一种三维存储器及其通道孔结构的形成方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种三维存储器及其通道孔结构的形成方法，该形成方法通过第一通孔和第二通孔两次通孔形成工艺来形成所述三维存储器中的通道孔结构，大大降低了所述通道孔结构的工艺难度和成本，解决了在相同口径下，通孔深宽比过大导致的工艺难度大和成本高的问题，同时也降低了所述三维存储器的制作工艺难度和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种三维存储器及其通道孔结构的形成方法本申请为申请号201710134783.6的母案的分案申请
本专利技术涉及三维存储器
，尤其涉及一种三维存储器及其通道孔结构的形成方法。
技术介绍
随着三维存储器(如3DNAND)中ON(Oxide/Nitride)的层叠数目越来越多，使得在三维存储器中形成的通道孔的深度越来越大，而在采用单刻蚀工艺形成通道孔时，在相同孔径的情况下，通道孔的深度越大刻蚀难度越大。尤其是，当三维存储器中的叠层数目达到120及以上时，再采用单刻蚀的方法形成贯穿各叠层的通道孔时，存在刻蚀时间呈指数增长的现象，工艺效率较低，成本较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种三维存储器及其通道孔结构的形成方法，以降低三维存储器中通道孔结构的工艺难度和成本。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种三维存储器中通道孔结构的形成方法，该方法包括：提供基底，所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层，所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；形成完全贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层，并延伸至所述基底表面内的第一通孔；在第一通孔曝露的所述基底表面形成第一通道结构；在所述第一通孔侧壁形成第一功能层；在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构，所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面；在所述第一绝缘连接层内形成第一凹槽，所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆盖所述第一通孔在所述基底上的投影；在所述第一凹槽内形成第三通道结构，所述第三通道结构与所述第二通道结构相接触；在所述第三通道结构背离所述基底一侧依次形成第二堆叠层和第二绝缘连接层，所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；形成完全贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层，并延伸至所述第三通道结构表面内的第二通孔，所述第二通孔在所述基底上的投影与所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交叠；在所述第二通孔侧壁形成第二功能层；去除所述第二通道结构、所述第三通道结构和所述第二保护层、所述第一保护层，形成所述第一通孔和所述第二通孔相连通的第三通孔；在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构，所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面；在所述第四通道结构与所述第一填充结构形成的第二凹槽内形成第五通道结构，所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触。可选的，在所述第一通孔侧壁形成第一功能层包括：在所述第一通孔的侧壁和所述第一通道结构的表面形成第一隧穿层，用于产生电荷；在所述第一隧穿层表面形成第一存储层，用于存储电荷；在所述第一存储层表面形成第一阻挡层，用于阻挡所述第一存储层中的电荷流出；在所述第一阻挡层表面形成第一保护层，用于保护所述第一阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤；去除所述第一保护层、第一阻挡层、所述第一存储层和所述第一隧穿层位于所述第一通道结构表面的部分，形成第一功能层。可选的，在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构，所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面包括：形成覆盖所述第一保护层侧壁、所述第一通孔底部和第一绝缘连接层表面的第二通道层；去除部分所述第二通道层，使得所述第二通道层表面低于所述第一绝缘连接层，形成第二通道结构。可选的，在所述第二通孔侧壁形成第二功能层包括：在所述第二通孔的侧壁和所述第二通道结构的表面形成第二隧穿层，用于产生电荷；在所述第二隧穿层表面形成第二存储层，用于存储电荷；在所述第二存储层表面形成第二阻挡层，用于阻挡所述第二存储层中的电荷流出；在所述第二阻挡层表面形成第二保护层，用于保护所述第二阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤；去除所述第二保护层、第二阻挡层、所述第二存储层和所述第二隧穿层和所述第二通道结构位于所述第二通孔底部的部分，形成第二功能层，同时使得所述第二通孔与所述第一通孔向连通。可选的，在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构，所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面包括：在所述第三通孔侧壁和底部以及所述第一绝缘连接层表面形成第四通道层；在所述第四通道层表面形成覆盖所述第四通道层的第一填充层；去除部分所述第一填充层，使得所述第一填充层的表面低于所述第一绝缘连接层的表面，形成第一填充结构；去除部分所述第四通道层位于所述第一绝缘连接层表面的部分，保留所述第三通孔侧壁的部分，形成第四通道结构，所述第四通道结构的底部与所述第一通道结构直接接触，所述第四通道结构的表面高于所述第一填充结构的表面。