存储器及其形成方法技术

本公开提供的存储器的形成方法包括如下步骤：形成衬底、以及位于所述衬底上的半导体层；图案化所述半导体层，形成多个第一隔离结构和沟道区，所述第一隔离结构包括第一通孔和第二通孔、以及位于所述第一通孔和所述第二通孔之间的第一隔离柱；形成填充满所述第一通孔和所述第二通孔的第一填充层；去除所述第一隔离柱，形成位于所述第一填充层中的第三通孔；形成填充满所述第三通孔的阻挡层；去除所述第一填充层，暴露所述沟道区；形成覆盖于所述沟道区表面的栅极层。本公开简化了存储器的制造工艺，减小了相邻栅极层之间的厚度差异，提高了所述存储器内部多个所述栅极层之间的厚度均匀性。均匀性。均匀性。

【技术实现步骤摘要】
存储器及其形成方法


[0001]本公开涉及半导体制造
，尤其涉及一种存储器及其形成方法。

技术介绍

[0002]动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)是计算机等电子设备中常用的半导体装置，其由多个存储单元构成，每个存储单元通常包括晶体管和电容器。所述晶体管的栅极与字线电连接、源极与位线电连接、漏极与电容器电连接，字线上的字线电压能够控制晶体管的开启和关闭，从而通过位线能够读取存储在电容器中的数据信息，或者将数据信息写入到电容器中。
[0003]随着DRAM等存储器的尺寸不断缩小，存储器中的栅极结构已发展至占用面积更小的环形栅极结构(Gate All Around GAA)，存储器也从二维结构向三维结构发展。但是，在三维存储器中，相邻栅极层之间的厚度均匀性较差，且由于制备工艺的限制等原因，用于隔离相邻栅极层的阻挡层的材料选择性相对较少，例如所述阻挡层的材料一般均为氧化硅，从而降低了存储器的性能，且不利于存储器制造工艺的简化、以及存储器制造成本的降低。
[0004]因此，如何减小存储器中不同栅极层之间的厚度差异，提高阻挡层材料选择的灵活性，并提高相邻栅极层之间的隔离效果，降低相邻栅极层之间的电容耦合效应，从而改善存储器的性能，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本公开一些实施例提供的存储器及其形成方法，用于解决存储器中不同栅极层的厚度差异较大的问题，以提高存储器中多个栅极层厚度的均匀性，并提高相邻栅极层之间阻挡层材料选择的灵活性，提高相邻栅极层之间的隔离效果，降低相邻栅极层之间的电容耦合效应，从而改善存储器的性能，降低存储器的制造成本。
[0006]根据一些实施例，本公开提供了一种存储器的形成方法，包括如下步骤：
[0007]形成衬底、以及位于所述衬底上的半导体层；
[0008]图案化所述半导体层，形成多个第一隔离结构，残留于相邻两个所述第一隔离结构之间的部分所述半导体层形成沟道区，所述第一隔离结构包括沿垂直于所述衬底的顶面的方向均贯穿所述半导体层的第一通孔和第二通孔、以及由残留于所述第一通孔和所述第二通孔之间的所述半导体层形成的第一隔离柱；
[0009]形成填充满所述第一通孔和所述第二通孔的第一填充层；
[0010]去除所述第一隔离柱，形成位于所述第一填充层中的第三通孔；
[0011]形成填充满所述第三通孔的阻挡层；
[0012]去除所述第一填充层，暴露所述沟道区；
[0013]形成覆盖于所述沟道区表面的栅极层。
[0014]在一些实施例中，形成衬底、以及位于所述衬底上的半导体层的具体步骤包括：
[0015]提供衬底；
[0016]沿垂直于所述衬底的顶面的方向交替沉积第一子半导体层和第二子半导体层于所述衬底的顶面，形成所述半导体层。
[0017]在一些实施例中，图案化所述半导体层的具体步骤包括：
[0018]刻蚀所述半导体层，形成沿第一方向延伸其彼此平行的多个所述第一隔离结构，每个所述第一隔离结构包括所述第一隔离柱、以及沿第二方向分布于所述第一隔离柱相对两侧的所述第一通孔和所述第二通孔，残留于相邻两个所述第一隔离结构之间的所述第一子半导体层形成沟道区，所述第一方向为平行于所述衬底的顶面的方向，所述第二方向为平行于所述衬底的顶面、且与所述第一方向相交的方向。
