线分隔结构沿着所述第一方向在所述核心区和所述台阶区内连续分布，所述不连续栅线分隔结构沿着所述第一方向在所述核心区和所述台阶区内断续分布。为实现上述目的及其他相关目的，再次，本专利技术还提供一种光罩，所述光罩上形成有呈椭圆形或蚕豆形的图案。如上所述，本专利技术提供的三维存储器的制造方法，具有以下有益效果：形成的虚拟沟道孔在衬底上的垂直投影形状具有倾向性，该倾向性包括沿着某一方向的尺寸大于沿着其他方向的尺寸，最终得到的虚拟沟道孔在衬底上的垂直投影形状不再是沿着各个方向均匀分布的圆形，而是具有一定倾向性的椭圆或者接近椭圆的形状，增加了虚拟沟道孔和后续形成的接触孔之间套刻偏移量的窗口间距，降低了二者间重叠合并的风险，使得后续形成的插塞几乎不会沿着虚拟沟道结构钻到下面造成栅极层的泄露，从而增强了三维存储器的结构稳定性和电学性能。附图说明图1-图3显示为一种三维存储器的制造方法的工艺流程图。图4显示本专利技术中三维存储器的制造方法的步骤示意图。图5-图21显示为本专利技术中三维存储器的制造方法的工艺流程图。附图标号说明1-衬底，2-堆栈结构，20-堆叠结构，21-第一介电层，210-第二介电层，22-伪栅极层，23-栅极层，A1、A2-台阶区，B-核心区，CH-沟道孔，DCH-虚拟沟道孔，CT-接触孔，3-虚拟沟道结构，4-台阶结构，4a-台阶，5-插塞，6-导电沟道结构，7-栅线分隔结构。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器的制造方法，其特征在于，包括：/n提供衬底，在所述衬底上形成堆栈结构，所述堆栈结构具有台阶区和核心区，且所述堆栈结构包括层叠交替设置的第一介电层和伪栅极层；/n形成垂直贯穿所述台阶区和/或所述核心区的虚拟沟道孔，且所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状具有倾向性，所述倾向性包括沿着某一方向的尺寸大于沿着其他方向的尺寸；/n填充所述虚拟沟道孔，形成虚拟沟道结构。/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，包括：
提供衬底，在所述衬底上形成堆栈结构，所述堆栈结构具有台阶区和核心区，且所述堆栈结构包括层叠交替设置的第一介电层和伪栅极层；
形成垂直贯穿所述台阶区和/或所述核心区的虚拟沟道孔，且所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状具有倾向性，所述倾向性包括沿着某一方向的尺寸大于沿着其他方向的尺寸；
填充所述虚拟沟道孔，形成虚拟沟道结构。


2.根据权利要求1所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在形成所述虚拟沟道结构之后，所述三维存储器的制造方法还包括：
在所述台阶区中形成台阶结构，所述台阶结构包括多级台阶，每级所述台阶包括一层所述伪栅极层；
将所述伪栅极层替换为栅极层；
在所述台阶区中形成接触孔；
填充所述接触孔，形成插塞，所述插塞与所述台阶中的所述栅极层对应且电连接。


3.根据权利要求1或2所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述虚拟沟道孔的形状是经过光刻修正后形成的。


4.根据权利要求3所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在光刻修正之前，至少部分所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状呈椭圆形、弧形、长方形、L型、C型、S型、V型或W型。


5.根据权利要求4所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在光刻修正之后，所述虚拟沟道孔在所述衬底上的垂直投影形状呈椭圆形或者接近椭圆形的形状。


6.根据权利要求5所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在所述衬底的堆栈平面内，多个所述虚拟沟道孔与多个所述接触孔分别呈阵列分布，且所述接触孔的周围设有环绕所述接触孔分布的多个所述虚拟沟道孔。


7.根据权利要求6所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在部分所述接触孔的周围没有所述虚拟沟道孔分布；在部分所述虚拟沟道孔的阵列中，没有所述接触孔分布。


8.根据权利要求6所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述接触孔的周围设有呈三角状分布的三个所述虚拟沟道孔，或者呈矩形分布的四个所述虚拟沟道孔。


9.根据权利要求8所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述核心区和所述台阶区沿第一方向相邻设置，在形成所述堆栈结构之后，在替换形成所述栅极层之前，所述三维存储器的制造方法还包括：
形成垂直贯穿所述核心区的沟道孔；
填充所述沟道孔，形成导电沟道结构，所述导电沟道结构包括导电沟道层。


10.根据权利要求9所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，将所述伪栅极层替换为所述栅极层的步骤包括：
形成第二介电层，所述第二介电层至少覆盖所述台阶结构；
形成垂直贯穿所述堆栈结构和所述第二介电层的栅线分隔槽，所述栅线分隔槽沿着所述第一方向在所述核心区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强威，许宗珂，袁彬，
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