[发明专利]三维存储器及其形成方法

说明书

本发明公开了一种三维存储器及其形成方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：提供衬底，衬底包括外围区和核心区；在核心区上形成台阶结构；形成覆盖外围区及台阶结构的保护层；去除覆盖外围区的保护层；在外围区及剩余的保护层上形成阻挡层；刻蚀阻挡层，在含有保护层的台阶结构上形成第一接触孔，并在外围区上形成第二接触孔。本发明中的方法，可以有效地防止在台阶结构上形成接触孔的过程中，栅极线层中的钨与反应气体发生化学反应而在接触孔的底部生成化合物残留，从而有效的保障了台阶结构上形成的接触孔的电性，进而提高了三维存储器成品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种三维存储器及其形成方法。

背景技术

随着人们对存储容量需求的提升，三维存储器应运而生。现有的三维存储器形成方法，如图1至图6所示的结构变化示意图，主要包括：1)提供含有外围区(包括栅极结构、左侧P阱、N阱)和核心区(包括右侧P阱)的衬底，在核心区上形成台阶结构，并沉积四乙氧基硅烷(TEOS)形成阻挡层；2)刻蚀阻挡层以在台阶结构上形成第一接触孔凹槽；3)在第一接触孔凹槽的侧壁和底部沉积氮化硅层；4)刻蚀阻挡层以在外围区上形成第二接触孔凹槽；5)去除第一接触孔凹槽底部的氮化硅层；6)在当前的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积钨形成对应的第一接触孔和第二接触孔。其中，在步骤3)沉积氮化硅的过程中，栅极线层(GL Tier)中的钨通常会与沉积氮化硅的反应气体中的氨气(NH3)发生化学反应而在第一接触孔凹槽的底部生成化合物WxNy残留，如图7至图9所示的使用专用设备拍摄的照片，可清晰的看到在凹槽底部形成厚度在8.05纳米左右的WxNy残留；而在步骤5)中，去除第一接触孔凹槽底部的氮化硅层的过程中，又很难将化合物WxNy残留去除，从而会严重影响后续形成的第一接触孔的电性，使得最终的三维存储器成品良率大大降低。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种三维存储器及其形成方法。

一方面，本发明提供一种三维存储器形成方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括外围区和核心区；

在所述核心区上形成台阶结构；

形成覆盖所述外围区及所述台阶结构的保护层；

去除覆盖所述外围区的保护层；

在所述外围区及剩余的保护层上形成阻挡层；

刻蚀所述阻挡层，在含有保护层的台阶结构上形成第一接触孔，并在所述外围区上形成第二接触孔。

可选地，所述在所述核心区上形成台阶结构，具体包括：

在所述核心区上形成叠层结构，所述叠层结构包括多层交错沉积的氮化物层和氧化物层，氮化物层形成于相邻的氧化物层之间；

刻蚀所述叠层结构形成台阶结构。

可选地，所述形成覆盖所述外围区及所述台阶结构的保护层，具体为：采用化学气相沉积法在所述外围区及所述台阶结构上沉积氧化物形成氧化物层，并在所述氧化物层上沉积氮化硅，形成覆盖所述外围区及所述台阶结构的保护层。

可选地，去除覆盖所述外围区的保护层，具体为：采用干法刻蚀工艺去除覆盖所述外围区的保护层。

可选地，所述在所述外围区及剩余的保护层上形成阻挡层，具体为：将四乙氧基硅烷作为前驱反应物，采用低压化学气相沉积或者等离子体化学气象沉积的方法，在所述外围区及剩余的保护层上形成阻挡层。

可选地，所述刻蚀所述阻挡层，在含有保护层的台阶结构上形成第一接触孔，并在所述外围区上形成第二接触孔，具体包括：

刻蚀所述阻挡层至漏出保护层的部分上表面，形成第一接触孔凹槽；

在所述第一接触孔凹槽的侧壁及底部形成间隙壁层；