本發(fā)明涉及三維存儲器技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種三維存儲器及其通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法。
背景技術(shù):
隨著三維存儲器(如3dnand)中on(oxide/nitride)的層疊數(shù)目越來越多,使得在三維存儲器中形成的通道孔的深度越來越大,而在采用單刻蝕工藝形成通道孔時,在相同孔徑的情況下,通道孔的深度越大刻蝕難度越大。尤其是,當(dāng)三維存儲器中的疊層數(shù)目達(dá)到120及以上時,再采用單刻蝕的方法形成貫穿各疊層的通道孔時,存在刻蝕時間呈指數(shù)增長的現(xiàn)象,工藝效率較低,成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維存儲器及其通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,以降低三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)的工藝難度和成本。
為解決上述問題,本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
一種三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,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交錯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)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(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交錯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;
在所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部表面依次形成第四通道結(jié)構(gòu)和第二填充結(jié)構(gòu),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)的表面;
在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。
可選的,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層,用于存儲電荷;
在所述第一存儲層表面形成第一阻擋層,用于阻擋所述第一存儲層中的電荷流出;
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。
可選的,在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(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、所述第一通道結(jié)構(gòu)和第一絕緣連接層表面的第二通道層;
形成覆蓋所述第二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表面低于所述第一絕緣連接層表面,形成第一填充結(jié)構(gòu);
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)。
可選的,該方法還包括:在所述第一絕緣連接層表面形成第一掩膜層。
可選的,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包括:
去除所述第一掩膜層;
平坦化所述第一絕緣連接層表面;
去除部分所述第一絕緣連接層,在所述第一絕緣連接層內(nèi)形成貫穿所述第一絕緣連接層的第一凹槽,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。
可選的,在所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部依次形成第四通道結(jié)構(gòu)和第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面包括:
形成覆蓋所述第二保護(hù)層側(cè)壁、所述第二通孔底部和第二絕緣連接層表面的第四通道層;
形成覆蓋所述第四通道層的第二填充層;
去除部分所述第二填充層,使得所述第二填充層表面低于所述第二絕緣連接層表面,形成第二填充結(jié)構(gòu);
去除所述第四通道層位于所述第二絕緣連接層表面的部分,形成第四通道結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面。
一種三維存儲器,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交錯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功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面的第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面;
形成于所述第一絕緣連接層內(nèi)的第一凹槽,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;
形成于所述第一凹槽內(nèi)的第三通道結(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;
依次形成于所述第三通道結(jié)構(gòu)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交錯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;
形成于所述第二通孔側(cè)壁的第二功能層;
依次形成于所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部表面的第四通道結(jié)構(gòu)和第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面;
形成于所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。。
一種三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,所述三維存儲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交錯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)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(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交錯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;
在所述第一區(qū)域?qū)?yīng)的所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔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)的第二通孔內(nèi)形成第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面;
