[发明专利]半导体器件结构中多晶硅材料填充及3D NAND存储器制备方法

权利要求书

1.一种半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底，所述衬底划分为阵列区域及外围区域，在位于所述阵列区域的所述衬底的正面形成堆叠结构，在所述堆叠结构中形成沟道结构；

在所述堆叠结构的侧面以及位于外围区域的所述衬底的表面形成保护层；

在所述沟道结构上方形成多晶硅材料层；

去除多晶硅材料层形成工艺中在所述保护层上形成的多晶硅；

去除所述保护层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，所述半导体器件结构为3D NAND存储器，在所述沟道结构上形成多晶硅材料作为多晶硅插塞，所述多晶硅插塞与所述沟道结构的沟道层连接。

3.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，在所述堆叠结构中形成沟道结构还包括以下步骤：

沿所述堆叠结构的堆叠方向在所述堆叠结构中形成沟道孔；

在所述沟道孔的侧壁上形成存储器层及多晶硅沟道层，在所述沟道孔中间填充介电层。

4.根据权利要求3所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，在所述沟道结构上方形成多晶硅材料层还包括以下步骤：

刻蚀所述介电层在所述沟道结构的顶部形成沟槽；

在所述沟槽中沉积多晶硅；

对所述多晶硅进行平坦化，去除所述堆叠结构上的多晶硅；

去除所述堆叠结构侧壁以及位于外围区域的所述衬底上的多晶硅。

5.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，所述保护层包括含碳材料膜层。

6.根据权利要求1或5所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，所述保护层为碳薄膜。

7.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，去除所述保护层包括将所述保护层进行灰化处理。

8.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，在位于外围区域的所述衬底的表面形成保护层包括：在位于所述外围区域的衬底的正面、背面以及所述衬底的侧壁上形成连续的保护层。

9.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，所述堆叠结构的侧面成台阶状，所述保护层形成在台阶的表面及侧壁上。

10.根据权利要求1所述的半导体器件结构中多晶硅材料的填充方法，其特征在于，还包括：

在所述多晶硅插塞以及所述堆叠结构上方形成绝缘帽层。

11.一种3D NAND存储器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供衬底，所述衬底划分为阵列区域及外围区域；

在位于所述阵列区域的衬底的正面交替叠置牺牲层和绝缘层形成堆叠结构，所述堆叠结构包括核心区及台阶区；

在所述核心区形成沟道孔，在所述沟道孔的侧壁上依次形成存储器层及沟道层，在所述沟道孔中间填充介电层；

在所述堆叠结构的所述台阶区及位于所述外围区域的衬底的表面形成保护层；

在所述沟道孔的顶部形成多晶硅插塞；

去除多晶硅插塞形成工艺中在所述保护层上形成的多晶硅；

去除所述保护层；

在所述堆叠结构中形成栅线缝隙；

通过所述栅线缝隙替换所述牺牲层形成字线层。

12.根据权利要求11所述的3D NAND存储器制备方法，其特征在于，在所述堆叠结构中形成沟道结构还包括以下步骤：

沿所述堆叠结构的堆叠方向在所述堆叠结构中形成沟道孔；

在所述沟道孔的侧壁上形成存储器层及多晶硅沟道层，在所述沟道孔中间填充介电层。