[發(fā)明專(zhuān)利]三維存儲(chǔ)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110333239.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112838097B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-30
• 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): H10B43/27
• 分類(lèi)號(hào): H10B43/27;H10B43/35
• 代理公司: 北京英思普睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16018
• 代理人: 劉瑩;聶國(guó)斌

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N三維存儲(chǔ)器及其制備方法。制備方法包括：在襯底上形成疊層結(jié)構(gòu)；形成貫穿疊層結(jié)構(gòu)并延伸至襯底的溝道孔；在溝道孔內(nèi)形成外延層以及位于外延層上的溝道結(jié)構(gòu)，溝道結(jié)構(gòu)包括功能層和溝道層；移除襯底和外延層以暴露溝道層；以及形成與溝道層接觸的導(dǎo)電層。根據(jù)該制備方法，從背面引出溝道層，避免了深孔刻蝕工藝，簡(jiǎn)化了三維存儲(chǔ)器的制備方法；利用外延層作為犧牲層，重新引入導(dǎo)電層連接溝道層，保證了三維存儲(chǔ)器的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種三維存儲(chǔ)器(3D?NAND)的結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著堆疊層數(shù)的增加，溝道孔和柵線間隙的縱橫比都在增大，目前的刻蝕工藝很難支持更多數(shù)目的疊層結(jié)構(gòu)的工藝要求。進(jìn)一步地，隨著堆疊層數(shù)的增加，對(duì)溝道孔的工藝能力控制，例如套刻精度、關(guān)鍵尺寸一致性、最小翹曲等，也往往更具挑戰(zhàn)性。上述這些技術(shù)問(wèn)題最終影響制備的三維存儲(chǔ)器的電性能，導(dǎo)致其可靠性劣化或晶圓測(cè)試良率低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N可至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題的三維存儲(chǔ)器及其制備方法。

本申請(qǐng)一方面提供了一種制備三維存儲(chǔ)器的方法，所述方法包括：在襯底上形成疊層結(jié)構(gòu)；形成貫穿所述疊層結(jié)構(gòu)并延伸至所述襯底的溝道孔；在所述溝道孔內(nèi)形成外延層以及位于所述外延層上的溝道結(jié)構(gòu)，所述溝道結(jié)構(gòu)包括功能層和溝道層；移除所述襯底和所述外延層以暴露所述溝道層；以及形成與所述溝道層接觸的導(dǎo)電層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，形成與所述溝道層接觸的導(dǎo)電層包括：形成與所述溝道層接觸的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括與所述疊層結(jié)構(gòu)接觸的第一部分和朝向所述溝道結(jié)構(gòu)延伸并與所述溝道層接觸的第二部分。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括：在形成所述疊層結(jié)構(gòu)之前，在所述襯底上形成底部犧牲疊層，所述底部犧牲疊層包括至少一對(duì)交替堆疊的底部電介質(zhì)層和底部犧牲層；在形成所述溝道結(jié)構(gòu)之后，形成位于所述溝道結(jié)構(gòu)之間的柵極間隙，其中所述柵極間隙貫穿所述疊層結(jié)構(gòu)和所述底部犧牲疊層并延伸至所述襯底；經(jīng)由所述柵極間隙去除至少一個(gè)所述底部犧牲層，以形成至少一個(gè)底部層間間隙；以及在所述底部層間間隙內(nèi)形成底部選擇柵極層，并將其延伸至所述外延層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述底部選擇柵極層為多晶硅層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括：移除所述襯底和所述外延層以形成暴露所述功能層的窗口；以及在所述窗口的側(cè)壁上形成阻隔層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述三維存儲(chǔ)器還包括貫穿所述疊層結(jié)構(gòu)和所述底部犧牲疊層的虛擬溝道孔，其中，在所述窗口的側(cè)壁上形成阻隔層的同時(shí)還包括：在所述虛擬溝道孔的內(nèi)壁形成所述阻隔層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述阻隔層為氧化層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，在所述窗口的側(cè)壁上形成阻隔層之前，所述方法還包括：氧化暴露的所述底部選擇柵極層以在所述側(cè)壁上形成隔離層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述半導(dǎo)體層為多晶硅層。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，移除所述襯底和所述外延層以形成窗口暴露所述功能層包括：通過(guò)減薄工藝去除所述襯底；以及通過(guò)光刻工藝去除所述外延層至暴露所述功能層的至少一部分。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中，所述疊層結(jié)構(gòu)包括交替疊置的柵極層和絕緣層，所述方法還包括：在疊層結(jié)構(gòu)中形成與所述柵極層電連接的字線觸點(diǎn)；以及在疊層結(jié)構(gòu)中形成與所述底部選擇柵極層形成歐姆接觸的外圍觸點(diǎn)。