[发明专利]三维存储器及其制造方法

说明书

本公开提供了一种三维存储器及其制造方法。所述方法包括：在衬底上形成底部选择栅结构；形成贯穿所述底部选择栅结构并延伸至所述衬底的虚拟沟道底部开口；在所述虚拟沟道底部开口中形成虚拟沟道底部结构；在所述底部选择栅结构上形成堆叠结构；形成贯穿所述堆叠结构并延伸至所述虚拟沟道底部结构的虚拟沟道上部开口；以及基于所述虚拟沟道上部开口以及所述虚拟沟道底部结构形成虚拟沟道结构。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，更具体地，涉及三维存储器的结构及其制造方法。

背景技术

在三维存储器结构中，DCH(Dummy Channel Hole，虚拟沟道结构)为SS(StaircaseStructure)台阶区特有的支撑结构。在相关的工艺中，一般是在形成SS后，通过一步刻蚀打开DCH pattern(图形化开口)，并填入ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)SIN(氮化硅)进行过氧化形成DCH与周围堆叠结构的各层薄膜(film)结合紧密的“螺纹钢”外壳支撑结构，最后填充氧化硅(OX)介质。由于对支撑性的要求，需要DCH的pattern具有较高的Bottom/Bowing CD ratio(BB ratio，底部尺寸与顶部弓形外扩处的最大尺寸之比)，底部CD须满足一定尺寸。

然而，随着WL(Word Line，字线)层数进一步增加，一方面ET(Etch，刻蚀)工艺所能达到的BB ratio进一步减小，其中，Bowing CD过大会造成多个DCH坍塌成一片，Bottom CD过小会影响DCH的支撑性；另一方面深孔刻蚀造成DCH底部开口的保形性差，也会影响DCH的支撑性。此外，由于不同的DCH可具有不同的CD尺寸和不同的形状，如孔形或槽形，且位于台阶区不同位置的DCH开口需刻蚀的堆叠结构的叠层数会不同，这些都会导致不同DCH图形的刻蚀速率不同，导致底部的刻蚀槽深度差异进一步增大。因此，需要寻找新的增加BB ratio以及改善刻蚀槽均匀性的方案。

发明内容

本申请提供了可至少部分解决相关技术中存在的上述问题的三维存储器及其制造方法。

根据一个方面，本申请提供了一种三维存储器的制造方法，所述方法包括：在衬底上形成底部选择栅结构；形成贯穿所述底部选择栅结构并延伸至所述衬底的虚拟沟道底部开口；在所述虚拟沟道底部开口中形成虚拟沟道底部结构；在所述底部选择栅结构上形成具有台阶区的堆叠结构；形成贯穿所述堆叠结构并延伸至所述虚拟沟道底部结构的虚拟沟道上部开口；以及基于所述虚拟沟道上部开口以及所述虚拟沟道底部结构形成虚拟沟道结构。

在一个实施方式中，基于所述虚拟沟道上部开口以及所述虚拟沟道底部结构形成虚拟沟道结构包括：在所述虚拟沟道上部开口中形成虚拟沟道上部结构，所述虚拟沟道上部结构与所述虚拟沟道底部结构构成虚拟沟道结构。

在一个实施方式中，所述虚拟沟道底部结构的顶面的关键尺寸大于所述虚拟沟道上部结构的底面的关键尺寸。

在一个实施方式中，基于所述虚拟沟道上部开口以及所述虚拟沟道底部结构形成虚拟沟道结构包括：去除所述虚拟沟道底部结构，暴露出的所述虚拟沟道底部开口与所述虚拟沟道上部开口连通构成虚拟沟道开口；以及在所述虚拟沟道开口中形成虚拟沟道结构。

在一个实施方式中，形成贯穿所述底部选择栅结构并延伸至所述衬底的虚拟沟道底部开口包括：经由具有虚拟沟道底部开口图形、和底部选择栅切线开口图形的同一掩模版，在形成所述虚拟沟道底部开口的同时，形成贯穿所述底部选择栅结构并延伸至所述衬底的底部选择栅切线开口。

在一个实施方式中，在所述虚拟沟道底部开口中形成虚拟沟道底部结构包括：在形成所述虚拟沟道底部结构的同时，在所述底部选择栅切线开口中形成底部选择栅切线。

在一个实施方式中，在衬底上形成底部选择栅结构包括：在所述衬底上交替堆叠多个第一绝缘层以及底部选择栅极牺牲层，堆叠的多个所述第一绝缘层以及底部选择栅极牺牲层形成所述底部选择栅结构。