[发明专利]三维存储器结构及其制备方法

权利要求书

1.一种三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

提供半导体衬底；

于所述半导体衬底上形成叠层结构，并于所述叠层结构中形成沟道孔及与所述沟道孔之间具有间距的栅极隔槽，所述沟道孔及所述栅极隔槽均沿垂直于所述半导体衬底的方向贯穿所述叠层结构；

于所述栅极隔槽底部对应的所述半导体衬底内形成源极区域；以及

于所述栅极隔槽内形成内芯和包围所述内芯的外层，以形成阵列共源极结构，其中，所述内芯包括多晶硅填充层；所述外层包括金属层，所述外层与所述源极区域电连接。

2.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述叠层结构包括交替堆叠的牺牲层及绝缘介质层，所述制备方法还包括步骤：

基于所述栅极隔槽去除所述牺牲层，以形成牺牲间隙；以及

于所述牺牲间隙内形成栅极层。

3.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述栅极隔槽包括N个上下连通设置的子栅极隔槽，N为大于等于2的整数。

4.根据权利要求3所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述沟道孔包括N个上下连通设置的子沟道孔，各所述子沟道孔与各所述子栅极隔槽一一对应，至少第1子沟道孔至第N-1子沟道孔对应与第1子栅极隔槽至第N-1子栅极隔槽基于同一工艺制备。

5.根据权利要求4所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述第1子沟道孔至所述第N-1子沟道孔对应与所述第1子栅极隔槽至所述第N-1子栅极隔槽基于同一工艺制备，形成所述第N-1子沟道孔及所述第N-1子栅极隔槽之后包括形成第N子沟道孔并制备得到所述沟道孔，以及对所述沟道孔进行功能材料层填充的步骤，进行所述功能材料层填充之后还包括步骤：形成第N子栅极隔槽，以制备所述栅极隔槽。

6.根据权利要求3所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述叠层结构包括在垂直于所述半导体衬底表面的方向上依次堆叠的N个子叠层结构，各所述子叠层结构与各所述子栅极隔槽一一对应，其中，形成所述栅极隔槽及所述叠层结构的方法包括：

于所述半导体衬底上形成底层子叠层结构；

于所述底层子叠层结构中形成贯穿所述底层子叠层结构的底层牺牲柱；

在所述底层子叠层结构以及底层牺牲柱上形成顶层子叠层结构；

在所述顶层子叠层结构内形成露出下层牺牲柱的顶层子栅极隔槽；

通过所述顶层子栅极隔槽去除下方的牺牲柱。

7.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，形成所述栅极隔槽后还包括步骤：于所述栅极隔槽的侧壁上形成隔离层，且所述外层形成于所述隔离层上。

8.根据权利要求7所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，形成所述隔离层之后还包括步骤：于所述隔离层表面制备过渡层，且所述外层形成于所述过渡层表面。

9.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，形成所述沟道孔之后还包括步骤：于所述沟道孔的内壁上形成高介电常数介质层，于所述高介电常数介质层表面形成功能侧壁层，以及于所述功能侧壁层表面形成沟道层。

10.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括于所述半导体衬底上制备底部叠层结构的步骤，所述叠层结构形成于所述底部叠层结构上，其中，还包括于所述沟道孔底部制备底部外延层步骤，所述底部外延层与所述底部叠层结构相接触，并基于所述底部叠层结构于所述外延层部分外壁上形成侧壁保护层。

11.根据权利要求1所述的三维存储器结构的制备方法，其特征在于，所述金属层包括无氟钨层。