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三維存儲(chǔ)器及其通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法與流程

文檔序號(hào):11101131閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種三維存儲(chǔ)器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,該方法包括:

提供基底,所述基底表面形成有第一堆疊層和第一絕緣連接層,所述第一堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

形成完全貫穿所述第一堆疊層和所述第一絕緣連接層,并延伸至所述基底表面內(nèi)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結(jié)構(gòu);

在所述第一通孔側(cè)壁形成第一功能層;

在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面形成第二通道結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面;

在所述第一絕緣連接層內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底上的投影;

在所述第一凹槽內(nèi)形成第三通道結(jié)構(gòu),所述第三通道結(jié)構(gòu)與所述第二通道結(jié)構(gòu)相接觸;

在所述第三通道結(jié)構(gòu)背離所述基底一側(cè)依次形成第二堆疊層和第二絕緣連接層,所述第二堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

形成完全貫穿所述第二堆疊層和所述第二絕緣連接層,并延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)表面內(nèi)的第二通孔,所述第二通孔在所述基底上的投影與所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交疊;

在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層;

去除所述第二通道結(jié)構(gòu)、所述第三通道結(jié)構(gòu)和所述第二保護(hù)層、所述第一保護(hù)層,形成所述第一通孔和所述第二通孔相連通的第三通孔;

在所述第三通孔側(cè)壁和底部依次形成第四通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面;

在所述第四通道結(jié)構(gòu)與所述第一填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)形成第五通道結(jié)構(gòu),所述第五通道結(jié)構(gòu)與所述第四通道結(jié)構(gòu)相接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第一通孔側(cè)壁形成第一功能層包括:

在所述第一通孔的側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)的表面形成第一隧穿層,用于產(chǎn)生電荷;

在所述第一隧穿層表面形成第一存儲(chǔ)層,用于存儲(chǔ)電荷;

在所述第一存儲(chǔ)層表面形成第一阻擋層,用于阻擋所述第一存儲(chǔ)層中的電荷流出;

在所述第一阻擋層表面形成第一保護(hù)層,用于保護(hù)所述第一阻擋層在后續(xù)去除工藝中不受到損傷;

去除所述第一保護(hù)層、第一阻擋層、所述第一存儲(chǔ)層和所述第一隧穿層位于所述第一通道結(jié)構(gòu)表面的部分,形成第一功能層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面形成第二通道結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面包括:

形成覆蓋所述第一保護(hù)層側(cè)壁、所述第一通孔底部和第一絕緣連接層表面的第二通道層;

去除部分所述第二通道層,使得所述第二通道層表面低于所述第一絕緣連接層,形成第二通道結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層包括:

在所述第二通孔的側(cè)壁和所述第二通道結(jié)構(gòu)的表面形成第二隧穿層,用于產(chǎn)生電荷;

在所述第二隧穿層表面形成第二存儲(chǔ)層,用于存儲(chǔ)電荷;

在所述第二存儲(chǔ)層表面形成第二阻擋層,用于阻擋所述第二存儲(chǔ)層中的電荷流出;

在所述第二阻擋層表面形成第二保護(hù)層,用于保護(hù)所述第二阻擋層在后續(xù)去除工藝中不受到損傷;

去除所述第二保護(hù)層、第二阻擋層、所述第二存儲(chǔ)層和所述第二隧穿層和所述第二通道結(jié)構(gòu)位于所述第二通孔底部的部分,形成第二功能層,同時(shí)使得所述第二通孔與所述第一通孔向連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法,其特征在于,在所述第三通孔側(cè)壁和底部依次形成第四通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面包括:

在所述第三通孔側(cè)壁和底部以及所述第一絕緣連接層表面形成第四通道層;

在所述第四通道層表面形成覆蓋所述第四通道層的第一填充層;

去除部分所述第一填充層,使得所述第一填充層的表面低于所述第一絕緣連接層的表面,形成第一填充結(jié)構(gòu);

去除部分所述第四通道層位于所述第一絕緣連接層表面的部分,保留所述第三通孔側(cè)壁的部分,形成第四通道結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的底部與所述第一通道結(jié)構(gòu)直接接觸,所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面。

