[發明專利]三維存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010172717.X
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111354730B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 閭錦;雷濤
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H10B41/30
• 分類號: H10B41/30;H10B41/27;H10B43/30;H10B43/27
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

本申請公開了一種三維存儲器及其制備方法。三維存儲器包括襯底及位于襯底上的堆疊層，堆疊層設有貫穿堆疊層的若干溝道孔及若干柵極線狹縫，若干溝道孔與若干柵極線狹縫間隔設置，且若干柵極線狹縫將若干溝道孔分隔成多個間隔設置的區域；若干溝道孔內形成有存儲結構，存儲結構沿若干溝道孔軸向設置，且與襯底電性連接，若干柵極線狹縫內的填充結構與襯底絕緣連接。本申請提供的三維存儲器避免了堆疊層與若干柵極線狹縫內填充結構的電性連接而導致漏電的情況，從而提高了三維存儲器的良率及可靠性。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種三維存儲器及其制備方法。

背景技術

三維(3?Dimension,3D)存儲器作為一種典型的垂直溝道式三維存儲器，通常包括襯底、多層柵極層與介質層交替堆疊設置的堆棧層及柵極線狹縫。柵極線狹縫貫穿堆棧層，能夠用于置換柵極層。

傳統技術中，柵極線狹縫內填充導電通路及間隔導電通路與柵極層之間的絕緣層，且導電通路與襯底的電性連接。由于三維存儲器在運行過程中，柵極層會存在高壓，由于此絕緣層結構較薄，且在制備的絕緣層容易出現瑕疵，絕緣層可能破損導致柵極層與導電通路電性連接而引起三維存儲器的漏電，從而導致三維存儲器的失效。

發明內容

基于上述柵極線狹縫中絕緣層較薄可能導致三維存儲器失效的問題，本申請提供了一種三維存儲器及其制備方法，有效避免了柵極層與柵極線狹縫內的填充結構的電性連接。

第一方面，本申請提供了一種三維存儲器。三維存儲器包括襯底及位于所述襯底上的堆疊層，所述堆疊層設有貫穿所述堆疊層的若干溝道孔及若干柵極線狹縫，所述若干溝道孔與所述若干柵極線狹縫間隔設置，且若干所述柵極線狹縫將所述若干溝道孔分隔成多個間隔設置的區域；所述若干溝道孔內形成有存儲結構，所述存儲結構沿所述若干溝道孔軸向設置，且與所述襯底電性連接，所述若干柵極線狹縫內的填充結構與所述堆疊層絕緣，且與所述襯底絕緣。

在一種實施方式中，所述若干柵極線狹縫內填充絕緣材料以形成絕緣柱，且所述絕緣柱接觸所述襯底。

在一種實施方式中，所述若干柵極線狹縫內的填充結構與所述襯底之間具有間隙。

在一種實施方式中，所述襯底為N型摻雜半導體結構，所述三維存儲器還包括電流通路，所述電流通路沿垂直于所述襯底的方向延伸，且所述電流通路與所述襯底電性連接。

在一種實施方式中，所述堆疊層包括多層交替堆疊設置的柵極層及介質層，所述電流通路位于所述堆疊層的周邊，且與所述柵極層及所述介質層間隔設置。

在一種實施方式中，所述三維存儲器包括核心區及位于所述核心區的臺階區，所述堆疊層的周緣形成有臺階結構，所述臺階結構位于所述臺階區，所述電流通路位于所述臺階結構遠離所述核心區的一側。

在一種實施方式中，所述存儲結構包括沿所述溝道孔軸向設置的介質層及存儲通道，所述存儲通道位于所述介質層遠離所述柵極層的一側，且所述存儲通道與所述襯底電性連接。

在一種實施方式中，在所述堆疊層與所述襯底之間設有一層絕緣層，所述絕緣層的厚度大于一層所述柵極層與一層介質層的厚度之和。

第二方面，本申請還提供一種三維存儲器的制備方法。三維存儲器的制備方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成多層犧牲層與介質層交替堆疊設置的堆棧層；

刻蝕所述堆棧層，以形成貫穿所述堆棧層的若干柵極線狹縫；

通過所述若干柵極線狹縫將多層所述犧牲層置換為柵極層；

采用絕緣介質填滿所述若干柵極線狹縫，且所述若干柵極線狹縫內的填充結構與所述襯底絕緣連接。