[发明专利]一种3D NAND存储器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种3D NAND存储器件制造方法，通过在衬底上的堆叠层中形成沟道孔的阵列，去除沟道孔两侧的部分堆叠层以及沟道孔内的部分电荷捕获层，形成隔离沟槽，在隔离沟槽中填充绝缘材料，形成隔离层。隔离层将堆叠层及沟道孔内的电荷捕获层分隔开，使电荷捕获层被分隔成两个部分，从而一个沟道孔能够形成两个存储单元，有效提高器件的存储密度，提高器件的集成度。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种3D NAND存储器件及其制造方法。

背景技术

NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备，随着人们追求功耗低、质量轻和性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。目前，平面结构的NAND闪存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，提出了3D结构的NAND存储器件。

在3D NAND存储器件结构中，采用垂直堆叠多层存储单元的方式，实现堆叠式的立体存储器件。目前的3D NAND存储器件中形成了绝缘层和金属层交替层叠的堆叠层，堆叠层中形成了沟道孔，沟道孔为阵列排布，沟道孔中形成了电荷捕获层和沟道层，在每一个沟道孔中形成了一串存储单元，每一层金属层为每个存储单元的栅极，这样，在水平及竖直方向上都形成了存储单元，因此称作3D NAND存储器件。

对于3D NAND存储器件，需要进一步提高其单位面积的存储密度，目前主要通过增加堆叠层的厚度以及增加沟道孔阵列的排布密度，而这些都大大增加了制造工艺的难度，难以继续提高器件的存储密度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D NAND存储器件及其制造方法，有效提高器件的存储密度。

为实现上述目的，本申请实施例提供了一种3D NAND存储器件的制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有绝缘层和牺牲层交替层叠的堆叠层；

在所述堆叠层中形成沟道孔的阵列，所述沟道孔中依次形成有电荷捕获层、沟道层和填充层；

去除沟道孔两侧的部分堆叠层以及沟道孔内的部分电荷捕获层，形成隔离沟槽，所述隔离沟槽在水平方向上沿阵列的一个方向延伸至相邻的沟道孔，且所述隔离沟槽在堆叠层的堆叠方向上贯通至电荷捕获层的底部；

在所述隔离沟槽中形成隔离层。

可选地，在所述隔离沟槽中形成隔离层，包括：

在所述隔离沟槽中、沟道孔内沟道层以及电荷捕获层的侧壁上形成保护层，所述保护层为第一绝缘材料；

在所述保护层的掩蔽下，通过所述隔离沟槽将所述牺牲层替换为金属层；

在所述隔离沟槽中形成填充层，所述填充层为第二绝缘材料，以形成隔离层。

可选地，所述保护层具有与所述绝缘层相同的绝缘材料。

可选地，所述隔离沟槽的中心线与所述沟道孔的中心线重合。

本申请实施例还提供了一种3D NAND存储器件，包括：

衬底；

所述衬底上的金属层与绝缘层交替层叠的堆叠层；

所述堆叠层中的沟道孔的阵列，所述沟道孔中依次形成有电荷捕获层、沟道层和填充层；

所述沟道孔两侧的隔离沟槽，所述隔离沟槽在水平方向上沿阵列的一个方向延伸至相邻的沟道孔，并将沟道孔中的电荷捕获层分隔为两部分，且所述隔离沟槽在堆叠层的堆叠方向上贯通至电荷捕获层的底部；

所述隔离沟槽中绝缘材料的隔离层。

可选地，所述隔离层包括：