[發(fā)明專利]三維存儲器及其制備方法、存儲系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114709217A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 郭亞麗;霍宗亮;徐偉;許波;劉思敏;陳斌
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L27/11551;H01L27/1157;H01L27/11578;H01L29/06;G11C5/02;G11C5/04;G11C16/04
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本公開提供了一種三維存儲器及其制備方法、存儲系統(tǒng)，涉及半導體芯片技術領域，旨在解決柵極隔槽在形成的過程中容易發(fā)生偏移，從而容易損傷溝道結構，從而導致溝道結構漏電的問題。該制備方法包括在襯底的一側形成疊層結構；形成貫穿疊層結構的第一隔槽，第一隔槽沿第一方向延伸，且第一隔槽沿第一方向的一端靠近或落入核心區(qū)與階梯區(qū)之間的分界區(qū)；在第一隔槽內形成第一分隔結構；形成貫穿堆疊結構的第二隔槽，第二隔槽沿第一方向延伸，第二隔槽與第一隔槽連通；以及，在第二隔槽內形成第二分隔結構，第二分隔結構與第一分隔結構共同構成一條柵極分隔結構。上述三維存儲器可以實現數據的讀取和寫入操作。

技術領域

本公開涉及半導體芯片技術領域，尤其涉及一種三維存儲器及其制備方法、存儲系統(tǒng)。

背景技術

隨著存儲單元的特征尺寸接近工藝下限，平面工藝和制造技術變得具有挑戰(zhàn)性且成本高昂，這造成2D或者平面NAND閃存的存儲密度接近上限。

為克服2D或者平面NAND閃存帶來的限制，業(yè)界已經研發(fā)了具有三維結構的存儲器(3D NAND)，通過三維地布置存儲單元來提高存儲密度。

在三維存儲器結構中，包括垂直交錯堆疊的多層柵極層和絕緣層構成的堆疊結構，在堆疊結構(或稱“堆棧”)中形成有溝道孔，在溝道孔內形成有存儲單元串，堆疊結構的柵極層作為每一層存儲單元的柵線，從而實現堆疊式的三維存儲器。

三維存儲器的存儲陣列包括核心(Core)區(qū)和階梯(Stair Step，SS)區(qū)。上述存儲單元串位于核心區(qū)。階梯區(qū)用來供存儲陣列各層中的柵極層引出接觸部。其中，核心區(qū)和階梯區(qū)可被多個柵線隔槽(Gate Line Slit，簡稱GLS，或稱“柵極狹縫”、“柵極縫隙”)隔開，從而分隔為多個塊結構(Block)。但是，該柵極隔槽在形成的過程中容易發(fā)生偏移，從而容易損傷溝道結構，從而導致溝道結構漏電。

因此，期望改進三維存儲器的結構，以提高三維存儲器的良率和可靠性，改善漏電問題。

發(fā)明內容

本公開的實施例提供一種三維存儲器及其制備方法、存儲系統(tǒng)，旨在解決柵極隔槽在形成的過程中容易發(fā)生偏移，從而容易損傷溝道結構，從而導致溝道結構漏電的問題。

為達到上述目的，本公開的實施例采用如下技術方案：

一方面，提供一種三維存儲器的制備方法。該制備方法包括：在襯底的一側形成疊層結構，所述疊層結構具有沿第一方向相鄰的核心區(qū)和階梯區(qū)；所述第一方向平行于所述襯底形成有所述疊層結構的側面；形成貫穿所述堆疊結構的第一隔槽，所述第一隔槽沿所述第一方向延伸，且所述第一隔槽沿所述第一方向的一端靠近或落入所述核心區(qū)與所述階梯區(qū)之間的分界區(qū)；在所述第一隔槽內形成第一分隔結構；形成貫穿所述堆疊結構的第二隔槽，所述第二隔槽沿所述第一方向延伸，所述第二隔槽與所述第一隔槽連通；以及，在所述第二隔槽內形成第二分隔結構，所述第二分隔結構與所述第一分隔結構共同構成一條柵極分隔結構。

本公開的上述實施例提供的三維存儲器的制備方法，由于依次形成第一隔槽、第一分隔結構、第二隔槽和第二分隔結構，且第一隔槽靠近或經過核心區(qū)與階梯區(qū)之間的分界面，因此能夠先在容易發(fā)生偏移的區(qū)域形成沿第一方向長度較短的第一隔槽以及第一分隔結構，以使第一隔槽不容易發(fā)生偏移，也即不容易損傷溝道結構。之后，再形成第二隔槽和第二分隔結構，由于各個第二隔槽均主要處于一個區(qū)域(如核心區(qū)或階梯區(qū)中)，也即第二隔槽所處環(huán)境中的應力分布更加均衡，所以后續(xù)在形成沿第一方向長度較長的第二隔槽時，第二隔槽也不容易發(fā)生偏移，也即不容易損傷溝道結構，因此，上述實施例提供的制備方法所制備出的三維存儲器，不容易導致溝道結構漏電，例如不容易因溝道使溝道結構中的溝道層與疊層結構中柵極導電層接觸，而發(fā)生短路的問題。

在一些實施例中，所述第一隔槽包括沿所述第一方向依次連接的第一槽部和第二槽部；所述第一槽部沿所述第一方向的長度大于所述第二槽部沿所述第一方向的長度；至少所述第一槽部位于所述核心區(qū)。