6.一種三維存儲(chǔ)器,其特征在于,包括:

基底,所述基底表面形成有第一堆疊層和第一絕緣連接層,所述第一堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

貫穿所述第一堆疊層和所述第一絕緣連接層,并延伸至所述基底表面內(nèi)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結(jié)構(gòu);

形成于所述第一通孔側(cè)壁的第一功能層;

依次形成于所述第一絕緣連接層背離所述基底一側(cè)的第二堆疊層和第二絕緣連接層,所述第二堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

貫穿所述第二堆疊層和所述第二絕緣連接層,并延伸至與所述第一通孔相連通的第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔構(gòu)成第三通孔;

形成于所述第二通孔側(cè)壁的第二功能層;

依次形成于所述第三通孔側(cè)壁和底部的第四通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)與所述第一通道結(jié)構(gòu)相接觸,所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第四通道結(jié)構(gòu)表面;

形成于所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)的第五通道結(jié)構(gòu),所述第五通道結(jié)構(gòu)與所述第四通道結(jié)構(gòu)相接觸。

7.一種三維存儲(chǔ)器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述三維存儲(chǔ)器包括沿字線方向排布的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域,其中,所述第一區(qū)域用于形成通道孔結(jié)構(gòu),所述第三區(qū)域用于形成絕緣環(huán)結(jié)構(gòu),該方法包括:

提供基底,所述基底表面形成有第一堆疊層和第一絕緣連接層,所述第一堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域形成完全貫穿所述第一堆疊層和所述第一絕緣連接層,并延伸至所述基底表面內(nèi)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結(jié)構(gòu);

在所述第一通孔側(cè)壁形成第一功能層;

在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面形成第二通道結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面;

在所述第一絕緣連接層內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底上的投影;

在所述第一凹槽內(nèi)形成第三通道結(jié)構(gòu),所述第三通道結(jié)構(gòu)與所述第二通道結(jié)構(gòu)相接觸;

在所述第三通道結(jié)構(gòu)背離所述基底一側(cè)依次形成第二堆疊層和第二絕緣連接層,所述第二堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域形成完全貫穿所述第二堆疊層和所述第二絕緣連接層,并延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)表面內(nèi)的第二通孔,所述第二通孔在所述基底上的投影與所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交疊;

在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層;

去除所述第二通道結(jié)構(gòu)、所述第三通道結(jié)構(gòu)和所述第二保護(hù)層、所述第一保護(hù)層,形成所述第一通孔和所述第二通孔相連通的第三通孔;

在位于所述第一區(qū)域的第三通孔的側(cè)壁和底部形成第四通道結(jié)構(gòu),并在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域?qū)?yīng)的所述第三通孔側(cè)壁和底部形成第一填充結(jié)構(gòu),所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面;

在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)形成第五通道結(jié)構(gòu),所述第五通道結(jié)構(gòu)與所述第四通道結(jié)構(gòu)相接觸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法,其特征在于,在所述第一通孔側(cè)壁形成第一功能層包括:

在所述第一通孔的側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)的表面形成第一隧穿層,用于產(chǎn)生電荷;

在所述第一隧穿層表面形成第一存儲(chǔ)層,用于存儲(chǔ)電荷;

在所述第一存儲(chǔ)層表面形成第一阻擋層,用于阻擋所述第一存儲(chǔ)層中的電荷流出;

在所述第一阻擋層表面形成第一保護(hù)層,用于保護(hù)所述第一阻擋層在后續(xù)去除工藝中不受到損傷;

去除所述第一保護(hù)層、第一阻擋層、所述第一存儲(chǔ)層和所述第一隧穿層位于所述第一通道結(jié)構(gòu)表面的部分,形成第一功能層。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法,其特征在于,在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面形成第二通道結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面包括:

形成覆蓋所述第一保護(hù)層側(cè)壁、所述第一通孔底部和第一絕緣連接層表面的第二通道層;

去除部分所述第二通道層,使得所述第二通道層表面低于所述第一絕緣連接層,形成第二通道結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法,其特征在于,在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層包括:

