[发明专利]一种三维存储器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维存储器件的制备方法，所述方法包括以下步骤：提供基底结构，所述基底结构包括交替堆叠的金属栅极和第一材料层；去除所述金属栅极之间的第一材料层，形成金属栅极层间沟槽；形成保护层，所述保护层至少填充所述金属栅极层间沟槽的端部，且所述保护层使得所述金属栅极层间沟槽内部保留有气隙。

技术领域

本发明涉及存储器件技术领域，尤其涉及一种三维存储器件及其制备方法。

背景技术

存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。随着各类电子设备对集成度和数据存储密度的需求的不断提高，普通的二维存储器件越来越难以满足要求，在这种情况下，三维(3D)存储器件应运而生。

三维存储器件由于具有较高的存储密度、可控的生产成本、合适的编擦速度及保持特性，已经成为非易失存储市场中的主流产品。通常，三维存储器件结构可以包括在竖直方向上排列的多层金属栅极，所述金属栅极之间通过SiO₂介质层隔开。然而，为了提高存储密度，三维存储器件中的金属栅极叠层数目越来越多，排布越来越多密集，随之而来的，金属栅极之间的SiO₂介质层厚度需要适当减薄以减少应力影响。如此，由于金属栅极间距减小、金属栅极之间的SiO₂介质层变薄，金属栅极之间的寄生电容值必然增大，这将直接导致RC延迟效应明显，最终使得存储器件响应速度下降。

由此可见，如何改善三维存储器件中金属栅极间的RC延迟效应，提高器件的整体性能，成为本领域现阶段亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种三维存储器件及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种三维存储器件的制备方法，所述方法包括以下步骤：

提供基底结构，所述基底结构包括交替堆叠的金属栅极和第一材料层；

去除所述金属栅极之间的第一材料层，形成金属栅极层间沟槽；

形成保护层，所述保护层至少填充所述金属栅极层间沟槽的端部，且所述保护层使得所述金属栅极层间沟槽内部保留有气隙。

上述方案中，所述保护层覆盖所述金属栅极层间沟槽的端部之外的区域，所述保护层未填满所述区域因而在所述区域形成所述气隙。

上述方案中，所述保护层覆盖最顶层所述金属栅极。

上述方案中，所述提供基底结构的步骤具体包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成由第一材料层和第二材料层交替堆叠的叠层结构；

刻蚀所述叠层结构，形成栅线隔槽，所述栅线隔槽暴露所述半导体衬底的上表面；

去除所述第二材料层，形成栅极沟槽；

在所述栅极沟槽中执行金属栅极填充，形成包括交替堆叠的金属栅极和第一材料层的所述基底结构。

上述方案中，所述去除金属栅极之间的第一材料层具体包括：

去除次底层所述金属栅极以上的第一材料层，最底层所述金属栅极与次底层所述金属栅极之间的第一材料层予以保留。

上述方案中，形成所述保护层的方法包括：

沿所述栅线隔槽的侧壁沉积保护层，所述保护层至少覆盖所述基底结构的表面，且所述保护层至少覆盖在所述金属栅极的朝向所述栅线隔槽的侧壁处以及所述金属栅极层间沟槽的朝向所述栅线隔槽的端部。

上述方案中，所述保护层材料包括二氧化硅。

上述方案中，采用化学气相沉积工艺沉积所述保护层；