三维存储器的制造方法技术

本公开提供一种三维存储器的制造方法，包括：提供半导体结构；半导体结构包括：基底，堆叠结构，位于堆叠结构和基底间的隔离层，贯穿堆叠结构和隔离层并延伸至基底中的栅线隙结构及存储柱；去除基底，显露栅线隙结构的第一端部和存储柱的第二端部；存储柱包括：沟道层，及环绕沟道层的功能层；去除第一端部，形成从隔离层向堆叠结构下凹的第一凹陷，剩余栅线隙结构端部与隔离层接触；去除第二端部显露的功能层，形成从隔离层向堆叠结构下凹的第二凹陷，剩余存储柱端部与隔离层接触；利用导电材料覆盖第一凹陷、第二凹陷及显露的隔离层，对导电材料进行粒子注入形成第二导电层。导电材料进行粒子注入形成第二导电层。导电材料进行粒子注入形成第二导电层。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器的制造方法


[0001]本公开实施例涉及半导体
，尤其涉及一种三维存储器的制造方法。

技术介绍

[0002]随着半导体制造工艺的不断提高，工艺特征尺寸越来越小，存储器件的储存密度越来越高。为了满足更高的存储密度需求，三维结构的存储器件被开发出来。3D NAND存储器因其写入速度快，擦除操作简单，具有更高的储存密度等优势，获得了广泛的应用。
[0003]现有的3D NAND存储器，包括沿着垂直方向堆叠的多个储存单元，在单位面积的晶圆上可以成倍地提高存储密度，同时可以降低成本。相关技术中，通常采用增加堆叠储存单元层数的手段来提高存储密度，但是在存储芯片堆叠层数不断提高的同时，工艺越来越复杂，不同工艺之间互相影响导致的缺陷越来越明显。因此，在堆叠层数不断提高的同时，如何优化工艺之间的影响，减少缺陷的产生成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种三维存储器的制造方法，包括：
[0005]提供半导体结构；其中，所述半导体结构包括：基底，堆叠结构，位于所述堆叠结构和所述基底间的隔离层，贯穿所述堆叠结构和所述隔离层并延伸至所述基底中的栅线隙结构以及存储柱；
[0006]去除所述基底，以显露所述栅线隙结构的第一端部和所述存储柱的第二端部；其中，沿所述存储柱的径向，所述存储柱包括：沟道层，以及环绕所述沟道层的功能层；
[0007]去除至少部分所述第一端部，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第一凹陷，剩余所述栅线隙结构的端部与所述隔离层接触；r/>[0008]去除所述第二端部显露的所述功能层，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第二凹陷，剩余所述存储柱的端部与所述隔离层接触；
[0009]利用导电材料覆盖所述第一凹陷、所述第二凹陷以及显露的所述隔离层，并对所述导电材料进行粒子注入形成第二导电层。
[0010]在一些实施例中，
[0011]所述栅线隙结构包括：第三导电层，以及包围所述第三导电层的第二绝缘层；
[0012]所述去除至少部分所述第一端部，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第一凹陷，剩余所述栅线隙结构的端部与所述隔离层接触，包括：
[0013]去除所述第一端部的所述第二绝缘层，以基于所述隔离层、所述第三导电层以及剩余的所述第二绝缘层形成所述第一凹陷；其中，所述第一凹陷围绕所述第三导电层，沿垂直于所述基底的第一方向，所述第一凹陷的侧壁深度小于所述隔离层的厚度。
[0014]在一些实施例中，
[0015]所述第二绝缘层包括：第一子层，以及至少包围部分所述第一子层的第二子层；
[0016]所述去除所述第一端部的所述第二绝缘层，形成所述第一凹陷，包括：
[0017]利用刻蚀剂去除所述第一端部的所述第一子层和所述第二子层，以基于所述隔离层、所述第三导电层、剩余的所述第一子层以及剩余的所述第二子层形成所述第一凹陷。
[0018]在一些实施例中，
[0019]沿所述存储柱的径向，所述功能层包括：阻挡子层、存储子层和隧穿子层，所述隧穿子层位于所述存储子层和所述沟道层之间；
[0020]所述去除所述第二端部显露的所述功能层，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第二凹陷，剩余所述存储柱的端部与所述隔离层接触，包括：
[0021]去除所述第二端部显露的所述阻挡子层、所述存储子层和所述隧穿子层，以基于所述隔离层、所述存储柱、剩余的所述阻挡子层、剩余的所述存储子层和剩余的所述隧穿子层形成所述第二凹陷；其中，沿垂直于所述基底的第一方向，所述第二凹陷的侧壁深度小于所述隔离层的厚度。
[0022]在一些实施例中，
[0023]沿垂直于所述基底的第一方向，所述第二导电层的厚度，小于所述沟道层凸出于所述隔离层的厚度；
[0024]所述方法还包括：
[0025]形成覆盖所述第二导电层的第四导电层；其中，所述第四导电层的厚度，大于所述沟道层凸出于所述隔离层的厚度。
[0026]在一些实施例中，
[0027]所述第二导电层厚度为20nm至100nm；所述第四导电层厚度为200nm至500nm。
[0028]在一些实施例中，
[0029]所述隔离层包括：沿垂直于所述基底的第一方向依次设置的第一绝缘子层、第一导电子层和第二绝缘子层，所述第一绝缘子层位于所述第一导电子层和所述基底之间，所述第二绝缘子层位于所述第一导电子层和所述堆叠结构之间；