在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。
可選的,在所述第一區(qū)域?qū)?yīng)的所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔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)的第二通孔內(nèi)形成第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面包括:
在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和所述第二區(qū)域形成覆蓋所述第二功能層側(cè)壁、所述第二通孔底部和所述第二絕緣連接層表面的第四通道層;
在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和所述第二區(qū)域形成覆蓋所述第四通道層的第三填充層,所述第三填充層中具有空氣間隙;
在所述第三填充層對應(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,去除所述第三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;
以所述第三填充層位于所述第一區(qū)域的部分為掩膜,去除位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的第四通道層;
在位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的第二功能層表面形成第四填充層,所述第四填充層的填充性能好于所述第三填充層;
去除位于所述第一區(qū)域的第四通道層表面的第三填充層;
在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的第二通孔內(nèi)形成第二填充層;
去除部分所述第二填充層,使所述第二填充層的表面低于所述第二絕緣連接層的表面,形成第二填充結(jié)構(gòu);
去除所述第四通道層位于所述第二絕緣連接層表面的部分,形成第四通道結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)表面。
可選的,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層,用于存儲電荷;
在所述第一存儲層表面形成第一阻擋層,用于阻擋所述第一存儲層中的電荷流出;
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。
可選的,在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(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、所述第一通道結(jié)構(gòu)和第一絕緣連接層表面的第二通道層;
形成覆蓋所述第二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表面低于所述第一絕緣連接層表面,形成第一填充結(jié)構(gòu);
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)。
一種三維存儲器,所述三維存儲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交錯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,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;
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功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面的第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面;
形成在所述第一絕緣連接層內(nèi)的第一凹槽,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;
形成在所述第一凹槽內(nèi)的第三通道結(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;
依次形成在所述第三通道結(jié)構(gòu)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交錯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,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;
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?qū)?yīng)的所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部的第四通道結(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)的第二通孔內(nèi)的第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面;
形成于所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明實(shí)施例所提供的三維存儲器的通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,通過第一通孔和第二通孔兩次通孔形成工藝來形成所述三維存儲器中的通道孔結(jié)構(gòu),大大降低了所述通道孔結(jié)構(gòu)的工藝難度和成本,解決了在相同口徑下,通孔深寬比過大導(dǎo)致的工藝難度大和成本高的問題,同時也降低了所述三維存儲器的制作工藝難度和成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1-圖21為本發(fā)明一個實(shí)施例所提供的三維存儲器中通孔結(jié)構(gòu)形成方法的各步剖視圖;
圖22-圖46為本發(fā)明一個實(shí)施例所提供的三維存儲器中通孔結(jié)構(gòu)形成方法的各步剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,該方法包括:
s101:如圖1所示,提供基底1,所述基底1表面形成有第一堆疊層2和第一絕緣連接層3,所述第一堆疊層2由多個交錯疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成??蛇x的,所述第一堆疊層2中氧化層和氮化層的層數(shù)總和不小于64,但本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述第一絕緣連接層3為氧化硅層,但本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第一絕緣連接層3與所述第一堆疊層2中所述氮化層的材料不同,且具有絕緣功能即可。
需要說明的是,在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,該方法還包括:
