[发明专利]半导体结构及其制备方法、存储器和存储系统

说明书

本发明提供了一种半导体结构及其制备方法、存储器和存储系统，半导体结构包括基底、堆叠结构以及栅缝隙结构，其中，堆叠结构设置于基底上，包括多个栅极结构以及将多个栅极结构电隔离的绝缘层，多个栅极结构沿平行于基底的第一方向延伸，且栅极结构的材料包括金属硅化物，栅缝隙结构沿垂直于基底的纵向穿过堆叠结构而延伸至基底中，并沿平行于基底且垂直于第一方向的第二方向延伸，且其中，绝缘层还位于栅缝隙结构和多个栅极结构之间，本发明提供的半导体结构，通过使用金属硅化物作为栅极结构的材料，代替了通过置换工艺制备的栅极结构，从而有效地避免了置换工艺中产生的氟在后续工艺中对半导体结构造成损伤。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法、存储器和存储系统。

背景技术

由于3D NAND闪存存储器(3D NAND Flash)中堆叠结构的层数在不断增加，通常选择减小堆叠结构的厚度，以降低在制备沟道结构以及栅缝隙结构的过程中，刻蚀形成沟道孔以及栅缝隙开口的难度。

但是，在减小堆叠结构厚度的同时，如何保证3D NAND闪存存储器的可靠性，是目前需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题或其他问题，本发明提供了以下技术方案。

一种半导体结构，所述半导体结构包括：

基底；

堆叠结构，设置于所述基底上，包括多个栅极结构以及将多个所述栅极结构电隔离的绝缘层，其中，多个所述栅极结构沿平行于所述基底的第一方向延伸，且所述栅极结构的材料包括金属硅化物；以及，

栅缝隙结构，沿垂直于所述基底的纵向穿过所述堆叠结构而延伸至所述基底中，并沿平行于所述基底且垂直于所述第一方向的第二方向延伸；

其中，所述绝缘层还位于所述栅缝隙结构和多个所述栅极结构之间。

根据本发明一实施例的半导体结构，其中，所述基底包括共源极层和停止层，所述停止层位于所述共源极层以及所述堆叠结构之间，所述栅缝隙结构沿所述纵向延伸至所述停止层中，其中，所述停止层的材料包括氮化物。

根据本发明一实施例的半导体结构，其中，所述半导体结构还包括沟道结构和保护层，其中，所述沟道结构的沟道层沿所述纵向穿过所述堆叠结构而延伸至所述共源极层中，所述保护层设置于所述堆叠结构上，并覆盖所述沟道结构，且被所述栅缝隙结构贯穿。

根据本发明一实施例的半导体结构，其中，所述栅缝隙结构的材料包括多晶硅和钨其中至少之一。

一种存储器，包括：

上述任一项所述的半导体结构；以及，

外围电路，所述外围电路与所述半导体结构电连接。

一种存储系统，包括：

上述存储器；以及，

控制器，所述控制器与所述存储器电连接，用以控制所述存储器。

一种半导体结构的制备方法，所述制备方法包括：

在衬底上形成堆叠结构以及沿垂直于所述衬底的纵向穿过所述堆叠结构的栅缝隙开口，其中，所述堆叠结构由多个介质层和多个多晶硅层组成；

去除多个所述介质层以得到多个与所述栅缝隙开口连通的空腔；

通过多个所述空腔，在多个所述多晶硅层表面形成金属层；

使多个所述多晶硅层与所述金属层发生化学反应而形成多个栅极结构；

在多个所述空腔中形成绝缘层而使多个所述栅极结构电隔离。