[0030]所述方法还包括：
[0031]在去除所述基底之后，去除所述第一绝缘子层，以显露所述第一导电子层。
[0032]在一些实施例中，所述的方法还包括：
[0033]沿垂直于所述基底的第一方向，在所述基底上形成所述隔离层；
[0034]在所述隔离层上形成叠层结构；其中，所述叠层结构包括依次交替层叠设置的多个牺牲层和多个所述第一绝缘层；
[0035]形成沿所述第一方向贯穿所述叠层结构、所述隔离层且延伸至所述基底中的沟道孔；
[0036]填充所述沟道孔的侧壁，形成所述功能层；
[0037]形成覆盖所述功能层的所述沟道层。
[0038]在一些实施例中，所述的方法还包括：
[0039]在形成所述沟道层后，形成沿所述第一方向贯穿所述叠层结构、所述隔离层且延伸至所述基底中的沟槽；
[0040]基于所述沟槽，去除所述叠层结构中的所述多个牺牲层，以在相邻所述第一绝缘层之间形成间隙；
[0041]填充所述间隙，形成多个第一导电层。
[0042]在一些实施例中，所述的方法还包括：
[0043]在形成所述多个第一导电层之前，在所述间隙内和所述沟槽内，形成覆盖所述第一绝缘层和所述间隙显露的所述功能层的介电层；其中，所述介电层，位于所述第一导电层和所述绝缘层之间，且位于所述第一导电层和所述功能层之间。
[0044]相关技术中，通常先对显露的栅线隙结构的第一端部和存储柱的第二端部进行粒子注入，然后蚀刻去除栅线隙结构的至少部分第一端部和存储柱的第二端部，最后沉积导电材料。然而，对该第一端部和第二端部进行粒子注入之后，会增大后续蚀刻过程中的蚀刻速率，导致对第一端部和/或第二端部过蚀刻，使得后续沉积的导电材料与堆叠结构中的导电层电连接，造成漏电，使器件失效。
[0045]本公开实施例提供的方案，通过优化工艺步骤，先去除至少部分所述第一端部和部分所述第二端部，再沉积导电材料，最后进行粒子注入形成导电层的方式，减少粒子注入过程对于栅线隙结构以及存储柱性能的影响，使得形成的第一凹陷和第二凹陷与隔离层接触，如此，保证第一凹陷和第二凹陷并未显露堆叠结构中的导电层，使得最后形成的第二导电层与堆叠结构中的导电层电绝缘，降低了第二导电层和堆叠结构的导电层之间出现漏电的几率，有利于提高器件良率。
附图说明
[0046]图1a至1e是一种三维存储器的制造方法的示意图；
[0047]图2是根据本公开实施例示出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构；其中，所述半导体结构包括：基底，堆叠结构，位于所述堆叠结构和所述基底间绝缘的隔离层，贯穿所述堆叠结构和所述隔离层并延伸至所述基底中的栅线隙结构以及存储柱；去除所述基底，以显露所述栅线隙结构的第一端部和所述存储柱的第二端部；其中，沿所述存储柱的径向，所述存储柱包括：沟道层，以及环绕所述沟道层的功能层；去除至少部分所述第一端部，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第一凹陷，剩余所述栅线隙结构的端部与所述隔离层接触；去除所述第二端部显露的所述功能层，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第二凹陷，剩余所述功能层的端部与所述隔离层接触；利用导电材料覆盖所述第一凹陷、所述第二凹陷以及显露的所述隔离层，并对所述导电材料进行粒子注入形成第二导电层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅线隙结构包括：第三导电层，以及包围所述第三导电层的第二绝缘层；所述去除至少部分所述第一端部，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第一凹陷，剩余所述栅线隙结构的端部与所述隔离层接触，包括：去除所述第一端部的所述第二绝缘层，以基于所述隔离层、所述第三导电层以及剩余的所述第二绝缘层形成所述第一凹陷；其中，所述第一凹陷围绕所述第三导电层，沿垂直于所述基底的第一方向，所述第一凹陷的侧壁深度小于所述隔离层的厚度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二绝缘层包括：第一子层，以及至少包围部分所述第一子层的第二子层；所述去除所述第一端部的所述第二绝缘层，形成所述第一凹陷，包括：利用刻蚀剂去除所述第一端部的所述第一子层和所述第二子层，以基于所述隔离层、所述第三导电层、剩余的所述第一子层以及剩余的所述第二子层形成所述第一凹陷。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿所述存储柱的径向，所述功能层包括：阻挡子层、存储子层和隧穿子层，所述隧穿子层位于所述存储子层和所述沟道层之间；所述去除所述第二端部显露的所述功能层，形成从所述隔离层向所述堆叠结构下凹的第二凹陷，剩余所述存储柱的端部与所述隔离层接触，包括：去除所述第二端部显露的所述阻挡子层、所述存储子层和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾义明，颜元，任德营，伍术，
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：