在所述第一絕緣連接層3表面形成第一掩膜層4,可選的,所述第一掩膜層4包括位于所述第一絕緣連接層3表面的氮化層和位于所述氮化層表面的氧化層。
s102:繼續(xù)如圖1所示,形成完全貫穿所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3,并延伸至所述基底1表面內(nèi)的第一通孔5。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,形成完全貫穿所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3,并延伸至所述基底1表面內(nèi)的第一通孔5包括:
對所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3進(jìn)行刻蝕,在所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成貫穿所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3,并延伸至所述基底1表面內(nèi)的第一通孔5;對所述第一通孔5進(jìn)行清洗。
需要說明的是,在對所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3進(jìn)行刻蝕時,可以選擇濕法刻蝕,也可以選擇干法刻蝕,還可以組合使用,本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。
還需要說明的是,當(dāng)所述第一絕緣連接層3表面形成有第一掩膜層4時,在形成第一通孔5時,還包括對所述第一掩膜層4的刻蝕。
s103:如圖2所示,在第一通孔5曝露的所述基底1表面形成第一通道結(jié)構(gòu)6。可選的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述第一通道結(jié)構(gòu)6為硅層,形成工藝為選擇性外延工藝。
s104:在所述第一通孔5側(cè)壁形成第一功能層。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一通孔5側(cè)壁形成第一功能層包括:
如圖3所示,在所述第一通孔5的側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)6的表面形成第一隧穿層7,用于產(chǎn)生電荷,可選的,所述第一隧穿層7為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第一隧穿層7表面形成第一存儲層8,用于存儲電荷,可選的,所述第一存儲層8為氮化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第一存儲層表面8形成第一阻擋層9,用于阻擋所述第一存儲層8中的電荷流出,可選的,所述第一阻擋層9為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖4所示,在所述第一阻擋層9表面形成第一保護(hù)層10,用于保護(hù)所述第一阻擋層9在后續(xù)去除工藝中不受到損傷,可選的,所述第一保護(hù)層10為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
繼續(xù)如圖4所示,去除所述第一保護(hù)層10、第一阻擋層9、所述第一存儲層8和所述第一隧穿層7位于所述第一通道結(jié)構(gòu)6表面的部分,形成第一功能層,可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝和清洗工藝。
s105:在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)6表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層3表面。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層3表面包括:
如圖5所示,形成覆蓋所述第一保護(hù)層10側(cè)壁、所述第一通孔5底部和第一絕緣連接層3表面的第二通道層11,可選的,所述第二通道層11為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
如圖6所示,形成覆蓋所述第二通道層11的第一填充層12,可選的,所述第一填充層12為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖7所示,去除部分所述第一填充層12,使得所述第一填充層12表面低于所述第一絕緣連接層3表面,形成第一填充結(jié)構(gòu),可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝;
如圖8所示,去除部分所述第二通道層11,使得所述第二通道層11表面低于所述第一絕緣連接層3,形成第二通道結(jié)構(gòu),可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝。
需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第二通道結(jié)構(gòu)的上表面可以高于所述第一堆疊層2的上表面,也可以低于所述第一堆疊層2的上表面,本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第二通道結(jié)構(gòu)的上表面不低于所述第一堆疊層2中頂層氧化層的上表面即可??蛇x的,所述第二通道結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一堆疊層2中頂層氧化層的上表面平齊。
s106:在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影包括:
去除部分所述第一絕緣連接層3,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成貫穿所述第一絕緣連接層3的第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影??蛇x的,所述第一凹槽在所述基底1上的投影面積大于所述第一通孔在所述基底1上的投影面積。
需要說明的是,當(dāng)所述第一絕緣連接層3表面形成有第一掩膜層4時,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影包括:
如圖9所示,去除所述第一掩膜層4;
如圖10所示,平坦化所述第一絕緣連接層3表面;
繼續(xù)如圖10所示,去除部分所述第一絕緣連接層3,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成貫穿所述第一絕緣連接層3的第一凹槽13,所述第一凹槽13在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔5在所述基底1上的投影。
s107:如圖11所示,在所述第一凹槽13內(nèi)形成第三通道結(jié)構(gòu)14,所述第三通道結(jié)構(gòu)14與所述第二通道結(jié)構(gòu)相接觸??蛇x的,所述第三通道結(jié)構(gòu)的14形成工藝為沉積工藝。
