三维存储器及其通道孔结构的形成方法与流程

文档序号:11101131阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维存储器中通道孔结构的形成方法,其特征在于,该方法包括:

提供基底,所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层,所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

形成完全贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层,并延伸至所述基底表面内的第一通孔;

在第一通孔曝露的所述基底表面形成第一通道结构;

在所述第一通孔侧壁形成第一功能层;

在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构,所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面;

在所述第一绝缘连接层内形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆盖所述第一通孔在所述基底上的投影;

在所述第一凹槽内形成第三通道结构,所述第三通道结构与所述第二通道结构相接触;

在所述第三通道结构背离所述基底一侧依次形成第二堆叠层和第二绝缘连接层,所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

形成完全贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层,并延伸至所述第三通道结构表面内的第二通孔,所述第二通孔在所述基底上的投影与所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交叠;

在所述第二通孔侧壁形成第二功能层;

去除所述第二通道结构、所述第三通道结构和所述第二保护层、所述第一保护层,形成所述第一通孔和所述第二通孔相连通的第三通孔;

在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构,所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面;

在所述第四通道结构与所述第一填充结构形成的第二凹槽内形成第五通道结构,所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触。

2.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第一通孔侧壁形成第一功能层包括:

在所述第一通孔的侧壁和所述第一通道结构的表面形成第一隧穿层,用于产生电荷;

在所述第一隧穿层表面形成第一存储层,用于存储电荷;

在所述第一存储层表面形成第一阻挡层,用于阻挡所述第一存储层中的电荷流出;

在所述第一阻挡层表面形成第一保护层,用于保护所述第一阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤;

去除所述第一保护层、第一阻挡层、所述第一存储层和所述第一隧穿层位于所述第一通道结构表面的部分,形成第一功能层。

3.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构,所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面包括:

形成覆盖所述第一保护层侧壁、所述第一通孔底部和第一绝缘连接层表面的第二通道层;

去除部分所述第二通道层,使得所述第二通道层表面低于所述第一绝缘连接层,形成第二通道结构。

4.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第二通孔侧壁形成第二功能层包括:

在所述第二通孔的侧壁和所述第二通道结构的表面形成第二隧穿层,用于产生电荷;

在所述第二隧穿层表面形成第二存储层,用于存储电荷;

在所述第二存储层表面形成第二阻挡层,用于阻挡所述第二存储层中的电荷流出;

在所述第二阻挡层表面形成第二保护层,用于保护所述第二阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤;

去除所述第二保护层、第二阻挡层、所述第二存储层和所述第二隧穿层和所述第二通道结构位于所述第二通孔底部的部分,形成第二功能层,同时使得所述第二通孔与所述第一通孔向连通。

5.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构,所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面包括:

在所述第三通孔侧壁和底部以及所述第一绝缘连接层表面形成第四通道层;

在所述第四通道层表面形成覆盖所述第四通道层的第一填充层;

去除部分所述第一填充层,使得所述第一填充层的表面低于所述第一绝缘连接层的表面,形成第一填充结构;

去除部分所述第四通道层位于所述第一绝缘连接层表面的部分,保留所述第三通孔侧壁的部分,形成第四通道结构,所述第四通道结构的底部与所述第一通道结构直接接触,所述第四通道结构的表面高于所述第一填充结构的表面。

6.一种三维存储器,其特征在于,包括:

基底,所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层,所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层,并延伸至所述基底表面内的第一通孔;

形成于第一通孔曝露的所述基底表面的第一通道结构;

形成于所述第一通孔侧壁的第一功能层;

依次形成于所述第一绝缘连接层背离所述基底一侧的第二堆叠层和第二绝缘连接层,所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层,并延伸至与所述第一通孔相连通的第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔构成第三通孔;

形成于所述第二通孔侧壁的第二功能层;

依次形成于所述第三通孔侧壁和底部的第四通道结构和第一填充结构,所述第四通道结构与所述第一通道结构相接触,所述第二填充结构的表面低于所述第四通道结构表面;

形成于所述第四通道结构和所述第一填充结构形成的第二凹槽内的第五通道结构,所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触。

7.一种三维存储器中通道孔结构的形成方法,其特征在于,所述三维存储器包括沿字线方向排布的第一区域、第二区域和第三区域,其中,所述第一区域用于形成通道孔结构,所述第三区域用于形成绝缘环结构,该方法包括:

提供基底,所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层,所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域形成完全贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层,并延伸至所述基底表面内的第一通孔;

在第一通孔曝露的所述基底表面形成第一通道结构;

在所述第一通孔侧壁形成第一功能层;

在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构,所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面;

在所述第一绝缘连接层内形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆盖所述第一通孔在所述基底上的投影;

在所述第一凹槽内形成第三通道结构,所述第三通道结构与所述第二通道结构相接触;

