一种三维存储器及其制备方法技术

本申请实施例提供一种三维存储器及其制备方法，其中，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括存储叠层以及贯穿所述存储叠层的沟道孔；刻蚀所述存储叠层，形成栅极沟槽；在所述沟道孔中的所述栅极沟槽中沉积形成保护层，以形成所述三维存储器。以形成所述三维存储器。以形成所述三维存储器。

【技术实现步骤摘要】
一种三维存储器及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，涉及但不限于一种三维存储器及其制备方法。

技术介绍

[0002]存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。随着各类电子设备对集成度和数据存储密度的需求不断提高，普通的二维存储器件越来越难以满足要求，在这种情况下，三维存储器件应运而生。
[0003]在三维存储器的制作过程中，在完成沟道孔(Channel Hole，CH)的制作后，需要湿法刻蚀去除三维存储器存储叠层中的氮化硅(SiN)，以形成控制栅极。然而，在湿法刻蚀过程中，三维存储器中沟道孔位置的栅氧介质层(Block OX)会存在损失，从而使得沟道孔位置的栅氧介质层较薄，容易漏电，影响三维存储器的性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种三维存储器及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种三维存储器的制备方法，所述方法包括：
[0006]提供基底结构，所述基底结构包括存储叠层以及贯穿所述存储叠层的沟道孔；
[0007]刻蚀所述存储叠层，形成栅极沟槽；
[0008]在所述沟道孔中的所述栅极沟槽中沉积形成保护层，以形成所述三维存储器。
[0009]在一些实施例中，所述基底结构还包括贯穿所述存储叠层的栅线缝隙；所述沟道孔包括多个第一沟道孔和多个第二沟道孔；
[0010]其中，每一所述第一沟道孔与所述栅线缝隙之间的距离小于预设距离，每一所述第二沟道孔与所述栅线缝隙之间的距离大于或等于所述预设距离；
[0011]对应地，所述在所述沟道孔中的所述栅极沟槽中沉积形成保护层，以形成所述三维存储器，包括：
[0012]在所述第一沟道孔的所述栅极沟槽中沉积形成具有第一厚度的保护层，且在所述第二沟道孔的所述栅极沟槽中沉积形成具有第二厚度的所述保护层，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度。
[0013]在一些实施例中，所述在所述第一沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有第一厚度的保护层，且在所述第二沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有第二厚度的所述保护层，以形成所述三维存储器，包括：
[0014]在所述第一沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有所述第一厚度的第一材料层，且在所述第二沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有所述第二厚度的第二材料层；
[0015]将所述第一材料层和所述第二材料层分别氧化为具有所述第一厚度的保护层和具有所述第二厚度的保护层，以形成所述三维存储器。
[0016]在一些实施例中，所述第一材料层和所述第二材料的材料相同或不同；
[0017]所述第一材料层和所述第二材料层的材料包括氮化硅或者氮氧化硅。
[0018]在一些实施例中，所述提供基底结构，包括：
[0019]提供半导体衬底；
[0020]在所述半导体衬底上形成由牺牲层和介质层交替堆叠的存储叠层；
[0021]刻蚀所述存储叠层，形成所述沟道孔，其中，所述沟道孔包括所述第一沟道孔和所述第二沟道孔；
[0022]刻蚀相邻的两个第一沟道孔之间的存储叠层，形成所述栅线缝隙。
[0023]在一些实施例中，所述刻蚀所述存储叠层，形成栅极沟槽，包括；
[0024]刻蚀去除所述存储叠层中的牺牲层，形成所述栅极沟槽。
[0025]在一些实施例中，在形成所述栅线缝隙之前，所述方法还包括：
[0026]在所述沟道孔中形成存储层和沟道层，其中，所述存储层包括依次堆叠的阻挡层、电荷俘获层和隧穿层；
[0027]所述保护层与所述阻挡层由相同的材料组成。
[0028]在一些实施例中，在形成所述保护层之后，所述方法还包括：
[0029]在所述栅极沟槽中依次沉积HK介质层、金属阻挡层和栅线材料，形成金属栅极。
[0030]在一些实施例中，在形成所述金属栅极之后，所述方法还包括：
[0031]在所述栅线缝隙中填充导电材料，形成所述三维存储器的共源极阵列。
