[發(fā)明專(zhuān)利]三維存儲(chǔ)器的制造方法及三維存儲(chǔ)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011302330.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112466882B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王迪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H10B43/30
• 分類(lèi)號(hào): H10B43/30;H10B43/27;H10B43/10
• 代理公司: 北京漢之知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11479
• 代理人: 高園園

本發(fā)明提供一種三維存儲(chǔ)器的制造方法及三維存儲(chǔ)器，在三維存儲(chǔ)器的制造方法中，由于臺(tái)階區(qū)上第一堆疊結(jié)構(gòu)頂部的部分常規(guī)半導(dǎo)體層替換為替代半導(dǎo)體層，且在刻蝕第一堆疊結(jié)構(gòu)頂部的常規(guī)半導(dǎo)體層時(shí)，替代半導(dǎo)體層的刻蝕速率高于常規(guī)半導(dǎo)體層的刻蝕速率，使得刻蝕形成的柵線分隔槽在陣列區(qū)和臺(tái)階區(qū)的刻蝕深度不一樣，基于此，后續(xù)在柵線分隔槽的側(cè)壁上形成的阻擋層會(huì)遮擋住臺(tái)階區(qū)上第一堆疊結(jié)構(gòu)中部的常規(guī)半導(dǎo)體層，通過(guò)柵線分隔槽的底部濕法刻蝕去除第一堆疊結(jié)構(gòu)中部的常規(guī)半導(dǎo)體層時(shí)，臺(tái)階區(qū)上第一堆疊結(jié)構(gòu)中部的常規(guī)半導(dǎo)體層被保護(hù)柱，強(qiáng)化了臺(tái)階區(qū)底部的支撐架構(gòu)，簡(jiǎn)化了臺(tái)階區(qū)上虛擬溝道結(jié)構(gòu)的支撐需求，并降低了虛擬溝道結(jié)構(gòu)的工藝難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維存儲(chǔ)器的制造方法及三維存儲(chǔ)器。

背景技術(shù)

三維存儲(chǔ)器是一種堆棧數(shù)據(jù)單元的技術(shù)，目前已可實(shí)現(xiàn)32層及以上數(shù)據(jù)單元的堆棧，其克服了平面存儲(chǔ)器實(shí)際擴(kuò)展極限的限制，進(jìn)一步提高了存儲(chǔ)容量，降低了每一數(shù)據(jù)位的存儲(chǔ)成本，降低了能耗。隨著三維存儲(chǔ)器的不斷發(fā)展，更高的集成度，更低的成本投入成為推動(dòng)其不斷前進(jìn)的原動(dòng)力。

但是，隨著三維存儲(chǔ)器的層數(shù)不斷升高，整體架構(gòu)的穩(wěn)定性成為制約工藝開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素之一：在目前的生產(chǎn)制造工藝中，隨著層數(shù)升高，傳統(tǒng)的SONO溝道孔刻蝕工藝已經(jīng)接近瓶頸，為匹配相關(guān)工藝，制程初期在堆疊層的底部引入“多晶硅+氮化硅+多晶硅”結(jié)構(gòu)；而三維存儲(chǔ)器架構(gòu)最薄弱的環(huán)節(jié)，就是在去除底部氮化硅之后，而目前的生產(chǎn)制造工藝在這個(gè)階段里，在陣列區(qū)使用導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，而臺(tái)階區(qū)使用虛擬溝道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，但是去除底層的氮化硅之后，三維存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)存在較大的中空部位，整體架構(gòu)穩(wěn)定性不夠。

因此，如何在引入“多晶硅+氮化硅+多晶硅”結(jié)構(gòu)制程之后實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的三維存儲(chǔ)器架構(gòu)支撐，是目前亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)架構(gòu)支撐的三維存儲(chǔ)器的制造方法，用于解決上述技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種三維存儲(chǔ)器的制造方法，包括：

提供襯底，所述襯底包括陣列區(qū)和臺(tái)階區(qū)；

在所述襯底上形成第一堆疊結(jié)構(gòu)，所述第一堆疊結(jié)構(gòu)包括沿所述襯底到遠(yuǎn)離所述襯底的方向依次層疊設(shè)置的多層常規(guī)半導(dǎo)體層；

將所述臺(tái)階區(qū)上所述第一堆疊結(jié)構(gòu)頂部的部分所述常規(guī)半導(dǎo)體層替換為第一替代半導(dǎo)體層；

形成第二堆疊結(jié)構(gòu)，所述第二堆疊結(jié)構(gòu)覆蓋所述第一堆疊結(jié)構(gòu)和所述第一替代半導(dǎo)體層；

刻蝕形成柵線分隔槽，所述陣列區(qū)上的刻蝕穿過(guò)所述第二堆疊結(jié)構(gòu)后停留在所述第一堆疊結(jié)構(gòu)頂部的所述常規(guī)半導(dǎo)體層中，所述臺(tái)階區(qū)上的刻蝕穿過(guò)所述第二堆疊結(jié)構(gòu)、所述第一替代半導(dǎo)體層后停留在所述第一堆疊結(jié)構(gòu)底部的所述常規(guī)半導(dǎo)體層中；

其中，在刻蝕所述第一堆疊結(jié)構(gòu)頂部的所述常規(guī)半導(dǎo)體層時(shí)，所述第一替代半導(dǎo)體層的刻蝕速率高于所述常規(guī)半導(dǎo)體層的刻蝕速率。

可選地，所述第一堆疊結(jié)構(gòu)包括沿所述襯底到遠(yuǎn)離所述襯底的方向依次層疊設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及第三半導(dǎo)體層。

可選地，將所述臺(tái)階區(qū)上所述第一堆疊結(jié)構(gòu)頂部的部分所述常規(guī)半導(dǎo)體層替換為所述第一替代半導(dǎo)體層的步驟包括：

刻蝕所述第三半導(dǎo)體層，去除所述臺(tái)階區(qū)上的至少部分所述第三半導(dǎo)體層；

在所述第三半導(dǎo)體層被刻蝕去除的位置上形成所述第四半導(dǎo)體層，并進(jìn)行表面平坦化處理；

其中，所述第四半導(dǎo)體層即為所述第一替代半導(dǎo)體層。

可選地，在形成所述第二堆疊結(jié)構(gòu)之后，在刻蝕形成所述柵線分隔槽之前，所述三維存儲(chǔ)器的制造方法還包括：