[發(fā)明專利]一種3D NAND存儲(chǔ)器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710135654.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107068687B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂震宇;施文廣;吳關(guān)平;萬(wàn)先進(jìn);陳保友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L27/11582
• 分類號(hào): H01L27/11582;H01L27/11556
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明提供了一種3D NAND存儲(chǔ)器件及制造方法，包括：基底；基底上的沿位線方向依次排布的第一存儲(chǔ)區(qū)、通孔形成區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)，第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)包括存儲(chǔ)堆疊層以及存儲(chǔ)堆疊層中的溝道孔；在第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)之間設(shè)置有通孔形成區(qū)，通孔形成區(qū)包括氧化物層和氮化物層的通孔堆疊層，貫穿通孔堆疊層的貫通接觸孔以及通孔堆疊層的側(cè)壁上的絕緣層；第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)的柵線縫隙。這種結(jié)構(gòu)的貫通接觸孔便于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器件同CMOS芯片的連接，且易于同現(xiàn)有的工藝集成，特別是當(dāng)堆疊層的厚度不斷增加后，無(wú)需刻蝕金屬堆疊來(lái)形成貫通接觸孔，利于工藝的實(shí)現(xiàn)和集成度的不斷提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及閃存存儲(chǔ)器領(lǐng)域，尤其涉及一種3D NAND存儲(chǔ)器件及其制造方法。

背景技術(shù)

NAND閃存是一種比硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器更好的存儲(chǔ)設(shè)備，隨著人們追求功耗低、質(zhì)量輕和性能佳的非易失存儲(chǔ)產(chǎn)品，在電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，平面結(jié)構(gòu)的NAND閃存已近實(shí)際擴(kuò)展的極限，為了進(jìn)一步的提高存儲(chǔ)容量，降低每比特的存儲(chǔ)成本，提出了3D結(jié)構(gòu)的NAND存儲(chǔ)器。

在3D NAND存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中，采用垂直堆疊多層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的方式，實(shí)現(xiàn)堆疊式的3DNAND存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，然而，其他的電路例如解碼器(decoder)、頁(yè)緩沖(page buffer)和鎖存器(latch)等，這些外圍電路都是CMOS器件形成的，CMOS器件的工藝無(wú)法與3D NAND器件集成在一起，目前，是分別采用不同的工藝形成3D NAND存儲(chǔ)器陣列和外圍電路，再通過(guò)穿過(guò)3D NAND存儲(chǔ)器陣列的通孔將二者電連接在一起。3D NAND存儲(chǔ)器陣列中的堆疊主要采用OPOP結(jié)構(gòu)，即多晶硅(poly)和氧化物(oxide)依次層疊的結(jié)構(gòu)，隨著存儲(chǔ)容量需求的不斷提高，OPOP結(jié)構(gòu)堆疊的層數(shù)不斷增多，這對(duì)通孔的形成提出很大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的第一方面提供了一種3D NAND存儲(chǔ)器件，在存儲(chǔ)陣列內(nèi)設(shè)置貫通接觸孔，便于同CMOS芯片的連接，且易于集成。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種3D NAND存儲(chǔ)器件，包括：

基底；

基底上的沿位線方向依次排布的第一存儲(chǔ)區(qū)、通孔形成區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)，第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)包括存儲(chǔ)堆疊層以及存儲(chǔ)堆疊層中的溝道孔；

在第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)之間設(shè)置有通孔形成區(qū)，通孔形成區(qū)包括氧化物層和氮化物層間隔堆疊的通孔堆疊層，貫穿通孔堆疊層的貫通接觸孔以及通孔堆疊層的側(cè)壁上的絕緣層；

設(shè)置于第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)的柵線縫隙。

可選地，在第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)中靠近通孔形成區(qū)的部分為偽存儲(chǔ)區(qū)。

可選地，第一存儲(chǔ)區(qū)和第二存儲(chǔ)區(qū)包括：

塊堆疊層，所述塊堆疊層包括沿字線方向依次排布的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域；其中，

所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域和第三區(qū)域之間，所述第二區(qū)域中形成有貫通的絕緣環(huán)，所述絕緣環(huán)內(nèi)的塊堆疊層為相互間隔堆疊的氧化物層和氮化物層，貫穿所述絕緣環(huán)內(nèi)的塊堆疊層的貫通接觸孔；

所述絕緣環(huán)外的第二區(qū)域以及第一區(qū)域、第三區(qū)域的塊堆疊層為相互間隔堆疊的氧化物層和金屬層，塊堆疊層中的頂層金屬層為頂層選擇柵，所述第一區(qū)域和第三區(qū)域中形成有溝道孔，第一區(qū)域和第三區(qū)域中的塊堆疊層為存儲(chǔ)堆疊層；

柵線縫隙設(shè)置在絕緣環(huán)外的塊堆疊層中。

可選地，所述塊堆疊層還包括位于所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的第四區(qū)域，以及位于所述第二區(qū)域和第三區(qū)域之間的第五區(qū)域，所述第四區(qū)域和第五區(qū)域的塊堆疊層為相互間隔堆疊的氧化物層和金屬層且上兩層金屬層為頂層金屬層階梯結(jié)構(gòu)；