[发明专利]一种3D NAND存储器及其制造方法

说明书

本申请提供一种3D NAND存储器的制造方法，包括：在衬底上形成至少一层第一绝缘层和至少一层第一牺牲层；形成厚度大于第一牺牲层的第二牺牲层；刻蚀去除第二牺牲层的预设尺寸部分以及至少一层第一牺牲层的预设尺寸部分；形成至少一层第一电荷存储层以及第二电荷存储层，其中，第一电荷存储层的宽度大于第二电荷存储层；刻蚀去除第二电荷存储层以及部分至少一层第一电荷存储层。本申请提供的3D NAND存储器的制造方法，形成的顶部选择栅极层不包括电荷存储层，在顶部选择栅极开启或关断的过程中，可避免多晶硅沟道层内的电子迁移至电荷存储层中而产生弱电子注入效应，使得顶部选择栅极的阈值电压不稳定。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种3D NAND存储器及其制造方法。

背景技术

NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备，随着人们追求功耗低、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。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NAND存储器。

目前，CTF(电荷俘获)型3D NAND存储器的TSG(顶部选择栅极)为ONOP(阻挡层-电荷存储层-隧穿层-多晶硅沟道层)型，TSG在开启或关断时，会影响多晶硅沟道层中电荷的分布，使得多晶硅沟道层中的部分电子迁移至电荷存储层，而产生弱电子注入效应，使得TSG的阈值电压不稳定，而使得3DNAND存储器的数据读写能力不稳定，从而影响TSG的控制能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种3D NAND存储器及其制造方法，所述3DNAND存储器的顶部选择栅极不存在电荷存储层，在顶部选择栅极开启或关断的过程中，能够避免多晶硅沟道层内的电子迁移至电荷存储层中，从而使得顶部选择栅极具有稳定的阈值电压。

本申请一方面提供一种3D NAND存储器的制造方法，所述3D NAND存储器的制造方法包括以下步骤：提供衬底；在所述衬底上形成堆叠层，所述堆叠层包括至少一层第一绝缘层和至少一层第一牺牲层，所述第一绝缘层和所述第一牺牲层交替层叠形成，其中，所述至少一层第一绝缘层的层数比所述至少一层第一牺牲层的层数多一层；在所述堆叠层远离所述衬底的一侧形成第二牺牲层，所述第二牺牲层的厚度大于所述第一牺牲层的厚度；在所述第二牺牲层远离所述堆叠层的一侧形成第二绝缘层；沿层叠方向刻蚀所述第二绝缘层、第二牺牲层以及所述堆叠层，以形成贯穿所述第二绝缘层、第二牺牲层以及所述堆叠层的至少一个沟道孔，使得所述第二绝缘层、第二牺牲层、所述至少一层第一绝缘层及所述至少一层第一牺牲层具有外露于所述至少一个沟道孔的侧壁；从所述至少一个沟道孔内刻蚀去除所述第二牺牲层的预设尺寸部分以及所述至少一层第一牺牲层的预设尺寸部分，以使得所述第二牺牲层及每一第一牺牲层的侧壁均向内凹陷相同尺寸；从所述至少一个沟道孔内沉积形成电荷存储层，所述电荷存储层包括至少一层覆盖于所述第一牺牲层侧壁的第一电荷存储层以及覆盖于所述第二牺牲层侧壁的第二电荷存储层，其中，所述第一电荷存储层的宽度大于所述第二电荷存储层，以使得所述第一电荷存储层的侧壁凸出于所述第二电荷存储层的侧壁；从所述至少一个沟道孔内刻蚀所述电荷存储层，同时去除所述第二电荷存储层以及部分所述至少一层第一电荷存储层，以形成至少一层目标电荷存储层，所述目标电荷存储层覆盖于所述第一牺牲层的侧壁。