一种三维存储器，包括：基底，所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层，所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层，并延伸至所述基底表面内的第一通孔；形成于第一通孔曝露的所述基底表面的第一通道结构；形成于所述第一通孔侧壁的第一功能层；依次形成于所述第一绝缘连接层背离所述基底一侧的第二堆叠层和第二绝缘连接层，所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层，并延伸至与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔构成第三通孔；形成于所述第二通孔侧壁的第二功能层；依次形成于所述第三通孔侧壁和底部的第四通道结构和第一填充结构，所述第四通道结构与所述第一通道结构相接触，所述第二填充结构的表面低于所述第四通道结构表面；形成于所述第四通道结构和所述第一填充结构形成的第二凹槽内的第五通道结构，所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触。一种三维存储器中通道孔结构的形成方法，所述三维存储器包括沿字线方向排布的第一区域、第二区域和第三区域，其中，所述第一区域用于形成通道孔结构，所述第三区域用于形成绝缘环结构，该方法包括：提供基底，所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层，所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域形成完全贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层，并延伸至所述基底表面内的第一通孔；在第一通孔曝露的所述基底表面形成第一通道结构；在所述第一通孔侧壁形成第一功能层；在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构，所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面；在所述第一绝缘连接层内形成第一凹槽，所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆盖所述第一通孔在所述基底上的投影；在所述第一凹槽内形成第三通道结构，所述第三通道结构与所述第二通道结构相接触；在所述第三通道结构背离所述基底一侧依次形成第二堆叠层和第二绝缘连接层，所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域形成完全贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层，并延伸至所述第三通道结构表面内的第二通孔，所述第二通孔在所述基底上的投影与所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交叠；在所述第二通孔侧壁形成第二功能层；去除所述第二通道结构、所述第三通道结构和所述第二保护层、所述第一保护层，形成所述第一通孔和所述第二通孔相连通的第三通孔；在位于所述第一区域的第三通孔的侧壁和底部形成第四通道结构，并在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域对应的所述第三通孔侧壁和底部形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器中通道孔结构的形成方法，其特征在于，该方法包括：提供基底，所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层，所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；形成完全贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层，并延伸至所述基底表面内的第一通孔；在第一通孔曝露的所述基底表面形成第一通道结构；在所述第一通孔侧壁形成第一功能层；在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构，所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面；在所述第一绝缘连接层内形成第一凹槽，所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆盖所述第一通孔在所述基底上的投影；在所述第一凹槽内形成第三通道结构，所述第三通道结构与所述第二通道结构相接触；在所述第三通道结构背离所述基底一侧依次形成第二堆叠层和第二绝缘连接层，所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；形成完全贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层，并延伸至所述第三通道结构表面内的第二通孔，所述第二通孔在所述基底上的投影与所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交叠；在所述第二通孔侧壁形成第二功能层；去除所述第二通道结构、所述第三通道结构和所述第二保护层、所述第一保护层，形成所述第一通孔和所述第二通孔相连通的第三通孔；在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构，所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面；在所述第四通道结构与所述第一填充结构形成的第二凹槽内形成第五通道结构，所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触；其中，第一通道结构为硅层。...

