[发明专利]3D NAND存储器的形成方法

说明书

一种3D NAND存储器的形成方法，包括：半导体衬底，半导体衬底上形成有包括若干交替层叠的牺牲层和隔离层的堆叠结构，堆叠结构中具有连通第一沟道孔和第二沟道孔，且第二沟道孔相对于第一沟道孔存在对准偏移，在第一沟道孔和第二沟道孔的交界处形成台阶，第一沟道孔中填充满牺牲材料层；在第二沟道孔的侧壁形成侧墙；去除部分所述牺牲材料层；刻蚀第一沟道孔使得第一沟道孔的宽度变宽，使得台阶的宽度变小；在第一沟道孔和第二沟道孔侧壁和底部上形成电荷存储层；在电荷存储层上形成沟道孔牺牲层；依次刻蚀第一沟道孔底部上的沟道孔牺牲层和电荷存储层，形成开口。本发明的方法防止台阶处的电荷存储层被刻断或损伤，从而防止存储器失效。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种3D NAND存储器的形成方法。

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牺牲层和隔离层，多层堆叠结构中形成有沟道孔；沟道孔中形成有存储结构，但是这种存储结构仍存在失效的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是怎样防止存储结构失效的问题。

本发明提供了一种3D NAND存储器的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有堆叠结构，所述堆叠结构包括若干交替层叠的牺牲层和隔离层，所述堆叠结构中具有第一沟道孔和第二沟道孔，所述第二沟道孔与第一沟道孔连通，且所述第二沟道孔相对于第一沟道孔存在对准偏移，在所述第一沟道孔和第二沟道孔的交界处形成台阶，所述的第一沟道孔中填充满牺牲材料层；

在所述第二沟道孔的侧壁形成侧墙；

形成侧墙后，去除部分所述牺牲材料层，暴露出台阶下方的第一沟道孔侧壁；

刻蚀台阶下方的第一沟道孔，使得台阶下方的第一沟道孔的宽度变宽，使得台阶的宽度变小；

在台阶的宽度变小后，去除所述侧墙和牺牲材料层，在所述第一沟道孔和第二沟道孔侧壁和底部上形成电荷存储层；在所述电荷存储层上形成沟道孔牺牲层；

依次刻蚀第一沟道孔底部上的沟道孔牺牲层和电荷存储层，形成开口。

可选的，刻蚀所述第一沟道孔使得第一沟道孔的宽度变宽采用湿法刻蚀或干法刻蚀。

可选的，所述堆叠结构包括第一堆叠结构和位于第一堆叠结构上的第二堆叠结构，所述第一堆叠结构和第二堆叠结构均包括若干交替层叠的牺牲层和隔离层，所述第一堆叠结构中具有贯穿第一堆叠结构厚度的第一沟道孔，所述第一沟道孔底部的半导体衬底中具有凹槽，所述凹槽中形成有半导体外延层；所述第二堆叠结构中形成有贯穿第二堆叠结构厚度的第二沟道孔；所述开口暴露出半导体外延层的表面。