[發(fā)明專利]一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010138922.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN111341780B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳林春;張坤;韓玉輝;周文犀
• 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): H01L27/11524
• 分類號(hào): H01L27/11524;H01L27/11556;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 深圳紫藤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44570
• 代理人: 遠(yuǎn)明

本發(fā)明公開了一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法，包括：襯底，位于所述襯底上方的源極層，位于所述源極層上方的底部選擇管層，位于所述底部選擇管層上方的存儲(chǔ)陣列堆棧層，在垂直于所述襯底的第一方向上貫穿所述存儲(chǔ)陣列堆棧層、底部選擇管層、源極層、以及部分襯底的溝道疊層結(jié)構(gòu)，在所述第一方向上貫穿所述底部選擇管層、源極層、以及部分襯底的支撐柱，在蝕刻溝道孔內(nèi)的ONO層的過程中，支撐柱既能在電性上實(shí)現(xiàn)兩邊的BSG結(jié)構(gòu)獨(dú)立控制，同時(shí)也能起到支撐的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域及其制造方法，特別涉及一種3D NAND存儲(chǔ)器及其制造方法。

背景技術(shù)

NAND存儲(chǔ)器件是具有功耗低、質(zhì)量輕且性能佳的非易失存儲(chǔ)產(chǎn)品，在電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。平面結(jié)構(gòu)的NAND器件已近實(shí)際擴(kuò)展的極限，為了進(jìn)一步的提高存儲(chǔ)容量，降低每比特的存儲(chǔ)成本，提出了3D NAND存儲(chǔ)器。在3D NAND存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中，采用垂直堆疊多層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的方式，實(shí)現(xiàn)堆疊式的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。

隨著3D NAND的堆棧層數(shù)增加，對(duì)存儲(chǔ)串溝道孔的蝕刻難度越來越大，且多個(gè)溝道柱底部的硅外延層經(jīng)由襯底形成共源極連接，蝕刻難度進(jìn)一步增大，所以現(xiàn)有技術(shù)采用多個(gè)溝道柱底端的溝道層經(jīng)由襯底上方的源極層形成共源極連接以減小蝕刻難度。

然后，為了形成位于襯底上方的源極層，實(shí)現(xiàn)溝道與共源極通道之間的電連接，需要對(duì)溝道疊層結(jié)構(gòu)的ONO層進(jìn)行蝕刻以暴露出里層的溝道層，在蝕刻掉犧牲層后由于堆棧層數(shù)較多，容易造成坍塌。

發(fā)明內(nèi)容

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，在溝道柱之間形成分隔底部選擇管層的支撐柱，可以在源極層的結(jié)構(gòu)形成中起到很好的支撐作用。

一方面，本發(fā)明提供了一種3D NAND存儲(chǔ)器包括：

襯底；

位于所述襯底上方的源極層；

位于所述源極層上方的底部選擇管層；

位于所述底部選擇管層上方的存儲(chǔ)陣列堆棧層；

在垂直于所述襯底的第一方向上貫穿所述存儲(chǔ)陣列堆棧層、底部選擇管層、源極層、以及部分襯底的溝道疊層結(jié)構(gòu)；

在所述第一方向上貫穿所述底部選擇管層、源極層、以及部分襯底的支撐柱。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述支撐柱由復(fù)合膜層所形成，所述復(fù)合膜層包括由外而內(nèi)依次形成的第一支撐層、蝕刻阻擋層、以及第二支撐層，且所述支撐柱貫穿所述源極層的部位至少包括所述第二支撐層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述源極層包括：側(cè)壁外延層、層間絕緣層、以及導(dǎo)體層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，還包括：形成在所述底部選擇管層上方的所述復(fù)合膜層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述形成在所述底部選擇管層上方的所述復(fù)合膜層與所述支撐柱的復(fù)合膜層結(jié)構(gòu)相同。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述底部選擇管層包括交替層疊的絕緣層和底部選擇柵極層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述底部選擇管層包括至少一個(gè)底部選擇柵極層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述支撐柱貫穿所述源極層的部位，還包括所述蝕刻阻擋層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一支撐層和所述第二支撐層為氧化物，所述蝕刻阻擋層為氧化鋁。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述溝道疊層結(jié)構(gòu)包括阻擋絕緣層、電荷俘獲層、隧穿絕緣層、以及溝道層，所述源極層在平行于所述襯底的第二方向上與所述溝道層接觸。

另一方面，本發(fā)明提供了一種3D NAND存儲(chǔ)器的制造方法，包括：

提供襯底，在所述襯底上形成犧牲層；