[发明专利]三维存储器以及三维存储器的制造方法

说明书

本发明提供一种三维存储器及其制造方法，提供栅极预留堆叠结构，所述栅极预留堆叠结构包括若干层间隔排列的栅极预留层、以及穿过所述栅极预留堆叠结构的柱状结构，所述柱状结构包括沟道层以及至少环绕所述沟道层的存储器层；在所述柱状结构的上方形成漏极；所述漏极的侧壁与所述存储器层的外侧壁对齐，或者，所述漏极沿所述柱状结构的径向向外的方向突出于所述存储器层的外侧壁。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种三维存储器以及该三维存储器的制造方法。

背景技术

随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限，现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及最求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维存储器结构应运而生，通过把内存颗粒堆叠在一起来解决2D或者平面NAND闪存带来的限制。

三维存储器、例如三维闪存的存储单元包括交替沉积的导电层和层间绝缘层以及穿通导电层和层间绝缘层的垂直沟道孔(下文简称为沟道孔)。沟道孔中通过PECVD、HDPCVD、UHVCVD、MOCVD、MBE、ALD等工艺形成有存储器层。存储器层包括隧穿层、电荷捕获层以及阻挡层。隧穿层起电荷F-N隧穿的能量势垒层的作用，可以由氧化硅形成。电荷捕获层可以是能够捕获电荷的氮化物层。阻挡层起防止储存在电荷捕获层中的电荷移动到栅极的作用，可以由氧化硅形成。以下将由隧穿层、电荷捕获层以及阻挡层构成的存储器层简称为ONO结构。

在沟道孔中形成ONO结构之后，还需要形成沟道层、沟道氧化物以及漏极。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在形成漏极时，由于沟道孔的内壁已经形成有ONO结构，因此只能利用由顶部的ONO结构包围而成的空间来形成漏极。这使得漏极的尺寸受到限制，从而导致漏极电阻(接触电阻)升高。而且，在通过导电接触孔将漏极连接到位线时，导电接触孔的设置也将受到限制。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种三维存储器以及该三维存储器的制造方法，能以低成本增大沟道孔顶部的漏极尺寸。

解决技术问题所采用的技术手段

为了实现发明目的，本发明的三维存储器的制造方法，包括：提供栅极预留堆叠结构，所述栅极预留堆叠结构包括若干层间隔排列的栅极预留层、以及穿过所述栅极预留堆叠结构的柱状结构，所述柱状结构包括沟道层以及至少环绕所述沟道层的存储器层；在所述柱状结构的上方形成漏极；所述漏极的侧壁与所述存储器层的外侧壁对齐，或者，所述漏极沿所述柱状结构的径向向外的方向突出于所述存储器层的外侧壁。

在本发明的至少一实施例中，在所述柱状结构的上方形成漏极的步骤包括：在所述柱状结构的上方及所述栅极预留堆叠结构的上方形成漏极材料层、以及位于所述漏极材料层之上的图形化刻蚀保护层，所述图形化刻蚀保护层用于定义所述漏极的形状；以所述图形化刻蚀保护层为掩模对所述漏极材料层进行刻蚀，以形成所述漏极。

在本发明的至少一实施例中，所述刻蚀为干法刻蚀。

在本发明的至少一实施例中，进行所述干法刻蚀时，对所述漏极的位于所述柱状结构的上方的部分施加偏置电场。

在本发明的至少一实施例中，所述刻蚀后，还包括利用湿法刻蚀去除残留的所述图形化刻蚀保护层的步骤。

在本发明的至少一实施例中，所述图形化刻蚀保护层为无定形碳层。