[發明專利]三維存儲器件及其制作方法

有效

• 申請號: 202110800955.5
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN113644077B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 吳林春
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H10B43/35
• 分類號: H10B43/35;H10B43/27;H10B43/20
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 楊錫勱;劉柳

提供了三維(3D)NAND存儲器件和方法。在一個方面，一種3D?NAND存儲器件包括：襯底、處于襯底之上的層堆疊體、第一外延層、第二外延層、第一陣列公共源極(ACS)和第二ACS。層堆疊體包括交替堆疊設置的第一堆疊層和第二堆疊層。第一外延層被沉積在穿過層堆疊體延伸的溝道層的側面部分上。第二外延層被沉積在襯底上。第一ACS以及層堆疊體的部分處于第二ACS之間。

本申請是申請日為2020年4月30日、申請號為202080000941.9、發明名稱為“三維存儲器件及其制作方法”的發明專利的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2020年1月17日提交的中國申請No.202010054215.7的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，并且特別地涉及三維(3D)半導體存儲器件及其制作方法。

背景技術

與非(NAND)存儲器是一類不需要電力來保持所存儲的數據的非易失型存儲器。對消費電子品、云計算和大數據的不斷增長的需求帶來了對更大容量、更高性能的NAND存儲器的持續需求。常規的二維(2D)NAND存儲器接近了其物理極限，現在三維(3D)NAND存儲器正在發揮重要作用。3D?NAND存儲器使用單個芯片中的多個堆疊層來實現更高的密度、更高的容量、更快的性能、更低的功耗以及更好的經濟有效性。

在3D?NAND存儲器件的制作期間，形成柵縫隙(GLS)，以露出襯底上方的犧牲層。之后，刻蝕出腔體并且在該腔體中執行單晶硅和多晶硅的選擇性外延生長。由于靠近腔體開口的外延生長更快，因而在填充開口時將在腔體的中間留下孔隙。這些孔隙可能導致電流的泄漏和可靠性問題。

GLS也用于形成層堆疊體中的柵電極。在制造柵電極之前，刻蝕掉層堆疊體的犧牲堆疊層。然而，犧牲層的離GLS較遠的一些部分往往未被完全刻蝕掉。因而，可能只部分地制造了柵電極的某些部分，其將導致NAND存儲單元的故障。

所公開的方法和系統涉及解決上文闡述的一個或多個問題以及其他問題。

發明內容

在本公開的一個方面，一種3D?NAND存儲器件包括：襯底、處于襯底之上的層堆疊體、第一外延層、第二外延層、第一陣列公共源極(ACS)和第二ACS。層堆疊體包括存儲塊以及交替堆疊設置的第一堆疊層和第二堆疊層。第一外延層被沉積在穿過層堆疊體延伸的溝道層的側面部分上。第二外延層被沉積在襯底上。第一ACS和第二ACS被配置為用于每一存儲塊并且穿過層堆疊體延伸。第一外延層與第二外延層毗連。第一ACS和第二ACS與第二外延層電連接。層堆疊體的部分以及第一ACS處于第二ACS之間。

在本公開的另一方面，一種用于3D?NAND存儲器件的制作方法包括：在襯底之上形成層堆疊體；執行外延生長，以在穿過層堆疊體延伸的溝道層的側面部分上沉積第一外延層并且在襯底上沉積第二外延層；以及形成用于每一存儲塊的穿過層堆疊體延伸的第一柵縫隙(GLS)和第二GLS。層堆疊體包括交替堆疊設置的第一堆疊層和第二堆疊層。第一外延層與第二外延層毗連。第一GLS以及層堆疊體的部分處于第二GLS之間。

在本公開的另一方面，另一種用于3D?NAND存儲器件的制作方法包括：在襯底之上形成層堆疊體；執行外延生長，以在穿過層堆疊體延伸的溝道層的側面部分上沉積第一外延層并且在襯底上沉積第二外延層；以及形成用于每一存儲塊的穿過層堆疊體延伸的第一陣列公共源極(ACS)和第二ACS。層堆疊體包括交替堆疊設置的第一堆疊層和第二堆疊層。第一外延層與第二外延層毗連。第一ACS和第二ACS與第二外延層電連接。層堆疊體的部分以及第一ACS處于第二ACS之間。

本領域技術人員根據本公開的說明書、權利要求和附圖能夠理解本公開的其他方面。

附圖說明

圖1示意性地示出了根據本公開的實施例的示例性制作工藝中的三維(3D)存儲器件的截面圖；