[發明專利]3D NAND存儲器及其形成方法

有效

• 申請號: 201910522875.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110112134B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 霍宗亮;歐文;楊號號;徐偉;嚴萍;黃攀;周文斌
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L27/11556;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 董琳;高德志

1.一種3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有犧牲層和隔離層交替層疊的堆疊結構，所述堆疊結構包括若干平行的柵極隔槽區，相鄰柵極隔槽區之間為通孔區；

在所述柵極隔槽區中形成至少一個垂直貫穿堆疊結構的偽共源極孔；

在所述偽共源極孔中填充支撐材料，形成偽共源極；

刻蝕所述偽共源極兩側的柵極隔槽區中的堆疊結構，形成貫穿堆疊結構的柵極隔槽，且所述偽共源極兩側的柵極隔槽暴露出偽共源極對應的側壁；

在所述柵極隔槽中形成陣列共源極。

2.如權利要求1所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，所述偽共源極的材料為氧化硅或多晶硅。

3.如權利要求1所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，在所述通孔區中形成若干垂直貫穿堆疊結構的溝道通孔和偽溝道通孔。

4.如權利要求3所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，在形成所述偽共源極孔的同時，形成所述溝道通孔和偽溝道通孔。

5.如權利要求4所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，形成所述偽共源極孔、溝道通孔和偽溝道通孔之后，在所述溝道通孔中填充溝道通孔的通孔犧牲材料層；在所述偽共源極孔和偽溝道通孔中填充支撐材料，在偽共源極孔中形成偽共源極的同時，在偽溝道通孔中形成偽溝道結構；去除所述通孔犧牲材料層，暴露出溝道通孔，在所述溝道通孔中形成存儲結構。

6.如權利要求5所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，形成存儲結構后，刻蝕所述偽共源極兩側的柵極隔槽區中的堆疊結構，形成貫穿堆疊結構的柵極隔槽，且所述偽共源極兩側的柵極隔槽暴露出偽共源極對應的側壁；沿柵極隔槽去除所述犧牲層；在去除犧牲層的位置形成控制柵或字線；形成控制柵或字線后，在柵極隔槽中形成陣列共源極。

7.如權利要求5所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，所述存儲結構包括位于溝道通孔側壁表面上的電荷存儲層和位于電荷存儲層側壁表面的溝道層。

8.如權利要求7所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，所述電荷存儲層包括位于溝道通孔側壁表面上的阻擋層、位于阻擋層側壁表面上的電荷捕獲層以及位于電荷捕獲層側壁表面上的隧穿層。

9.如權利要求1所述的3D NAND存儲器的形成方法，其特征在于，所述堆疊結構包括下層堆疊結構和位于下層堆疊結構上的上層堆疊結構，下層堆疊結構和上層堆疊結構均包括若干交替層疊的犧牲層和隔離層，先在所述半導體襯底上形成下層堆疊結構；刻蝕所述下層堆疊結構，在下層堆疊結構的柵極隔槽區形成垂直貫穿下層堆疊結構的下層偽共源極孔，在下層堆疊結構的通孔區形成若干垂直貫穿下層堆疊結構的下層溝道通孔和下層偽溝道通孔；在所述下層偽共源極孔和下層溝道通孔和下層偽溝道通孔中形成下層犧牲材料層；在下層堆疊結構上形成上層堆疊結構；刻蝕所述上層堆疊結構，在上層堆疊結構的柵極隔槽區形成垂直貫穿上層堆疊結構的上層偽共源極孔，在上層堆疊結構的通孔區形成若干垂直貫穿上層堆疊結構的上層溝道通孔和上層偽溝道通孔，所述上層偽共源極孔位于對應的下層偽共源極孔上，上層偽共源極孔與對應的下層偽共源極孔構成偽共源極孔，所述上層溝道通孔位于對應的下層溝道通孔上，所述上層溝道通孔與對應的下層溝道通孔構成溝道通孔，所述上層偽溝道通孔位于對應的下層偽溝道通孔上，所述上層偽溝道通孔與對應的下層偽溝道通孔構成偽溝道通孔。