[发明专利]3D NAND存储器及其形成方法

说明书

一种3D NAND存储器及其形成方法，其中所述3D NAND存储器的形成方法，通过第一栅极隔槽区域中第一栅极隔槽和若干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，通过通孔区域中的选择栅隔断区将通孔区域的选择栅牺牲层断开，虽然第一栅极隔槽和若干栅极隔槽隔断区会将第一栅极隔槽区域顶层选择栅牺牲层断开，但是栅极隔槽隔断区底部的牺牲层仍是被保留的，即在形成第一栅极隔槽时每个存储块区中每一层的牺牲层和隔离层还是连接在一起的，因而在形成第一栅极隔槽时，使得堆叠结构的仍能保持很强的支撑强度，因而使第一栅极隔槽的侧壁不容易变形或倾斜，从而保证形成的第一栅极隔槽的特征尺寸的稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种降低3D NAND存储器及其方法。

背景技术

NAND闪存是一种功耗低、质量轻和性能佳的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。目前，平面结构的NAND闪存已近实际扩展的极限，为了进一步的提高存储容量，降低每比特的存储成本，提出了3D结构的3D NAND存储器。

现有3D NAND存储器的形成过程一般包括：在衬底上形成隔离层和牺牲层交替层叠的堆叠结构；刻蚀所述堆叠结构，在堆叠结构中形成沟道通孔，在形成沟道通孔后，刻蚀沟道通孔底部的衬底，在衬底中形成凹槽；在沟道通孔底部的凹槽中，通过选择性外延生长(Selective Epitaxial Growth)形成外延硅层，通常该外延硅层也称作SEG；在所述沟道通孔中形成电荷存储层和沟道层，所述沟道层与外延硅层连接；去除牺牲层，在去除牺牲层的位置形成控制栅或字线。

现有的存储器一般包括若干存储块(Block)以及位于存储块(Block)中的若干指存储区(Finger)，存储块与存储块之间以及指存储区与指存储区之间一般通过沿垂直方向贯穿堆叠结构的栅极隔槽隔开，但是现有3D NAND存储器制作过程中，栅极隔槽的特征尺寸容易波动，影响存储器的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在怎样保持3D NAND存储器制作过程中栅极隔槽的特征尺寸的稳定性。

本发明提供了一种3D NAND存储器的形成方法，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。

可选的，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。

可选的，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。