[发明专利]三维存储器的制造方法及三维存储器

权利要求书

1.一种三维存储器的制造方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底包括阵列区和台阶区；

在所述衬底上形成第一堆叠结构，所述第一堆叠结构包括沿所述衬底到远离所述衬底的方向依次层叠设置的多层常规半导体层；

将所述台阶区上所述第一堆叠结构顶部的部分所述常规半导体层替换为第一替代半导体层；

形成第二堆叠结构，所述第二堆叠结构覆盖所述第一堆叠结构和所述第一替代半导体层；

刻蚀形成栅线分隔槽，所述阵列区上的刻蚀穿过所述第二堆叠结构后停留在所述第一堆叠结构顶部的所述常规半导体层中，所述台阶区上的刻蚀穿过所述第二堆叠结构、所述第一替代半导体层后停留在所述第一堆叠结构底部的所述常规半导体层中；

其中，在刻蚀所述第一堆叠结构顶部的所述常规半导体层时，所述第一替代半导体层的刻蚀速率高于顶部的所述常规半导体层的刻蚀速率。

2. 根据权利要求 1 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述第一堆叠结构包括沿所述衬底到远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一半导体层、第二半导体层及第三半导体层。

3. 根据权利要求 2 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，将所述台阶区上所述第一堆叠结构顶部的部分所述常规半导体层替换为所述第一替代半导体层的步骤包括：

刻蚀所述第三半导体层，去除所述台阶区上的至少部分所述第三半导体层；

在所述第三半导体层被刻蚀去除的位置上形成第四半导体层，并进行表面平坦化处理；

其中，所述第四半导体层即为所述第一替代半导体层。

4. 根据权利要求 3 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在形成所述第二堆叠结构之后，在刻蚀形成所述栅线分隔槽之前，所述三维存储器的制造方法还包括：

刻蚀所述第二堆叠结构和所述第一堆叠结构，在所述阵列区上形成沟道孔，在所述台阶区上形成虚拟沟道孔；

填充所述沟道孔，形成导电沟道结构；填充所述虚拟沟道孔，形成虚拟沟道结构。

5. 根据权利要求 4 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在刻蚀形成所述栅线分隔槽时，所述阵列区上的刻蚀穿过所述第二堆叠结构和所述第三半导体层后停留在所述第二半导体层上，所述台阶区上的刻蚀穿过所述第二堆叠结构、所述第四半导体层和所述第二半导体层后停留在所述第一半导体层中。

6. 根据权利要求 5 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，在刻蚀所述第三半导体层时，所述第四半导体层的刻蚀速率和所述第二半导体层的刻蚀速率分别高于所述第三半导体层的刻蚀速率。

7. 根据权利要求 6 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述三维存储器的制造方法还包括：

在所述栅线分隔槽的底部及侧壁上形成阻挡层；

刻蚀去除所述栅线分隔槽底部的阻挡层后继续刻蚀，刻蚀停止在所述第一半导体层中，暴露出所述阵列区上的第二半导体层。

8. 根据权利要求 7 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述三维存储器的制造方法还包括：

沿着所述栅线分隔槽，去除所述阵列区上的第二半导体层，但保留所述台阶区上的第二半导体层。

9. 根据权利要求 8 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述三维存储器的制造方法还包括：

沿着所述栅线分隔槽，在所述阵列区上的第二半导体层所占据的位置上形成第五半导体层。

10. 根据权利要求 9 所述的三维存储器的制造方法，其特征在于，所述第二堆叠结构包括多层交替设置的伪栅极层和介电层，在形成所述第五半导体层之后，所述三维存储器的制造方法还包括：

沿着所述栅线分隔槽，将所述伪栅极层替换为栅极层。