三维存储器及其制备方法技术

本申请提供了一种三维存储及其制备方法，该制备方法包括：在衬底上形成堆叠结构；在所述堆叠结构中形成朝向衬底方向延伸并沿第一方向设置的多个顶部选择栅切口组，至少一个顶部选择栅切口组包括沿第二方向设置的多个顶部选择栅切口，相邻的顶部选择栅切口之间具有间隔区域，第一方向和第二方向垂直于堆叠结构的堆叠方向并彼此相交；在间隔区域内，形成朝向衬底方向延伸的初始虚设沟道孔；以及经由初始虚设沟道孔，形成朝向衬底方向延伸的虚设沟道孔。本申请提供了三维存储器及其制备方法有利于优化虚设沟道孔的图案形貌。利于优化虚设沟道孔的图案形貌。利于优化虚设沟道孔的图案形貌。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，更具体地，涉及三维存储器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着对存储器的高存储密度和大存储容量的需求，三维存储器(例如，3D NAND存储器)应运而生。在一些示例中，三维存储器包括核心区和阶梯区。核心区可用于形成堆叠的存储单元，阶梯区可用于形成引出存储单元的字线的导电通道。
[0003]在一些制备工艺的过程中，顶部选择栅切口和虚构沟道孔可形成于阶梯区。由于顶部选择栅切口和虚设沟道孔的空间关系和制备工艺的顺序，可能会导致虚设沟道孔过刻蚀(under etch)，从而影响虚设沟道孔的图案形貌。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种三维存储器的制备方法。该制备方法包括：在衬底上形成堆叠结构；在堆叠结构中形成朝向衬底方向延伸并沿第一方向设置的多个顶部选择栅切口组，至少一个顶部选择栅切口组包括沿第二方向设置的多个顶部选择栅切口，相邻的顶部选择栅切口之间具有间隔区域，第一方向和第二方向垂直于堆叠结构的堆叠方向并彼此相交；在间隔区域内，形成朝向衬底方向延伸的初始虚设沟道孔；以及经由初始虚设沟道孔，形成朝向衬底方向延伸的虚设沟道孔。
[0005]在一些实施方式中，初始虚设沟道孔与顶部选择栅切口具有预定的间隔距离。
[0006]在一些实施方式中，虚设沟道孔与顶部选择栅切口交叠。
[0007]在一些实施方式中，在第一方向上，虚设沟道孔与顶部选择栅切口交叠150nm。
[0008]在一些实施方式中，形成朝向衬底方向延伸的初始虚设沟道孔的步骤包括：形成填充顶部选择栅切口并覆盖堆叠结构的硬掩膜层；在硬掩模层中形成初始虚设沟道孔图案；以及经由初始虚设沟道孔图案，形成初始虚设沟道孔。
[0009]在一些实施方式中，该制备方法还包括：去除硬掩膜层；以及形成填充虚设沟道孔和顶部选择栅切口并覆盖堆叠结构的电介质材料层。
[0010]本申请还提供了一种三维存储器的制备方法。该制备方法包括：在衬底上形成堆叠结构；在堆叠结构中形成朝向衬底方向延伸并沿第一方向设置的多个顶部选择栅切口，至少一个顶部选择栅切口包括沿第二方向设置的多个第一切口以及位于相邻的第一切口之间的多个第二切口，第一方向和第二方向垂直于堆叠结构的堆叠方向并彼此相交；以及在与第二切口对应的区域内，形成朝向衬底方向延伸的虚设沟道孔。
[0011]在一些实施方式中，形成朝向衬底方向延伸的虚设沟道孔的步骤包括：在与第二切口对应的区域内，形成朝向衬底方向延伸的初始虚设沟道孔；以及经由初始虚设沟道孔，形成朝向衬底方向延伸的虚设沟道孔。
[0012]在一些实施方式中，形成朝向衬底方向延伸的初始虚设沟道孔的步骤包括：形成填充顶部选择栅切口并覆盖所述堆叠结构的硬掩膜层；在硬掩模层中形成初始虚设沟道孔
图案；以及经由初始虚设沟道孔图案，形成初始虚设沟道孔。
[0013]在一些实施方式中，该制备方法还包括：去除硬掩膜层；以及形成填充虚设沟道孔和顶部选择栅切口并覆盖堆叠结构的电介质材料层。
[0014]本申请还提供了一种三维存储器。该三维存储器包括：半导体层；堆叠结构；多个顶部选择栅切口结构，穿过堆叠结构并朝向半导体层方向延伸且沿第一方向设置，每个顶部选择栅切口结构包括：沿第二方向设置的多个第一切口结构和位于相邻的第一切口结构之间的多个第二切口结构，第一方向和第二方向垂直于堆叠结构的堆叠方向并彼此相交；以及虚设沟道结构，形成于第二切口结构对应的区域内，并朝向半导体层方向延伸。
[0015]在一些实施方式中，在垂直于堆叠方向的平面上，第二切口结构截面面积大于虚设沟道结构的截面面积。
[0016]根据本申请实施方式提供的三维存储器及其制备方法，通过先在相邻的顶部选择栅切口之间的间隔区域内形成朝向衬底方向延伸的初始虚设沟道孔，然后再形成虚设沟道孔，有利于降低虚设沟道孔在第二方向上产生过刻蚀的风险，从而有利于优化虚设沟道孔的图案形貌。或者通过在第二切口对应的区域内形成虚设沟道孔，有利于优化虚设沟道孔的图案形貌。
附图说明
[0017]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0018]图1是根据本申请一实施方式的三维存储器的制备方法的流程图；
