[发明专利]一种3D NAND存储器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种3D NAND存储器及其制造方法，包括：衬底，位于所述衬底上方的源极层，位于所述源极层上方的底部选择管层，位于所述底部选择管层上方的存储阵列堆栈层，在垂直于所述衬底的第一方向上贯穿所述存储阵列堆栈层、底部选择管层、源极层、以及部分衬底的沟道叠层结构，在所述第一方向上贯穿所述底部选择管层、源极层、以及部分衬底的支撑柱，在蚀刻沟道孔内的ONO层的过程中，支撑柱既能在电性上实现两边的BSG结构独立控制，同时也能起到支撑的作用。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域及其制造方法，特别涉及一种3D NAND存储器及其制造方法。

背景技术

NAND存储器件是具有功耗低、质量轻且性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。平面结构的NAND器件已近实际扩展的极限，为了进一步的提高存储容量，降低每比特的存储成本，提出了3D NAND存储器。在3D NAND存储器结构中，采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的存储器结构。

随着3D NAND的堆栈层数增加，对存储串沟道孔的蚀刻难度越来越大，且多个沟道柱底部的硅外延层经由衬底形成共源极连接，蚀刻难度进一步增大，所以现有技术采用多个沟道柱底端的沟道层经由衬底上方的源极层形成共源极连接以减小蚀刻难度。

然后，为了形成位于衬底上方的源极层，实现沟道与共源极通道之间的电连接，需要对沟道叠层结构的ONO层进行蚀刻以暴露出里层的沟道层，在蚀刻掉牺牲层后由于堆栈层数较多，容易造成坍塌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D NAND存储器及其制造方法，在沟道柱之间形成分隔底部选择管层的支撑柱，可以在源极层的结构形成中起到很好的支撑作用。

一方面，本发明提供了一种3D NAND存储器包括：

衬底；

位于所述衬底上方的源极层；

位于所述源极层上方的底部选择管层；

位于所述底部选择管层上方的存储阵列堆栈层；

在垂直于所述衬底的第一方向上贯穿所述存储阵列堆栈层、底部选择管层、源极层、以及部分衬底的沟道叠层结构；

在所述第一方向上贯穿所述底部选择管层、源极层、以及部分衬底的支撑柱。

进一步优选的，所述支撑柱由复合膜层所形成，所述复合膜层包括由外而内依次形成的第一支撑层、蚀刻阻挡层、以及第二支撑层，且所述支撑柱贯穿所述源极层的部位至少包括所述第二支撑层。

进一步优选的，所述源极层包括：侧壁外延层、层间绝缘层、以及导体层。

进一步优选的，还包括：形成在所述底部选择管层上方的所述复合膜层。

进一步优选的，所述形成在所述底部选择管层上方的所述复合膜层与所述支撑柱的复合膜层结构相同。

进一步优选的，所述底部选择管层包括交替层叠的绝缘层和底部选择栅极层。

进一步优选的，所述底部选择管层包括至少一个底部选择栅极层。

进一步优选的，所述支撑柱贯穿所述源极层的部位，还包括所述蚀刻阻挡层。

进一步优选的，所述第一支撑层和所述第二支撑层为氧化物，所述蚀刻阻挡层为氧化铝。

进一步优选的，所述沟道叠层结构包括阻挡绝缘层、电荷俘获层、隧穿绝缘层、以及沟道层，所述源极层在平行于所述衬底的第二方向上与所述沟道层接触。

另一方面，本发明提供了一种3D NAND存储器的制造方法，包括：

提供衬底，在所述衬底上形成牺牲层；