[發(fā)明專利]一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010107235.6
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111162078A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖夢;耿靜靜;張慧;吳佳佳;王攀
• 申請（專利權(quán)）人: 長江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 北京漢之知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11479
• 代理人: 陳敏

本發(fā)明提供一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法，本發(fā)明的方法通過刻蝕襯底在襯底上形成條狀凸起的第一凸起部，第一凸起部上方和側(cè)壁上形成的背部選擇柵氧化物形成背部選擇柵切線，將后續(xù)形成的背部選擇柵切斷，實(shí)現(xiàn)背部選擇柵的分離控制，提升器件的控制時(shí)間，降低器件字線層的RC延時(shí)效應(yīng)。或者在形成第一凸起部的同時(shí)，在襯底上形成陣列分布的柱狀凸起的第二凸起部。在堆疊結(jié)構(gòu)中形成的陣列分布的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與第二凸起部一一對應(yīng)，部分存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)形成在第一凸起部上。上述第一凸起部和第二凸起部代替在溝道孔中形成選擇性外延結(jié)構(gòu)，襯底圖形化過程易于控制，并且無需可刻蝕后處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路中器件的特征尺寸的不斷縮小，堆疊多個(gè)平面的存儲(chǔ)單元以實(shí)現(xiàn)更大存儲(chǔ)容量并實(shí)現(xiàn)每比特更低成本的3D存儲(chǔ)器技術(shù)越來越受到青睞。

在3D NAND存儲(chǔ)器中，通常采用堆疊柵極的頂部選擇柵極來控制存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。隨著堆疊層數(shù)的增加，通過背部選擇柵與頂部選擇柵分別對存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。然而，隨著堆疊層數(shù)的增加，在形成背部選擇柵切線時(shí)通常采用首先形成部分堆疊層，然后刻蝕部分對疊層形成溝槽，在溝槽中填充絕緣材料形成背部選擇柵切線，將后續(xù)的背部選擇柵切斷。該方法工藝繁瑣，刻蝕形成溝槽的過程還會(huì)對襯底造成損傷。在形成存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，刻蝕堆疊結(jié)構(gòu)形成溝道孔，然后在溝道孔底部進(jìn)行選擇性外延結(jié)構(gòu)的生長，在形成選擇性外延結(jié)構(gòu)之前，首先需要對溝道孔及襯底進(jìn)行刻蝕后清洗，該清洗過程，容易對襯底造成損傷，或者清洗不徹底，襯底清潔度不夠，生長的選擇性外延結(jié)構(gòu)均勻性較差等。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法，本發(fā)明首先通過對襯底圖形化形成第一凸起部或者同時(shí)形成第一凸起部及第二凸起部，第一凸起部為條狀凸起，第二凸起部為陣列排布的柱狀凸起。上述第一凸起部的上方及側(cè)壁上形成背部選擇柵切線，實(shí)現(xiàn)背部選擇柵的分離控制。第一凸起部和第二凸起部上方形成存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法簡化了背部選擇柵切線的形成工藝，還能夠省去存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)底部外延結(jié)構(gòu)的形成，降低了器件制造難度，降低了制造成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提供了一種3D NAND存儲(chǔ)器的制造方法，該制造方法包括以下步驟：

提供襯底；

在所述襯底上形成至少一個(gè)第一凸起部，所述第一凸起部形成為沿所述第一方向延伸的條狀凸起；

在所述襯底及所述條狀凸起上方及側(cè)壁上形成背部選擇柵；

在所述背部選擇柵犧牲層及所述背部選擇柵切上方形成堆疊結(jié)構(gòu)，所述堆疊結(jié)構(gòu)頂部的至少一層?xùn)艠O層作為頂部選擇柵；

形成貫穿所述堆疊結(jié)構(gòu)的柵線縫隙；

在所述堆疊結(jié)構(gòu)中形成存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

可選地，在所述襯底及所述條狀凸起上方及側(cè)壁上形成背部選擇柵還包括以下步驟：

在所述襯底及所述條狀凸起上方及側(cè)壁上形成背部選擇柵氧化物，所述條狀凸起上方及側(cè)壁上的背部選擇柵氧化物形成背部選擇柵切線；

在所述背部選擇柵氧化物上方形成背部選擇柵犧牲層；

對所述背部選擇柵犧牲層進(jìn)行平坦化，至暴露所述條狀凸起上方的背部選擇柵氧化物，并且使得所述背部選擇柵犧牲層的上表面低于所述第一凸起部的上表面。

可選地，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中形成存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，還包括以下步驟：

刻蝕所述堆疊結(jié)構(gòu)以及部分所述襯底，形成貫穿所述堆疊結(jié)構(gòu)的陣列排布的溝道孔，部分所述溝道孔形成在所述條狀凸起中；

在所述溝道孔的底部形成選擇性外延結(jié)構(gòu)；