[0019]图2A至图2D是根据本申请一实施方式的三维存储器的制备方法的工艺过程中的俯视示意图；
[0020]图3A至图3F是根据本申请一实施方式的三维存储器的制备方法的工艺过程中的剖面示意图；
[0021]图4A和图4B是根据本申请另一实施方式的三维存储器的制备方法中形成顶部选择栅切口和虚设沟道孔之后的俯视示意图和俯视电镜图；
[0022]图5A至图5C是根据本申请一实施方式的形成栅缝隙和“栅极代替”工艺过程中的剖面示意图；
[0023]图6是根据本申请又一实施方式的三维存储器的制备方法的流程图；以及
[0024]图7A至图7C是根据本申请又一实施方式的三维存储器的制备方法的工艺过程中的俯视示意图。
具体实施方式
[0025]为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。
[0026]本文使用的术语是为了描述特定示例性实施方式的目的，并且不意在进行限制。当在本说明书中使用时，术语“包含”、“包含有”、“包括”和/或“包括有”表示存在所述特征、整体、元件、部件和/或它们的组合，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、元件、部件
和/或它们的组合的存在性。
[0027]本文参考示例性实施方式的示意图来进行描述。本文公开的示例性实施方式不应被解释为限于示出的具体形状和尺寸，而是包括能够实现相同功能的各种等效结构以及由例如制造时产生的形状和尺寸偏差。附图中所示的位置本质上是示意性的，而非旨在对各部件的位置进行限制。
[0028]除非另有限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属
的普通技术人员的通常理解相同的含义。诸如常用词典中定义的术语应被解释为具有与其在相关领域的语境下的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义来解释，除非本文明确地如此定义。
[0029]下面将参考附图对本申请的实施例进行详细地描述。
[0030]图1是根据本申请实施方式的三维存储器的制备方法1000的流程图。如图1所示，三维存储器的制备方法1000包括如下步骤：
[0031]S110，在衬底上形成堆叠结构；
[0032]S120，形成朝向衬底方向延伸并沿第一方向设置的多个顶部选择栅切口组，至少一个顶部选择栅切口组包括沿第二方向设置的多个顶部选择栅切口，相邻的顶部选择栅切口之间具有间隔区域，第一方向和第二方向垂直于堆叠结构的堆叠方向并彼此相交；
[0033]S130，在间隔区域内，形成朝向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三维存储器的制备方法，包括：在衬底上形成堆叠结构；在所述堆叠结构中形成朝向所述衬底方向延伸并沿第一方向设置的多个顶部选择栅切口组，至少一个所述顶部选择栅切口组包括沿第二方向设置的多个顶部选择栅切口，相邻的顶部选择栅切口之间具有间隔区域，所述第一方向和所述第二方向垂直于所述堆叠结构的堆叠方向并彼此相交；在所述间隔区域内，形成朝向所述衬底方向延伸的初始虚设沟道孔；以及经由所述初始虚设沟道孔，形成朝向所述衬底方向延伸的虚设沟道孔。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述初始虚设沟道孔与所述顶部选择栅切口具有预定的间隔距离。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述虚设沟道孔与所述顶部选择栅切口交叠。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在所述第一方向上，所述虚设沟道孔与所述顶部选择栅切口交叠150nm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，形成朝向所述衬底方向延伸的初始虚设沟道孔的步骤包括：形成填充所述顶部选择栅切口并覆盖所述堆叠结构的硬掩膜层；在所述硬掩模层中形成初始虚设沟道孔图案；以及经由所述初始虚设沟道孔图案，形成所述初始虚设沟道孔。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：去除所述硬掩膜层；以及形成填充所述虚设沟道孔和所述顶部选择栅切口并覆盖所述堆叠结构的电介质材料层。7.三维存储器的制备方法，包括：在衬底上形成堆叠结构；在所述堆叠结构中形成朝向所述衬底方向延伸并沿第一方向设置的多个顶部选择栅切口，至少一个所述顶部选择栅切口包括沿第二方向设置的多个第一切口以及位于相邻的所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王攀，袁彬，武俞刚，
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：