[发明专利]三维存储器件及其制造方法

权利要求书

1.一种三维(3D)存储器件，包括：

衬底；

设置在所述衬底上的绝缘层；

设置在所述衬底上的栅极材料层，其中所述绝缘层和所述栅极材料层在垂直方向上交替堆叠；

在所述垂直方向上穿过所述栅极材料层的垂直结构，其中所述垂直结构包括：

在所述垂直方向上延长的半导体层；以及

在水平方向上围绕所述半导体层的捕获层；以及

缝隙结构，所述缝隙结构在所述垂直方向上穿过交替堆叠的所述绝缘层和所述栅极材料层，所述缝隙结构的侧壁上沉积有第二绝缘材料，所述第二绝缘材料填充所述缝隙结构的侧壁上的凹陷。

2.根据权利要求1所述的3D存储器件，所述捕获层包括在所述垂直方向上对齐且相互隔开的捕获区段。

3.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中所述捕获区段之一在所述水平方向上位于所述半导体层和所述栅极材料层之一之间。

4.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中所述绝缘层之一部分地位于所述捕获区段中的在所述垂直方向上彼此相邻的两个捕获区段之间。

5.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中所述捕获区段中的每者在所述垂直方向上的长度小于所述栅极材料层中的每者在所述垂直方向上的长度。

6.根据权利要求1所述的3D存储器件，还包括：

设置在所述绝缘层中的至少一个绝缘层中的气隙，其中所述气隙位于所述栅极材料层中的在所述垂直方向上彼此相邻的两个栅极材料层之间。

7.根据权利要求2所述的3D存储器件，其中所述垂直结构还包括在所述水平方向上围绕所述捕获层和所述半导体层的阻挡层，并且所述阻挡层包括在所述垂直方向上对齐并且相互隔开的阻挡区段。

8.根据权利要求7所述的3D存储器件，其中所述阻挡区段之一在所述水平方向上设置在所述捕获区段之一和所述栅极材料层之一之间。

9.根据权利要求1所述的3D存储器件，其中所述垂直方向与所述水平方向正交。

10.一种三维(3D)存储器件的制造方法，包括：

在衬底上形成交替的牺牲堆叠体，其中所述交替的牺牲堆叠体包括在垂直方向上交替堆叠的第一牺牲层和第二牺牲层；

形成在所述垂直方向上穿过所述交替的牺牲堆叠体的垂直结构，其中所述垂直结构包括：

在所述垂直方向上延长的半导体层；以及

在水平方向上围绕所述半导体层的捕获层；

形成在所述垂直方向上穿过所述交替的牺牲堆叠体的第一开口；

形成位于所述第二牺牲层之间的绝缘层，其中所述绝缘层和所述第二牺牲层在所述垂直方向上交替堆叠；

通过所述第一开口将所述第二牺牲层替代为栅极材料层；

在所述第一开口中形成缝隙结构，所述缝隙结构在所述垂直方向上穿过交替堆叠的所述绝缘层和所述栅极材料层，所述缝隙结构的侧壁上沉积有第二绝缘材料，所述第二绝缘材料填充所述缝隙结构的侧壁上的凹陷。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在通过所述第一开口将所述第二牺牲层替代为栅极材料层之前，还包括：

去除所述第一牺牲层，以露出所述垂直结构的部分；以及

在去除所述第一牺牲层之后执行第一蚀刻工艺，其中通过所述第一蚀刻工艺蚀刻所述捕获层，以包括在所述垂直方向上对齐并且相互隔开的捕获区段。

12.根据权利要求11所述的3D存储器件的制造方法，其中所述垂直结构还包括在所述水平方向上围绕所述捕获层和所述半导体层的阻挡层，并且所述3D存储器件的制造方法还包括：

在去除所述第一牺牲层之后并且在所述第一蚀刻工艺之前执行第二蚀刻工艺，其中通过所述第二蚀刻工艺对所述阻挡层进行蚀刻，以露出所述捕获层的部分。