[發(fā)明專利]3D存儲(chǔ)器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910361617.9
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN110277407B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱紫晶;朱九方;孫中旺;張坤;夏志良;鮑琨;胡明
• 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): H01L27/11578
• 分類號(hào): H01L27/11578;H01L27/11551
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 劉靜

1.一種3D存儲(chǔ)器件，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底；

柵疊層結(jié)構(gòu)，位于所述半導(dǎo)體襯底上，包括交替堆疊的柵極導(dǎo)體層與層間絕緣層；

多個(gè)溝道柱，貫穿所述柵疊層結(jié)構(gòu)，并與所述半導(dǎo)體襯底接觸；

柵極隔離結(jié)構(gòu)，貫穿所述柵疊層結(jié)構(gòu)以劃分出多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，包括形成于柵線隙中的導(dǎo)電通道和隔離層，所述導(dǎo)電通道與所述半導(dǎo)體襯底接觸，所述隔離層將所述柵極導(dǎo)體層與所述導(dǎo)電通道彼此隔離，所述柵線隙在預(yù)定區(qū)域斷開形成缺口，以使位于不同所述存儲(chǔ)區(qū)域的所述柵極導(dǎo)體層在所述缺口處電相連，

其中，所述柵線隙包括靠近所述缺口的端部、延伸部以及用于連通所述端部與所述延伸部的連接部，所述連接部靠近所述端部的通道尺寸小于靠近所述延伸部的通道尺寸，以限定所述端部的腔體體積，

在沿所述延伸部至所述端部的方向上，所述連接部的通道尺寸逐漸縮小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D存儲(chǔ)器件，其特征在于，每個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)域包括阻隔區(qū)，

所述3D存儲(chǔ)器件還包括多個(gè)阻隔結(jié)構(gòu)，貫穿所述柵疊層結(jié)構(gòu)，并與所述半導(dǎo)體襯底接觸，每個(gè)所述阻隔結(jié)構(gòu)位于相應(yīng)的所述阻隔區(qū)，

其中，所述預(yù)定區(qū)域的位置包括相鄰的所述阻隔結(jié)構(gòu)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3D存儲(chǔ)器件，其特征在于，每個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)域還包括存儲(chǔ)陣列區(qū)與字線連接區(qū)，

其中，所述預(yù)定區(qū)域的位置還包括所述存儲(chǔ)陣列區(qū)與所述字線連接區(qū)相鄰處。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D存儲(chǔ)器件，其特征在于，所述隔離層覆蓋所述柵線隙的側(cè)壁，

其中，位于所述端部、所述延伸部以及所述連接部的所述隔離層的厚度相同。

5.一種3D存儲(chǔ)器件的制造方法，其特征在于，包括：

在半導(dǎo)體襯底上形成絕緣疊層結(jié)構(gòu)，包括交替堆疊的犧牲層與層間絕緣層；

貫穿所述絕緣疊層結(jié)構(gòu)形成與所述半導(dǎo)體襯底接觸的多個(gè)溝道柱；

貫穿所述絕緣疊層結(jié)構(gòu)形成柵線隙；

經(jīng)所述柵線隙將所述犧牲層替換成柵極導(dǎo)體層以形成柵疊層結(jié)構(gòu)；以及

在所述柵線隙中形成貫穿所述柵疊層結(jié)構(gòu)的柵極隔離結(jié)構(gòu)，以劃分出多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，所述柵極隔離結(jié)構(gòu)包括隔離層與導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電通道與所述半導(dǎo)體襯底接觸，所述隔離層將所述柵極導(dǎo)體層與所述導(dǎo)電通道彼此隔離，

其中，所述柵線隙在預(yù)定區(qū)域斷開形成缺口，以使位于不同所述存儲(chǔ)區(qū)域的所述柵極導(dǎo)體層在所述缺口處電相連，

所述柵線隙包括靠近所述缺口的端部、延伸部以及用于連通所述端部與所述延伸部的連接部，所述連接部靠近所述端部的通道尺寸小于靠近所述延伸部的通道尺寸，以限定所述端部的腔體體積，

在沿所述延伸部至所述端部的方向上，所述連接部的通道尺寸逐漸縮小。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，形成所述柵線隙的步驟包括：

在所述絕緣疊層結(jié)構(gòu)上涂布光致抗蝕劑；

圖案化所述光致抗蝕劑形成掩模；以及

經(jīng)由所述掩模去除部分所述絕緣疊層結(jié)構(gòu)形成所述柵線隙，

其中，通過控制所述掩模的圖案使所述柵線隙形成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，形成所述隔離層的步驟包括：

在所述柵線隙中填充絕緣材料；以及

去除部分所述絕緣材料形成覆蓋所述柵線隙的側(cè)壁的所述隔離層，

其中，在所述端部分別沿第一方向與第二方向通入刻蝕氣體，并在所述連接部、所述延伸部沿所述第二方向通入刻蝕氣體，以去除部分所述絕緣材料，

所述第一方向與所述第二方向相互垂直，并且所述第一方向、所述第二方向均與所述半導(dǎo)體襯底平行。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述端部的腔體體積限制位于所述端部的所述絕緣材料的刻蝕程度。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，位于所述端部、所述延伸部以及所述連接部的所述隔離層的厚度相同。