[发明专利]三维存储器件及其制造方法

说明书

本发明涉及三维存储器件及其制造方法。公开了一种用于制造三维存储器件的方法，包括：提供衬底，在所述衬底上定义核心区域和外围区域；在所述衬底的外围区域形成外围电路；在所述衬底的核心区域和外围区域共形地形成第一材料层，覆盖所述外围电路和所述衬底表面；在所述第一材料层上共形地形成第二材料层，所述第二材料层覆盖所述第一材料层；在所述第二材料层上形成第三材料层，所述第三材料层覆盖所述第二材料层，且所述第三材料层的上表面为平坦表面；在所述第三材料层上形成堆叠结构，所述堆叠结构至少覆盖所述衬底的核心区域；在所述衬底的核心区域上形成所述三维存储器件的存储单元。

技术领域

本发明涉及半导体制造，特别地涉及三维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。与2D结构的NAND 存储器类似，3D结构的NAND存储器总体上包括核心区域和外围区域，存储单元形成在核心区域中，支持存储单元的电路形成在外围区域中。3D结构的NAND存储器与2D结构的NAND存储器的不同之处在于，三维存储器采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现了存储单元的立体式堆叠，其在同等体积下提供更多的存储空间而成为业界的焦点。

3D结构的NAND存储器大体上具有两种制造方法。一种方法是独立进行三维制造工艺，另一种方法是NAND存储器件与外围电路器件一同集成的工艺。独立进行三维器件制造的工艺，是指NAND存储器件不与外围电路一起集成制造，NAND存储器件与外围电路分别在不同的晶片上制造，而后将这两个晶片键合连接在一起。NAND存储器件与外围电路器件一同集成的工艺，是指存储电路和外围电路在一套工艺中集成在同一片晶片上。在存储器件和外围电路器件集成的工艺中，通常在形成外围电路之后，通过覆盖层将外围电路覆盖起来，以避免存储器件制造过程中对外围电路器件造成影响，进而再进行存储器件的制造，存储器件的主要结构都在外围电路器件制造完成之后进行，工艺过程复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述和/或其他的问题，特别是能够简化制造三维存储器件的工艺流程，同时避免由于蚀刻造成的衬底粗糙而导致的层堆叠的扭曲。

因此，本发明的示例性实施例提供了一种用于制造三维存储器件的方法，包括：提供衬底，在所述衬底上定义核心区域和外围区域；在所述衬底的外围区域形成外围电路；在所述衬底的核心区域和外围区域共形地形成第一材料层，覆盖所述外围电路和所述衬底表面；在所述第一材料层上共形地形成第二材料层，所述第二材料层覆盖所述第一材料层；在所述第二材料层上形成第三材料层，所述第三材料层覆盖所述第二材料层，且所述第三材料层的上表面为平坦表面；在所述第三材料层上形成堆叠结构，所述堆叠结构至少覆盖所述衬底的核心区域；在所述衬底的核心区域上形成所述三维存储器件的存储单元。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种三维存储器件，包括：衬底，包括核心区域和外围区域；外围电路，形成在所述衬底的外围区域上；第一材料层，共形地形成在所述衬底的核心区域和外围区域上，覆盖所述外围电路和所述衬底表面；第二材料层，共形地形成在所述第一材料层上，覆盖所述第一材料层；第三材料层，形成在所述第二材料层上，覆盖所述第二材料层，且所述第三材料层的上表面为平坦表面；堆叠结构，形成在所述第三材料层上，至少覆盖所述衬底的核心区域。

较佳地，在上述示例性实施例的方法中，在形成所述第一材料层之前，清洁所述衬底表面；所述清洁所述衬底表面的步骤包括：对所述衬底表面进行氧化处理在所述衬底表面形成牺牲氧化物层；去除所述牺牲氧化物层。