[發明專利]三維存儲器件及其制作方法

在審

• 申請號: 202210040325.7
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114256246A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 孔果果;童宇誠;周運帆;何世偉;莊夢琦;吳岡;戴燦發
• 申請（專利權）人: 福建省晉華集成電路有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L27/11524;H01L27/11556;H01L27/11519;H01L27/1157;H01L27/11582;H01L27/11565
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 陳超德;吳昊

一種三維存儲器件及其制作方法，包括一襯底以及一存儲堆疊結構設置在所述襯底上。第一階梯結構位于所述存儲堆疊結構的第一側。第二階梯結構位于所述存儲堆疊結構的第二側。第三階梯結構位于所述存儲堆疊結構的第三側。自所述襯底的表面，所述第一階梯結構、所述第二階梯結構以及所述第三階梯結構的臺階分別位于不同高度處，以分別扇出存儲堆疊結構的各個導電層。通道結構，沿著垂直方向貫穿所述存儲堆疊結構及電介質層、蝕刻停止層。

技術領域

本發明是關于半導體器件，特別是關于一種三維存儲器件及其制作方法。

背景技術

現代電子產品中，存儲器扮演著不可或缺的重要的角色。存儲器除了用來存儲使用者的數據，也負責存放中央處理器所執行的程式碼以及運算過程中須暫時保存的信息。存儲器可分為易失性存儲器(volatile memory)與非易失性存儲器(non-volatilememory)。常見的易失性存儲器包括動態隨機存儲器(dynamic random access memory，DRAM)和靜態隨機存儲器(static random access memory，SRAM)，其數據會在斷電后消失，而必須在下次供電時重新輸入。非揮發性存儲器包括只讀式存儲器(read only memory，ROM)和閃存(flash memory)，其存儲的數據即使切斷電源仍然存在，因此在重新供電后可以直接讀取早先存儲的有效數據。

NAND閃存(NAND flash)具有體積小、功率低、寫入速度快及制造成本較低等優點，是目前應用最廣泛的非易失性存儲器。隨著半導體制造工藝的進步，NAND閃存已從平面結構轉向三維(three-dimensional，3D)立體堆疊發展，以在單位晶圓面積中獲得更高的單元密度，滿足更高存儲容量的須求。

三維NAND存儲器件通常包括形成在存儲堆疊結構的一側或多側上的階梯結構(staircase structure)以扇出(fan-out)各層字線(wordline)來與互連結構(例如字線接觸插塞)電連接。隨著存儲堆疊結構的層級數量逐漸增加，本領域仍須提供一種可扇出各層字線且具有簡化制程的階梯結構。

發明內容

本發明目的在于提供一種三維存儲器件及其制作方法，其包括至少三個階梯結構分別設置在存儲堆疊結構的不同側。存儲堆疊結構的字線是交替地從所述至少三個階梯結構依序扇出。本發明可簡化用于制作所述至少三個階梯結構的修整-蝕刻循環次數以及所使用的光阻層厚度。

本發明一實施例提供的一種三維存儲器件，包括一襯底以及一存儲堆疊結構設置在所述襯底上。所述存儲堆疊結構包括多組導電-電介質層對。一第一階梯結構，位于所述存儲堆疊結構的第一側。一第二階梯結構，位于所述存儲堆疊結構的第二側。一第三階梯結構，位于所述存儲堆疊結構的第三側。自所述襯底的表面，所述第一階梯結構、所述第二階梯結構以及所述第三階梯結構的臺階分別位于不同高度處。一通道結構，沿著垂直方向貫穿所述存儲堆疊結構及電介質層、蝕刻停止層。

本發明另一實施例提供的一種三維存儲器件的制作方法，包括以下步驟。首先，在一襯底上形成一存儲堆疊結構。所述存儲堆疊結構包括多組導電-電介質層對。所述存儲堆疊結構的四側分別包括第一區、第二區、第三區以及第四區。接著，對對所述第一區進行第一蝕刻工藝，移除一組所述導電-電介質層對。對對所述第二區進行第二蝕刻工藝，移除兩組所述導電-電介質層對。所述第一蝕刻工藝和所述第二蝕刻工藝之后，接著對所述存儲堆疊結構進行修整-蝕刻工藝，以分別于所述第一區、所述第二區、所述第三區以及所述第四區同時形成第一階梯結構、第二階梯結構、第三階梯結構以及第四階梯結構，其中自所述襯底的表面，所述第一階梯結構、所述第二階梯結構以及所述第三階梯結構的臺階分別位于不同高度處。

附圖說明

所附圖示提供對于此實施例更深入的了解，并納入此說明書成為其中一部分。這些圖示與描述，用來說明一些實施例的原理。須注意的是所有圖示均為示意圖，以說明和制圖方便為目的，相對尺寸及比例都經過調整。相同的符號在不同的實施例中代表相對應或類似的特征。