在所述第三通道结构背离所述基底一侧依次形成第二堆叠层和第二绝缘连接层,所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域形成完全贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层,并延伸至所述第三通道结构表面内的第二通孔,所述第二通孔在所述基底上的投影与所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交叠;

在所述第二通孔侧壁形成第二功能层;

去除所述第二通道结构、所述第三通道结构和所述第二保护层、所述第一保护层,形成所述第一通孔和所述第二通孔相连通的第三通孔;

在位于所述第一区域的第三通孔的侧壁和底部形成第四通道结构,并在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域对应的所述第三通孔侧壁和底部形成第一填充结构,所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面;

在所述第四通道结构和所述第一填充结构形成的第二凹槽内形成第五通道结构,所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触。

8.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,在所述第一通孔侧壁形成第一功能层包括:

在所述第一通孔的侧壁和所述第一通道结构的表面形成第一隧穿层,用于产生电荷;

在所述第一隧穿层表面形成第一存储层,用于存储电荷;

在所述第一存储层表面形成第一阻挡层,用于阻挡所述第一存储层中的电荷流出;

在所述第一阻挡层表面形成第一保护层,用于保护所述第一阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤;

去除所述第一保护层、第一阻挡层、所述第一存储层和所述第一隧穿层位于所述第一通道结构表面的部分,形成第一功能层。

9.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构,所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面包括:

形成覆盖所述第一保护层侧壁、所述第一通孔底部和第一绝缘连接层表面的第二通道层;

去除部分所述第二通道层,使得所述第二通道层表面低于所述第一绝缘连接层,形成第二通道结构。

10.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,在所述第二通孔侧壁形成第二功能层包括:

在所述第二通孔的侧壁和所述第二通孔底部形成第二隧穿层,用于产生电荷;

在所述第二隧穿层表面形成第二存储层,用于存储电荷;

在所述第二存储层表面形成第二阻挡层,用于阻挡所述第二存储层中的电荷流出;

在所述第二阻挡层表面形成第二保护层,用于保护所述第二阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤;

去除所述第二保护层、第二阻挡层、所述第二存储层、所述第二隧穿层和所述第三通道结构位于所述第二通孔底部的部分,形成第二功能层,同时使得所述第二通孔与所述第一通孔相连通。

11.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,在位于所述第一区域的第三通孔的侧壁和底部形成第四通道结构,并在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域对应的所述第三通孔侧壁和底部形成第一填充结构,所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面包括:

在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域形成覆盖所述第三通孔侧壁和底部以及所述第一绝缘连接层表面的第四通道层;

在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域形成覆盖所述第四通道层的第二填充层,所述第二填充层具有空气间隙;

在所述第二填充层对应所述第一区域的表面形成第三掩膜层;

以所述第三掩膜层为掩膜,去除所述第二填充层位于所述第二区域和所述第三区域的部分;

去除所述第三掩膜层;

以所述第二填充层位于所述第一区域的部分为掩膜,去除所述第四通道层位于所述第二区域和所述第三区域的部分,在所述第二区域和所述第三区域形成第四通孔;

在所述第四通孔侧壁和底部形成第三填充层,所述第三填充层还覆盖所述第一绝缘连接层位于所述第二区域和所述第三区域的表面,所述第三填充层的填充性能好于所述第二填充层的填充性能;

对所述第二填充层和所述第三填充层进行刻蚀,去除所述第二填充层位于所述第一区域的部分,形成在所述第一区域形成第五通孔;

形成覆盖所述第四通孔和所述第五通孔的第一填充层,所述第一填充层还覆盖所述第一绝缘连接层表面;

去除部分所述第一填充层,使得所述第一填充层的表面低于所述第一绝缘连接层的表面,形成第一填充结构;

去除所述第四通道层位于所述第一绝缘连接层表面的部分,保留所述第三通孔侧壁的部分,形成第四通道结构,所述第四通道结构的底部与所述第一通道结构直接接触,所述第四通道结构的表面高于所述第一填充结构的表面。

12.一种三维存储器,其特征在于,所述三维存储器包括沿字线方向排布的第一区域、第二区域和第三区域,其中,所述第一区域用于形成通道孔结构,所述第三区域用于形成绝缘环结构,沿垂直于所述三维存储器表面方向包括:

基底,所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层,所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域,贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层,并延伸至所述基底表面内的第一通孔;

形成在第一通孔曝露的所述基底表面的第一通道结构;

形成在所述第一通孔侧壁的第一功能层;

依次形成在所述第一绝缘连接层背离所述基底一侧的第二堆叠层和第二绝缘连接层,所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成;

在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域,贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层,并延伸至与所述第一通孔相连通的第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔构成第三通孔;

形成在所述第二通孔侧壁的第二功能层;

形成在所述第一区域的第三通孔的侧壁和底部的第四通道结构,以及形成在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域对应的所述第三通孔侧壁和底部形成第一填充结构,所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面;

形成在所述第四通道结构和所述第一填充结构形成的第二凹槽内的第五通道结构,所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触。

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