[发明专利]三维存储器结构及其制备方法

权利要求书

1.一种三维存储器结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供具有凹槽的半导体衬底，在所述半导体衬底中定义核心区和台阶区，所述凹槽位于所述核心区；

在所述凹槽中依次形成牺牲层和第一半导体层；

在所述半导体衬底和所述第一半导体层上方形成堆叠结构，在所述核心区形成贯穿所述堆叠结构至所述半导体衬底内的沟道结构；所述堆叠结构在所述台阶区具有台阶结构；

形成贯穿所述堆叠结构的栅线隙沟槽，所述栅线隙沟槽在所述核心区的部分贯穿所述堆叠结构至所述牺牲层；

去除所述牺牲层，并填充第二半导体层；

在所述栅线隙沟槽中形成栅线隙结构。

2.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：在所述凹槽中依次形成所述牺牲层和所述第一半导体层的方法包括如下步骤：

在所述半导体衬底的上方依次沉积所述牺牲层和所述第一半导体层；

去除所述半导体衬底上除所述凹槽外其他区域的所述牺牲层和所述第一半导体层。

3.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：所述牺牲层和所述第一半导体层之间还形成有隔离介质层。

4.根据权利要求3所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：所述隔离介质层包括氮氧化硅层或氮化硅层；所述牺牲层包括多晶硅层；所述第一半导体层和所述第二半导体层包括掺杂多晶硅层。

5.根据权利要求3所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：在形成所述栅线隙沟槽后，还包括在所述栅线隙沟槽的侧壁形成侧墙介质层，并去除位于所述栅线隙沟槽底部的所述隔离介质层的步骤。

6.根据权利要求5所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：在形成所述牺牲层之前还包括在所述半导体衬底上形成绝缘介质层的步骤；在去除所述牺牲层后，还包括去除所述隔离介质层和所述绝缘介质层的步骤。

7.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：所述栅线隙沟槽在所述台阶区的部分贯穿所述堆叠结构至所述半导体衬底。

8.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：将所述核心区与所述台阶区的交界处定义为交界区；在所述堆叠结构中形成栅线隙沟槽前，还包括在所述交界区形成虚设沟道结构的步骤；所述虚设沟道结构贯穿所述堆叠结构至所述半导体衬底内。

9.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：所述堆叠结构由栅极牺牲层和隔离层交替层叠构成；在所述堆叠结构中形成所述栅线隙沟槽后，还包括去除所述栅极牺牲层，并形成栅极层的步骤。

10.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：在所述栅线隙沟槽中形成所述栅线隙结构后，还包括形成金属连接结构的步骤。

11.根据权利要求10所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：将所述半导体衬底所在晶圆定义为阵列晶圆，在形成所述金属连接结构后还包括：提供控制晶圆，并将所述阵列晶圆与所述控制晶圆通过键合结构进行键合的步骤。

12.根据权利要求11所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于：所述半导体衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述堆叠结构形成于所述半导体衬底的所述第一表面；所述控制晶圆包括控制晶圆衬底，所述控制晶圆衬底包括相对设置的第三表面和第四表面，在所述控制晶圆与所述阵列晶圆键合时，所述第四表面相比所述第三表面位于远离所述阵列晶圆的一侧；在所述阵列晶圆与所述控制晶圆键合后，还包括在所述第二表面和/或所述第四表面形成电性连接结构的步骤。