一种三维存储器及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种三维存储器及其制作方法，包括：提供衬底，衬底上具有第一连接层和第一牺牲层；对第一牺牲层进行刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽位于待形成栅极隙区域的一侧，第二凹槽位于待形成栅极隙区域的另一侧，且第一凹槽和第二凹槽在垂直于待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布；在第一牺牲层上形成第二连接层，第二连接层填满第一凹槽和第二凹槽，在第一凹槽内形成第一连接结构、在第二凹槽内形成第二连接结构，第二连接层的材料与第一牺牲层的材料不同。由于第一连接结构和第二连接结构可以对其顶部的堆叠结构进行支撑，因此，降低了堆叠结构破裂或坍塌的风险，保证了三维存储器制作过程中结构的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维存储器及其制作方法
本专利技术涉及半导体制造
，更具体地说，涉及一种三维存储器及其制作方法。
技术介绍
三维存储器(3DNAND)将存储单元在垂直于衬底的方向上堆叠，能够在较小的面积上形成更多的存储单元，相对于传统二维存储器，具有更大的存储容量，是当前存储器领域的一个主要发展方向。在制作三维存储器的过程中，需要在衬底上制作堆叠结构，该堆叠结构包括多层交替排布的氧化层和氮化层。随着对三维存储器容量需求的增加，为了在单位芯片面积上获得更大的存储容量，就要增加三维存储器中堆叠结构的堆叠层数，导致在三维存储器的制作过程中，保证每个制作过程的结构稳定性的难度更大，严重制约了三维存储器技术的发展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种三维存储器及其制作方法，以解决现有技术中堆叠结构堆叠层数的增加，导致三维存储器制作过程中结构不稳定的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种三维存储器的制作方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有第一连接层和第一牺牲层；对所述第一牺牲层进行刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽位于待形成栅极隙区域的一侧，所述第二凹槽位于所述待形成栅极隙区域的另一侧，且所述第一凹槽和所述第二凹槽在垂直于所述待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布；在所述第一牺牲层上形成第二连接层，所述第二连接层填满所述第一凹槽和所述第二凹槽，在所述第一凹槽内形成第一连接结构、在所述第二凹槽内形成第二连接结构，所述第二连接层的材料与所述第一牺牲层的材料不同。可选地，还包括：在所述第二连接层表面形成堆叠结构，所述堆叠结构包括多层交替排布的第二牺牲层和隔离层；在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的沟道结构和栅线隙，所述栅线隙的区域与所述待形成栅极隙区域对应，所述沟道结构和所述栅线隙延伸至所述第一牺牲层底部的第一连接层；通过所述栅线隙去除所述第一牺牲层以及所述第一牺牲层对应区域的部分沟道结构形成开口区，并保留所述第一连接结构和所述第二连接结构，所述开口区延伸至所述沟道结构内部的沟道层；通过所述栅线隙在所述开口区形成外延结构层，所述外延结构层与所述沟道结构内部的沟道层连通。可选地，在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的沟道结构包括：在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的沟道孔，所述沟道孔延伸至所述第一牺牲层底部的第一连接层；在所述沟通孔的底部和侧壁依次形成阻挡层、电荷俘获层、隧穿层和沟道层。可选地，在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的栅线隙包括：在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的栅线隙，所述栅线隙延伸至所述第二连接层；在所述栅线隙底部和侧壁形成屏蔽层，所述屏蔽层的材料与所述第二连接层的材料相同；对所述栅线隙底部的屏蔽层和所述第二连接层进行刻蚀，以使所述栅线隙延伸至所述第一牺牲层底部的第一连接层。可选地，形成外延结构层之后，还包括：通过所述栅线隙对所述栅线隙内部的膜层以及所述堆叠结构的第二牺牲层进行刻蚀；在所述第二牺牲层所在区域内形成栅极，在所述栅线隙内形成栅线。可选地，对所述第一牺牲层进行刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽包括：对所述第一牺牲层进行刻蚀形成多个第一凹槽和多个第二凹槽，所述多个第一凹槽在所述待形成栅极隙区域的一侧依次排列，所述多个第二凹槽在所述待形成栅极隙区域的另一侧依次排列，任一所述第一凹槽和任一所述第二凹槽在垂直于所述待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布。可选地，所述第一牺牲层包括在衬底上依次排列的氧化硅层、氮化硅层和氧化硅层；所述第二连接层为多晶硅层。可选地，在所述第一牺牲层上形成第二连接层之后，还包括：对所述第二连接层的表面进行化学机械研磨，以使所述第二连接层的表面为平整的表面。可选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽为圆形凹槽或方形凹槽。一种三维存储器，采用如上任一项所述的方法制作而成，包括：衬底；位于所述衬底上的连接结构和堆叠结构，所述堆叠结构中具有贯穿所述堆叠结构的沟道结构和栅线；所述连接结构包括依次位于所述衬底上的第一连接层、外延结构层和第二连接层，所述外延结构层与所述沟道结构内部的沟道层连通；所述外延结构层包括第一连接结构和第二连接结构，所述第一连接结构位于所述栅线的一侧，所述第二连接结构位于所述栅线的另一侧，所述第一连接结构和所述第二连接结构在垂直于所述栅线的延伸方向的方向上交错排布。