[發明專利]三維存儲器的制作方法

有效

• 申請號: 202010655141.2
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111769121B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 徐偉;楊星梅;王健艫;吳繼君;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: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;臧建明

本發明提供了一種三維存儲器的制作方法，屬于半導體存儲技術領域，其旨在解決對位于溝道孔底部的溝道結構進行開口時，損傷位于第一溝道孔和第二溝道孔連接處的功能層的問題；其在襯底的背面形成與溝道結構相對的第一通孔，并且在第一通孔內形成與溝道結構接觸的半導體柱塞，從而溝道層通過半導體柱塞與襯底接觸并形成電連接。本發明提供的三維存儲器的制作方法，能夠在實現襯底與溝道層電性連接的同時，可避免損傷位于第二溝道孔與第一溝道孔連接處的功能層，提高三維存儲器的良率和可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體存儲技術領域，尤其涉及一種三維存儲器的制作方法。

背景技術

隨著半導體存儲器件的發展，具有高密度的數據存儲單元的半導體存儲器件的需求也在持續增長；因此，具有垂直堆疊多個數據存儲單元層的三維存儲器成為研究的熱點。

三維存儲器包括襯底及堆疊設置在襯底上的數個堆棧結構，例如，在襯底上堆疊設置有兩個堆棧結構：上部堆棧結構和下部堆棧結構；位于上部堆棧結構設置有第二溝道孔、下部堆棧結構設置有第一溝道孔，第二溝道孔和第一溝道孔相連通形成貫穿這兩個堆棧結構的溝道孔；在溝道孔的內表面形成有功能層以及位于功能層內表面上的溝道層，功能層朝向襯底的一端需進行刻蝕形成與襯底外延區連通的通孔，以使溝道層穿過通孔與襯底的外延區電性連接。

然而，在制作上述三維存儲器的過程中，第二溝道孔與第一溝道孔之間易出現錯位現象，導致對功能層的底部進行正面刻蝕以形成通孔時，會損傷位于第二溝道孔與第一溝道孔連接處的功能層，進而導致三維存儲器的存儲功能失效，降低了三維存儲器的良率和可靠性。

發明內容

本發明實施例提供了一種三維存儲器的制作方法，能夠在實現襯底與溝道層電性連接的同時，可避免損傷位于第二溝道孔與第一溝道孔連接處的功能層，提高三維存儲器的良率和可靠性。

為了實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供了一種三維存儲器的制作方法，包括以下步驟：

提供襯底；

在所述襯底上形成堆棧結構；

在所述堆棧結構上形成貫穿其的溝道結構，所述溝道結構包括溝道層及包圍所述溝道層的功能層；

在所述襯底的背面形成第一通孔，所述第一通孔與所述溝道結構相對設置；

在所述第一通孔內形成與所述溝道結構接觸的半導體柱塞。

在一種可選實施例中，在所述襯底上形成堆棧結構的步驟包括：

在所述襯底上交替堆疊形成多個絕緣層、多個替換層及刻蝕阻擋層，其中，最靠近所述襯底的替換層位于所述刻蝕阻擋層和所述襯底之間；

形成貫穿各所述絕緣層、各所述替換層以及所述刻蝕阻擋層的溝道孔，所述溝道孔延伸至所述襯底內；

在所述溝道孔內形成溝道結構；

形成柵極縫隙，所述柵極縫隙貫穿位于所述刻蝕阻擋層背離所述襯底一側的各所述絕緣層及各所述替換層；

以所述柵極縫隙作為刻蝕通道，刻蝕去除位于所述刻蝕阻擋層背離所述襯底一側的各所述替換層，形成第一空腔；

以所述柵極縫隙作為沉積通道，向所述第一空腔填充導電材料，形成柵極層；

在所述柵極縫隙內形成隔離結構，以將所述堆棧結構分隔成若干塊。

在一種可選實施例中，在所述溝道孔內形成溝道結構之前，還包括：

在所述溝道孔內形成犧牲層，且所述犧牲層背離所述襯底的一端位于所述溝道孔對應所述刻蝕阻擋層的區域內。