[发明专利]三维存储器的制作方法

说明书

本发明提供了一种三维存储器的制作方法，属于半导体存储技术领域，其旨在解决对位于沟道孔底部的沟道结构进行开口时，损伤位于第一沟道孔和第二沟道孔连接处的功能层的问题；其在衬底的背面形成与沟道结构相对的第一通孔，并且在第一通孔内形成与沟道结构接触的半导体柱塞，从而沟道层通过半导体柱塞与衬底接触并形成电连接。本发明提供的三维存储器的制作方法，能够在实现衬底与沟道层电性连接的同时，可避免损伤位于第二沟道孔与第一沟道孔连接处的功能层，提高三维存储器的良率和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体存储技术领域，尤其涉及一种三维存储器的制作方法。

背景技术

随着半导体存储器件的发展，具有高密度的数据存储单元的半导体存储器件的需求也在持续增长；因此，具有垂直堆叠多个数据存储单元层的三维存储器成为研究的热点。

三维存储器包括衬底及堆叠设置在衬底上的数个堆栈结构，例如，在衬底上堆叠设置有两个堆栈结构：上部堆栈结构和下部堆栈结构；位于上部堆栈结构设置有第二沟道孔、下部堆栈结构设置有第一沟道孔，第二沟道孔和第一沟道孔相连通形成贯穿这两个堆栈结构的沟道孔；在沟道孔的内表面形成有功能层以及位于功能层内表面上的沟道层，功能层朝向衬底的一端需进行刻蚀形成与衬底外延区连通的通孔，以使沟道层穿过通孔与衬底的外延区电性连接。

然而，在制作上述三维存储器的过程中，第二沟道孔与第一沟道孔之间易出现错位现象，导致对功能层的底部进行正面刻蚀以形成通孔时，会损伤位于第二沟道孔与第一沟道孔连接处的功能层，进而导致三维存储器的存储功能失效，降低了三维存储器的良率和可靠性。

发明内容

本发明实施例提供了一种三维存储器的制作方法，能够在实现衬底与沟道层电性连接的同时，可避免损伤位于第二沟道孔与第一沟道孔连接处的功能层，提高三维存储器的良率和可靠性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种三维存储器的制作方法，包括以下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上形成堆栈结构；

在所述堆栈结构上形成贯穿其的沟道结构，所述沟道结构包括沟道层及包围所述沟道层的功能层；

在所述衬底的背面形成第一通孔，所述第一通孔与所述沟道结构相对设置；

在所述第一通孔内形成与所述沟道结构接触的半导体柱塞。

在一种可选实施例中，在所述衬底上形成堆栈结构的步骤包括：

在所述衬底上交替堆叠形成多个绝缘层、多个替换层及刻蚀阻挡层，其中，最靠近所述衬底的替换层位于所述刻蚀阻挡层和所述衬底之间；

形成贯穿各所述绝缘层、各所述替换层以及所述刻蚀阻挡层的沟道孔，所述沟道孔延伸至所述衬底内；

在所述沟道孔内形成沟道结构；

形成栅极缝隙，所述栅极缝隙贯穿位于所述刻蚀阻挡层背离所述衬底一侧的各所述绝缘层及各所述替换层；

以所述栅极缝隙作为刻蚀通道，刻蚀去除位于所述刻蚀阻挡层背离所述衬底一侧的各所述替换层，形成第一空腔；

以所述栅极缝隙作为沉积通道，向所述第一空腔填充导电材料，形成栅极层；

在所述栅极缝隙内形成隔离结构，以将所述堆栈结构分隔成若干块。

在一种可选实施例中，在所述沟道孔内形成沟道结构之前，还包括：

在所述沟道孔内形成牺牲层，且所述牺牲层背离所述衬底的一端位于所述沟道孔对应所述刻蚀阻挡层的区域内。