[发明专利]3D NAND存储器及其形成方法

说明书

一种3D NAND存储器及其形成方法，其中所述3D NAND存储器的形成方法，通过在第一堆叠结构和第二堆叠结构之间形成中间隔离层，在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，从而可以防止刻蚀中间绝缘层的速率与刻蚀第一堆叠结构和第二堆叠结构刻蚀速率不同时带来的栅极隔槽的侧壁产生弯曲缺陷。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种3D NAND存储器及其形成方法。

背景技术

NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备，随着人们追求功耗低、质量轻和性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。目前，平面结构的NAND闪存已近实际扩展的极限，为了进一步的提高存储容量，降低每比特的存储成本，提出了3D结构的3D NAND存储器。

现有的3D NAND存储器的制作过程包括：提供衬底，所述衬底上形成有隔离层和牺牲层交替层叠的堆叠结构；刻蚀所述堆叠结构，在堆叠结构中形成暴露出衬底表面的沟道孔；在沟道孔中形成存储结构；形成存储结构后，刻蚀所述堆叠结构，在堆叠结构中形成栅极隔槽；去除所述牺牲层，在去除牺牲层的位置形成控制栅；在所述栅极隔槽中填充导电材料，形成阵列共源极。

而为了进一步提高存储容量，现有技术在形成所述堆叠结构时，通常会形成多层堆叠结构，每一层堆叠结构中均包括若干层交替层叠的隔离层和牺牲层，相邻层的堆叠结构之间形成厚氧化硅层，通过刻蚀多层堆叠结构和堆叠结构之间的厚氧化硅层，形成暴露出所述衬底表面的栅极隔槽，但是该栅极隔槽的侧壁形貌较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是怎样防止栅极隔槽的侧壁产生弯曲缺陷。

本发明提供了一种3D NAND存储器的栅极隔槽的形成方法，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；

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。

可选的，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；位于绝缘层上的第二检测材料层；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一堆叠结构，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。

可选的，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。

可选的，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。