[0019]在一些实施例中，在沿所述第二方向上，所述第一通孔的宽度与所述第二通孔的宽度相等。
[0020]在一些实施例中，所述半导体层包括第一区域、以及沿所述第一方向分布于所述第一区域外部的第二区域；刻蚀所述半导体层的具体步骤包括：
[0021]刻蚀所述半导体层的所述第一区域和所述第二区域，于所述第一区域形成多个所述第一隔离结构和多个所述沟道区，并同时于所述第二区域形成多个第二隔离结构，残留于相邻两个所述第二隔离结构之间的所述半导体层形成虚拟沟道区，所述第二隔离结构包括沿垂直于所述衬底的顶面的方向均贯穿所述半导体层的第四通孔和第五通孔、以及由残留于所述第四通孔和所述第五通孔之间的所述半导体层形成的第二隔离柱。
[0022]在一些实施例中，在沿所述第二方向上，所述第一隔离柱的宽度小于所述沟道区的宽度。
[0023]在一些实施例中，形成位于所述第一填充层中的第三通孔的具体步骤包括：
[0024]刻蚀位于所述半导体层的所述第一区域的顶面的所述第一填充层，形成暴露所述第一隔离柱的第一开口；
[0025]沿所述第一开口去除所述第一隔离柱，于所述第一区域形成所述第三通孔。
[0026]在一些实施例中，在沿所述第二方向上，所述第一开口的宽度大于或者等于所述第一隔离柱的宽度。
[0027]在一些实施例中，形成填充满所述第三通孔的阻挡层的具体步骤包括：
[0028]沿所述第一开口沉积绝缘材料于所述第三通孔，于所述第一区域形成阻挡层。
[0029]在一些实施例中，暴露所述沟道区之前，还包括如下步骤：
[0030]于所述半导体层的所述第二区域中形成支撑层。
[0031]在一些实施例中，于所述半导体层的所述第二区域中形成支撑层的具体步骤包括：
[0032]形成填充满所述第四通孔和所述第五通孔、并覆盖所述半导体层的所述第二区域的顶面的第二填充层；
[0033]去除所述第二隔离柱，于所述第二填充层中形成第六通孔；
[0034]于所述第六通孔内形成第一牺牲层；
[0035]去除所述第四通孔内和所述第五通孔内的所述第二填充层，暴露所述第四通孔和所述第五通孔；
[0036]沿所述第四通孔和所述第五通孔去除位于所述第二区域的部分所述第二子半导体层，形成位于相邻的所述第一子半导体层之间的第一空隙区域；
[0037]填充介质材料于所述第四通孔、所述第五通孔和所述第一空隙区域，形成支撑层。
[0038]在一些实施例中，暴露所述沟道区的具体步骤包括：
[0039]去除位于所述第一通孔内和所述第二通孔内的所述第一填充层，暴露所述第一通孔和所述第二通孔；
[0040]沿所述第一通孔和所述第二通孔去除位于所述第一区域的所述第二子半导体层，形成位于相邻两层所述第一子半导体层之间的第二空隙区域；
[0041]形成填充满所述第一通孔、所述第二通孔和所述第二空隙区域的第二牺牲层；
[0042]去除所述第二牺牲层，暴露所述沟道区、所述第一通孔、所述第二通孔和所述第二空隙区域。
[0043]在一些实施例中，形成覆盖于所述沟道区表面的栅极层的具体步骤包括：
[0044]形成填充所述第一通孔、所述第二通孔和所述第二空隙区域的所述栅极层。
[0045]在一些实施例中，形成填充所述第一通孔、所述第二通孔和所述第二空隙区域的所述栅极层的具体步骤包括：
[0046]形成覆盖于所述沟道区表面的栅介质层；
