[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，在刻蚀所述堆叠结构，形成贯穿堆叠结构的若干栅极隔槽后，在所述栅极隔槽中形成填充层，所述填充层填充满所述栅极隔槽；在在形成所述填充层后，刻蚀所述栅极隔槽两侧的堆叠结构，形成贯穿堆叠结构的若干沟道通孔；在所述沟道通孔中形成存储结构；形成所述存储结构后，去除所述填充层，暴露出栅极隔槽；去除所述牺牲层，在去除牺牲层的位置对应形成控制栅；在所述栅极隔槽中形成阵列共源极。本发明中，由于栅极隔槽形成步骤在形成沟道通孔和位于沟道通孔中的存储结构的步骤之前形成，使得栅极隔槽不会产生倾斜，从而防止栅极隔槽与沟道通孔短路。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种降低3D NAND存储器的方法。

背景技术

NAND闪存是一种功耗低、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3D NAND存储器的形成过程一般包括：在衬底上形成隔离层和牺牲层交替层叠的堆叠结构；刻蚀所述堆叠结构，在堆叠结构中形成沟道通孔，在形成沟道通孔后，刻蚀沟道通孔底部的衬底，在衬底中形成凹槽；在沟道通孔底部的凹槽中，通过选择性外延生长(Selective Epitaxial Growth)形成外延硅层，通常该外延硅层也称作SEG；在所述沟道通孔中形成电荷存储层和沟道层，所述沟道层与外延硅层连接；去除牺牲层，在去除牺牲层的位置形成控制栅或字线。

现有的存储器一般包括若干存储块(Block)，存储块与存储块之间一般通过沿垂直方向贯穿堆叠结构的栅极隔槽(Gate Line Slit，GLS)隔开，但是现有3D NAND存储器制作过程中，部分区域栅极隔槽容易倾斜，导致栅极隔槽与沟道通孔之间短路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在怎样防止栅极隔槽倾斜，从而防止栅极隔槽与沟道通孔之间短路。

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牺牲层和隔离层交替层叠的堆叠结构；

刻蚀所述堆叠结构，形成贯穿堆叠结构的若干栅极隔槽；

在所述栅极隔槽中形成填充层，所述填充层填充满所述栅极隔槽；

在在形成所述填充层后，刻蚀所述栅极隔槽两侧的堆叠结构，形成贯穿堆叠结构的若干沟道通孔；

在所述沟道通孔中形成存储结构；

形成所述存储结构后，去除所述填充层，暴露出栅极隔槽；

去除所述牺牲层，在去除牺牲层的位置对应形成控制栅；

在所述栅极隔槽中形成阵列共源极。

可选的，所述堆叠结构包括核心区和位于核心区一侧的台阶区，所述栅极隔槽横穿所述核心区和台阶区，所述沟道通孔位于台阶区。

可选的，在形成所述栅极隔槽和填充层后，所述台阶区中形成伪沟道通孔，所述伪沟道通孔位于栅极隔槽两侧的台阶区中；在所述伪沟道通孔中形成有伪沟道结构。

可选的，在台阶区和核心区的交界处，位于所述台阶区中的所述伪沟道结构和伪沟道通孔的密度小于位于核心区中的所述沟道通孔和存储结构的密度。

可选的，所述填充层的材料与牺牲层的材料相同。

可选的，所述填充层的材料与隔离层的材料不相同。

可选的，形成所述存储结构后，在堆叠结构上形成覆盖层；在所述覆盖层中形成暴露出填充层表面的开口；沿开口去除所述填充层。