[發明專利]三維存儲器及其制備方法、存儲系統、電子設備

在審

• 申請號: 202210356369.0
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN114823700A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張強威;袁彬;許宗珂
• 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;H01L27/11548;H01L27/11526;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

本申請提供了一種三維存儲器及其制備方法、存儲系統、電子設備。三維存儲器的制備方法包括：形成包括多個堆疊層的疊層結構，并在疊層結構中形成多個階梯臺階；形成覆蓋階梯臺階的介質層，并在介質層中形成與疊層結構的疊層面垂直的頂部選擇柵切口；形成貫穿介質層和階梯臺階的虛擬溝道孔；以及采用絕緣材料填充頂部選擇柵切口和虛擬溝道孔以分別形成頂部選擇柵結構和虛擬溝道結構，其中，虛擬溝道孔包括第一虛擬溝道孔，第一虛擬溝道孔在疊層面上的投影與頂部選擇柵切口在疊層面上的投影具有重疊區域，重疊區域在平行于頂部選擇柵切口的第一方向上的延伸長度小于第一虛擬溝道孔在平行于第一方向上的最大開口尺寸。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，更具體地，涉及三維存儲器及其制備方法、存儲系統、電子設備。

背景技術

隨著對存儲器的高存儲密度和大存儲容量的需求，三維存儲器(例如，3D NAND存儲器)應運而生。在一些示例中，三維存儲器包括核心區和階梯區。核心區可用于形成沿垂直方向堆疊的存儲單元，階梯區可用于形成引出存儲單元的字線的通電通道。

另外，頂部選擇柵結構和虛擬溝道結構可形成于階梯區。然而，由于頂部選擇柵切口和虛擬溝道孔的空間關系和制備工藝的順序，可能會導致虛擬溝道孔的過刻蝕(underetch)，從而影響虛擬溝道結構的形貌。

發明內容

本申請提供了一種三維存儲器的制備方法，該三維存儲器的制備方法包括：形成包括多個堆疊層的疊層結構，并在所述疊層結構中形成多個階梯臺階；形成覆蓋所述階梯臺階的介質層，并在所述介質層中形成與所述疊層結構的疊層面垂直的頂部選擇柵切口；形成貫穿所述介質層和所述階梯臺階的虛擬溝道孔；以及采用絕緣材料填充所述頂部選擇柵切口和所述虛擬溝道孔以分別形成頂部選擇柵結構和虛擬溝道結構，其中，所述虛擬溝道孔包括第一虛擬溝道孔，所述第一虛擬溝道孔在所述疊層面上的投影與所述頂部選擇柵切口在所述疊層面上的投影具有重疊區域，所述重疊區域在平行于所述頂部選擇柵切口的第一方向上的延伸長度小于所述第一虛擬溝道孔在平行于所述第一方向上的最大開口尺寸。

在一個實施方式中，所述重疊區域在垂直于所述頂部選擇柵切口的第二方向上的延伸長度等于所述頂部選擇柵切口的寬度。

在一個實施方式中，所述方法還包括：形成貫穿所述介質層并延伸至所述階梯臺階的接觸孔。

在一個實施方式中，所述虛擬溝道孔還包括：第二虛擬溝道孔，形成貫穿所述介質層和所述階梯臺階的虛擬溝道孔包括：沿所述接觸孔的至少兩側形成所述第二虛擬溝道孔和所述第一虛擬溝道孔。

在一個實施方式中，在每個所述接觸孔的至少兩側形成的所述第二虛擬溝道孔和所述第一虛擬溝道孔呈三角形結構。

在一個實施方式中，形成貫穿所述介質層和所述階梯臺階的虛擬溝道孔包括：在所述介質層的頂面形成圖案化的刻蝕掩膜層；以及以圖案化的所述刻蝕掩膜層為掩蔽刻蝕所述介質層和所述階梯臺階，以形成所述第一虛擬溝道孔和所述第二虛擬溝道孔。

在一個實施方式中，在所述介質層的頂面形成圖案化的刻蝕掩膜層包括：在所述介質層的頂面形成刻蝕掩膜層；以及在所述刻蝕掩膜層中形成第一虛擬溝道孔圖案和第二虛擬溝道孔圖案，以形成所述圖案化的刻蝕掩膜層，以及以圖案化的所述刻蝕掩膜層為掩蔽刻蝕所述介質層和所述階梯臺階包括：經由所述第一虛擬溝道孔圖案和所述第二虛擬溝道孔圖案刻蝕所述介質層和所述階梯臺階，其中，所述第一虛擬溝道孔圖案與所述頂部選擇柵切口的預定重疊區域在所述第一方向上的延伸長度小于所述第一虛擬溝道孔圖案在所述第一方向上的最大尺寸，以及所述預定重疊區域在垂直于所述頂部選擇柵切口的第二方向上的延伸長度等于所述頂部選擇柵切口的寬度。

在一個實施方式中，所述疊層結構被劃分為包括所述階梯臺階的臺階區、以及與所述臺階區相鄰的核心區，所述方法還包括：在所述核心區形成與所述疊層結構的疊層面垂直的所述頂部選擇柵切口。