[发明专利]3D存储器件和用于形成3D存储器件的方法

权利要求书

1.一种用于形成3D存储器件的方法，包括：

在衬底上的接触区域中形成交替的电介质堆叠层，所述交替的电介质堆叠层包括在垂直于所述衬底的表面的垂直方向上交替堆叠的多个电介质层和多个牺牲层；

形成具有各种深度的在所述交替的电介质堆叠层中垂直延伸的多个接触孔，所述多个接触孔的深度从所述接触区域的第一边界朝向所述接触区域的第二边界逐渐增加；

形成牺牲填充层以填充所述接触孔；

形成在所述接触区域中穿透所述交替的电介质堆叠层的多个虚设沟道孔；

用电介质材料填充所述虚设沟道孔以形成支撑物；以及

用导电层替换所述牺牲层和所述牺牲填充层，从而形成多条栅极线和多个触点。

2.根据权利要求1所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，形成具有各种深度的多个接触孔包括：

在所述交替的电介质堆叠层上形成硬掩模，所述硬掩模具有从所述接触区域的所述第一边界朝向所述接触区域的所述第二边界布置的多个开口；

在所述硬掩模上形成光刻胶层；

图案化所述光刻胶层以暴露所述硬掩模的一部分和所述硬掩模的所述开口中的一个开口；

通过将所述光刻胶层和所述硬掩模的暴露部分作为蚀刻掩模，对所述交替的电介质堆叠层执行选择性蚀刻处理；以及

通过修整所述光刻胶层并通过所述硬掩模的所述开口蚀刻所述多个电介质层和牺牲层来执行多个修整蚀刻循环。

3.根据权利要求2所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，执行所述多个修整蚀刻循环包括：

修整所述光刻胶层以加宽所述硬掩模的暴露部分并暴露所述硬掩模的另外的开口；

通过将经修整的光刻胶层和所述硬掩模的所述暴露部分作为蚀刻掩模，对所述交替的电介质堆叠层进行交替的高选择性蚀刻处理；以及

重复所述多个修整蚀刻循环，直到暴露出所述多个牺牲层中的底部牺牲层为止，所述修整蚀刻循环包括修整所述光刻胶层并对所述交替的电介质堆叠层执行所述交替的高选择性蚀刻处理。

4.根据权利要求2所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，所述交替的电介质堆叠层包括N+1层的所述电介质层以及N层的所述牺牲层，并且所述硬掩模具有N个开口。

5.根据权利要求1所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，由具有各种深度的所述多个接触孔穿透的所述多个电介质层的数量从所述接触区域的所述第一边界朝向所述接触区域的所述第二边界逐渐增加。

6.根据权利要求1所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，当形成所述多个接触孔时，所述多个电介质层和所述多个牺牲层沿着从所述接触区域的所述第一边界朝向所述接触区域的所述第二边界的横向方向具有相同的长度。

7.根据权利要求1所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，用所述导电层替换所述牺牲层和所述牺牲填充层包括：

去除所述牺牲层和所述牺牲填充层以在所述多个电介质层与所述支撑物之间形成多个间隙，其中，所述多个间隙具有多个顶部开口；以及

通过所述多个顶部开口向下将导电材料填充到所述多个间隙中。

8.根据权利要求7所述的用于形成3D存储器件的方法，还包括在将所述导电材料填充到所述多个间隙中之前在所述多个间隙的表面上形成高K层、粘合层或阻挡层。

9.根据权利要求1所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，用所述导电层替换所述牺牲层和所述牺牲填充层包括：

在所述衬底的核心阵列区域中形成栅缝隙，其中，所述栅缝隙穿过所述交替的电介质堆叠层垂直延伸到所述衬底；

去除所述牺牲层和所述牺牲填充层，以在所述多个电介质层与所述支撑物之间形成多个间隙；以及

横向通过所述栅缝隙将导电材料填充到所述多个间隙中。

10.根据权利要求1所述的用于形成3D存储器件的方法，其中，所述多个虚设沟道孔中的一个设置在所述多个接触孔中的彼此相邻的两个接触孔之间。