[发明专利]3D NAND存储器及其形成方法

说明书

一种3D NAND存储器及其形成方法，其中所述3D NAND存储器的形成方法，在形成堆叠结构后，无需先将堆叠结构的外围区域通过多次掩膜和刻蚀工艺形成台阶区，可以直接在外围区上的堆叠结构中形成若干接触通孔，极大的简化了制作工艺，降低了制作成本，并且，控制栅和导电接触部可以同时形成，相比于现有的控制栅和导电接触部在不同步骤形成的工艺，极大的简化了工艺步骤。并且3D NAND存储器的形成方法还能够防止误对准、过刻蚀和欠刻蚀等问题的产生。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种3D NAND存储器及其形成方法。

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3D 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3D NAND存储器。

在3D NAND存储器结构中，采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的3D NAND存储器结构。现有3D NAND存储器的形成过程一般包括：提供衬底，所述衬底包括外围区和核心阵列区；在衬底上形成氮化硅层和氧化硅层交替层叠的堆叠层，所述对叠层横跨外围区和核心阵列区；刻蚀外围区域的堆叠层，形成台阶区，所述台阶区具有若干台阶，每一个台阶由相邻层的氮化硅层和氧化硅层的构成的一个叠层组成；刻蚀核心阵列区的堆叠层，在堆叠层中形成沟道孔；在所述沟道孔中形成存储区；去除氮化硅层，在去除氮化硅层的位置形成金属控制栅；形成金属控制栅后，形成覆盖堆叠结构的介质层；刻蚀所述介质层，在介质层中形成若干接触通孔，若干接触通孔暴露出相应的台阶的金属控制栅表面；在若干接触通孔填充金属，形成若干金属接触部。

但是，现有3D NAND存储器的制作工艺较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是怎样降低3D NAND存储器的制作成本。

为解决前述问题，本发明提供了一种3D NAND存储器的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括外围区和核心阵列区；在所述半导体衬底的外围区和核心阵列区上形成堆叠结构，所述堆叠结构包括交替层叠的绝缘层和牺牲层；刻蚀所述外围区上的堆叠结构，在外围区上的堆叠结构中形成深度不同的若干接触通孔，所述若干接触通孔的底部分别暴露出不同层的牺牲层表面；在所述若干接触通孔的侧壁和底部表面以及堆叠结构的表面上形成支撑材料层；去除所述牺牲层，形成若干空腔；去除所述若干接触通孔底部的支撑材料层，使得每个接触通孔与底部对应的一个空腔连通；向所述若干接触通孔及其对应连通的空腔中填充导电材料，形成控制栅和与控制栅连接的导电接触部。

可选的，还包括：在形成支撑材料层之后，刻蚀所述支撑材料层和堆叠结构，在外围区和核心阵列区上的堆叠结构中形成若干暴露出半导体衬底表面的伪沟道通孔，在核心阵列区上的堆叠结构中形成若干暴露出半导体衬底表面的沟道通孔；在所述沟道通孔中形成存储结构；在所述伪沟道通孔中形成伪沟道结构；形成所述存储结构和伪沟道结构后，去除所述牺牲层，形成若干空腔。