s108:如圖12所示,在所述第三通道結(jié)構(gòu)14背離所述基底1一側(cè)依次形成第二堆疊層15和第二絕緣連接層16,所述第二堆疊層15由多個交錯疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成??蛇x的,所述第二堆疊層15中氧化層和氮化層的層數(shù)總和不小于64,但本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。
需要說明的是,為了便于所述三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)各結(jié)構(gòu)的圖示,圖12及以后各圖只圖示了第一絕緣連接層及其上方各結(jié)構(gòu)件,其下方各結(jié)構(gòu)件與圖11中相同,不再重復(fù)圖示。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述第二絕緣連接層16為氧化硅層,但本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第二絕緣連接層16與所述第二堆疊層15中所述氮化層的材料不同,且具有絕緣功能即可。
需要說明的是,在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,該方法還包括:
在所述第二絕緣連接層16表面形成第二掩膜層17,可選的,所述第二掩膜層17包括位于所述第二絕緣連接層16表面的氮化層和位于所述氮化層表面的氧化層。
s109:如圖13所示,形成完全貫穿所述第二堆疊層15和所述第二絕緣連接層16,并延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)14表面內(nèi)的第二通孔18,所述第二通孔18在所述基底1上的投影與所述第一通孔5在所述基底1上的投影至少部分交疊。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,形成完全貫穿所述第二堆疊層15和所述第二絕緣連接層16,并延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)14表面內(nèi)的第二通孔18包括:
對所述第二堆疊層15和所述第二絕緣連接層16進(jìn)行刻蝕,在所述第二堆疊層15和所述第二絕緣連接層16內(nèi)形成貫穿所述第二堆疊層15和所述第二絕緣連接層16,并延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)14表面內(nèi)的第二通孔18;對所述第二通孔18進(jìn)行清洗。
需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第二通孔18可以延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)14表面,也可以延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)14表面內(nèi),本發(fā)明對此并不做限定,只要保證后續(xù)形成的第四通道結(jié)構(gòu)可以與所述第三通道結(jié)構(gòu)直接接觸即可。
還需要說明的是,在對所述第二堆疊層15和所述第二絕緣連接層16進(jìn)行刻蝕時,可以選擇濕法刻蝕,也可以選擇干法刻蝕,還可以組合使用,本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,當(dāng)所述第二絕緣連接層16表面形成有第二掩膜層17時,在形成第二通孔18時,還包括對所述第二掩膜層17的刻蝕。需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第二掩模層17朝向所述第二通孔18一側(cè)的邊界線和所述第一掩模層4朝向所述第一通孔5一側(cè)的邊界線之間的距離a最大不大于15nm。
s1010:在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層包括:
如圖14所示,在所述第二通孔18的側(cè)壁和所述第二通道結(jié)構(gòu)14的表面形成第二隧穿層19,用于產(chǎn)生電荷,可選的,所述第二隧穿層19為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第二隧穿層19表面形成第二存儲層20,用于存儲電荷,可選的,所述第二存儲層20為氮化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第二存儲層20表面形成第二阻擋層21,用于阻擋所述第二存儲層20中的電荷流出,可選的,所述第二阻擋層21為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖15所示,在所述第二阻擋層21表面形成第二保護(hù)層22,用于保護(hù)所述第二阻擋層21在后續(xù)去除工藝中不受到損傷,可選的,所述第二保護(hù)層22為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
繼續(xù)如圖15所示,去除所述第二保護(hù)層22、第二阻擋層21、所述第二存儲層20和所述第二隧穿層19位于所述第二通道結(jié)構(gòu)14表面的部分,形成第二功能層,可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝和清洗工藝。
s1012:在所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部依次形成第四通道結(jié)構(gòu)和第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第二功能層側(cè)壁和所述第三通道結(jié)構(gòu)表面依次形成第四通道結(jié)構(gòu)和第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面包括:
如圖16所示,形成覆蓋所述第二保護(hù)層22側(cè)壁、所述第二通孔18底部和第二絕緣連接層3表面的第四通道層23,可選的,所述第四通道層23為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
如圖17所示,形成覆蓋所述第四通道層23的第二填充層29,可選的,所述第二填充層29為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖18所示,去除部分所述第二填充層29,使得所述第二填充層29表面低于所述第二絕緣連接層3表面,形成第二填充結(jié)構(gòu),可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝;
如圖19所示,去除所述第四通道層23位于所述第二絕緣連接層表面的部分,形成第四通道結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面,可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝。
需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第四通道結(jié)構(gòu)的上表面可以高于所述第二堆疊層的上表面,也可以低于所述第二堆疊層的上表面,本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第四通道結(jié)構(gòu)的上表面不低于所述第二堆疊層中頂層氧化層的上表面即可??蛇x的,所述第四通道結(jié)構(gòu)的上表面與所述第二堆疊層中頂層氧化層的上表面平齊。
