[发明专利]三维存储器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种三维存储器件及其制造方法，该方法包括：提供衬底，衬底上形成有堆叠结构，堆叠结构包括交替层叠的多晶硅层和绝缘层；沿衬底的厚度方向形成贯穿堆叠结构的沟道孔，沟道孔的内壁包括第一交界面和第二交界面；利用多晶硅层形成位于沟道孔的径向两侧的金属硅化物；去除金属硅化物以形成凹槽，并在凹槽的表面以及第一交界面上形成阻挡层；在阻挡层上沉积电荷捕获层以填充凹槽，且电荷捕获层的表面上形成有与凹槽对应的开口；在开口中形成掩膜体，以通过掩膜体为掩膜去除多余电荷捕获层，并形成沿厚度方向相互隔开的单元电荷捕获层。由于单元电荷捕获层在厚度方向上被隔开，可避免电子沿沟道孔的轴向进行漂移或扩散。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种三维存储器件及其制造方法。

背景技术

随着人们对于存储器容量需求的不断提升，由于二维存储器件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，业界提出了3D NAND存储器。3DNAND存储器的现有设计是同心圆结构，通常在沟道孔里面依次填上阻挡层，电荷捕获层，隧穿层和沟道层，最后同心圆里面填实介质层，从而由上而下形成连续的电荷俘获存储器。

然而，现有3D NAND存储器在数据保持过程中，电荷捕获层中的一部分电子会沿沟道孔的轴向漂移或扩散而损失，并且随时间延长或沟道长度的缩短而更加显著，这导致三维存储器件的可靠性降低。

发明内容

本发明提供一种三维存储器件及其制造方法，旨在解决三维存储器件中电子沿沟道孔轴向漂移或扩散而损失的问题，从而提高三维存储器件的可靠性。

第一方面，本发明提供一种三维存储器件的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底上形成有堆叠结构，所述堆叠结构包括交替层叠的多晶硅层和绝缘层；沿所述衬底的厚度方向形成贯穿所述堆叠结构的沟道孔，所述沟道孔的内壁包括所述沟道孔分别与所述绝缘层和所述多晶硅层交错的第一交界面和第二交界面；利用所述多晶硅层形成位于所述沟道孔的径向两侧的金属硅化物；去除所述金属硅化物以在所述第二交界面处形成位于所述径向两侧的凹槽，并在所述凹槽的表面以及所述第一交界面上形成阻挡层；在所述阻挡层的表面上沉积电荷捕获层以填充所述凹槽，且所述电荷捕获层的表面上形成有与所述凹槽对应的开口；在所述开口中形成掩膜体，以通过所述掩膜体为掩膜去除所述凹槽外的多余电荷捕获层，并形成沿所述厚度方向相互隔开的单元电荷捕获层；去除所述掩膜体，并在所述阻挡层及所述单元电荷捕获层的表面上依次形成隧穿层、沟道层以及填充所述沟道孔的介质层。

其中，所述利用所述多晶硅层形成位于所述沟道孔的径向两侧的金属硅化物，包括：在所述沟道孔的内壁上形成金属层；退火所述金属层与所述多晶硅层以形成所述金属硅化物；去除所述沟道孔的内壁上未反应的剩余金属层。

其中，所述在所述开口中形成掩膜体，以通过所述掩膜体为掩膜去除所述凹槽外的多余电荷捕获层，并形成沿所述厚度方向相互隔开的单元电荷捕获层，包括：在所述电荷捕获层上沉积填充所述开口的牺牲层；回刻蚀所述牺牲层以去除所述开口外的多余牺牲层，保留所述开口内的剩余牺牲层作为所述掩膜体；以所述掩膜体为掩膜，去除所述凹槽外的多余电荷捕获层以形成所述单元电荷捕获层。

其中，所述沿所述衬底的厚度方向形成贯穿所述堆叠结构的沟道孔之后，还包括：在所述沟道孔的底部形成外延层；在所述外延层上形成补充绝缘层。

其中，所述在所述凹槽的表面以及所述第一交界面上形成阻挡层，包括：在所述凹槽的表面以及所述第一交界面上沉积氮化硅层；氧化所述氮化硅层以形成所述阻挡层。

其中，所述金属层的材料包括钴、钛以及镍中的一种或者多种。

其中，所述掩膜体的材料包括多晶硅。