[发明专利]三维存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种三维存储器的制造方法，包括以下步骤：

提供半导体结构，所述半导体结构包括第一堆栈以及位于所述第一堆栈上的堆栈中间层和硬掩模层，所述第一堆栈包括交替堆叠的第一材料层和第二材料层，且所述半导体结构具有垂直贯穿的第一沟道孔；

在所述半导体结构表面和所述第一沟道孔内覆盖牺牲层；

去除所述半导体结构表面的牺牲层，并去除所述第一沟道孔侧壁的部分牺牲层，使所述第一沟道孔侧壁的牺牲层顶部具有第一倒台形轮廓，所述第一倒台形轮廓从所述牺牲层顶部之下的垂直侧壁倾斜地延伸到所述堆栈中间层侧壁所在垂直面；以及

按照预设的刻蚀比来刻蚀所述第一沟道孔处的硬掩模层、堆栈中间层和所述牺牲层的第一倒台形轮廓，形成第二倒台形轮廓，所述第二倒台形轮廓从所述牺牲层侧壁倾斜地延伸到所述堆栈中间层侧壁。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二倒台形轮廓具有预设的倾斜度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一倒台形轮廓的上端位于所述堆栈中间层侧壁上端。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩模层、堆栈中间层和所述牺牲层的预设的刻蚀比为N:O:P，其中N≥1，O在1-2之间，P在1-4之间。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，按照预设的刻蚀比来刻蚀所述第一沟道孔处的硬掩模层、堆栈中间层和所述牺牲层的第一倒台形轮廓前，所述硬掩模层的厚度为C，所述堆栈中间层向内刻蚀的最大深度为B，所述牺牲层顶部之下的厚度为A，其中根据A、B和C的相对关系选择所述刻蚀比。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设的刻蚀比来刻蚀所述第一沟道孔处的硬掩模层、堆栈中间层和所述牺牲层的第一倒台形轮廓的步骤，是使用气体刻蚀。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述气体刻蚀使用包含CF₄和O₂的气体，在2000-2500W的功率、300-600mTorr的气压和150±5℃的温度条件下进行，其中所述硬掩模层的材料是氮化硅，所述堆栈中间层的材料是氧化硅，所述牺牲层的材料是多晶硅。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成第二倒台形轮廓之后还包括：

在所述堆栈中间层上形成第二堆栈，所述第二堆栈包括交替堆叠的第一材料层和第二材料层；以及

形成贯穿所述第二堆栈而到达所述第一沟道孔的第二沟道孔。

9.如权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述第一材料层为栅极层或伪栅极层，所述第二材料层为介质层。

10.一种按照如权利要求1-9任一项所述的方法制造的三维存储器，包括：

第一堆栈，包括交替堆叠的第一材料层和第二材料层；

堆栈中间层，覆盖所述第一堆栈；

第二堆栈，位于所述堆栈中间层上且包括交替堆叠的第一材料层和第二材料层；

沟道结构，垂直贯穿所述第二堆栈、所述堆栈中间层和所述第一堆栈，所述沟道结构在所述堆栈中间层内的部分具有倒台形外轮廓。

11.如权利要求10所述的三维存储器，其特征在于，所述倒台形外轮廓具有预设的倾斜度。

12.如权利要求10所述的三维存储器，其特征在于，所述第一材料层为栅极层，所述第二材料层为介质层。