[發明專利]三維存儲器及其制作方法

有效

• 申請號: 202011343824.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112466885B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 張強威;許宗珂;袁彬
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11565
• 分類號: H01L27/11565;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 汪阮磊

本發明涉及一種三維存儲器及其制作方法，該三維存儲器包括：襯底；位于襯底上的堆疊結構；多個虛擬溝道結構，穿過堆疊結構的臺階結構；多個接觸插塞，分別在臺階結構的位置與柵極層電連接；其中，多個虛擬溝道結構在平行于襯底的第一橫向上呈多排排列，接觸插塞位于相鄰兩排虛擬溝道結構之間，且多個接觸插塞和多個虛擬溝道結構至少其中之一沿第一橫向的最大寬度小于沿第二橫向的最大寬度，第二橫向平行于襯底且垂直于第一橫向，從而，能夠增大刻蝕形成虛擬溝道結構和接觸插塞時在第一橫向的工藝窗口，以避免在刻蝕過程中發生虛擬溝道結構和接觸插塞融合的問題。

【技術領域】

本發明涉及存儲器技術領域，具體涉及一種三維存儲器及其制作方法。

【背景技術】

隨著技術的發展，半導體工業不斷尋找新的生產方式，以使得存儲器裝置中的每一存儲器裸片具有更多數量的存儲器單元。其中，3D NAND(三維與非門)存儲器由于其存儲密度高、成本低等優點，已成為目前較為前沿、且極具發展潛力的三維存儲器技術。

在3D NAND存儲器中，采用垂直堆疊多層數據存儲單元的方式，實現堆疊式的3DNAND存儲器。3D NAND存儲器中的堆疊結構通常包括核心陣列區域和臺階區域，臺階區域中同時分布有虛擬溝道結構和接觸插塞。

但是，在現有的3D NAND存儲器的形成工藝中，位于臺階區域(尤其是臺階比較低的區域)中的虛擬溝道結構和接觸插塞會在刻蝕過程中出現形狀畸變，存在虛擬溝道結構和接觸插塞融合的高風險，進而導致柵極漏電流出現，影響最終形成的3D NAND存儲器的性能。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種三維存儲器及其制作方法，以避免發生虛擬溝道結構和接觸插塞融合的問題，進而提高三維存儲器的性能。

為了解決上述問題，本發明提供了一種三維存儲器，該三維存儲器包括：襯底；位于襯底上的堆疊結構，堆疊結構包括交替堆疊的若干層柵極層和柵絕緣層，若干層柵極層和柵絕緣層的端部形成臺階結構；多個虛擬溝道結構，穿過堆疊結構的臺階結構；多個接觸插塞，分別在臺階結構的位置與柵極層電連接；其中，多個虛擬溝道結構在平行于襯底的第一橫向上呈多排排列，接觸插塞位于相鄰兩排虛擬溝道結構之間，且多個接觸插塞和多個虛擬溝道結構至少其中之一沿第一橫向的最大寬度小于沿第二橫向的最大寬度，第二橫向平行于襯底且垂直于第一橫向。

其中，多個接觸插塞和多個虛擬溝道結構至少其中之一的橫截面形狀為具有長短軸的橢圓形狀，且橢圓形狀的長軸方向為第二橫向。

其中，多個接觸插塞沿第一橫向和第二橫向呈行列排布，多個接觸插塞的橫截面形狀為橢圓形狀。

其中，相鄰兩排虛擬溝道結構在第二橫向上呈錯位排布，每一接觸插塞對應一個虛擬溝道結構組合，虛擬溝道結構組合包括與對應的接觸插塞相鄰的三個虛擬溝道結構，虛擬溝道結構組合中與對應的接觸插塞在第一橫向上同列分布的虛擬溝道結構的橫截面形狀為橢圓形狀。

其中，虛擬溝道結構組合中三個虛擬溝道結構在襯底上的投影圍成一等腰三角形，且對應的接觸插塞在襯底上的投影位于等腰三角形的中心位置處。

其中，在每相鄰兩排虛擬溝道結構中，其中一排虛擬溝道結構在第二橫向呈直線分布，另一排虛擬溝道結構在第二橫向上呈波浪線分布。

其中，在第一橫向上相鄰兩排接觸插塞之間存在至少兩排虛擬溝道結構。

其中，多個接觸插塞和/或多個虛擬溝道結構的橫截面形狀包括圓形或正方形。

其中，若干層柵極層和柵絕緣層還形成在第二橫向上與臺階結構連接的核心陣列結構，三維存儲器還包括：多個溝道結構，穿過堆疊結構的核心陣列結構；共源極結構，垂直于襯底并在第二橫向貫穿核心陣列結構。