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的三维存储器及其制作方法，对第一牺牲层进行刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽之后，在第一牺牲层上形成第二连接层，第二连接层填满第一凹槽和第二凹槽，在第一凹槽内形成第一连接结构、在第二凹槽内形成第二连接结构，由于第一凹槽位于待形成栅极隙区域的一侧，第二凹槽位于待形成栅极隙区域的另一侧，且第一凹槽和第二凹槽在垂直于待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布，因此，第一连接结构位于待形成栅极隙区域的一侧，第二连接结构位于待形成栅极隙区域的另一侧，且第一连接结构和第二连接结构在垂直于待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布，由于第二连接层的材料与第一牺牲层的材料不同，因此，在对第一牺牲层进行刻蚀时，可以保留第一连接结构和第二连接结构，从而可以通过第一连接结构和第二连接结构对其顶部的堆叠结构进行支撑，降低了堆叠结构破裂或坍塌的风险，保证了三维存储器制作过程中结构的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1至图3是一种三维存储器制作过程中的结构示意图；图4为本专利技术一个实施例提供的三维存储器的制作方法的流程图；图5至图20为本专利技术实施例提供的三维存储器制作过程中的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
，随着三维存储器中的堆叠结构的层叠数目的增加，在三维存储器的制作过程中，保证每个制作过程的结构稳定的难度也会增加。专利技术人研究发现，出现上述问题的原因具体如下：在三维存储器的制作过程中，如图1所示，通常会先在衬底10上形成堆叠结构11、贯穿堆叠结构11的沟道结构12以及栅线隙(GateLineSlit，GLS)13，之后，如图2所示，通过栅线隙13通入刻蚀气体或溶液对衬底10与堆叠结构11之间的牺牲层14进行刻蚀形成开口区15，之后，如图3所示，经选择性外延生长工艺在开口区15形成外延结构层16。但是，在将牺牲层14刻蚀掉之后，如图2所示，堆叠结构11底部仅通过部分沟道结构12进行支撑，其他大部分结构悬空，随着堆叠结构11堆叠层数的增加，堆叠结构11破裂或坍塌的风险越大，导致三维本文档来自技高网...

【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：/n提供衬底，所述衬底上具有第一连接层和第一牺牲层；/n对所述第一牺牲层进行刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽位于待形成栅极隙区域的一侧，所述第二凹槽位于所述待形成栅极隙区域的另一侧，且所述第一凹槽和所述第二凹槽在垂直于所述待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布；/n在所述第一牺牲层上形成第二连接层，所述第二连接层填满所述第一凹槽和所述第二凹槽，在所述第一凹槽内形成第一连接结构、在所述第二凹槽内形成第二连接结构，所述第二连接层的材料与所述第一牺牲层的材料不同。/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：
提供衬底，所述衬底上具有第一连接层和第一牺牲层；
对所述第一牺牲层进行刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽位于待形成栅极隙区域的一侧，所述第二凹槽位于所述待形成栅极隙区域的另一侧，且所述第一凹槽和所述第二凹槽在垂直于所述待形成栅极隙区域的延伸方向的方向上交错排布；
在所述第一牺牲层上形成第二连接层，所述第二连接层填满所述第一凹槽和所述第二凹槽，在所述第一凹槽内形成第一连接结构、在所述第二凹槽内形成第二连接结构，所述第二连接层的材料与所述第一牺牲层的材料不同。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述第二连接层表面形成堆叠结构，所述堆叠结构包括多层交替排布的第二牺牲层和隔离层；
在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的沟道结构和栅线隙，所述栅线隙的区域与所述待形成栅极隙区域对应，所述沟道结构和所述栅线隙延伸至所述第一牺牲层底部的第一连接层；
通过所述栅线隙去除所述第一牺牲层以及所述第一牺牲层对应区域的部分沟道结构形成开口区，并保留所述第一连接结构和所述第二连接结构，所述开口区延伸至所述沟道结构内部的沟道层；
通过所述栅线隙在所述开口区形成外延结构层，所述外延结构层与所述沟道结构内部的沟道层连通。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的沟道结构包括：
在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的沟道孔，所述沟道孔延伸至所述第一牺牲层底部的第一连接层；
在所述沟通孔的底部和侧壁依次形成阻挡层、电荷俘获层、隧穿层和沟道层。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的栅线隙包括：
在所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的栅线隙，所述栅线隙延伸至所述第二连接层；
在所述栅线隙底部和侧壁形成屏蔽层，所述屏蔽层的材料与所述第二连接层的材料相同；
对所述栅线隙底...

【专利技术属性】
技术研发人员：王二伟，郑晓芬，顾立勋，
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