[发明专利]三维存储器、制备方法及存储系统

说明书

本申请提供了三维存储器及其制备方法、存储系统。存储器包括：位于衬底一侧的叠层结构包括形成阶梯台阶的多个堆叠层，每个堆叠层包括绝缘层和栅极层。栅线间隙结构穿透叠层结构、并在平行于衬底且垂直于栅极层的延伸方向的第一方向延伸。顶部切口结构沿平行于衬底且垂直于第一方向的第二方向延伸、并与栅线间隙结构交叉；沿垂直于衬底的第三方向，至少穿透多个堆叠层中距离衬底最远的第一堆叠层，和/或延伸至覆盖在阶梯台阶上的台阶覆盖层。本申请提供的存储器通过设置与栅线间隙结构交叉的顶部切口结构，可增强三维架构中各存储块之间、各指存储区之间的连接和固定。基于该架构的存储器，在去除栅极牺牲层形成栅极的制程中具有更高的稳定性。

技术领域

本申请涉及半导体设计及制造领域，更具体地，涉及一种三维存储器的结构、一种三维存储器的制备方法以及一种存储系统。

背景技术

随着人工智能、大数据和物联网的兴起，以及移动通信、移动设备和云存储领域的发展，人们对存储器容量的需求呈现井喷式的增长。三维存储器因其具有集成度高、功耗低、编程和擦除速度快、可靠性好、成本低等特征，已经逐步成为主流的半导体存储器，受到广泛的关注。

然而，随着三维存储器堆叠层数的增加，各种工艺的应用都会遇到不同程度的挑战。此外，上述工艺所产生的诸如应力、介质薄膜层变形等问题也格外突出明显。进一步地，由于栅线间隙会将三维存储器分割成存储块和指存储区，因而会使三维存储器的三维架构变得更加不稳定。

因而，如何在不影响三维存储器性能的前提下，改善和释放三维存储器结构的局部应力，提高其三维架构的稳定性是目前亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供可至少部分地解决相关技术中存在的上述问题的三维存储器、制备方法及存储系统。

本申请一方面提供一种三维存储器，包括：叠层结构，位于衬底的一侧，并包括形成阶梯台阶的多个堆叠层，每个所述堆叠层包括绝缘层和栅极层；栅线间隙结构，穿透所述叠层结构，并在平行于所述衬底的第一方向延伸；以及顶部切口结构，沿平行于所述衬底、且垂直于所述第一方向的第二方向延伸，并与所述栅线间隙结构交叉，其中，所述顶部切口结构沿第三方向，至少穿透多个所述堆叠层中距离所述衬底最远的第一堆叠层，和/或延伸至覆盖在所述阶梯台阶上的台阶覆盖层中，其中所述第三方向为垂直于所述衬底的平行方向。

在一个实施方式中，所述三维存储器还包括顶部选择栅切口结构，所述顶部选择栅切口结构在所述第二方向上与所述栅线间隙结构间隔设置，其中，所述顶部切口结构在所述第三方向上与所述顶部选择栅切口结构具有相同的穿透长度。

在一个实施方式中，所述叠层结构具有沿所述第一方向形成的存储阵列区和台阶区；以及所述顶部切口结构形成于所述存储阵列区和所述台阶区中的至少之一。

在一个实施方式中，所述栅线间隙结构包括在所述第二方向上间隔设置的第一栅线间隙结构，所述第一栅线间隙结构将所述叠层结构分割成多个存储块，其中，至少一个所述顶部切口结构设置于所述台阶区，并在所述第二方向延伸穿过至少两个所述存储块。

在一个实施方式中，所述三维存储器还包括穿透所述叠层结构的多个沟道结构；以及所述栅线间隙结构沿所述第二方向设置于相邻的沟道结构之间，其中，所述顶部切口结构设置于所述存储阵列区，并沿所述第二方向在所述相邻的沟道结构之间延伸，且与所述相邻的沟道结构不接触。

在一个实施方式中，所述三维存储器还包括顶部选择栅切口结构，所述顶部选择栅切口结构在所述第二方向上与所述栅线间隙结构间隔设置；以及所述顶部切口结构沿所述第二方向在相邻的所述顶部选择栅切口结构之间延伸。

在一个实施方式中，所述顶部切口结构设置于所述存储阵列区，并沿所述第三方向穿透所述叠层结构。