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器中通道孔结构的形成方法，其特征在于，该方法包括：提供基底，所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层，所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；形成完全贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层，并延伸至所述基底表面内的第一通孔；在第一通孔曝露的所述基底表面形成第一通道结构；在所述第一通孔侧壁形成第一功能层；在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构，所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面；在所述第一绝缘连接层内形成第一凹槽，所述第一凹槽在所述基底上的投影完全覆盖所述第一通孔在所述基底上的投影；在所述第一凹槽内形成第三通道结构，所述第三通道结构与所述第二通道结构相接触；在所述第三通道结构背离所述基底一侧依次形成第二堆叠层和第二绝缘连接层，所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；形成完全贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层，并延伸至所述第三通道结构表面内的第二通孔，所述第二通孔在所述基底上的投影与所述第一通孔在所述基底上的投影至少部分交叠；在所述第二通孔侧壁形成第二功能层；去除所述第二通道结构、所述第三通道结构和所述第二保护层、所述第一保护层，形成所述第一通孔和所述第二通孔相连通的第三通孔；在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构，所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面；在所述第四通道结构与所述第一填充结构形成的第二凹槽内形成第五通道结构，所述第五通道结构与所述第四通道结构相接触；其中，第一通道结构为硅层。2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述第一通孔侧壁形成第一功能层包括：在所述第一通孔的侧壁和所述第一通道结构的表面形成第一隧穿层，用于产生电荷；在所述第一隧穿层表面形成第一存储层，用于存储电荷；在所述第一存储层表面形成第一阻挡层，用于阻挡所述第一存储层中的电荷流出；在所述第一阻挡层表面形成第一保护层，用于保护所述第一阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤；去除所述第一保护层、第一阻挡层、所述第一存储层和所述第一隧穿层位于所述第一通道结构表面的部分，形成第一功能层。3.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述第一功能层侧壁和所述第一通道结构表面形成第二通道结构，所述第二通道结构的表面低于所述第一绝缘连接层表面包括：形成覆盖所述第一保护层侧壁、所述第一通孔底部和第一绝缘连接层表面的第二通道层；去除部分所述第二通道层，使得所述第二通道层表面低于所述第一绝缘连接层，形成第二通道结构。4.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述第二通孔侧壁形成第二功能层包括：在所述第二通孔的侧壁和所述第二通道结构的表面形成第二隧穿层，用于产生电荷；在所述第二隧穿层表面形成第二存储层，用于存储电荷；在所述第二存储层表面形成第二阻挡层，用于阻挡所述第二存储层中的电荷流出；在所述第二阻挡层表面形成第二保护层，用于保护所述第二阻挡层在后续去除工艺中不受到损伤；去除所述第二保护层、第二阻挡层、所述第二存储层和所述第二隧穿层和所述第二通道结构位于所述第二通孔底部的部分，形成第二功能层，同时使得所述第二通孔与所述第一通孔向连通。5.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述第三通孔侧壁和底部依次形成第四通道结构和第一填充结构，所述第一填充结构的表面低于所述第四通道结构的表面包括：在所述第三通孔侧壁和底部以及所述第一绝缘连接层表面形成第四通道层；在所述第四通道层表面形成覆盖所述第四通道层的第一填充层；去除部分所述第一填充层，使得所述第一填充层的表面低于所述第一绝缘连接层的表面，形成第一填充结构；去除部分所述第四通道层位于所述第一绝缘连接层表面的部分，保留所述第三通孔侧壁的部分，形成第四通道结构，所述第四通道结构的底部与所述第一通道结构直接接触，所述第四通道结构的表面高于所述第一填充结构的表面。6.一种三维存储器，其特征在于，包括：基底，所述基底表面形成有第一堆叠层和第一绝缘连接层，所述第一堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；贯穿所述第一堆叠层和所述第一绝缘连接层，并延伸至所述基底表面内的第一通孔；形成于第一通孔曝露的所述基底表面的第一通道结构；形成于所述第一通孔侧壁的第一功能层；依次形成于所述第一绝缘连接层背离所述基底一侧的第二堆叠层和第二绝缘连接层，所述第二堆叠层由多个交错叠加的氧化层和氮化层构成；贯穿所述第二堆叠层和所述第二绝缘连接层，并延伸至与所述第一通孔相连通的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔构成第三通孔；形成于所述第二通孔侧壁的第二功能层；依次形成于所述第三通孔侧壁和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕震宇，施文广，吴关平，潘锋，万先进，陈保友，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42