[0032]第二方面，本申请实施例提供一种三维存储器，所述三维存储器通过上述三维存储器的制备方法制备，包括：
[0033]半导体衬底；
[0034]位于所述半导体衬底上的金属栅极叠层，其中，所述金属栅极叠层包括交替堆叠的金属栅极和介质层；
[0035]贯穿所述金属栅极叠层的共源极阵列和沟道孔；
[0036]保护层，所述保护层位于所述沟道孔的栅极沟槽中。
[0037]在一些实施例中，所述三维存储器还包括：源极；
[0038]所述源极位于所述共源极阵列底部的衬底中，所述共源极阵列用于实现所述源极与外部电路的电连接。
[0039]本申请实施例提供的三维存储器及其制备方法，提供基底结构，基底结构包括存储叠层以及贯穿存储叠层的多个沟道孔；刻蚀存储叠层，形成栅极沟槽；在沟道孔的栅极沟槽中沉积形成保护层，以形成三维存储器。由于在沟道孔的栅极沟槽中形成了保护层，如此，能够减小栅极氧化层的损失，减小沟道孔处的漏电，进而提高形成的三维存储器的性能。
附图说明
[0040]在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
[0041]图1A为相关技术中3D NAND存储器的存储单元的结构示意图；
[0042]图1B为相关技术中短轴方向上Outer CH和Inner CH的电场分布图；
[0043]图1C为相关技术中不同Block OX凹进量对应的栅极区域捕获电荷的分布情况；
[0044]图2为本申请实施例提供的三维存储器的形成方法的一种可选的流程示意图；
[0045]图3A为本申请实施例提供的在存储叠层中形成沟道孔的结构示意图；
[0046]图3B为本申请实施例提供的在沟道孔中形成存储层和沟道层的结构示意图；
[0047]图3C为本申请实施例提供的形成栅线缝隙的结构示意图；
[0048]图3D为本申请实施例提供的CH与GSL在存储叠层中的分布结构图；
[0049]图3E为本申请实施例提供的形成栅极沟槽的结构示意图；
[0050]图3F为本申请实施例提供的形成第一材料层的结构示意图；
[0051]图3G为本申请实施例提供的形成第一厚度的保护层的结构示意图；
[0052]图3H为本申请实施例提供的形成金属栅极的结构示意图；
[0053]图3I为本申请实施例提供的三维存储器的结构示意图。
具体实施方式
[0054]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对专利技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
[0055]在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括存储叠层以及贯穿所述存储叠层的沟道孔；刻蚀所述存储叠层，形成栅极沟槽；在所述沟道孔中的所述栅极沟槽中沉积形成保护层，以形成所述三维存储器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底结构还包括贯穿所述存储叠层的栅线缝隙；所述沟道孔包括多个第一沟道孔和多个第二沟道孔；其中，每一所述第一沟道孔与所述栅线缝隙之间的距离小于预设距离，每一所述第二沟道孔与所述栅线缝隙之间的距离大于或等于所述预设距离；对应地，所述在所述沟道孔中的所述栅极沟槽中沉积形成保护层，以形成所述三维存储器，包括：在所述第一沟道孔的所述栅极沟槽中沉积形成具有第一厚度的保护层，且在所述第二沟道孔的所述栅极沟槽中沉积形成具有第二厚度的所述保护层，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述第一沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有第一厚度的保护层，且在所述第二沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有第二厚度的所述保护层，以形成所述三维存储器，包括：在所述第一沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有所述第一厚度的第一材料层，且在所述第二沟道孔的所述栅极沟槽中沉积具有所述第二厚度的第二材料层；将所述第一材料层和所述第二材料层分别氧化为具有所述第一厚度的保护层和具有所述第二厚度的保护层，以形成所述三维存储器。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一材料层和所述第二材料的材料相同或不同；所述第一材料层和所述第二材料层的材料包括氮化硅或者氮氧化硅。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启光，付婕妃，
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：