[发明专利]3D NAND存储器及其形成方法

权利要求书

1.一种3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有隔离层和牺牲层交替层叠的第一堆叠结构，位于第一堆叠结构上的中间隔离层，位于中间隔离层上的隔离层和牺牲层交替层叠的第二堆叠结构，其中所述中间隔离层包括位于所述第一堆叠结构上的第一检测材料层、位于第一检测材料层表面的绝缘层和位于绝缘层上的第二检测材料层；或者所述中间隔离层与所述第一堆叠结构和所述第二堆叠结构中的隔离层由相同的材料构成，且所述中间隔离层的材料密度大于所述第一堆叠结构和所述第二堆叠结构中的隔离层的材料密度；或者所述中间隔离层与所述第一堆叠结构和所述第二堆叠结构中的隔离层由相同的材料构成，且所述中间隔离层中掺杂有杂质离子；

依次刻蚀所述第二堆叠结构、中间隔离层和第一堆叠结构，在第二堆叠结构、中间隔离层和第一堆叠结构中形成栅极隔槽，且进行刻蚀时，利用所述中间隔离层，使刻蚀中间隔离层的刻蚀速率与刻蚀第一堆叠结构的刻蚀速率保持一致，刻蚀第二堆叠结构的刻蚀速率与刻蚀第一堆叠结构的速率保持一致。

2.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，当所述中间隔离层包括：位于所述第一堆叠结构上的第一检测材料层、位于第一检测材料层表面的绝缘层和位于绝缘层上的第二检测材料层时，所述第二堆叠结构位于所述第二检测材料层上；所述进行刻蚀时，使刻蚀中间隔离层的刻蚀速率与刻蚀第一堆叠结构的刻蚀速率保持一致，刻蚀第二堆叠结构的刻蚀速率与刻蚀第一堆叠结构的速率保持一致的方式包括：依次刻蚀所述第二堆叠结构、第二检测材料层、绝缘层、第一检测材料层和第二堆叠结构，形成栅极隔槽，且在进行刻蚀时，当检测刻蚀到第二检测材料层时，改变刻蚀速率以刻蚀绝缘层，使得刻蚀绝缘层时的刻蚀速率与刻蚀第二堆叠结构时的刻蚀速率保持一致，当检测刻蚀到第一检测材料层时，改变刻蚀速率以刻蚀第一堆叠结构，使得刻蚀第一堆叠结构时的刻蚀速率与刻蚀第二堆叠结构的刻蚀速率保持一致。

3.如权利要求2所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述第一检测材料层和第二检测材料层的材料各自独立地为SiON、Al₂O₃、TiN或TaN。

4.如权利要求3所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，通过检测刻蚀第二堆叠结构以及第二检测材料层时产生的副产物的光谱的变化判断是否刻蚀到第二检测材料层，通过检测刻蚀绝缘层以及第一检测材料层时产生的副产物的光谱的变化判断是否刻蚀到第一检测材料层。

5.如权利要求4所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，当检测刻蚀到第二检测材料层时，减小刻蚀速率以刻蚀绝缘层，使得刻蚀绝缘层时的刻蚀速率与刻蚀第二堆叠结构时的刻蚀速率保持一致，当检测刻蚀到第一检测材料层时，增大刻蚀速率以刻蚀第一堆叠结构，使得刻蚀第一堆叠结构时的刻蚀速率与刻蚀第二堆叠结构的刻蚀速率保持一致。

6.如权利要求5所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，当所述牺牲层的材料为氮化硅，所述绝缘层与隔离层的材料为氧化硅，所述第一检测材料层和第二检测材料层的材料为SiON时，刻蚀第二堆叠结构时采用的刻蚀气体为C₄F₆，C₄F₈，SF₆，NF₃，O₂，CH₂F₂，CH₃F，CHF₃，CH₄，Ar，Kr，N₂中一种或几种的组合，刻蚀气体流量为10-250sccm，源功率为50-6000W，偏置功率为100-16000w，腔室的压力为0-50mtorr。