[发明专利]一种三维存储器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种三维存储器及其制备方法，三维存储器包括具有交替堆叠的栅极层和层间绝缘层的叠层结构，叠层结构包括台阶区。该三维存储器还包括：字线接触结构，在台阶区内穿过叠层结构延伸至栅极层，并具有导电层和围绕导电层的绝缘阻隔层。三维存储器的制备方法包括：在台阶区形成穿过叠层结构并延伸至栅极层的字线接触孔；在字线接触孔的内侧壁形成绝缘阻隔层；以及在字线接触孔的剩余空间内形成连接至栅极层的导电层。

技术领域

本申请涉及半导体设计及制备领域，更具体地，涉及一种三维存储器及其制备方法。

背景技术

在现有三维存储器的制备工艺中，随着叠层结构数量的大幅增加，通常采用双堆叠技术或多堆叠技术来制备三维存储器。随着三维存储器中沿垂直方向堆叠的存储单元层数越来越多，在采用台阶结构时，叠层结构中台阶区的栅级层和绝缘层之间的应力对字线接触孔造成挤压，从而导致字线接触孔容易受损的问题。

为了解决上述问题，在上述双堆叠或多堆叠工艺中，可以在字线接触孔周围设置一个或多个虚拟沟道孔，以对字线接触孔起到保护支撑作用。图1示出了现有技术中台阶区的栅线缝隙221、虚拟沟道孔300与字线接触孔400之间的理论布局图。从图1中可以看出，栅线缝隙221可以分割成多条栅线缝隙线，多个字线接触孔400和多个虚拟沟道孔300分布于相邻的栅线缝隙线之间。为了加强虚拟沟道孔300的保护支撑作用，字线接触孔400和虚拟沟道孔300可以设置为如图1所示的三角形结构，其中，虚拟沟道孔300位于三角形顶点处，以将字线接触孔400围绕在中心形成稳定的支撑，多个这样的三角形结构重复排列最终可以形成三角形阵列排布，以进一步解决台阶区的字线接触孔400容易受损的问题。其中多个字线接触孔400和多个虚拟沟道孔300的大小仅为示意，实际应用中，多个字线接触孔400和多个虚拟沟道孔300尺寸可以相等也可以不等。

然而在实际应用中，由于内部应力分布等原因，栅线缝隙221中的部分栅线缝隙线的关键尺寸可能会被撑大，而将虚拟沟道孔300朝向字线接触孔400的方向挤压。图2示出了现有技术中台阶区的栅线缝隙221、虚拟沟道孔300与字线接触孔400之间的实际布局图。从图2中可以看出，栅线缝隙221的关键尺寸的变化对虚拟沟道孔300的挤压作用极可能导致字线接触孔400与虚拟沟道孔300的重叠，这种高重叠风险会造成漏电流的问题，从而影响三维存储器的电性能，使其可靠性劣化。

因此，需要解决字线接触孔和虚拟沟道孔重叠带来的漏电流问题，从而提高三维存储器的电性能或良率。

发明内容

为了解决或部分解决现有技术中存在的上述问题中的至少一个，本申请提供了一种制备三维存储器的方法以及相应的三维存储器。

本申请的一方面提供了一种制备三维存储器的方法，所述三维存储器包括具有交替堆叠的栅极层和层间绝缘层的叠层结构，所述叠层结构包括台阶区，所述方法可以包括：在台阶区形成穿过叠层结构并延伸至栅极层的字线接触孔；在字线接触孔的剩余空间内形成连接至栅极层的导电层。

在本申请的一个实施方式中，绝缘阻隔层包括由不完全相同的材料构成的多层。

在本申请的一个实施方式中，绝缘阻隔层的材料选自由氧化硅、氧化铝、氧化铪、氧化镧、氧化钇、氧化钽及其任意组合组成的组。

在本申请的一个实施方式中，在形成导电层之前，还包括：在绝缘阻隔层的远离内侧壁的表面上形成黏合层。

在本申请的一个实施方式中，黏合层的材料选自由钛、氮化钛、钽、氮化钽及其任意组合组成的组。

在本申请的一个实施方式中，在形成黏合层之前，所述方法还包括：在绝缘阻隔层上形成牺牲保护层；以及去除绝缘阻隔层和牺牲保护层位于字线接触孔底部的部分，以暴露栅极层。

在本申请的一个实施方式中，在形成黏合层之前，所述方法还包括：去除绝缘阻隔层上的牺牲保护层。