s1013:在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,當(dāng)所述第二絕緣連接層表面形成有第二掩膜層時,在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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)相接觸包括:
如圖20所示,在所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)形成第五通道結(jié)構(gòu);
去除所述第二掩膜層17;
如圖21所示,平坦化所述第二絕緣連接層16表面。
相應(yīng)的,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種利用上述形成方法形成的三維存儲器,該三維存儲器包括:
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交錯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功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面的第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面;
形成于所述第一絕緣連接層內(nèi)的第一凹槽,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;
形成于所述第一凹槽內(nèi)的第三通道結(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;
依次形成于所述第三通道結(jié)構(gòu)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交錯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;
形成于所述第二通孔側(cè)壁的第二功能層;
依次形成于所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部表面的第四通道結(jié)構(gòu)和第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面;
形成于所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。
由上可知,本發(fā)明實(shí)施例所提供的三維存儲器的通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,通過第一通孔和第二通孔兩次通孔形成工藝來形成所述三維存儲器中的通道孔結(jié)構(gòu),大大降低了所述通道孔結(jié)構(gòu)的工藝難度和成本,解決了在相同口徑下,通孔深寬比過大導(dǎo)致的工藝難度大和成本高的問題,同時也降低了所述三維存儲器的制作工藝難度和成本。
此外,本發(fā)明實(shí)施例還提供了另一種三維存儲器中通道孔結(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:
s201:如圖22所示,提供基底1,所述基底1表面形成有第一堆疊層2和第一絕緣連接層3,所述第一堆疊層2由多個交錯疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成??蛇x的,所述第一堆疊層2中氧化層和氮化層的層數(shù)總和不小于64,但本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述第一絕緣連接層3為氧化硅層,但本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第一絕緣連接層3與所述第一堆疊層2中所述氮化層的材料不同,且具有絕緣功能即可。
需要說明的是,在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,該方法還包括:
在所述第一絕緣連接層3表面形成第一掩膜層4,可選的,所述第一掩膜層4包括位于所述第一絕緣連接層3表面的氮化層和位于所述氮化層表面的氧化層。
s202:繼續(xù)如圖22所示,在所述第一區(qū)域100(即channelhole)、所述第二區(qū)域200(即ssdummyhole)和所述第三區(qū)域300(即tacbarrier)形成完全貫穿所述第一堆疊層2和所述第一絕緣連接層3,并延伸至所述基底1表面內(nèi)的第一通孔5。需要說明的是,在垂直于所述基底1表面方向上,所述第三區(qū)域300處的所述第一通孔深度大于所述第一區(qū)域100處的所述第一通孔的深度。
還需要說明的是,當(dāng)所述第一絕緣連接層3表面形成有第一掩膜層4時,在形成第一通孔時,還包括對所述第一掩膜層4的刻蝕。
s203:如圖23所示,在第一通孔5曝露的所述基底1表面形成第一通道結(jié)構(gòu)6。
s204:在所述第一通孔5側(cè)壁形成第一功能層。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一通孔側(cè)壁形成第一功能層包括:
如圖24所示,在所述第一通孔5的側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)6的表面形成第一隧穿層7,用于產(chǎn)生電荷,可選的,所述第一隧穿層7為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第一隧穿層7表面形成第一存儲層8,用于存儲電荷,可選的,所述第一存儲層8為氮化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第一存儲層8表面形成第一阻擋層9,用于阻擋所述第一存儲層8中的電荷流出,可選的,所述第一阻擋層9為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖25所示,在所述第一阻擋層9表面形成第一保護(hù)層10,用于避免所述第一阻擋層9在后續(xù)去除工藝中受到損傷,可選的,所述第一保護(hù)層10為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
繼續(xù)如圖25所示,去除所述第一保護(hù)層10、第一阻擋層9、所述第一存儲層8和所述第一隧穿層7位于所述第一通道結(jié)構(gòu)6表面的部分,形成第一功能層,可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝和清洗工藝。
s205:在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層3表面。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面依次形成第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層3表面包括:
如圖26所示,形成覆蓋所述第一保護(hù)層10側(cè)壁、所述第一通孔5底部和第一絕緣連接層3表面的第二通道層11,可選的,所述第二通道層11為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
