[發明專利]一種三維存儲器溝道的制備方法及三維存儲器

有效

• 申請號: 201710772625.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107527921B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 程媛;李冠男;王家友;郭海峰
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11578
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱宗力;王寶筠

1.一種三維存儲器溝道的制備方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底表面具有疊層結構；所述疊層結構包括多個第一溝槽以及多層交錯堆疊的第一介質層和犧牲層，所述犧牲層位于相鄰的第一介質層之間，所述第一溝槽貫穿多層所述第一介質層和犧牲層，并暴露出所述襯底表面；

對所述第一溝槽暴露出的襯底進行刻蝕，獲得第二溝槽；

根據所述襯底上所有第二溝槽的高度和深度參數確定所述襯底各區域的單晶硅生長工藝參數，所述單晶硅生長工藝參數包括：生長時間和生長功率；

根據所述襯底各區域的單晶硅生長工藝參數在所述第二溝槽中進行單晶硅生長，獲得單晶硅立柱；

對所述單晶硅立柱進行刻蝕，以使所述單晶硅立柱與所述襯底表面平齊；

刻蝕去除所述疊層結構的犧牲層，并在相鄰所述第一介質層之間形成存儲介質層和金屬柵；

在所述單晶硅立柱表面生長多晶硅層和多晶硅介質層，形成溝道。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述襯底上所有第二溝槽的高度和深度參數確定所述襯底各區域的單晶硅生長工藝參數包括：

根據所述襯底上所有第二溝槽的高度和深度參數確定單晶硅的生長時間作為所述襯底所有區域的生長時間；

根據所述襯底上各區域的第二溝槽的高度和深度參數確定各區域單晶硅的生長功率。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述襯底各區域的單晶硅生長工藝參數在所述第二溝槽中進行單晶硅生長，獲得單晶硅立柱包括：

根據所述襯底各區域的單晶硅生長工藝參數，采用選擇性外延生長工藝在所述第二溝槽中進行單晶硅生長，獲得單晶硅立柱。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述第一溝槽暴露出的襯底進行刻蝕，獲得第二溝槽包括：

對所述第一溝槽暴露出的襯底進行第一次刻蝕，獲得待處理第二溝槽；

對所述待處理第二溝槽進行第二次刻蝕，以去除所述待處理第二溝槽表面的無定形硅；

對所述待處理第二溝槽進行第三次刻蝕，以去除所述待處理第二溝槽表面的氧化物層，獲得所述第二溝槽。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對所述待處理第二溝槽進行第三次刻蝕，以去除所述待處理第二溝槽表面的氧化物層，獲得所述第二溝槽包括：

利用氫氟酸對所述第二溝槽進行化學腐蝕，以去除所述待處理第二溝槽表面的氧化物層，獲得所述第二溝槽。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次刻蝕和第二次刻蝕采用的刻蝕工藝為干法刻蝕或濕法刻蝕。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蝕去除所述疊層結構的犧牲層，并在相鄰所述第一介質層之間形成存儲介質層和金屬柵包括：

刻蝕去除所述疊層結構的犧牲層，以為存儲介質層的生長提供空間；

在所述第一介質層表面生長第一氧化物層；

在所述第一氧化物層表面生長第一氮化物層；

在所述第一氮化物層表面生長第二氧化物層，所述第一氧化物層、第一氮化物層和第二氧化物層構成所述存儲介質層；

在所述第二氧化物層表面沉積金屬柵。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述單晶硅立柱表面生長多晶硅層和多晶硅介質層，形成溝道包括：

在所述單晶硅立柱表面及所述第一溝槽表面生長多晶硅，形成具有第三溝槽的多晶硅層；

在所述第三溝槽中生長多晶硅介質層，以填充所述第三溝槽；

對所述多晶硅介質層進行刻蝕，以使所述多晶硅介質層的高度小于所述多晶硅層的高度；

在所述多晶硅介質層表面生長多晶硅，以使所述多晶硅層包裹所述多晶硅介質層。

9.一種三維存儲器，包括：襯底，所述襯底的第一表面具有共用源線和多個摻雜區；位于所述襯底第一表面平行排列的多個溝道和堆疊結構，所述堆疊結構包括位于所述溝道兩側的多層金屬柵、多層第一介質層和多層存儲介質層，多層所述金屬柵和第一介質層交替堆疊設置，所述存儲介質層位于所述金屬柵和所述溝道之間，且與所述襯底第一表面接觸；位于所述溝道背離所述襯底一端表面的接觸孔，所述接觸孔用于連接位線和字線；其特征在于，所述溝道采用權利要求1-8任一項所述的三維存儲器溝道的制備方法進行制備。