半导体结构及其制备方法、三维存储器技术

本公开提供了一种半导体结构及其制备方法、三维存储器、存储系统、电子设备，涉及半导体芯片技术领域，旨在解决如何在堆叠结构上制备接触孔的问题。所述制备方法包括：在衬底上形成第一初始堆叠结构，第一初始堆叠结构包括层叠设置的多个膜层对。在第一初始堆叠结构远离衬底的一侧形成第二堆叠结构，第二堆叠结构包括位于阵列区和连接区的选择栅线层。至少将栅极牺牲层中位于阵列区的部分替换成栅极层。形成贯穿第二堆叠结构的开口，开口位于连接区。基于具有开口的第二堆叠结构，刻蚀第一堆叠结构，形成接触孔。在开口和接触孔中形成接触结构，接触结构与对应的栅极层电连接。上述半导体结构应用于三维存储器中，以实现数据的读取和写入操作。读取和写入操作。读取和写入操作。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制备方法、三维存储器


[0001]本公开涉及半导体芯片
，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法、三维存储器、存储系统、电子设备。

技术介绍

[0002]随着存储单元的特征尺寸接近工艺下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性且成本高昂，这造成2D或者平面NAND闪存的存储密度接近上限。
[0003]为克服2D或者平面NAND闪存带来的限制，业界已经研发了具有三维结构的存储器(3D NAND)，通过将存储单元三维地布置在衬底之上来提高存储密度。
[0004]目前，随着三维存储器的堆叠结构的层数不断增加，如何在三维存储器的堆叠结构上制备接触孔，以在接触孔中形成接触柱，成为领域内亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本公开的实施例提供一种半导体结构及其制备方法、三维存储器，旨在解决如何在堆叠结构上制备接触孔的问题。
[0006]为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
[0007]一方面，提供一种半导体结构的制备方法。所述制备方法包括：在衬底上形成第一初始堆叠结构，所述第一初本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成第一初始堆叠结构，所述第一初始堆叠结构包括层叠设置的第一介质层和栅极牺牲层；所述衬底包括阵列区和连接区；在所述第一初始堆叠结构远离所述衬底的一侧形成第二堆叠结构，所述第二堆叠结构包括位于所述阵列区和所述连接区的选择栅线层；将所述第一初始堆叠结构中的栅极牺牲层的部分替换成栅极层，形成第一堆叠结构；形成贯穿所述第二堆叠结构的开口，所述开口位于所述连接区；通过所述开口刻蚀所述第一堆叠结构，形成接触孔；在所述开口和所述接触孔中形成接触结构，所述接触结构与一个栅极层电连接。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成贯穿所述第二堆叠结构的开口，包括：在所述第二堆叠结构远离所述衬底的一侧形成第一光刻胶层；图案化所述第一光刻胶层；基于图案化后的第一光刻胶层，刻蚀所述第二堆叠结构，形成贯穿所述第二堆叠结构的开口。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基于具有所述开口的第二堆叠结构，刻蚀所述第一堆叠结构，形成接触孔，包括：在所述第二堆叠结构远离所述衬底的一侧形成第二光刻胶层；图案化所述第二光刻胶层，图案化后的第二光刻胶层暴露所述第二堆叠结构的所述开口；基于图案化后的第二光刻胶层及具有所述开口的第二堆叠结构，刻蚀所述第一堆叠结构，形成所述接触孔。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述形成接触孔之后，所述接触孔暴露一个栅极牺牲层；在所述形成接触孔之后，所述形成接触结构之前，所述制备方法还包括：通过所述接触孔，去除所述栅极牺牲层的目标部分，以形成第一空腔；所述第一空腔暴露与所述栅极牺牲层同层的栅极层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述开口和所述接触孔中形成接触结构，包括：沉积导电材料，所述导电材料填充所述第一空腔，形成导电图案，且所述导电材料覆盖所述开口的侧壁和所述接触孔的侧壁，形成导电层；所述导电层通过所述导电图案与一个栅极层电连接。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述形成第一空腔之前，还包括：形成第二介质层；所述第二介质层覆盖所述开口的侧壁和所述接触孔的侧壁。7.根据权利要求1～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述至少将所述栅极牺牲层中位于所述阵列区的部分替换成栅极层之前，所述制备方法还包括：形成贯穿所述第二堆叠结构和所述第一初始堆叠结构的第一栅线狭缝和第二栅线狭缝；所述第一栅线狭缝位于所述阵列区和所述连接区，所述第二栅线狭缝位于所述阵列区，相邻两个第一栅线狭缝之间设置有至少一个第二栅线狭缝；
在所述第一栅线狭缝位于所述连接区的部分内形成牺牲部。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述至少将所述栅极牺牲层中位于所述阵列区的部分替换成栅极层，包括：经由所述第一栅线狭缝位于所述阵列区的部分，及所述第二栅线狭缝，去除所述栅极牺牲层中位于所述阵列区的部分，以形成第二空腔；在所述第二空腔内填充栅极材料。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述形成第二空腔之后，所述制备方法还包括：去除所述第一栅线狭缝位于所述连接区的部分内的所述牺牲部；经由所述第一栅线狭缝位于所述连接区的部分，去除所述栅极牺牲层的设定部分，以形成第三空腔；所述栅极牺牲层的设定部分为，所述栅极牺牲层位于所述连接区的部分中靠近所述第一栅线狭缝的边缘部分；在所述第二空腔内填充栅极材料的过程中，还在所述第三空腔内填充所述栅极材料。10.根据权利要求1～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述形成第一初始堆叠结构之后，所述形成第二堆叠结构之前，所述制备方法还包括：形成第一沟道结构，所述第一沟道结构贯穿所述第一初始堆叠结构；在所述形成第二堆叠结构之后，所述至少将所述栅极牺牲层中位于所述阵列区的部分替换成栅极层，形成第一堆叠结构之前，所述制备方法还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迪，周文犀，夏志良，
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：