如圖27所示,形成覆蓋所述第二通道層11的第一填充層12,可選的,所述第一填充層12為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖28所示,去除部分所述第一填充層12,使得所述第一填充層12表面低于所述第一絕緣連接層3表面,形成第一填充結(jié)構(gòu),可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝;
如圖29所示,去除部分所述第二通道層11,使得所述第二通道層11表面低于所述第一絕緣連接層3,形成第二通道結(jié)構(gòu),可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝。
需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第二通道結(jié)構(gòu)的上表面可以高于所述第一堆疊層2的上表面,也可以低于所述第一堆疊層2的上表面,本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第二通道結(jié)構(gòu)的上表面不低于所述第一堆疊層2中頂層氧化層的上表面即可??蛇x的,所述第二通道結(jié)構(gòu)的上表面與所述第一堆疊層2中頂層氧化層的上表面平齊。
s206:在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影包括:
去除部分所述第一絕緣連接層3,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成貫穿所述第一絕緣連接層3的第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影??蛇x的,所述第一凹槽在所述基底1上的投影面積大于所述第一通孔在所述基底1上的投影面積。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中,當(dāng)所述第一絕緣連接層3表面形成有第一掩膜層4時,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成第一凹槽,所述第一凹槽在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔在所述基底1上的投影包括:
如圖30所示,去除所述第一掩膜層4;
如圖31所示,平坦化所述第一絕緣連接層3表面;
繼續(xù)如圖31所示,去除部分所述第一絕緣連接層3,在所述第一絕緣連接層3內(nèi)形成貫穿所述第一絕緣連接層3的第一凹槽13,所述第一凹槽13在所述基底1上的投影完全覆蓋所述第一通孔5在所述基底1上的投影。
s207:如圖32所示,在所述第一凹槽13內(nèi)形成第三通道結(jié)構(gòu)14,所述第三通道結(jié)構(gòu)14與所述第二通道結(jié)構(gòu)相接觸。
s208:如圖33所示,在所述第三通道結(jié)構(gòu)14背離所述基底1一側(cè)依次形成第二堆疊層15和第二絕緣連接層16,所述第二堆疊層15由多個交錯疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成??蛇x的,所述第二堆疊層15中氧化層和氮化層的層數(shù)總和不小于64,但本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,所述第二絕緣連接層16為氧化硅層,但本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第二絕緣連接層與所述第二堆疊層中所述氮化層的材料不同,且具有絕緣功能即可。
需要說明的是,在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,該方法還包括:
在所述第二絕緣連接層16表面形成第二掩膜層17,可選的,所述第二掩膜層17包括位于所述第二絕緣連接層表面的氮化層和位于所述氮化層表面的氧化層。
s209:如圖34所示,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15和所述第二絕緣連接層16,并延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)14表面內(nèi)的第二通孔18,所述第二通孔18在所述基底1上的投影與所述第一通孔5在所述基底1上的投影至少部分交疊。
需要說明的是,具體工藝時,所述第三區(qū)域的第三通道結(jié)構(gòu)可能被所述第二通孔完全貫穿,本發(fā)明對此并不做限定,只要保證所述第一區(qū)域的第三通道結(jié)構(gòu)沒有被所述第二通孔完全貫穿即可。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,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)的第二通孔包括:
對所述第二堆疊層和所述第二絕緣連接層進(jìn)行刻蝕,在所述第二堆疊層和所述第二絕緣連接層內(nèi)形成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;對所述第二孔進(jìn)行清洗。
需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第二通孔可以延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)表面,也可以延伸至所述第三通道結(jié)構(gòu)表面內(nèi),本發(fā)明對此并不做限定,只要保證后續(xù)形成的第四通道結(jié)構(gòu)可以與所述第三通道結(jié)構(gòu)直接接觸即可。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,當(dāng)所述第二絕緣連接層表面形成有第二掩膜層時,在形成第二通孔時,還包括對所述第二掩膜層的刻蝕。需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,所述第二掩模層朝向所述第二通孔一側(cè)的邊界線和所述第一掩模層朝向所述第一通孔一側(cè)的邊界線之間的距離a最大不大于15nm。
s2010:在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第二通孔側(cè)壁形成第二功能層包括:
如圖35所示,在所述第二通孔18的側(cè)壁和所述第二通道結(jié)構(gòu)14的表面形成第二隧穿層19,用于產(chǎn)生電荷,可選的,所述第二隧穿層19為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第二隧穿層19表面形成第二存儲層20,用于存儲電荷,可選的,所述第二存儲層20為氮化層,形成工藝為沉積工藝;
在所述第二存儲層20表面形成第二阻擋層21,用于阻擋所述第二存儲層20中的電荷流出,可選的,所述第二阻擋層21為氧化層,形成工藝為沉積工藝;
如圖36所示,在所述第二阻擋層21表面形成第二保護(hù)層22,用于保護(hù)所述第二阻擋層21在后續(xù)去除工藝中不受到損傷,可選的,所述第二保護(hù)層22為非晶硅層,形成工藝為沉積工藝;
繼續(xù)如圖36所示,去除所述第二保護(hù)層22、第二阻擋層21、所述第二存儲層20和所述第二隧穿層19位于所述第二通道結(jié)構(gòu)14表面的部分,形成第二功能層,可選的,所述去除工藝為刻蝕工藝和清洗工藝。