[0047]形成填充所述第一通孔、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：形成衬底、以及位于所述衬底上的半导体层；图案化所述半导体层，形成多个第一隔离结构，残留于相邻两个所述第一隔离结构之间的部分所述半导体层形成沟道区，所述第一隔离结构包括沿垂直于所述衬底的顶面的方向均贯穿所述半导体层的第一通孔和第二通孔、以及由残留于所述第一通孔和所述第二通孔之间的所述半导体层形成的第一隔离柱；形成填充满所述第一通孔和所述第二通孔的第一填充层；去除所述第一隔离柱，形成位于所述第一填充层中的第三通孔；形成填充满所述第三通孔的阻挡层；去除所述第一填充层，暴露所述沟道区；形成覆盖于所述沟道区表面的栅极层。2.根据权利要求1所述的存储器的形成方法，其特征在于，形成衬底、以及位于所述衬底上的半导体层的具体步骤包括：提供衬底；沿垂直于所述衬底的顶面的方向交替沉积第一子半导体层和第二子半导体层于所述衬底的顶面，形成所述半导体层。3.根据权利要求2所述的存储器的形成方法，其特征在于，图案化所述半导体层的具体步骤包括：刻蚀所述半导体层，形成沿第一方向延伸且彼此平行的多个所述第一隔离结构，每个所述第一隔离结构包括所述第一隔离柱、以及沿第二方向分布于所述第一隔离柱相对两侧的所述第一通孔和所述第二通孔，残留于相邻两个所述第一隔离结构之间的所述第一子半导体层形成沟道区，所述第一方向为平行于所述衬底的顶面的方向，所述第二方向为平行于所述衬底的顶面、且与所述第一方向相交的方向。4.根据权利要求3所述的存储器的形成方法，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述第一通孔的宽度与所述第二通孔的宽度相等。5.根据权利要求3所述的存储器的形成方法，其特征在于，所述半导体层包括第一区域、以及沿所述第一方向分布于所述第一区域外部的第二区域；刻蚀所述半导体层的具体步骤包括：刻蚀所述半导体层的所述第一区域和所述第二区域，于所述第一区域形成多个所述第一隔离结构和多个所述沟道区，并同时于所述第二区域形成多个第二隔离结构，残留于相邻两个所述第二隔离结构之间的所述半导体层形成虚拟沟道区，所述第二隔离结构包括沿垂直于所述衬底的顶面的方向均贯穿所述半导体层的第四通孔和第五通孔、以及由残留于所述第四通孔和所述第五通孔之间的所述半导体层形成的第二隔离柱。6.根据权利要求5所述的存储器的形成方法，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述第一隔离柱的宽度小于所述沟道区的宽度。7.根据权利要求5所述的存储器的形成方法，其特征在于，形成位于所述第一填充层中的第三通孔的具体步骤包括：刻蚀位于所述半导体层的所述第一区域的顶面的所述第一填充层，形成暴露所述第一隔离柱的第一开口；
沿所述第一开口去除所述第一隔离柱，于所述第一区域形成所述第三通孔。8.根据权利要求7所述的存储器的形成方法，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述第一开口的宽度大于或者等于所述第一隔离柱的宽度。9.根据权利要求7所述的存储器的形成方法，其特征在于，形成填充满所述第三通孔的阻挡层的具体步骤包括：沿所述第一开口沉积绝缘材料于所述第三通孔，于所述第一区域形成阻挡层。10.根据权利要求5所述的存储器的形成方法，其特征在于，暴露所述沟道区之前，还包括如下步骤：于所述半导体层的所述第二区域中形成支撑层。11.根据权利要求10所述的存储器的形成方法，其特征在于，于所述半导体层的所述第二区域中形成支撑层的具体步骤包括：形成填充满所述第四通孔和所述第五通孔、并覆盖所述半导体层的所述第二区域的顶面的第二填充层；去除所述第二隔离柱，于所述第二填充层中形成第六通孔；于所述第六通孔内形成第一牺牲层；去除所述第四通孔内和所述第五通孔内的所述第二填充层，暴露所述第四通孔和所述第五通孔；沿所述第四通孔和所述第五通孔去除位于所述第二区域的部分所述第二子半导体层，形成位于相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄娟娟，蒋懿，白卫平，肖德元，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：