[发明专利]双堆栈三维存储器及其制造方法

说明书

提供一种双堆栈三维存储器及其制造方法。该方法包括：沿堆叠方向向下对衬底上位于核心区内的第一部分进行刻蚀，使得衬底上位于阶梯区内的第二部分与第一部分之间形成高度差；在衬底的第一部分上形成下部堆栈并在衬底的第二部分上形成阶梯堆叠层；在下部堆栈和阶梯堆叠层上形成绝缘连接层，绝缘连接层的位于核心区的第一部分与绝缘连接层的位于阶梯区内的第二部分之间具有高度差；以及沿堆叠方向从上方去除绝缘连接层的第二部分的至少一部分，使得高度差减小。在所形成的双堆栈三维存储器中，衬底上位于核心区内的第一部分低于衬底上位于阶梯区内的第二部分以形成台阶。

技术领域

本公开总体上涉及半导体技术领域，尤其涉及一种双堆栈三维存储器及其制造方法。

背景技术

随着存储器件缩小到较小的管芯尺寸以降低制造成本并且增加储存密度，平面存储单元的缩放由于工艺技术限制和可靠性问题而面临挑战。三维 (3D)存储器架构可以解决平面存储单元中的密度和性能限制。

为了进一步增加三维存储器中的储存容量，已经大大增加了垂直堆叠的存储单元的数量，同时减小了存储单元的横向尺寸。因此，3D存储单元的纵横比已经显著增加，从而在制造中引入了复杂性。例如，在不损坏沟道孔的侧壁上的存储器层的情况下形成沟道层是具有挑战性的。因此，需要改进用于三维存储器的制造工艺以实现高密度性和良好的可靠性。

发明内容

本文公开了双堆栈三维存储器及其制造方法。

在一个示例中，三维存储器可以包括核心区和阶梯区，阶梯区设置于核心区的周边。双堆栈三维存储器的制造方法可以包括：沿堆叠方向向下对衬底上位于核心区内的第一部分进行刻蚀，使得衬底上位于阶梯区内的第二部分与第一部分之间形成高度差；在衬底的第一部分上形成下部堆栈并在衬底的第二部分上形成阶梯堆叠层；在下部堆栈和阶梯堆叠层上形成绝缘连接层，绝缘连接层的位于核心区的第一部分与绝缘连接层的位于阶梯区内的第二部分之间具有高度差；以及沿堆叠方向从上方去除绝缘连接层的第二部分的至少一部分，使得高度差减小。

在另一示例中，双堆栈三维存储器可以包括形成在衬底上的核心区和阶梯区。核心区上可以形成有下部堆栈。下部堆栈上可以形成有绝缘连接层。绝缘连接层上可以形成有上部堆栈。阶梯区可以设置于核心区的周边，形成有阶梯结构。衬底上位于核心区内的第一部分可以低于衬底上位于阶梯区内的第二部分以形成台阶。

附图说明

图1是图示出根据本公开的一些实施例的示例性三维存储器100的俯视图。

图2是图示出根据本公开的一些实施例的、在图1中的区108的放大俯视图。

图3是图示出根据本公开的一些实施例的示例性三维存储器阵列结构 300的一部分的透视图。

图4是图示出根据本公开的一些实施例的示例性双堆栈三维存储器的沟道结构400的截面图。

图5(A)-图5(G)是图示出根据本公开的一些实施例的示例性双堆栈三维存储器的沟道孔扩展工艺的截面图。

图6(A)-图6(C)是图示出根据本公开的一些实施例的采用扩孔工艺的示例性双堆栈三维存储器的示意截面图。

图7是图示出根据本公开的一些实施例的采用扩孔工艺的示例性双堆栈三维存储器的制造方法700的流程图。

图8(A)-图8(C)是图示出根据本公开的一些实施例的采用扩孔工艺的示例性双堆栈三维存储器的制造方法700的各阶段的示意截面图。

具体实施方式

尽管讨论了特定的配置和布置，但是应当理解的是，这仅仅是为了说明的目的而进行的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其它配置和布置。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本公开还可以用于各种其它应用中。