[发明专利]3D NAND存储器的形成方法

权利要求书

1.一种3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有堆叠结构，所述堆叠结构包括若干交替层叠的牺牲层和隔离层，所述堆叠结构中具有第一沟道孔和第二沟道孔，所述第二沟道孔与第一沟道孔连通，且所述第二沟道孔相对于第一沟道孔存在对准偏移，在所述第一沟道孔和第二沟道孔的交界处形成台阶，所述的第一沟道孔中填充满牺牲材料层；

在所述第二沟道孔的侧壁形成侧墙；

形成侧墙后，去除牺牲材料层，露出第一沟道孔；

刻蚀所述第一沟道孔使得第一沟道孔的宽度变宽，使得台阶的宽度变小；

在台阶的宽度变小后，在所述第一沟道孔和第二沟道孔侧壁和底部上形成电荷存储层；在所述电荷存储层上形成沟道孔牺牲层；

依次刻蚀第一沟道孔底部上的沟道孔牺牲层和电荷存储层，形成开口。

2.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第一沟道孔使得第一沟道孔的宽度变宽采用湿法刻蚀或干法刻蚀。

3.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述堆叠结构包括第一堆叠结构和位于第一堆叠结构上的第二堆叠结构，所述第一堆叠结构和第二堆叠结构均包括若干交替层叠的牺牲层和隔离层，所述第一堆叠结构中具有贯穿第一堆叠结构厚度的第一沟道孔，所述第一沟道孔底部的半导体衬底中具有凹槽，所述凹槽中形成有半导体外延层；所述第二堆叠结构中形成有贯穿第二堆叠结构厚度的第二沟道孔；所述开口暴露出半导体外延层的表面。

4.如权利要求3所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述第一堆叠结构和第二堆叠结构的形成过程包括：在所述半导体衬底上形成有第一堆叠结构；刻蚀所述第一堆叠结构，形成贯穿第一堆叠结构厚度的第一沟道孔；在所述第一沟道孔底部的半导体衬底中形成凹槽；在所述凹槽中形成有半导体外延层；在第一沟道孔中填充满牺牲材料层；在第一堆叠结构和牺牲材料层上形成第二堆叠结构；刻蚀所述第二堆叠结构，形成有贯穿第二堆叠结构厚度的第二沟道孔，所述第二沟道孔与第一沟道孔连通，且所述第二沟道孔相对于第一沟道孔存在对准偏移，在所述第一沟道孔和第二沟道孔的交界处形成台阶。

5.如权利要求3所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述侧墙与第一堆叠结构和第二堆叠结构的材料不相同，所述牺牲材料层与第一堆叠结构和第二堆叠结构的材料不相同，所述侧墙与牺牲材料层的材料不相同。

6.如权利要求3所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述侧墙的形成过程为：在所述第二堆叠结构表面、第二沟道孔侧壁表面以及牺牲材料层表面形成侧墙材料层；无掩膜刻蚀去除所述第二堆叠结构和牺牲材料层表面的侧墙材料层，在第二沟道孔的侧壁形成侧墙。

7.如权利要求3所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，去除所述牺牲材料层采用湿法刻蚀。

8.如权利要求3所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，在形成所述电荷存储层之前，去除所述侧墙；在刻穿电荷存储层时，所述沟道孔牺牲层被同步刻蚀去除，或者在形成所述开口后，去除所述沟道孔牺牲层。

9.如权利要求8所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，在电荷存储层的表面上以及开口中形成沟道层；在沟道层上形成填充层，所述填充层填充满第一沟道孔和第二沟道孔。

10.如权利要求9所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，形成沟道层或形成填充层后，去除第一堆叠结构和第二堆叠结构中的牺牲层；在去除牺牲层的位置对应形成控制栅。

11.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述电荷存储层包括阻挡氧化层、位于阻挡氧化层上的电荷捕获层以及位于电荷捕获层上的隧穿氧化层。