[發明專利]三維存儲器的形成方法

有效

• 申請號: 202010680441.6
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111785725B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 黃欣欣;楊永剛
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L27/11556;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;陳麗麗

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種三維存儲器的形成方法。所述三維存儲器的形成方法包括如下步驟：形成第一堆疊層于襯底表面；形成連接層于所述第一堆疊層背離所述襯底的表面，所述連接層中具有暴露所述第一堆疊層的開口；沿所述開口刻蝕所述第一堆疊層，形成貫穿所述第一堆疊層的第一溝道孔，所述第一溝道孔的孔徑小于所述開口的寬度；形成填充層于所述第一溝道孔和所述開口內。本發明簡化了擴大連接層中開口尺寸的步驟，降低了三維存儲器的制造難度。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種三維存儲器的形成方法。

背景技術

隨著平面型閃存存儲器的發展，半導體的生產工藝取得了巨大的進步。但是最近幾年，平面型閃存的發展遇到了各種挑戰：物理極限、現有顯影技術極限以及存儲電子密度極限等。在此背景下，為解決平面閃存遇到的困難以及追求更低的單位存儲單元的生產成本，各種不同的三維(3D)閃存存儲器結構應運而生，例如3D NOR(3D或非)閃存和3D NAND(3D與非)閃存。

3D NAND存儲器是一種從二維到三維通過堆疊技術而形成的存儲器。隨著集成電路生成工藝的成熟化，3D NAND存儲器對各層生成工藝的成本和工藝性能要求越來越高。隨著對3D NAND存儲器更高的存儲功能的需求，其堆疊的層數在不斷的增加。

但是，當前在形成具有較高堆疊層數的3D NAND存儲器的過程中，通常是采用多次沉積、刻蝕的方式實現。但是，這種多次沉積、刻蝕的方式制程工藝較為繁瑣、復雜，從而導致多種問題的出現，例如上溝道孔在刻蝕過程中與下溝道孔的對準傾斜偏移較大、堆疊壓力的增加導致平面的套刻標記偏移較大、上溝道孔與下溝道孔不對準等等，這些問題都極大的降低了3D NAND存儲器的生產效率和產品良率。

因此，如何簡化3D NAND存儲器的生產步驟，提高3D NAND存儲器的生產效率和產品良率，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種三維存儲器的形成方法，用于解決現有的三維存儲器生產工藝復雜、生產效率較低的問題，以實現在提高生產效率的同時改善產品良率。

為了解決上述問題，本發明提供了一種三維存儲器的形成方法，包括如下步驟：

形成第一堆疊層于襯底表面；

形成連接層于所述第一堆疊層背離所述襯底的表面，所述連接層中具有暴露所述第一堆疊層的開口；

沿所述開口刻蝕所述第一堆疊層，形成貫穿所述第一堆疊層的第一溝道孔，所述第一溝道孔的孔徑小于所述開口的寬度；

形成填充層于所述第一溝道孔和所述開口內。

可選的，形成連接層于所述第一堆疊層背離所述襯底的表面的具體步驟包括：

形成連續覆蓋的連接層于所述第一堆疊層背離所述襯底的表面；

形成掩膜層于所述連接層表面，所述掩膜層中具有暴露所述連接層的刻蝕窗口；

沿所述刻蝕窗口刻蝕所述連接層，于所述連接層中形成暴露所述第一堆疊層的所述初始開口；

擴大所述初始開口的寬度，形成所述開口。

可選的，擴大所述初始開口的寬度的具體步驟包括：

沿所述刻蝕窗口選擇性刻蝕所述連接層，形成寬度大于所述刻蝕窗口寬度的所述開口。

可選的，所述連接層的材料為氧化物材料；沿所述刻蝕窗口選擇性刻蝕所述連接層的具體步驟包括：

采用氫氟酸沿所述刻蝕窗口選擇性刻蝕所述連接層。

可選的，沿所述開口刻蝕所述第一堆疊層，形成貫穿所述第一堆疊層的第一溝道孔的具體步驟包括：