[發明專利]存儲系統、以及三維存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 202210425650.5
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114823703A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 袁偉;杜小龍;高庭庭;孫昌志;劉小欣;夏志良
• 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;H01L27/11582
• 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

本公開提供了一種三維存儲器及其制備方法。本公開還提供了一種存儲系統。三維存儲器的制備方法包括：在襯底上形成包括多個絕緣層和多個柵極犧牲層的堆疊結構，絕緣層和柵極犧牲層交替疊置；形成貫穿堆疊結構的溝道孔；經由溝道孔去除部分絕緣層，使絕緣層相對于柵極犧牲層遠離溝道孔凹入，以形成絕緣層凹槽；在絕緣層凹槽內形成停止層；以及在溝道孔內形成溝道結構。

技術領域

本申請涉及半導體器件領域，更具體地，涉及存儲系統、以及三維存儲器及其制備方法。

背景技術

三維存儲器件的存儲密度大、存儲量高，在近些年得到了不斷的發展。例如3DNAND型存儲器得到了越來越廣泛的應用。然而，由于制備工藝等因素的影響，三維存儲器的可靠性和數據保持能力有待于進一步提高。

發明內容

本申請的一個或多個實施方式提供了具有更好的數據保持能力和更高可靠性的存儲系統、以及三維存儲器及其制備方法。

本申請的一方面提供了一種三維存儲器的制備方法，該方法包括：在襯底上形成包括多個絕緣層和多個柵極犧牲層的堆疊結構，所述絕緣層和所述柵極犧牲層交替疊置；形成貫穿所述堆疊結構的溝道孔；經由所述溝道孔去除部分所述絕緣層，使所述絕緣層相對于所述柵極犧牲層遠離所述溝道孔凹入，以形成絕緣層凹槽；在所述絕緣層凹槽內形成停止層；以及在所述溝道孔內形成溝道結構。

在本申請的一個實施方式中，在所述絕緣層凹槽內形成停止層包括：經由所述溝道孔形成填充所述絕緣層凹槽并覆蓋所述柵極犧牲層的端部的停止層；以及去除所述停止層的覆蓋所述柵極犧牲層的端部的部分。

在本申請的一個實施方式中，所述絕緣層與所述停止層之間具有高刻蝕選擇比，所述方法還包括：形成貫穿所述堆疊結構的柵線縫隙；以及經由所述柵線縫隙刻蝕去除各個所述絕緣層至暴露出所述停止層，以形成多個絕緣層間隙。

在本申請的一個實施方式中，在所述溝道孔內形成溝道結構包括：在所述溝道孔的內壁上依次形成存儲介質層、隧穿層和溝道層，以及以介電材料填充所述溝道孔的剩余空間；其中，所述方法還包括：經由所述絕緣層間隙依次去除所述停止層、以及與所述停止層相鄰的所述存儲介質層的部分，使所述絕緣層間隙擴大至所述隧穿層；以及填充擴大后的所述絕緣層間隙，以形成延伸至所述隧穿層并隔斷所述存儲介質層的第二絕緣層。

在本申請的一個實施方式中，所述存儲介質層包括在所述溝道孔的內壁上依次形成的電荷阻擋層和電荷捕獲層，以及經由所述絕緣層間隙依次去除所述停止層、以及與所述停止層相鄰的所述存儲介質層的部分，使所述絕緣層間隙擴大至所述隧穿層包括：經由所述絕緣層間隙依次去除所述停止層、與所述停止層相鄰的所述電荷阻擋層的對應于所述停止層的部分、以及與所述電荷阻擋層相鄰的所述電荷捕獲層的對應于所述停止層的部分，使所述絕緣層間隙擴大至所述隧穿層。

在本申請的一個實施方式中，所述電荷阻擋層和所述隧穿層的材料包括氧化硅，所述電荷捕獲層的材料包括氮化硅。

在本申請的一個實施方式中，填充擴大后的所述絕緣層間隙，以形成延伸至所述隧穿層并隔斷所述存儲介質層的第二絕緣層包括：經由所述柵線縫隙填充擴大后的所述絕緣層間隙，以形成延伸至所述隧穿層并隔斷所述存儲介質層的第二絕緣層；以及在所述柵線縫隙中形成柵線縫隙絕緣層，其中，所述柵線縫隙絕緣層與所述第二絕緣層同步形成并具有相同的材料。

在本申請的一個實施方式中，所述柵線縫隙絕緣層、所述第二絕緣層、以及所述絕緣層的材料包括氧化硅。

在本申請的一個實施方式中，形成貫穿所述堆疊結構的柵線縫隙之后，所述方法還包括：經由所述柵線縫隙去除所述柵極犧牲層以形成犧牲間隙；以及在所述犧牲間隙內形成柵極層。

在本申請的一個實施方式中，所述柵極層的材料包括金屬鎢。