[发明专利]3D NAND存储器及其形成方法

说明书

本发明提供一种3D NAND存储器及其形成方法，所述方法形成初始牺牲层，所述初始牺牲层位于所述第二沟道孔顶部侧壁的的厚度大于位于所述台阶上的厚度，再利用湿法刻蚀工艺对深孔顶部刻蚀快，底部刻蚀慢的特性，采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述初始牺牲层，从而在电荷存储层上形成厚度一致的沟道孔牺牲层，则在形成开口的刻蚀过程中，位于第一沟道孔与第二沟道孔交界处(即台阶处)的沟道孔牺牲层不会被完全刻蚀，能够对该处的电荷存储层起到良好的保护作用，防止由于该处电荷存储层被破坏而造成3D NAND存储器失效。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种3D NAND存储器及其形成方法。

背景技术

NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备，随着人们追求功耗低、质量轻和性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。目前，平面结构的NAND闪存已近实际扩展的极限，为了进一步的提高存储容量，降低每比特的存储成本，提出了3D结构的3D NAND存储器。

现有的3D NAND存储器的制作过程包括：在衬底上形成有隔离层和牺牲层交替层叠的堆叠结构；刻蚀所述堆叠结构，在堆叠结构中形成暴露出衬底表面的沟道孔；在沟道孔中形成存储结构；形成存储结构后，刻蚀所述堆叠结构，在堆叠结构中形成栅极隔槽；去除所述牺牲层，在去除牺牲层的位置形成控制栅；在所述栅极隔槽中填充导电材料，形成阵列共源极。

而为了进一步提高存储容量，现有技术在形成所述堆叠结构时，通常会形成多层堆叠结构，每一层堆叠结构中均包括若干层交替层叠的牺牲层和隔离层，多层堆叠结构中形成有沟道孔；沟道孔中形成有存储结构，但是这种存储结构仍存在失效的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种3D NAND存储器及其形成方法，其能够防止由于电荷存储层被破坏而造成3D NAND存储器失效。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种3D NAND存储器的形成方法，其包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有堆叠结构，所述堆叠结构中具有第一沟道孔和第二沟道孔，所述第二沟道孔与第一沟道孔连通；

在所述第一沟道孔和第二沟道孔侧壁和底部上形成电荷存储层；

在所述电荷存储层上形成初始牺牲层；

湿法刻蚀部分所述初始牺牲层，剩余部分的所述初始牺牲层作为沟道孔牺牲层；

刻蚀所述第一沟道孔底部的沟道孔牺牲层和电荷存储层，形成开口。

在一些实施例中，在所述半导体衬底上形成堆叠结构的方法进一步包括：

在所述半导体衬底上形成由若干交替层叠的第一栅极牺牲层和第一隔离层构成的第一堆叠结构；

形成第一沟道孔，所述第一沟道孔贯穿所述第一堆叠结构；

在所述第一堆叠结构上形成由若干交替层叠的第二栅极牺牲层和第二隔离层构成的第二堆叠结构；

形成第二沟道孔，所述第二沟道孔贯穿所述第二堆叠结构。

在一些实施例中，刻蚀所述第一沟道孔底部的沟道孔牺牲层和电荷存储层，形成开口的步骤后，去除所述第一沟道孔侧壁及所述第二沟道孔侧壁的沟道孔牺牲层。

在一些实施例中，还包括步骤：

在所述沟道孔牺牲层上形成保护层；

刻蚀第一沟道孔底部的保护层、沟道孔牺牲层和电荷存储层，形成开口；

去除所述保护层和沟道孔牺牲层。

在一些实施例中，所述沟道孔牺牲层和所述保护层的材料不相同。