s2011:在所述第一區(qū)域?qū)?yīng)的所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔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)的第二通孔內(nèi)形成第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,在所述第一區(qū)域?qū)?yīng)的所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔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)的第二通孔內(nèi)形成第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面包括:
如圖37所示,在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和所述第二區(qū)域形成覆蓋所述第二功能層側(cè)壁、所述第二通孔底部和所述第二絕緣連接層表面的第四通道層23;
如圖38所示,在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和所述第二區(qū)域形成覆蓋所述第四通道層23的第三填充層24,所述第三填充層24中具有空氣間隙;
如圖39所示,在所述第三填充層24對應(yīng)所述第一區(qū)域的表面形成第三掩膜層25;
以所述第三掩膜層25為掩膜,去除所述第三填充層24位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的部分;
如圖40所示,去除所述第三掩膜層25;
以所述第三填充層24位于所述第一區(qū)域的部分為掩膜,去除位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的第四通道層23;
如圖41所示,在位于所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的第二功能層表面形成第四填充層27,所述第四填充層27的填充性能好于所述第三填充層24,即在同一去除工藝中,所述第四填充層的去除速率小于所述第三填充層的去除速率;
如圖42所示,去除位于所述第一區(qū)域的第四通道層23表面的第三填充層24;
如圖43所示,在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的第二通孔內(nèi)形成第二填充層29;
如圖44所示,去除部分所述第二填充層29,使所述第二填充層29的表面低于所述第二絕緣連接層16的表面,形成第二填充結(jié)構(gòu);
去除所述第四通道層23位于所述第二絕緣連接層16表面的部分,,形成第四通道結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面。
s2012:在所述第四通道結(jié)構(gòu)與所述第二填充結(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。
具體的,在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,當(dāng)所述第二絕緣連接層表面形成有第二掩膜層時,在所述第四通道結(jié)構(gòu)與所述第二填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)形成第五通道結(jié)構(gòu)包括:
如圖45所示,在所述第四通道結(jié)構(gòu)與所述第二填充結(jié)構(gòu)形成的第二凹槽內(nèi)形成第五通道結(jié)構(gòu)30;
去除所述第二掩膜層;
如圖46所示,平坦化所述第二絕緣連接層16表面。
相應(yīng)的,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種三維存儲器,所述三維存儲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交錯疊加的氧化層和氮化層構(gòu)成;
位于所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域,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;
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功能層側(cè)壁和所述第一通道結(jié)構(gòu)表面的第二通道結(jié)構(gòu)和第一填充結(jié)構(gòu),所述第二通道結(jié)構(gòu)和所述第一填充結(jié)構(gòu)的表面低于所述第一絕緣連接層表面;
形成在所述第一絕緣連接層內(nèi)的第一凹槽,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;
形成在所述第一凹槽內(nèi)的第三通道結(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;
依次形成在所述第三通道結(jié)構(gòu)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交錯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,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;
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?qū)?yīng)的所述第二功能層側(cè)壁和所述第二通孔底部的第四通道結(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)的第二通孔內(nèi)的第二填充結(jié)構(gòu),所述第四通道結(jié)構(gòu)的表面高于所述第二填充結(jié)構(gòu)的表面;
形成于所述第四通道結(jié)構(gòu)和所述第二填充結(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。
由上可知,本發(fā)明實(shí)施例所提供的三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,通過第一通孔和第二通孔兩次通孔形成工藝來形成所述三維存儲器中的通道孔結(jié)構(gòu),大大降低了所述通道孔結(jié)構(gòu)的工藝難度和成本,解決了在相同口徑下,通孔深寬比過大導(dǎo)致的工藝難度大和成本高的問題,降低了所述三維存儲器的形成工藝難度和成本。
而且,本發(fā)明實(shí)施例所提供的三維存儲器中通道孔結(jié)構(gòu)的形成方法,所述第四通道結(jié)構(gòu)僅存在于所述第一區(qū)域,而不存在于所述第一區(qū)域,從而使得所述三維存儲器中,在所述第一區(qū)域所述第五通孔結(jié)構(gòu)與所述第一通道結(jié)構(gòu)電連接,在所述第三區(qū)域所述第五通道結(jié)構(gòu)與所述第一通道結(jié)構(gòu)電絕緣,從而在應(yīng)用于具有絕緣環(huán)的三維存儲器時,可以在所述第一區(qū)域形成通道孔結(jié)構(gòu)的同時在所述第三區(qū)域形成絕緣環(huán)結(jié)構(gòu),工藝簡單,成本較低。
本說明書中各個部分采用遞進(jìn)的方式描述,每個部分重點(diǎn)說明的都是與其他部分的不同之處,各個部分之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。