[发明专利]三维存储器件及其制作方法

权利要求书

1.一种用于形成三维(3D)存储器件的方法，包括：

在衬底上形成交替电介质堆叠；

形成穿透所述交替电介质堆叠的沟道孔，以暴露所述衬底的表面；

在所述沟道孔的底部形成外延层；

形成覆盖所述沟道孔的侧壁和所述外延层的顶表面的功能层；

形成覆盖所述功能层的保护层；

去除部分的所述功能层和所述保护层以形成延伸到所述外延层中的开口以暴露所述外延层的表面，其中，所形成的功能层和保护层的轴向截面是两个相对的L形，并且所述开口的直径小于形成了功能层和保护层之后的沟道孔的直径；

横向扩展所述开口以增加所述沟道孔的所述底部处的所述外延层的暴露面积，其中，经扩展的开口被轴向截面是两个相对的I形的所述功能层围绕；以及

在所述沟道孔的所述侧壁上形成沟道结构，以及所述沟道结构通过所述经扩展的开口与所述外延层电接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述交替电介质堆叠包括：

形成在垂直方向上堆叠的至少32个电介质层对，其中，每个电介质层对包括第一电介质层和不同于所述第一电介质层的第二电介质层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述交替电介质堆叠包括：

形成在垂直方向上堆叠的至少32个电介质层对，其中，每个电介质层对包括氧化硅层和氮化硅层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述功能层包括：

在所述沟道孔的所述侧壁上形成阻挡层，以在操作期间阻挡电荷的流出；

在所述阻挡层的表面上形成存储层，以在操作期间存储电荷；以及

在所述存储层的表面上形成隧穿层，以在操作期间隧穿电荷。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述保护层包括：

形成覆盖所述功能层的第一沟道层；以及

形成覆盖所述第一沟道层的掩模层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，去除所述部分的所述功能层和所述保护层以形成所述开口包括：

进行冲孔蚀刻以去除在所述外延层的顶表面上横向延伸的所述部分的所述功能层和所述保护层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，进行所述冲孔蚀刻包括：

移除所述外延层的一部分以形成凹槽。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，横向扩展所述开口包括：

进行湿蚀刻以进一步去除在所述外延层的顶表面上横向延伸的部分的所述功能层，使得所述经扩展的开口的第一直径大于所述外延层中所述凹槽的第二直径。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，横向扩展所述开口还包括：

在所述湿蚀刻期间去除所述掩模层，但保留所述第一沟道层。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在形成所述沟道结构之前，去除所述保护层。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述沟道结构包括：

在所述第一沟道层上形成第二沟道层并填充所述经扩展的开口和所述凹槽，其中，所述沟道结构包括所述第一沟道层和所述第二沟道层。

12.根据权利要求2所述的方法，还包括：

用导体层置换所述交替电介质堆叠中的所述第二电介质层。

13.一种根据权利要求1-12中任一项所述的方法来制造的三维(3D)存储器件，包括：

交替导体/电介质堆叠，其位于衬底上；

沟道孔，其贯穿所述交替电介质堆叠；

外延层，其位于所述沟道孔底部，并与所述衬底接触；

功能层，其覆盖所述沟道孔的侧壁；以及

沟道结构，其覆盖所述功能层，并且通过所述外延层的顶表面以及所述外延层中的凹槽的侧壁和底表面来与所述外延层电接触。