[发明专利]通孔结构的制备方法以及三维存储器的制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种通孔结构的制备方法，包括：提供包括第一堆叠层的基底结构；刻蚀第一堆叠层，形成第一通孔；在第一通孔底部形成外延生长层；在第一通孔内形成刻蚀阻挡层，刻蚀阻挡层至少覆盖外延生长层的表面；在第一通孔内形成填充结构；在第一堆叠层上形成第二堆叠层；刻蚀第二堆叠层，形成连通第一通孔的第二通孔；刻蚀以去除第一通孔内的填充结构；其中，刻蚀阻挡层的材料与以下任意之一的材料之间的刻蚀选择比满足刻蚀阻挡要求：第二堆叠层、填充结构、填充结构的氧化层。此外，本发明实施例还提供了一种三维存储器的制备方法，包括上述通孔结构的制备方法中的步骤。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种通孔结构的制备方法以及一种三维存储器的制备方法。

背景技术

随着技术的发展，半导体器件的结构不断更新变化，传统的通孔结构以及其形成工艺逐渐无法满足新型器件的功能需求。例如，对于三维存储器件，尤其是3D NAND存储器而言，随着人们对高存储密度的需求增加，器件的堆叠层数越来越多；三维存储器件的沟道通孔（Channel Hole，CH）通常需要对叠层进行刻蚀，直至暴露衬底结构而形成；在这种情况下，增多的堆叠层数对CH的刻蚀工艺产生了更高的要求和挑战。为了应对这一问题，本领域提出了使用多次堆叠技术实现深CH刻蚀的方法；即先完成下通孔，再沉积上叠层并刻蚀形成上通孔，上下通孔共同形成CH。

目前，多次堆叠技术中通常需要在沉积上叠层之前，采用牺牲材料填充已刻蚀完成的下通孔，从而保证上叠层不会塌陷；在刻蚀形成上通孔后，再去除下通孔内填充的牺牲材料。然而，在实际应用中，由于工艺原因，牺牲材料在下通孔内的填充往往存在裂缝（seam）；在刻蚀形成上通孔的工艺以及去除下通孔内牺牲材料的工艺中，由于裂缝的存在，刻蚀反应会损害下通孔底部的外延生长层（Selective Epitaxial Growth，SEG），造成SEG损伤，从而严重影响器件的工作可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种通孔结构的制备方法以及一种三维存储器的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种通孔结构的制备方法，所述方法包括：

提供基底结构，所述基底结构包括第一堆叠层；

刻蚀所述第一堆叠层，形成第一通孔；

在所述第一通孔底部形成外延生长层；

在所述第一通孔内形成刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层至少覆盖所述外延生长层的表面；

在所述第一通孔内形成填充结构；

在所述第一堆叠层上形成第二堆叠层；

刻蚀所述第二堆叠层，形成连通所述第一通孔的第二通孔；

刻蚀以去除所述第一通孔内的所述填充结构；

其中，所述刻蚀阻挡层的材料与以下任意之一的材料之间的刻蚀选择比满足刻蚀阻挡要求：所述第二堆叠层、所述填充结构、所述填充结构的氧化层。

上述方案中，所述刻蚀阻挡层的材料包括金属化合物。

上述方案中，所述刻蚀阻挡层的材料包括TiN。

上述方案中，所述在所述第一通孔内形成刻蚀阻挡层，包括：

在所述第一通孔内形成覆盖所述外延生长层的表面以及所述第一通孔的侧壁的刻蚀阻挡层。

上述方案中，所述刻蚀阻挡层采用原子层沉积工艺形成。

上述方案中，所述刻蚀阻挡层的厚度范围为5-60nm。