[發明專利]制造三維存儲結構的方法及三維存儲結構

在審

• 申請號: 202111133811.5
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113889486A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 高庭庭;薛磊;劉小欣;夏志良;杜小龍;孫昌志;劉佳裔
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11575;H01L27/11582;H01L27/11524;H01L27/11548;H01L27/11556
• 代理公司: 北京英思普睿知識產權代理有限公司 16018
• 代理人: 劉瑩;聶國斌

本申請提供了一種制造三維存儲結構的方法及三維存儲結構。該方法包括：在兩組溝道孔中的每個溝道孔內的上部形成頂端與溝道孔的頂端具有間隔的插塞，其中，溝道孔貫穿堆疊結構及位于堆疊結構上的輔助層；對溝道孔的高于插塞的孔段進行擴孔，使得每組溝道孔的任意相鄰兩個孔段之間的部分輔助層被去除，以在輔助層形成填充空間，且位于兩組溝道孔之間的部分輔助層殘留以形成頂部選擇柵隔離圖形；在填充空間中形成第一掩模結構；以及去除頂部選擇柵隔離圖形以形成頂部選擇柵隔離開口，并經由頂部選擇柵隔離開口刻蝕堆疊結構，以形成頂部選擇柵隔離切口。

技術領域

本申請涉及半導體領域，更具體的，涉及一種制造三維存儲結構的方法及三維存儲結構。

背景技術

隨著半導體技術的不斷發展，人們不斷追求半導體器件具有更小的尺寸以及更高的性能。

三維存儲器相比于二維存儲器能夠以更小的體積實現更大的存儲量。但半導體生產企業仍在追求更高存儲密度的三維存儲器。在三維存儲器中，如果能夠減小存儲串之間的距離，則能夠減小三維存儲器在水平方向上的尺寸。傳統的三維存儲器在一個存儲塊中可設置例如九排溝道結構，這些溝道結構密布地排列以減小在水平方向上的尺寸層。然而在將這些溝道結構分隔為兩組時，頂部選擇柵隔離切口不得不破壞掉中間的一排溝道結構，這樣就浪費了一排溝道結構，且這排溝道結構增大了其兩側的兩組溝道結構之間的距離。本領域技術人員期望減小三維存儲器在水平方向上的尺寸。

發明內容

本申請的實施例提供了一種制造三維存儲結構的方法，該方法包括：在兩組溝道孔中的每個所述溝道孔內的上部形成頂端與所述溝道孔的頂端具有間隔的插塞，其中，所述溝道孔貫穿堆疊結構及位于所述堆疊結構上的輔助層；對所述溝道孔的高于所述插塞的孔段進行擴孔，使得每組溝道孔的任意相鄰兩個所述孔段之間的部分所述輔助層被去除，以在輔助層形成填充空間，且位于所述兩組溝道孔之間的部分所述輔助層殘留以形成頂部選擇柵隔離圖形；在所述填充空間中形成第一掩模結構；以及去除所述頂部選擇柵隔離圖形以形成頂部選擇柵隔離開口，并經由所述頂部選擇柵隔離開口刻蝕所述堆疊結構，以形成頂部選擇柵隔離切口。

在一個實施方式中，在形成所述插塞的步驟之前還包括：形成兩組溝道孔，其中，所述兩組溝道孔之間的間隔大于每組溝道孔中任意相鄰兩個所述溝道孔之間的間隔；以及在所述溝道孔中形成溝道結構，其中，所述溝道結構貫穿所述堆疊結構。

在一個實施方式中，形成所述插塞的步驟包括：在所述溝道孔中設置填充層，其中，所述填充層位于所述溝道結構上；以及從所述溝道孔的頂端去除所述填充層的一部分，以形成頂端與所述溝道孔的頂端具有間隔的所述插塞。

在一個實施方式中，在所述形成兩組溝道孔的步驟之前還包括：形成堆疊結構；以及在所述堆疊結構上形成輔助層，其中，所述輔助層包括在遠離所述堆疊結構的方向上堆疊的輔助截止層和輔助掩模層，以及其中，所述插塞的頂端高于所述輔助截止層。

在一個實施方式中，方法還包括：在所述頂部選擇柵隔離切口填充絕緣材料形成頂部選擇柵隔離結構；平坦化所述插塞、所述頂部選擇柵隔離結構及所述堆疊結構，以至少將所述第一掩模結構和所述輔助層去除。

在一個實施方式中，所述插塞的材料包括多晶硅。

在一個實施方式中，所述堆疊結構包括交替堆疊的絕緣層和犧牲層；在平坦化所述插塞之后，所述方法還包括：形成貫穿所述堆疊結構的柵線縫隙槽；通過所述柵線縫隙槽，將所述犧牲層替換為柵極層；在所述柵線縫隙槽中形成柵線縫隙結構；以及平坦化所述堆疊結構頂部。

在一個實施方式中，在所述形成第一掩模結構的步驟之后、并在所述去除所述頂部選擇柵隔離圖形的步驟之前，所述方法還包括：在所述輔助層上形成第二掩模結構；對所述第二掩模結構進行刻蝕，形成暴露出所述頂部選擇柵隔離圖形的開口；以及在去除所述頂部選擇柵隔離圖形以形成頂部選擇柵隔離開口，并經由所述頂部選擇柵隔離開口刻蝕所述堆疊結構，以形成頂部選擇柵隔離切口的步驟之后，所述方法還包括：去除所述第二掩模結構。