[发明专利]3D存储器件及其制造方法

权利要求书

1.一种3D存储器件的制造方法，包括：

在衬底上形成第一叠层结构，其中，所述第一叠层结构包括交替堆叠的多个层间绝缘层和多个牺牲层；

形成贯穿所述第一叠层结构的多个沟道柱；

采用多个栅极导体层置换所述多个牺牲层，形成叠层结构；

其中，所述多个沟道柱与所述多个栅极导体层中的多个第一栅极导体层形成多个存储晶体管，与所述多个栅极导体层中的第二栅极导体层和第三栅极导体层分别形成第一选择晶体管和第二选择晶体管；

多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层沿垂直衬底表面方向的厚度是变化的；

所述第二栅极导体层位于所述第一栅极导体层下方时，第二栅极导体层与第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度大于多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度；和/或所述第三栅极导体层位于所述第一栅极导体层下方时，第三栅极导体层与第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度大于多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度由下向上逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，多个第一栅极导体层沿垂直衬底表面方向的厚度是变化的。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，形成叠层结构的步骤包括：

形成贯穿所述第一叠层结构的栅线缝隙；

通过栅线缝隙去除所述第一叠层结构中的所述多个牺牲层，以形成与所述栅线缝隙连通的空腔；

通过栅线缝隙在所述栅线缝隙和所述空腔中填充金属层；以及

对所述金属层进行蚀刻，重新形成栅线缝隙，从而将所述金属层分割成不同层面的所述多个栅极导体层。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，在形成栅线缝隙的步骤和形成空腔的步骤之间，还包括：采用所述栅线缝隙作为离子注入通道，在所述衬底中形成掺杂区。

6.根据权利要求4所述的制造方法，其中，在形成空腔的步骤和填充金属层的步骤之间，还包括：经由所述栅线缝隙，在所述多个层间绝缘层的表面上依次形成隔离层和阻挡层。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，在填充金属层的步骤和重新形成栅线缝隙之间，还包括：

依次形成封闭所述多个栅极导体层的端部的阻挡层和隔离层。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述隔离层为高K介质层。

9.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述阻挡层由选自钛、氮化钛或者钛/氮化钛复合结构中的至少一种组成。

10.根据权利要求4所述的制造方法，其中，还包括：在所述栅线缝隙内填充金属层以形成导电通道。

11.一种3D存储器件，包括：

衬底；

位于衬底上方的叠层结构，所述叠层结构包括交替堆叠的多个栅极导体层和多个层间绝缘层；

贯穿所述叠层结构的多个沟道柱；

其中，所述多个沟道柱与所述多个栅极导体层中的多个第一栅极导体层形成多个存储晶体管，与所述多个栅极导体层中的第二栅极导体层和第三栅极导体层分别形成第一选择晶体管和第二选择晶体管；

多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层沿垂直衬底表面方向的厚度是变化的；

所述第二栅极导体层位于所述第一栅极导体层下方时，第二栅极导体层与第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度大于多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度；和/或所述第三栅极导体层位于所述第一栅极导体层下方时，第三栅极导体层与第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度大于多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度。

12.根据权利要求11所述的3D存储器件，其中，多个第一栅极导体层之间的层间绝缘层的厚度由下向上逐渐变小。