[发明专利]三维存储器以及形成三维存储器的方法

权利要求书

1.一种三维存储器，包括：

衬底；

位于所述衬底上的沿与所述衬底垂直的方向交替层叠的栅极层和间隔层；

沿与所述衬底垂直的方向贯穿所述交替层叠的栅极层和间隔层的沟道孔，所述沟道孔为圆柱形孔；以及

位于所述沟道孔内沿所述沟道孔的径向由外向内的方向依次设置的栅介质层和存储器层，其中所述栅介质层在所述沟道孔内是连续分布的；

设置于所述栅极层与所述栅介质层以及所述栅极层与所述间隔层之间的金属阻挡层，所述金属阻挡层与所述栅极层直接接触，且与所述栅介质层和所述间隔层分别直接接触。

2.根据权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述栅介质层包括高介电常数介质层。

3.根据权利要求2所述的三维存储器，其特征在于，所述高介电常数介质层的介电常数大于或等于7。

4.根据权利要求2所述的三维存储器，其特征在于，所述栅介质层包括氧化铝层、氧化铪层和氮氧化硅层中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述金属阻挡层包括能够阻挡金属离子扩散并且具有导电性的材料层。

6.根据权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述存储器层包括沿所述沟道孔的径向由外向内的方向依次设置的电荷阻挡层、电荷俘获层和隧穿层。

7.一种形成三维存储器的方法，包括以下步骤：

提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底、位于所述衬底上的沿与所述衬底垂直的方向交替层叠的伪栅极层和间隔层、沿与所述衬底垂直的方向贯穿所述交替层叠的伪栅极层和间隔层的沟道孔，所述沟道孔为圆柱形孔；

在所述沟道孔内依次形成栅介质层和存储器层，其中所述栅介质层在所述沟道孔内是连续分布的；以及

替换所述伪栅极层以形成栅极层；

其中，替换所述伪栅极层以形成栅极层的步骤包括：

去除所述伪栅极层以得到栅极沟槽；

在所述栅极沟槽内形成金属阻挡层；以及

在所述金属阻挡层内形成所述栅极层；

所述金属阻挡层与所述栅极层直接接触，且与所述栅介质层和所述间隔层分别直接接触。

8.根据权利要求7所述的形成三维存储器的方法，其特征在于，在所述栅介质层内形成存储器层之后，替换所述伪栅极层之前，所述方法还包括高温退火步骤。

9.根据权利要求7所述的形成三维存储器的方法，其特征在于，所述金属阻挡层包括能够阻挡金属离子扩散并且具有导电性的材料层。

10.根据权利要求7所述的形成三维存储器的方法，其特征在于，所述栅介质层包括高介电常数介质层。

11.根据权利要求10所述的形成三维存储器的方法，其特征在于，所述高介电常数介质层的介电常数大于或等于7。

12.根据权利要求10所述的形成三维存储器的方法，其特征在于，所述栅介质层包括氧化铝层、氧化铪层和氮氧化硅层中的一种或多种。

13.根据权利要求7所述的形成三维存储器的方法，其特征在于，所述存储器层包括沿所述沟道孔的径向由外向内的方向依次设置的电荷阻挡层、电荷俘获层和隧穿层。