[发明专利]三维存储器及其制备方法

说明书

本申请提供一种三维存储器及其制备方法包括：提供衬底，其中，衬底包括堆叠面；自衬底的堆叠面在衬底中形成包括阻隔层和牺牲层的填充结构，其中，阻隔层围设在牺牲层的周边；在衬底的堆叠面形成叠层结构；形成贯穿叠层结构且暴露出牺牲层的沟道孔；移除牺牲层，以使叠层结构和阻隔层配合形成与沟道孔连通的开槽；形成贯穿叠层结构和阻隔层且暴露出衬底的栅缝隙，其中，栅缝隙与沟道孔间隔设置；以及，形成位于开槽和沟道孔的沟道层以及位于栅缝隙的外延层，以使沟道层和外延层连接。本申请的技术方案解决了现有技术中因采用横向刻蚀的方法使沟道层和外延硅连通，涉及多层结构的刻蚀，工艺步骤冗长且难度较大，影响三维存储器的可靠性的问题。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种三维存储器及其制备方法。

背景技术

在三维存储器的制造工艺中，沟道层与外延硅的导通连接工艺十分关键，直接关系到三维存储器的性能好坏。而现有的工艺会先在沟道孔的底部沿硅衬底生长外延硅，接着在沟道孔的侧壁和外延硅的表面形成由隧穿层-电荷捕获层-阻挡层-沟道层构成的ONOP(Oxide-Nitride-Oxide-Poly)沉积层，随后纵向干法刻蚀沟道孔底部的ONOP沉积层并在打通的底部再次沉积沟道层的材料，使沟道层和外延硅连通。

然而，更高的堆叠层会使沟道孔的深宽比不断增加，从而使纵向刻蚀沟道孔底部ONOP沉积层的刻蚀难度急剧增加，因此，采用横向刻蚀的方法使沟道层和外延硅连通，以适应更高的堆叠层就尤为重要。

目前，在横向刻蚀的方法中，因涉及多层结构的刻蚀，工艺步骤冗长且难度较大，影响三维存储器的可靠性。

发明内容

鉴于此，本申请提供了一种三维存储器及其制备方法，以解决现有技术中因采用横向刻蚀的方法使沟道层和外延硅连通，涉及多层结构的刻蚀，工艺步骤冗长且难度较大，影响三维存储器的可靠性的问题。

第一方面，本申请提供一种三维存储器的制备方法，包括：

提供衬底，其中，所述衬底包括堆叠面；

自所述衬底的堆叠面在衬底中形成包括阻隔层和牺牲层的填充结构，其中，所述阻隔层围设在所述牺牲层的周边；

在所述衬底的堆叠面形成叠层结构；

形成贯穿所述叠层结构且暴露出所述牺牲层的沟道孔；

移除所述牺牲层，以使所述叠层结构和所述阻隔层配合形成与所述沟道孔连通的开槽；

形成贯穿所述叠层结构和所述阻隔层且暴露出所述衬底的栅缝隙，其中，所述栅缝隙与所述沟道孔间隔设置；以及，

形成位于所述开槽和所述沟道孔的沟道层以及位于所述栅缝隙的外延层，以使所述沟道层和所述外延层连接。

一种可能的实施方式中，在所述移除所述牺牲层，以使所述叠层结构和所述阻隔层配合形成与所述沟道孔连通的开槽之后，以及，在所述形成贯穿所述叠层结构和所述阻隔层且暴露出所述衬底的栅缝隙之前，所述方法包括：

在所述沟道孔的侧壁和所述开槽的槽壁依次形成阻挡层、电荷捕获层、隧穿层以及第一沟道层，其中，所述开槽中位于所述叠层结构侧的第一沟道层与位于所述阻隔层侧的第一沟道层之间形成间隙。

一种可能的实施方式中，所述形成位于所述开槽和所述沟道孔的沟道层，包括：

在所述开槽内沿所述第一沟道层形成充满所述间隙的第二沟道层，以使所述第二沟道层与所述第一沟道层连接形成沟道层。

一种可能的实施方式中，在所述在所述沟道孔的侧壁和所述开槽的槽壁依次形成阻挡层、电荷捕获层、隧穿层以及第一沟道层之后，以及所述形成贯穿所述叠层结构和所述阻隔层且暴露出所述衬底的栅缝隙之前，所述方法包括：

在所述沟道孔内填充沟道氧化物。