[發明專利]一種3D NAND存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201711060045.8
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107818984B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 陳子琪;吳關平
• 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: 王寶筠

本發明提供一種3D NAND存儲器件及其制造方法，在形成溝道孔以及溝道孔下的外延層之后，在溝道孔的側壁依次形成電荷捕獲層、溝道層，以在溝道孔側壁上形成存儲單元串，而后，在外延層頂部形成接觸摻雜區，溝道孔最后填充入金屬材料，作為外延層的接觸，這樣，就在形成存儲單元串的同時，在存儲單元串的下部形成了接觸區，無需單獨設置溝道槽連接源線，從而減小芯片的占用面積，有效提高存儲器的存儲密度。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造領域，特別涉及一種3D NAND存儲器件及其制造方法。

背景技術

NAND閃存是一種比硬盤驅動器更好的存儲設備，隨著人們追求功耗低、質量輕和性能佳的非易失存儲產品，在電子產品中得到了廣泛的應用。目前，平面結構的NAND閃存已近實際擴展的極限，為了進一步的提高存儲容量，降低每比特的存儲成本，提出了3D結構的NAND存儲器件。

在3D NAND存儲器結構中，采用垂直堆疊多層存儲單元的方式，實現堆疊式的3DNAND存儲器件。目前的3D NAND存儲器結構中，在堆疊層中形成垂直的存儲單元串，堆疊層中的每一層對應一個存儲單元，在存儲單元串的底部為源線選通管(SLS，Source LineSelector)，該源線選通管也被稱為下選通管或底部選通管，通過源線將源線選通管引出，目前的具體實現為：在堆疊層中刻蝕出溝道槽，在溝道槽下形成高摻雜區，而后通過在溝道槽中填充金屬，形成源極接觸，該溝道槽通常為每幾排溝道孔則設置一條，例如4排溝道孔設置一條溝道槽。這樣，需要在存儲陣列中設置很多溝道槽，占據了較大的面積，不利于進一步提高存儲器的存儲密度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種納米線結構、圍柵納米線器件及其制造方法，得到更小尺寸的納米線器件，同時降低源漏區的接觸電阻。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種3D NAND存儲器件的制造方法，包括：

提供襯底，所述襯底上形成有第一絕緣層和犧牲層交替層疊的堆疊層；

在堆疊層中形成溝道孔；

在溝道孔下的襯底上形成外延層；

在溝道孔的側壁上依次形成電荷捕獲層和溝道層，所述溝道層與所述外延層的表面相接觸；

在所述外延層中形成凹槽，并在所述溝道層的側壁以及凹槽側壁形成第二絕緣層；

在所述凹槽下外延層的頂部形成第一接觸摻雜區；

在溝道孔及凹槽中、第一接觸摻雜區上形成金屬填充層。

可選地，在所述凹槽下外延層的頂部形成第一接觸摻雜區的步驟中，還包括：在溝道層的頂部形成第二接觸摻雜區。

可選地，還包括：

形成與金屬填充層連接的第一連線，以及形成與第二接觸摻雜區連接的第二連線，所述第一連線為源線，第二連線為位線；或者，第一連線為位線，第二連線為源線。

可選地，在形成金屬填充層之后，還包括：

將堆疊層中的犧牲層去除；

在外延層的外壁上形成柵介質層；

進行填充，形成替換犧牲層的金屬層。

可選地，在溝道孔的側壁上依次形成電荷捕獲層和溝道層，在所述外延層中形成凹槽，包括：

依次沉積氧化硅層、氮化硅層和氧化硅層的電荷捕獲層，以及第一多晶硅層，并進行刻蝕，在溝道孔的側壁形成電荷捕獲層以及第一多晶硅層；

沉積第二多晶硅層并進行刻蝕，在溝道孔的側壁上形成第二多晶硅層，以形成溝道層，并過刻蝕部分厚度的外延層，在外延層中形成凹槽。