[发明专利]3D存储器件及其制造方法

说明书

公开了一种3D存储器件及其制造方法，包括：在衬底上形成第一叠层结构；形成贯穿第一叠层结构的第一柱体；在第一叠层结构上形成第二叠层结构；形成贯穿第二叠层结构的第二柱体；去除第一柱体和第二柱体的一部分，形成沟道孔；以及在沟道孔内形成沟道柱，其中，第一柱体至少包括线性氧化层和多晶硅层，第二柱体至少包括线性氧化层；第一柱体和第二柱体的线性氧化层在第一叠层结构和第二叠层结构的边界处断开，且在断开处沟道柱连续延伸。本发明实施例在第一叠层结构内形成线性氧化层和多晶硅层，在第二叠层结构内形成线性氧化层，在刻蚀多晶硅层时两层叠层结构内的线性氧化层可以避免连接处叠层结构受损，从而提高3D存储器件的良率和可靠性。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，特别涉及3D存储器件及其制造方法。

背景技术

存储器件的存储密度的提高与半导体制造工艺的进步密切相关。随着半导体制造工艺的孔径越来越小，存储器件的存储密度越来越高。为了进一步提高存储密度，已经开发出三维结构的存储器件(即，3D存储器件)。3D存储器件包括沿着垂直方向堆叠的多个存储单元，在单位面积的晶片上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。

在例如3DNAND闪存的三维存储器件中，存储阵列可包括具有沟道柱的核心(core)区。沟道柱形成于垂直贯穿三维存储器件的堆叠层(stack)的沟道孔中。通常通过单次刻蚀来形成堆叠层的沟道孔。但是为了提高存储密度和容量，三维存储器的层数(tier)继续增大，例如从64层增长到96层、128层或更多层。在这种趋势下，单次刻蚀的方法在处理成本上越来越高，在处理能力上越来越没有效率。

对于层数较高的堆叠结构，采用两个至多个叠层结构堆叠实现，在形成顶层叠层结构之前，底层叠层结构内会形成保护外延层(SEG)的线性氧化层和支撑顶层叠层结构的多晶硅层。在形成顶层叠层结构后，完全刻蚀去除多晶硅层和线性氧化层会使两层至多个叠层结构连接处的叠层结构受损，从而影响后续沟道柱的沉积。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种3D存储器件及其制造方法，在底层叠层结构内形成线性氧化层和多晶硅层，为顶层叠层结构提供支撑，在形成顶层叠层结构后，底层叠层结构的线性氧化物层可以避免刻蚀多晶硅层时外延层受损；两层叠层结构内的线性氧化层可以避免连接处叠层结构受损影响后续沟道柱的沉积，从而提高3D存储器件的良率和可靠性。

根据本发明的一方面，提供一种3D存储器件的制造方法，包括：

在衬底上形成第一叠层结构；

形成贯穿第一叠层结构的第一柱体；

在所述第一叠层结构上形成第二叠层结构；

形成贯穿第二叠层结构的第二柱体；

去除所述第一柱体和所述第二柱体的一部分，形成沟道孔；以及

在所述沟道孔内形成沟道柱，

其中，所述第一柱体至少包括线性氧化层，所述第二柱体至少包括线性氧化层；

所述第一柱体的线性氧化层和第二柱体的线性氧化层在第一叠层结构和第二叠层结构的边界处断开；

在线性氧化层断开的位置，所述沟道柱连续延伸。

优选地，形成所述第一叠层结构和所述第一柱体的步骤包括：

在所述衬底上交替地沉积多个牺牲层和多个层间绝缘层形成第一叠层结构；

对所述第一叠层结构进行刻蚀，形成贯穿所述第一叠层结构的第一沟道孔，所述第一沟道孔延伸至所述衬底，并在所述衬底内部形成硅槽；

在所述硅槽内形成外延层，以及在所述第一沟道孔内形成覆盖所述外延层的线性氧化层和多晶硅层。

优选地，形成所述第二叠层结构和所述第二柱体的步骤包括：