在所述第二通孔的側(cè)壁和所述第二通孔底部形成第二隧穿層,用于產(chǎn)生電荷;

在所述第二隧穿層表面形成第二存儲(chǔ)層,用于存儲(chǔ)電荷;

在所述第二存儲(chǔ)層表面形成第二阻擋層,用于阻擋所述第二存儲(chǔ)層中的電荷流出;

在所述第二阻擋層表面形成第二保護(hù)層,用于保護(hù)所述第二阻擋層在后續(xù)去除工藝中不受到損傷;

去除所述第二保護(hù)層、第二阻擋層、所述第二存儲(chǔ)層、所述第二隧穿層和所述第三通道結(jié)構(gòu)位于所述第二通孔底部的部分,形成第二功能層,同時(shí)使得所述第二通孔與所述第一通孔相連通。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法,其特征在于,在位于所述第一區(qū)域的第三通孔的側(cè)壁和底部形成第四通道結(jié)構(gòu),并在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域?qū)?yīng)的所述第三通孔側(cè)壁和底部形成第一填充結(jié)構(gòu),所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面包括:

在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域形成覆蓋所述第三通孔側(cè)壁和底部以及所述第一絕緣連接層表面的第四通道層;

在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域形成覆蓋所述第四通道層的第二填充層,所述第二填充層具有空氣間隙;

在所述第二填充層對(duì)應(yīng)所述第一區(qū)域的表面形成第三掩膜層;

以所述第三掩膜層為掩膜,去除所述第二填充層位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的部分;

去除所述第三掩膜層;

以所述第二填充層位于所述第一區(qū)域的部分為掩膜,去除所述第四通道層位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的部分,在所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域形成第四通孔;

在所述第四通孔側(cè)壁和底部形成第三填充層,所述第三填充層還覆蓋所述第一絕緣連接層位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的表面,所述第三填充層的填充性能好于所述第二填充層的填充性能;

對(duì)所述第二填充層和所述第三填充層進(jìn)行刻蝕,去除所述第二填充層位于所述第一區(qū)域的部分,形成在所述第一區(qū)域形成第五通孔;

形成覆蓋所述第四通孔和所述第五通孔的第一填充層,所述第一填充層還覆蓋所述第一絕緣連接層表面;

去除部分所述第一填充層,使得所述第一填充層的表面低于所述第一絕緣連接層的表面,形成第一填充結(jié)構(gòu);

去除所述第四通道層位于所述第一絕緣連接層表面的部分,保留所述第三通孔側(cè)壁的部分,形成第四通道結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的底部與所述第一通道結(jié)構(gòu)直接接觸,所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面。

12.一種三維存儲(chǔ)器,其特征在于,所述三維存儲(chǔ)器包括沿字線方向排布的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域,其中,所述第一區(qū)域用于形成通道孔結(jié)構(gòu),所述第三區(qū)域用于形成絕緣環(huán)結(jié)構(gòu),沿垂直于所述三維存儲(chǔ)器表面方向包括:

基底,所述基底表面形成有第一堆疊層和第一絕緣連接層,所述第一堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域,貫穿所述第一堆疊層和所述第一絕緣連接層,并延伸至所述基底表面內(nèi)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結(jié)構(gòu);

形成在所述第一通孔側(cè)壁的第一功能層;

依次形成在所述第一絕緣連接層背離所述基底一側(cè)的第二堆疊層和第二絕緣連接層,所述第二堆疊層由多個(gè)交錯(cuò)疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;

在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域,貫穿所述第二堆疊層和所述第二絕緣連接層,并延伸至與所述第一通孔相連通的第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔構(gòu)成第三通孔;

形成在所述第二通孔側(cè)壁的第二功能層;

形成在所述第一區(qū)域的第三通孔的側(cè)壁和底部的第四通道結(jié)構(gòu),以及形成在所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域?qū)?yīng)的所述第三通孔側(cè)壁和底部形成第一填充結(jié)構(gòu),所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面;

形成在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)的第五通道結(jié)構(gòu),所述第五通道結(jié)構(gòu)與所述第四通道結(jié)構(gòu)相接觸。

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