[发明专利]三维存储器的形成方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种三维存储器的形成方法。所述三维存储器的形成方法包括如下步骤：形成第一堆叠层于衬底表面；形成连接层于所述第一堆叠层背离所述衬底的表面，所述连接层中具有暴露所述第一堆叠层的开口；沿所述开口刻蚀所述第一堆叠层，形成贯穿所述第一堆叠层的第一沟道孔，所述第一沟道孔的孔径小于所述开口的宽度；形成填充层于所述第一沟道孔和所述开口内。本发明简化了扩大连接层中开口尺寸的步骤，降低了三维存储器的制造难度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种三维存储器的形成方法。

背景技术

随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。

3D NAND存储器是一种从二维到三维通过堆叠技术而形成的存储器。随着集成电路生成工艺的成熟化，3D NAND存储器对各层生成工艺的成本和工艺性能要求越来越高。随着对3D NAND存储器更高的存储功能的需求，其堆叠的层数在不断的增加。

但是，当前在形成具有较高堆叠层数的3D NAND存储器的过程中，通常是采用多次沉积、刻蚀的方式实现。但是，这种多次沉积、刻蚀的方式制程工艺较为繁琐、复杂，从而导致多种问题的出现，例如上沟道孔在刻蚀过程中与下沟道孔的对准倾斜偏移较大、堆叠压力的增加导致平面的套刻标记偏移较大、上沟道孔与下沟道孔不对准等等，这些问题都极大的降低了3D NAND存储器的生产效率和产品良率。

因此，如何简化3D NAND存储器的生产步骤，提高3D NAND存储器的生产效率和产品良率，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种三维存储器的形成方法，用于解决现有的三维存储器生产工艺复杂、生产效率较低的问题，以实现在提高生产效率的同时改善产品良率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种三维存储器的形成方法，包括如下步骤：

形成第一堆叠层于衬底表面；

形成连接层于所述第一堆叠层背离所述衬底的表面，所述连接层中具有暴露所述第一堆叠层的开口；

沿所述开口刻蚀所述第一堆叠层，形成贯穿所述第一堆叠层的第一沟道孔，所述第一沟道孔的孔径小于所述开口的宽度；

形成填充层于所述第一沟道孔和所述开口内。

可选的，形成连接层于所述第一堆叠层背离所述衬底的表面的具体步骤包括：

形成连续覆盖的连接层于所述第一堆叠层背离所述衬底的表面；

形成掩膜层于所述连接层表面，所述掩膜层中具有暴露所述连接层的刻蚀窗口；

沿所述刻蚀窗口刻蚀所述连接层，于所述连接层中形成暴露所述第一堆叠层的所述初始开口；

扩大所述初始开口的宽度，形成所述开口。

可选的，扩大所述初始开口的宽度的具体步骤包括：

沿所述刻蚀窗口选择性刻蚀所述连接层，形成宽度大于所述刻蚀窗口宽度的所述开口。

可选的，所述连接层的材料为氧化物材料；沿所述刻蚀窗口选择性刻蚀所述连接层的具体步骤包括：

采用氢氟酸沿所述刻蚀窗口选择性刻蚀所述连接层。

可选的，沿所述开口刻蚀所述第一堆叠层，形成贯穿所述第一堆叠层的第一沟道孔的具体步骤包括：