[发明专利]三维存储器及其形成方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种三维存储器及其形成方法。所述三维存储器的形成方法包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底包括堆叠区域和位于所述堆叠区域外部的外围区域；形成第一沟槽于衬底中，所述第一沟槽至少位于所述外围区域；形成填充层于所述第一沟槽内；于所述堆叠区域的所述衬底表面形成牺牲层以及位于所述牺牲层表面的堆叠层，所述堆叠层内具有沟道孔以及填充于所述沟道孔内壁的电荷存储层、以及覆盖于所述电荷存储层表面的沟道层；形成沿垂直于所述衬底的方向贯穿所述堆叠层的第二沟槽，所述第二沟槽延伸至所述填充层内。本发明避免因外围区域的刻蚀速率过快而导致的衬底损伤，改善了三维存储器的电性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种三维存储器及其形成方法。

背景技术

随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。

其中，3D NAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将储存单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度，高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。

对于堆叠层数为128层甚至更高层的3D NAND存储器，SWS(Side Wall SEG，侧壁外延层)结构是优先被采用的结构，因为SWS结构可以避免3D NAND由于层数增加带来的沟道功能层刻蚀挑战。但是，当前在进行SWS结构的形成过程中，通常会对3D NAND存储器外围区域的衬底造成损伤，从而严重影响3D NAND存储器的电性能。

因此，如何避免SWS结构形成过程中对衬底的损伤，从而改善3D NAND存储器的电性能，是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种三维存储器及其形成方法，用于解决现有技术在形成SWS的过程中易对衬底造成损伤的问题，以改善3D NAND存储器的电性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种三维存储器的形成方法，包括如下步骤：

提供一衬底，所述衬底包括堆叠区域和位于所述堆叠区域外部的外围区域；

形成第一沟槽于衬底中，所述第一沟槽至少位于所述外围区域；

形成填充层于所述第一沟槽内；

于所述堆叠区域的所述衬底表面形成牺牲层以及位于所述牺牲层表面的堆叠层，所述堆叠层内具有沟道孔以及填充于所述沟道孔内壁的电荷存储层、以及覆盖于所述电荷存储层表面的沟道层；

形成沿垂直于所述衬底的方向贯穿所述堆叠层的第二沟槽，所述第二沟槽延伸至所述填充层内。

可选的，形成第一沟槽于衬底中的具体步骤包括：

刻蚀所述衬底，形成自所述外围区域延伸至所述堆叠区域的所述第一沟槽。

可选的，形成填充层于所述第一沟槽内的具体步骤包括：

沉积绝缘材料于所述第一沟槽内，形成所述填充层。

可选的，形成所述填充层之后，还包括如下步骤：

平坦化所述填充层，使得所述填充层的顶面与所述衬底的顶面平齐。

可选的，于所述堆叠区域的所述衬底表面形成牺牲层以及位于所述牺牲层表面的堆叠层的具体步骤包括：

于所述堆叠区域的所述衬底表面形成所述牺牲层；