[發明專利]半導體結構、三維存儲器及制備方法

在審

• 申請號: 202211457101.2
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN115802749A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 孫中旺;蘇睿;周文犀;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: H10B41/27
• 分類號: H10B41/27;H10B41/35;H10B41/41;H10B41/42;H10B43/27;H10B43/35;H10B43/40;H10B43/50
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 高潔;吳素花

本發明提供一種半導體結構、三維存儲器及各自的制備方法，半導體結構的制備方法包括：提供半導體襯底，于半導體襯底上形成疊層結構，疊層結構包括沿X方向劃分的存儲區及連接區，連接區至少包括第一連接分區及第二連接分區，對第一連接分區的疊層結構進行預設層級數的預設刻蝕，再對第一連接分區剩余的疊層結構進行同步刻蝕，對第二連接分區的疊層結構進行同步刻蝕，得到待形成臺階。本法發明采用預設刻蝕(chop)以及同步刻蝕(trim and etch)相結合的工藝，降低了器件制備的工藝難度減少了掩膜版數量，結合X方向及Y方向的刻蝕實現了需要臺階的制備，切斷了Y方向上階梯的連續性，改善了材料的應力和膨脹，提高了器件的穩定性。

本申請是申請日為2020年1月2日、申請號為202010000511.9、發明名稱為“半導體結構、三維存儲器及制備方法”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明屬于集成電路制造領域，特別涉及一種半導體結構、三維存儲器及制備方法。

背景技術

快閃存儲器(Flash Memory，簡稱閃存)是一種非易失性存儲器(Non-VolatileMemory，簡稱NVM)，也就是說當電源關掉，它所存儲的數據不會消失。與之對應，動態隨機存取存儲器(Dynamic Random Access Memory，簡稱DRAM)、靜態隨機存取存儲器(StaticRandom Access Memory，簡稱SRAM)則是易失性存儲器(Volatile Memory，VM)，電源關掉，所存儲的數據會消失。

閃存存儲單元(Memory Cell)結構的不同區分為NOR Flash及NAND Flash二種，NOR Flash具有較快的讀取速度，但寫入及擦除則較慢，其容量也遠小于NAND Flash，但NORFlash可存取至任何選定的字節。一般IC內之嵌入式閃存(Embedded Flash)均為NORFlash，主要用于存儲行動裝置及計算機內之啟動、應用程序、操作系統和就地執行(eXecute-in-Place，XIP)的代碼。NOR Flash存儲單元大小比NAND Flash大很多，也由于存儲單元的結構，NOR Flash在本質上比NAND Flash可靠。NAND Flash的讀取速度稍慢，但寫入及擦除則相對較NOR Flash快很多，IC容量可達128GB以上，但它無法存取至特定的字節，而是以小塊(Page)方式處理數據。NAND Flash通常被用來作為大量數據存儲器，現在市面上GB(Gigabyte)級的U盤(USB Flash Drive)及SSD固態硬盤(Solid State Drive/Disk)均使用NAND Flash。

然而，現有臺階分布在陣列區的單邊，且多為長臺階(long stair case)，呈依次遞增或遞減，臺階往往做不同分區(兩、三四分區)，例如，可以是沿某一方向(如X方向)三分區且遞增，沿另一方向(如Y方向)連續的臺階，X方向和Y方向垂直。一般的，臺階形成后，進行氧化物填充和化學機械研磨，例如，由于臺階在Y方向連續，所以填充物也是連續的。填充氧化物與臺階為不同材料，在相同熱處理下，形變不一致，導致的應力和膨脹的差異，使得器件的核心區(core)和臺階區(Stair-Step，簡稱SS)結構性能惡化，甚至失效。

因此，如何提供一種半導體結構、三維存儲器及制備方法以解決現有技術中的上述問題實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種半導體結構、三維存儲器及各自的制備方法，用于解決現有技術中臺階制備工藝難度大且由于應力和膨脹等導致器件結構性能惡化，甚至失效等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種半導體結構的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

提供半導體襯底，并于所述半導體襯底所在的平面內定義相互垂直的X方向及Y方向，于垂直于所述半導體襯底所在的平面的方向上定義Z方向；