[发明专利]三维半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种三维半导体器件制造方法，包括：

在衬底上形成交替的多个第一、第二掩模层构成的掩模层堆叠；刻蚀掩模层堆叠形成沟道孔，暴露衬底顶部、第一和第二掩模层侧壁；

去除第二掩模层的一部分以形成凹陷；

在沟道孔和凹陷中共形地形成阻挡层；

在阻挡层上形成存储层；

选择性刻蚀去除存储层的一部分以夹断存储层，进一步包括，在沟道孔和凹陷中共形地形成牺牲垫层，执行氧化和/或氮化工艺，将牺牲垫层部分地转化为牺牲层，在凹陷中的存储层上留下保护层，去除牺牲层，选择性刻蚀去除存储层的一部分，保留被保护层所覆盖的剩余存储层；

在沟道孔和凹陷中共形地形成隧穿层。

2.如权利要求1的三维半导体器件制造方法，其中，第一掩模层为绝缘材料，第二掩模层为半导体材料或绝缘材料。

3.如权利要求2的三维半导体器件制造方法，其中，绝缘材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、非晶碳、碳氮化硅、碳氧化硅、氮化硼、氧化铝的任一种或其组合。

4.如权利要求2的三维半导体器件制造方法，其中，半导体材料为硅、锗或其组合。

5.如权利要求2的三维半导体器件制造方法，其中，半导体材料为多晶、非晶、微晶。

6.如权利要求1的三维半导体器件制造方法，其中，形成阻挡层的步骤进一步包括：在沟道孔和凹陷中共形地形成粘附层；执行氧化和/或氮化工艺，将粘附层的至少一部分转化为阻挡层。

7.如权利要求6的三维半导体器件制造方法，其中，氧化工艺为ISSG、FRE-RTO、化学氧化。

8.如权利要求6的三维半导体器件制造方法，其中，粘附层材质与第二掩模层材质相同或相近。

9.如权利要求1的三维半导体器件制造方法，其中，形成凹陷之前、形成沟道孔之后进一步包括：在沟道孔底部衬底上外延生长形成外延层。

10.如权利要求1的三维半导体器件制造方法，其中，阻挡层和/或隧穿层的材质为氧化硅或高k材料。

11.如权利要求10的三维半导体器件制造方法，其中，存储层材质为氮化硅、氧化铪、氧化锆、氧化钇或其组合。

12.如权利要求1的三维半导体器件制造方法，其中，形成隧穿层之后进一步包括步骤：在沟道孔和凹陷中形成沟道层；在沟道层顶部形成漏极；刻蚀掩模层堆叠形成垂直开口，暴露剩余的第二掩模层侧壁和衬底顶部；选择性刻蚀去除剩余的第二掩模层，留下凹槽；在垂直开口底部形成共源极；在凹槽中形成控制栅极；形成源漏引出结构。