[发明专利]3D NAND存储器及其形成方法

权利要求书

1.一种3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有牺牲层和隔离层交替层叠的堆叠结构，将所述堆叠结构中最顶层的一层牺牲层做为顶层选择栅牺牲层，所述堆叠结构包括若干存储块区，每个存储块区包括平行于第一方向的若干通孔区域以及将若干通孔区域分隔开的若干第一栅极隔槽区域；

在所述通孔区域的顶层选择栅牺牲层中形成选择栅隔断区，所述选择栅隔断区在平行于第一方向的方向将通孔区域的顶层选择栅牺牲层断开；

在所述第一栅极隔槽区域的顶层选择栅牺牲层中形成若干栅极隔槽隔断区，若干栅极隔槽隔断区在垂直于第一方向的方向将第一栅极隔槽区域的顶层选择栅牺牲层断开；

以所述栅极隔槽隔断区为掩膜，刻蚀第一栅极隔槽区域中的堆叠结构，在所述第一栅极隔槽区域中的沿垂直方向贯穿堆叠结构的第一栅极隔槽，通过第一栅极隔槽和栅极隔槽隔断区将第一栅极隔槽区域的选择栅牺牲层断开，第一栅极隔槽区域中栅极隔槽隔断区底部的牺牲层仍是连通的；

形成第一栅极隔槽后，去除所述顶层选择栅牺牲层和堆叠结构中的其他牺牲层，在顶层选择栅牺牲层去除的位置对应形成顶层选择栅，在其他牺牲层去除的位置对应形成控制栅；

在所述第一栅极隔槽中形成第一阵列共源极。

2.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述选择栅隔断区和栅极隔槽隔断区的材料与牺牲层的材料不相同。

3.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述选择栅隔断区和栅极隔槽隔断区在同一工艺步骤形成。

4.如权利要求2所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述选择栅隔断区和栅极隔槽隔断区的形成过程为：在所述顶层选择栅牺牲层上形成掩膜层，所述掩膜层中具有暴露出通孔区域的顶层选择栅牺牲层部分表面的第一开口以及暴露出第一栅极隔槽区域的顶层选择牺牲层部分表面的若干第二开口，所述第一开口沿第一方向的长度等于通孔区域沿第一方向的长度，所述若干第二开口沿第一方向排布；以所述掩膜层为掩膜，沿所述第一开口和若干第二开口刻蚀所述顶层选择牺牲层，形成贯穿所述顶层选择牺牲层的第三开口和若干第四开口，所述第三开口与第一开口对应，所述第四开口与第二开口对应；在所述第三开口和若干第四开口中填充满隔离材料层，在所述第三开口中形成选择栅隔断区，在所述第四开口中栅极隔槽隔断区。

5.如权利要求2所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述选择栅隔断区和栅极隔槽隔断区的形成过程为：在所述顶层选择栅牺牲层上形成掩膜层，所述掩膜层中具有暴露出通孔区域的顶层选择栅牺牲层部分表面的第一开口以及暴露出第一栅极隔槽区域的顶层选择牺牲层全部表面的第二开口，所述第一开口沿第一方向的长度等于通孔区域沿第一方向的长度，所述第二开口沿第一方向的长度等于栅极隔槽区域沿第一方向的长度；以所述掩膜层为掩膜，沿所述第一开口和第二开口刻蚀所述顶层选择牺牲层，形成贯穿所述顶层选择牺牲层的第三开口和第四开口，所述第三开口与第一开口对应，所述第四开口与第二开口对应；在所述第三开口和第四开口中填充满隔离材料层，在所述第三开口中形成选择栅隔断区，在所述第四开口中初始栅极隔槽隔断区；在进行第一栅极隔槽刻蚀时，先刻蚀去除部分初始栅极隔断区，形成若干分立的栅极隔断区。

6.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述栅极隔槽隔断区沿垂直于第一方向上的宽度大于或等于第一栅极隔槽沿垂直于第一方向上的宽度。

7.如权利要求1所述的3D NAND存储器的形成方法，其特征在于，所述堆叠结构还包括平行于第一方向的若干第二栅极隔槽区，所述相邻的两个第二栅极隔槽区之间为一个存储区，所述第二栅极隔槽区沿第一方向上的长度大于第一栅极隔槽区在第一方向上的长度；刻蚀所述第二栅极隔槽区中的顶层选择栅牺牲层和堆叠结构，形成贯穿所述顶层选择栅牺牲层和堆叠结构的第二栅极隔槽，所述第二栅极隔槽的长度等于第二栅极隔槽区的长度；在所述第二栅极隔槽中形成第二阵列共源极。