[發明專利]三維存儲器

有效

• 申請號: 202010655143.1
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111755458B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 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: 張娜;劉芳

本發明提供了一種三維存儲器，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。所述三維存儲器其包括半導體層，半導體層穿過最靠近襯底的柵極層并與襯底接觸，并且在平行于襯底的方向，半導體層穿過最靠近襯底的功能層并與溝道層接觸；從而溝道層通過半導體層與襯底接觸并形成電連接。本發明提供的三維存儲器，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。

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，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，包括：襯底；位于所述襯底上的堆棧結構，所述堆棧結構包括若干層交替排列的柵極層和絕緣層；溝道結構，穿過所述堆棧結構并延伸至所述襯底，所述溝道結構包含溝道層與包圍所述溝道層的功能層；半導體層，穿過最靠近所述襯底的柵極層與所述襯底接觸，所述半導體層還在平行于所述襯底的方向上穿過所述功能層與所述溝道層接觸。

在一種可選實施例中，還包括：位于所述堆棧結構上的外圍電路，所述外圍電路用于實現邏輯控制。

在一種可選實施例中，還包括：位于所述溝道結構上的漏極，所述漏極與所述溝道層接觸；位于所述漏極與所述外圍電路之間的互連結構，所述互連結構分別與所述漏極和所述外圍電路電連接。

在一種可選實施例中，還包括：穿過所述堆棧結構的隔離結構，所述隔離結構沿設定方向延伸以將所述堆棧結構分隔為若干塊。

在一種可選實施例中，所述隔離結構為絕緣柱。

在一種可選實施例中，所述堆棧結構包括刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層位于最靠近所述襯底的柵極層以及與該柵極層相鄰的所述柵極層之間，所述溝道結構穿過所述刻蝕阻擋層。

在一種可選實施例中，還包括：底部選擇門；位于所述刻蝕阻擋層與所述襯底之間的所述柵極層作為所述底部選擇門。

在一種可選實施例中，還包括：位于所述襯底內的第一摻雜阱；位于所述第一摻雜阱內的第二摻雜阱，所述第一摻雜阱與所述第二摻雜阱的摻雜類型相反；所述隔離結構在垂直于所述襯底的方向的投影位于所述第二摻雜阱內。

在一種可選實施例中，還包括：穿過所述第二摻雜阱的導電柱塞。

在一種可選實施例中，所述導電柱塞與所述第二摻雜阱之間設置有歐姆接觸層；所述歐姆接觸層位于所述導電柱塞的側壁上，并與所述第二摻雜阱接觸。