一种3DNAND存储器及其制造方法与流程

文档序号:26054645发布日期:2021-07-27 15:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种3dnand存储器制造方法,其特征在于,包括如下步骤:

提供衬底,在所述衬底上形成堆叠结构,所述堆叠结构包括底部牺牲层以及交替层叠的牺牲层及绝缘层;

形成贯穿所述堆叠结构的沟道结构;

形成贯穿所述堆叠结构并暴露所述底部牺牲层的栅线缝隙;

替换所述底部牺牲层形成源极层;

在所述源极层表面形成第一隔离层;

回刻蚀所述栅线缝隙底部的所述第一隔离层至暴露衬底;

在所述栅线缝隙的侧壁上形成第二隔离层;

在所述第二隔离层的表面及所述栅线缝隙底部形成与所述衬底连通的共源极材料层;以及

在所述栅线缝隙中形成共源极接触材料层。

2.根据权利要求1所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,还包括如下步骤:

经所述栅线缝隙在所述源极层中形成开口,所述开口暴露所述衬底;

经所述栅线缝隙去除所述堆叠结构的所述牺牲层,形成栅极沟槽;

对所述源极层进行氧化处理,在所述源极层的表面及所述开口的侧壁和底部形成第一隔离层;

在所述栅极沟槽中形成栅极。

3.根据权利要求1所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,还包括如下步骤:

经所述栅线缝隙在所述源极层中形成开口,所述开口暴露所述衬底;

经所述栅线缝隙去除所述堆叠结构的所述牺牲层,形成栅极沟槽;

在所述栅极沟槽暴露的所述源极层的表面沉积氧化物层以形成第一隔离层;

在所述栅极沟槽中形成栅极。

4.根据权利要求1所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,提供衬底,在所述衬底上形成堆叠结构,还包括以下步骤:

在所述衬底上形成阻挡层;

在所述阻挡层上方形成第一牺牲材料层以及第二牺牲材料层;

在所述第二牺牲材料层上方交替形成所述牺牲层及绝缘层。

5.根据权利要求1所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,替换所述底部牺牲层形成源极层之前,还包括以下步骤:

在所述栅线缝隙的侧壁及底部形成栅线间隔层;

去除所述栅线缝隙底部的栅线间隔层至暴露所述底部牺牲层。

6.根据权利要求4所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,替换所述底部牺牲层形成源极层,还包括以下步骤:

去除所述第一牺牲材料层,暴露所述阻挡层、所述第二牺牲材料层以及所述沟道结构的电荷阻挡层;

去除所述衬底上的所述阻挡层以及暴露的所述电荷阻挡层,以暴露所述沟道结构的电荷俘获层;

去除所述第二牺牲材料层,以及暴露的所述电荷俘获层和所述电荷俘获层所覆盖的遂穿层,暴露所述沟道结构的沟道层,以形成沟槽;

在所述沟槽中填充导电材料形成源极层。

7.根据权利要求6所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,在所述沟槽中填充导电材料形成源极层包括:在所述沟槽中填充p型多晶硅。

8.根据权利要求6所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,去除所述第二牺牲材料层,以及暴露的所述电荷俘获层和所述电荷俘获层所覆盖的遂穿层,暴露所述沟道结构的沟道层,以形成沟槽,还包括以下步骤:

去除所述第二牺牲材料层,形成所述沟槽的第一部分;

去除所述电荷俘获层及所述电荷俘获层所覆盖的所述遂穿层,形成所述沟槽的第二部分,并且在所述堆叠结构的堆叠方向上,所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度。

9.根据权利要求2或3所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,在所述栅极沟槽中形成栅极,还包括以下步骤:

在所述栅极沟槽的侧壁上形成介电层;

在所述栅极沟槽中填充栅极导电材料。

10.根据权利要求9所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,还包括:

对所述栅极导电材料进行回蚀刻;

对所述开口底部的所述介电层及所述第一隔离层进行刻蚀以暴露所述衬底。

11.根据权利要求1所述的3dnand存储器制造方法,其特征在于,形成贯穿所述堆叠结构的沟道结构还包括以下步骤:

形成贯穿所述堆叠结构的沟道孔;

在所述沟道孔的侧壁上依次形成电荷阻挡层、电荷捕获层以及遂穿层;

在所述沟道孔中形成沟道层;

在所述沟道孔中间形成介质层。

12.一种3dnand存储器,其特征在于,包括:

衬底;

形成在所述衬底上方的堆叠结构,所述堆叠结构包括形成在所述衬底上的源极层、形成在所述源极层上方的第一隔离层以及形成在所述第一隔离层上方的交替层叠的栅极层和绝缘层;

贯穿所述堆叠结构的沟道结构;

贯穿所述堆叠结构的栅线缝隙;

形成在所述栅线缝隙侧壁上的第二隔离层;

形成在所述第二隔离层的表面及所述栅线缝隙底部与所述衬底连通的共源极材料层;以及

形成在所述栅线缝隙中的共源极接触材料层。

13.根据权利要求12所述的3dnand存储器,其特征在于,所述沟道结构包括:

贯穿所述堆叠结构的阵列排布的沟道孔;

依次形成在所述沟道孔的侧壁上的电荷阻挡层、电荷捕获层以及隧穿层;

形成在所述沟道孔内的沟道层;以及

形成在所述沟道孔中间的介质层。

14.根据权利要求12所述的3dnand存储器,其特征在于,所述栅极层与所述绝缘层及所述第二隔离层之间还包括介电层。

15.根据权利要求14所述的3dnand存储器,其特征在于,所述共源极与所述源极层之间形成有所述第一隔离层以及所述介电层。

16.根据权利要求12所述的3dnand存储器,其特征在于,所述源极层包括位于所述堆叠结构下方的第一部分以及形成在所述沟道结构中与所述沟道结构连通的第二部分,并且,在所述堆叠结构的堆叠方向上,所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度。

17.根据权利要求12所述的3dnand存储器,其特征在于,所述源极层为p型多晶硅层。

18.根据权利要求12所述的3dnand存储器,其特征在于,所述共源极材料层为多晶硅层,共源极接触材料层为金属材料层。

19.根据权利要求18所述的3dnand存储器,其特征在于,所述共源极接触材料层为金属钨层。


技术总结
本发明提供一种3D NAND存储器及其制造方法,该方法在衬底上形成包括底部牺牲层及形成在底部牺牲层上方的交替层叠的牺牲层和绝缘层的堆叠结构,将底部牺牲层替换为源极层,并对所述源极层进行氧化处理,在源极层的表面形成第一隔离层,实现背部选择栅氧化物的功能。该方法有利于控制第一隔离层的厚度,提高第一隔离层的均匀性,从而有利于源极层的均匀反型,在存储器的读写操作中保证电子的沟道。解决了由于背部选择栅氧化物层的厚度问题带来的源极层的厚度及均匀性问题,可以实现P型阱的连续和擦除过程中空穴的补给。源极层同时在堆叠方向上形成在沟道结构中,增加了源极层与沟道层的接触面积,增强源极层与沟道层的电性连接。

技术研发人员:孙中旺;夏志良;王迪;周文犀
受保护的技术使用者:长江存储科技有限责任公司
技术研发日:2020.04.30
技术公布日:2021.07.27
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