[发明专利]三维存储器及其制备方法

说明书

本申请提供三维存储器及其制备方法。该三维存储器可以包括：位于衬底或半导体层一侧的叠层结构；栅线隙结构，贯穿叠层结构；以及多个连接结构，位于栅线隙结构上，并连接叠层结构分别位于栅线隙结构两侧的部分，使得栅线隙结构的顶部部分分段。根据本申请的三维存储器具有改善的结构稳定性和晶圆翘曲度，且工艺窗口大、实施成本低。

技术领域

本申请涉及半导体设计及制造领域，更具体地，涉及三维存储器 的结构及其制备方法。

背景技术

目前，三维存储器通过栅极叠层结构提供选择晶体管和存储晶体 管的栅极层，通过沟道结构提供选择晶体管和存储晶体管的沟道层和 栅介质层。

三维存储器的制备过程涉及多道刻蚀、沉积和热处理工艺，由此 引发的晶圆翘曲问题有可能导致无法继续在机台中对晶圆进行加工。 为了缓解晶圆翘曲问题，技术人员通常需要对制程中生长的各层膜的 应力进行精细调节，或者在晶圆背面追加生长应力调节膜，以使晶圆 翘曲度符合工艺规格。然而，对各层膜应力的调节需要技术人员针对 不同的产品和制程进行相应调整和优化，这不但增加了工艺的复杂度， 而且对于晶圆翘曲的改善效果也很有限，而追加应力调节膜则额外增 加了生产成本，降低了产品的竞争力。

此外，为了形成栅极层，需要首先通过栅线缝隙对叠层结构中的 牺牲层进行刻蚀来形成栅极间隙。而在牺牲层被去除之后，作为存储 器主体部分的叠层结构的稳定性会极大地降低，并且随着叠层结构的 层数不断增加，甚至会出现主体结构的倒塌。

发明内容

本申请提供可至少部分地解决现有技术中存在的上述问题的三维 存储器及其制备方法。

本申请一方面提供三维存储器，该存储器可以包括：位于衬底或 半导体层一侧的叠层结构；栅线隙结构，贯穿叠层结构；以及多个连 接结构，位于栅线隙结构上，并连接叠层结构分别位于栅线隙结构两 侧的部分，使得栅线隙结构的顶部部分分段。

在一个实施方式中，栅线隙结构可以沿着平行于衬底或半导体层 的第一方向延伸，并沿着平行于衬底或半导体层的与第一方向垂直的 第二方向以预定间隔平行排列，多个连接结构可以位于栅线隙结构中 的一个或多个上。在一个实施方式中，多个连接结构中的相邻的连接 结构可以在第二方向上彼此对准或彼此交错排列。在一个实施方式中， 多个连接结构中的位于同一栅线隙结构上的连接结构可以在第一方向 上以相同间隔均匀分布。在一个实施方式中，多个连接结构可以位于 由栅线隙结构中的相邻的两个栅线隙结构组成的组上，并且多个连接 结构中的相邻的连接结构可以在第二方向上彼此交错排列，多个连接 结构中的位于同一栅线隙结构上的连接结构可以在第一方向上以相同 间隔均匀分布，其中所述组可以通过一个其上未形成有连接结构的栅 线隙结构彼此间隔开。在一个实施方式中，连接结构可以包括绝缘材 料。在一个实施方式中，三维存储器还可以包括：多个沟道结构，贯 穿叠层结构，并且分布在栅线隙结构中的相邻的栅线隙结构之间。叠 层结构可以包括交替叠置的栅极层和绝缘层，并且栅极层与沟道结构 之间可以形成有阻挡层。在一个实施方式中，栅线隙结构可以包括绝 缘材料，使得栅极层分别位于栅线隙结构两侧的部分彼此电绝缘。

本申请另一方面提供三维存储器的制备方法，该方法可以包括： 在衬底的一侧形成叠层结构；形成贯穿叠层结构的栅线缝隙；以及在 栅线缝隙的顶部区域中形成多个连接结构，以连接叠层结构分别位于 栅线缝隙两侧的部分，使得栅线缝隙的顶部区域分段。