[发明专利]三维存储器、制备方法及存储系统

说明书

本申请公开了一种三维存储器、制备方法及存储系统。制备方法包括：形成包括多个堆叠层的叠层结构，其中每个堆叠层包括栅极牺牲层，将叠层结构划分为在第一方向排列的存储阵列区和台阶区，其中台阶区包括在第二方向错开设置的第一区域和第二区域，第一方向、第二方向和堆叠方向彼此垂直；去除第二区域中最上方的堆叠层的一部分，并在第二区域形成第二台阶结构，在第一区域形成在堆叠方向突出于第二台阶结构的第一台阶结构；形成贯穿叠层结构、并与第一区域错开设置的栅线间隙，经由栅线间隙去除部分栅极牺牲层以形成牺牲间隙，并在牺牲间隙内填充导电材料以形成栅极层；以及在第一区域形成与栅极层连接的字线接触。

技术领域

本申请涉及半导体器件领域，更具体地，涉及三维存储器、三维存储器的制备方法以及存储系统。

背景技术

三维存储器包括由栅极层和介质层交替堆叠形成的堆叠结构，其中位于堆叠结构中台阶区的字线接触可实现栅极层与外部电路的电连接。

在常规的三维存储器制备方法中，为了实现字线接触与栅极层的有效电连接，通常在栅极层的端部设置沿堆叠方向突出的增厚部，以使栅极层的端部在与字线接触连接的过程中，不会因为栅极层的厚度过薄而造成击穿。

然而，随着三维存储器集成度的提高以及堆叠层数的增加，字线接触的接触孔的深度日益加深，因而在形成接触孔的过程中极易造成栅极层击穿。此外，过大的增厚部还影响了同在台阶区形成的虚拟沟道结构的形工艺窗口。另外，在上述过刻蚀的接触孔中填充用于形成字线接触的导电材料之后，会导致不同栅极层之间短接(即，不同层之间的字线桥接)，从而引发三维存储器的失效。

因此，如何在不影响三维存储器结构性能的前提下，实现字线接触与栅极层的有效电连接是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决或部分解决相关技术中存在的上述问题中，本申请的一方面提供了一种三维存储器的制备方法，所述方法可包括：形成包括多个堆叠层的叠层结构，其中每个所述堆叠层包括栅极牺牲层，将所述叠层结构划分为在第一方向排列的存储阵列区和台阶区，其中所述台阶区包括在第二方向错开设置的第一区域和第二区域，所述第一方向、所述第二方向和堆叠方向彼此垂直；去除所述第二区域中最上方的堆叠层的一部分，并在所述第二区域形成第二台阶结构，在所述第一区域形成在所述堆叠方向突出于所述第二台阶结构的第一台阶结构；形成贯穿所述叠层结构、并与所述第一区域错开设置的栅线间隙，经由所述栅线间隙去除所述栅极牺牲层以形成牺牲间隙，并在所述牺牲间隙内填充导电材料以形成栅极层；以及在所述第一区域形成与所述栅极层连接的字线接触。

在一个实施方式中，所述栅极牺牲层包括位于所述第一区域中的第一局部和位于所述第二区域中的第二局部，经由所述栅线间隙去除所述栅极牺牲层以形成牺牲间隙，并在所述牺牲间隙内填充导电材料以形成栅极层包括：经由所述栅线间隙，去除所述第二局部，并去除部分所述第一局部，从而形成所述牺牲间隙；在所述牺牲间隙内填充所述导电材料以形成所述栅极层，使得所述第一台阶结构形成为第一阶梯结构，所述第二台阶结构形成为第二阶梯结构，以及剩余的所述栅极牺牲层形成为第一介质层，其中，所述第一阶梯结构包括多个第一台阶，位于最上方的第一台阶包括所述第一介质层，其余的所述第一台阶包括在所述第一方向分布的所述栅极层和所述第一介质层；所述第二阶梯结构包括多个第二台阶，每个所述第二台阶包括所述栅极层；以及所述第一阶梯结构在所述堆叠方向突出于所述第二阶梯结构的高度为所述位于最上方的第一台阶的厚度。