[发明专利]三维存储器及其制作方法

说明书

本发明提供了一种三维存储器及其制作方法。该制作方法包括：提供堆叠体，堆叠体包括交替层叠的多层牺牲层和多层隔离层；采用第一掩膜板在堆叠体中刻蚀形成贯穿的沟道孔阵列；采用第二掩膜板在堆叠体中形成贯穿的栅极隔槽和环形槽，环形槽环绕栅极隔槽和沟道孔阵列；将牺牲层置换为控制栅结构，以形成栅极堆叠结构；在环形槽中形成密封环，密封环环绕栅极堆叠结构。由于本申请中用于形成共源极的栅极隔槽与用于形成密封环的环形槽是通过同一掩膜板形成的，掩膜板上主体图形间的设计差异较小，从而提高了刻蚀的工艺窗口，避免了现有技术中沟道通孔的刻蚀工艺与密封环采用深槽工艺不能兼容的问题，解决了环形槽底部的阻塞以及大量多晶硅残留的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种三维存储器及其制作方法。

背景技术

为了不断提高存储器密度容量，并且缩小存储器关键尺寸具有一定物理限制，因此，很多存储器设计与生产厂商改变了传统的2D集成模式，采用三维堆叠技术提高NAND闪存存储器的存储密度。

在目前3D NAND存储器中，通常采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的3D NAND存储器结构。为了得到上述堆叠式的3D NAND存储器结构，需要在硅衬底上形成牺牲层和隔离层交替层叠的堆叠体，并对堆叠体刻蚀形成沟道通孔(Channel Hole，CH)，在沟道通孔中形成沟道结构后，在堆叠体中形成栅极隔槽(Gate Line Slit，GLS)，然后去除牺牲层以填充与沟道结构接触的控制栅结构，并在栅极隔槽中形成共源极。

上述目前3D NAND存储器中还可以具有密封环(Seal Ring，SR)，密封环用于释放、阻隔3D NAND存储器件在封装过程中产生的应力，并阻隔3D NAND存储器件在制造、使用时的水汽，从而了保持存储器件的可靠性。

在现有技术中，密封环采用深槽工艺形成环绕堆叠体一周的环形槽并填充导电材料，环形槽与沟道通孔通常可以在相同的工艺步骤中共同形成。然而与环形槽相比，沟道通孔的深宽比很大，刻蚀的工艺窗口很小，刻蚀更为困难，导致沟道通孔的刻蚀工艺与深槽的刻蚀工艺不能兼容，易出现环形槽底部阻塞，大量多晶硅残留等问题，从而导致密封环的功能不能满足NAND存储器件的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三维存储器及其制作方法，以解决现有技术中密封环的功能不能满足三维存储器件的需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三维存储器的制作方法，包括以下步骤：提供堆叠体，堆叠体包括交替层叠的多层牺牲层和多层隔离层；采用第一掩膜板在堆叠体中刻蚀形成贯穿的沟道孔阵列；采用第二掩膜板在堆叠体中形成贯穿的栅极隔槽和环形槽，环形槽环绕栅极隔槽和沟道孔阵列；将牺牲层置换为控制栅结构，以形成栅极堆叠结构；在环形槽中形成密封环，密封环环绕栅极堆叠结构。

进一步地，采用第二掩膜板形成栅极隔槽和环形槽的步骤包括：提供第二掩膜板，第二掩膜板包括主体图形，用于通过曝光光源，主体图形包括第一图形和第二图形，第一图形用于形成栅极隔槽，第二图形环绕第一图形，用于形成环形槽；将第二掩膜板设置于堆叠体上，通过第二掩膜板对堆叠体进行刻蚀，以形成栅极隔槽和环形槽。

进一步地，第二图形包括分别位于第一图形不同侧的多个第二子图形，位于第一图形的相对侧的第二子图形沿第一方向或第二方向延伸，第一方向不同于第二方向。

进一步地，主体图形包括至少一个第一图形，第一图形沿第一方向延伸。

进一步地，主体图形包括多个第一图形，各第一图形沿第二方向顺序排列。

进一步地，在第一方向上，各第一图形与第二图形之间的距离相等。

进一步地，第一图形和第二子图形均为矩形。