[發明專利]全自對準高密度3D多層存儲器的制備方法

有效

• 申請號: 202110189418.1
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112992906B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 彭澤忠;王苛
• 申請（專利權）人: 成都皮兆永存科技有限公司
• 主分類號: H10B20/25
• 分類號: H10B20/25
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 李佳川

全自對準高密度3D多層存儲器的制備方法，涉及存儲器的制備技術。本發明包括下述步驟：1)形成基礎結構體；2)對基礎結構體開槽；3)在分割槽中填充絕緣介質；4)深孔刻蝕步驟3)填充的絕緣介質，形成沿分割槽離散排列的存儲單元孔，相鄰的存儲單元孔之間為絕緣介質,并且基礎結構體部分暴露于存儲單元孔內；5)在存儲單元孔內逐層設置預設的存儲器結構所需的各層介質。采用本發明技術制備得到的半導體存儲器存儲密度高。

技術領域

本發明涉及存儲器的制備技術。

背景技術

現有技術包括可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，閃存，NAND-快閃存儲器，硬磁盤、光盤(CD)、數字通用光盤(DVD)，藍光光盤協會注冊的藍光光盤等在內的各種數字存儲技術，50余年來已經廣泛用于數據存儲。然而，存儲介質的壽命通常小于5年到10年。針對大數據存儲而開發的反熔絲存儲技術，因其非常昂貴且存儲密度低，不能滿足海量數據存儲的需求。

中國專利申請CN101447502A公開了一種非易失性存儲裝置及其制造和使用方法，參見其圖11～圖14，其關鍵工藝步驟為：在槽125的內壁設置數據存儲層130，然后填充第二電極層140，然后圖形化第二電極層140。其不足之處在于：

1.在圖形化第二電極層140時，由于深孔刻蝕需要一定的開孔面積來保證深孔刻蝕底部的導電介質被刻蝕徹底以防止短路，這就要求圖形化的刻蝕區域寬度不能太小，同時還需要保證留下的導電的Bit?line(位線)擁有比較大的寬度，以滿足垂直bit?line的導電性能。二者的最小寬度都將決定同一層上的存儲單元面積的最小值，其結果使得存儲器密度受到工藝水平的限制。

2.圖1的a處示出了理想的狀態，然而，圖形化階段如果對位不準，在側壁某處的相鄰位線導電材料未被隔斷，容易引發短路，本發明的圖1的e處示出了這種可能性。

3.在圖形化時，會對于bit?line邊緣的可編程介質的質量造成損害，會導致漏電及擊穿電壓的不一致性，本發明的圖1的d處示出了這種可能性。

中國專利申請CN101615656A公開了一種非易失性存儲裝置及其制造方法，參見其圖11，存儲介質(150)或緩沖層(162)的厚度，作為影響器件工作性能的關鍵參數，依賴于深槽刻蝕技術的控制，且無法保證每層存儲單元中的存儲介質(150)或緩沖層(162)的厚度一致，同時也存在前述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種全自對準高密度3D多層存儲器的制備方法，具有高密度、低成本、高成品率的特點。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，全自對準高密度3D多層存儲器的制備方法，包括下述步驟：

1)形成基礎結構體：以導電介質層和絕緣介質層交錯重疊的方式，設置預定層數的導電介質層和絕緣介質層，形成基礎結構體；

2)對基礎結構體開槽：在基礎結構體上開設一道自頂層到底層貫穿的曲線狀分割槽，由此分割槽將基礎結構體分割為兩個交錯且相互分離的指叉結構；

其特征在于，還包括下述步驟：

3)在分割槽中填充絕緣介質；

4)深孔刻蝕步驟3)中填充的絕緣介質，形成沿分割槽離散排列的存儲單元孔，相鄰的存儲單元孔之間為絕緣介質，其厚度可由最小刻蝕工藝尺寸決定，并且基礎結構體部分暴露于存儲單元孔內；

5)在存儲單元孔內逐層設置預設的存儲器結構所需的各層介質。

進一步的，所述步驟5)中，預設的存儲器結構為下述結構之一：

PN結型半導體存儲器結構、肖特基半導體存儲器結構、阻變存儲器結構、磁變存儲器結構、相變存儲器結構、鐵電存儲器結構。