[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制备方法，其特征在于，所述三维存储器结构制备方法包括：

提供一半导体衬底；

于所述半导体衬底上依次形成外延牺牲层和堆叠结构，所述堆叠结构包括交替堆叠的层间介质层与牺牲层，所述堆叠结构包括沿第一方向依次设置的核心区域和阶梯区域，所述阶梯区域包括沿第二方向依次设置第一连接区，第二连接区以及第三连接区，所述第二连接区包括沿所述第二方向依次设置的第一台阶分区和第二台阶分区；

于所述阶梯区域的所述第二连接区中形成沿所述第一方向延伸的阶梯槽，所述阶梯槽包括若干第一台阶以及若干第二台阶，所述第一台阶位于所述第一台阶分区，所述第二台阶位于所述第二台阶分区，在自所述堆叠结构指向所述半导体衬底的方向上，同级的所述第一台阶和所述第二台阶的顶面分别显露出位于不同层的所述牺牲层的表面；

于被所述第一台阶和所述第二台阶的顶面显露出的所述牺牲层的表面上形成蚀刻缓冲层，所述蚀刻缓冲层为导电材料；

于形成有所述蚀刻缓冲层的所述阶梯区域中形成接触孔，所述接触孔显露所述蚀刻缓冲层或贯穿所述蚀刻缓冲层，其中，所述接触孔分别位于所述阶梯区域的所述第二连接区的所述第一台阶分区和所述第二台阶分区；

于至少部分所述接触孔中填充填孔牺牲层，其中，所述第一台阶分区和所述第二台阶分区中至少存在一填充有所述填孔牺牲层的所述接触孔；

于所述堆叠结构中形成贯穿所述堆叠结构的栅线隔离槽，所述栅线隔离槽显露出所述外延牺牲层；

基于所述栅线隔离槽去除所述堆叠结构中的所述牺牲层，以形成栅极间隙，所述栅极间隙显露出所述蚀刻缓冲层的部分端部，并且位于所述阶梯区域的第二连接区中部的所述牺牲层被保留；

于所述栅极间隙中形成栅极导电部，其中，所述栅极导电部与所述蚀刻缓冲层连接；

利用导电材料替换所述接触孔中的所述填孔牺牲层，以形成连接柱。

2.根据权利要求1所述的三维存储器结构制备方法，其特征在于，所述核心区域中形成有垂直沟道结构，所述垂直沟道结构包括沿径向由外向内依次设置的功能侧壁层和沟道层；所述基于所述栅线隔离槽去除所述堆叠结构中的所述牺牲层，以形成栅极间隙的步骤之前还包括，基于所述栅线隔离槽去除所述外延牺牲层以形成外延间隙，并于所述外延间隙中形成外延层的步骤。

3.根据权利要求2所述的三维存储器结构制备方法，其特征在于，所述基于所述栅线隔离槽去除所述外延牺牲层以形成外延间隙，并于所述外延间隙中形成外延层的步骤中：

于所述栅线隔离槽的侧壁形成侧壁保护层；

基于形成有所述侧壁保护层的所述栅线隔离槽去除所述外延牺牲层，以及被所述外延牺牲层包围部分的的所述垂直沟道结构的功能侧壁层，以形成所述外延间隙。

4.根据权利要求3所述的三维存储器结构制备方法，其特征在于，所述于所述栅线隔离槽的侧壁形成侧壁保护层的步骤包括，于所述栅线隔离槽的侧壁依次形成由氮化层-氧化层-氮化层构成的侧壁保护层。

5.根据权利要求1所述的三维存储器结构制备方法，其特征在于，所述于形成有所述蚀刻缓冲层的所述阶梯区域中形成接触孔的步骤包括：

于形成有所述蚀刻缓冲层的所述阶梯区域中同时形成伪沟道孔和所述接触孔，其中，所述伪沟道孔依次贯穿位于所述第一连接区和/或所述第三连接区的所述堆叠结构及所述外延牺牲层，所述伪沟道孔位于所述阶梯区域的所述第一连接区和第三连接区。

6.根据权利要求5所述的三维存储器结构制备方法，其特征在于，所述于至少部分所述接触孔中填充填孔牺牲层的步骤包括：

于被所述伪沟道孔显露的所述外延牺牲层的侧壁表面及所述半导体衬底的侧壁表面表面形成侧壁氧化层；

于至少部分所述接触孔中填充填孔牺牲层，于形成有所述侧壁氧化层的所述伪沟道孔及未填充所述填孔牺牲层的所述接触孔中填充填孔氧化层，分别作为伪沟道结构和伪连接柱。