[发明专利]一种3D NAND存储器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种3D NAND存储器件及其制造方法，衬底上的第一堆叠结构中形成有第一沟道孔，第一沟道孔中形成有填充层，第一沟道孔包括目标沟道孔和非目标沟道孔；对目标沟道孔中的填充层进行离子注入，以在目标沟道孔的顶部形成刻蚀停止层；进行第一堆叠结构上第二堆叠结构的刻蚀，直至刻蚀停止层，以在第一沟道孔上方形成第二沟道孔；去除非目标沟道孔中的填充层，在第二沟道孔以及非目标沟道孔中形成存储结构。这样，由于在目标沟道孔的顶部形成有刻蚀停止层，在进行第二堆叠结构的刻蚀以形成第二沟道孔的过程中，能够避免对第一堆叠结构以及目标沟道孔造成损伤，减小目标沟道孔以及其上方的第二沟道孔发生歪曲或倾斜的可能，进而减小漏电风险。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种3D NAND存储器件及其制造方法。

背景技术

3D NAND存储器是一种拥有三维堆叠结构的闪存器件，其存储核心区是由交替堆叠的金属栅层和层间绝缘层结合垂直沟道孔组成。相同面积条件下，垂直堆叠的金属栅层越多，意味着闪存器件的存储密度越大、容量越大。目前常见的存储结构的字线堆叠层数可达数十上百层。

为了提高3D NAND存储器的存储密度，出现了堆叠3D NAND存储器。该堆叠3D NAND存储器由至少两个堆叠结构对接在一起形成。增加堆叠层的层数，可以有效地提高3D NAND存储器件的集成度，但也对制造工艺提出更多的挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D NAND存储器件及其制造方法，以提高3DNAND存储器件的性能。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种3D NAND存储器件的制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有第一堆叠结构，所述第一堆叠结构中形成有第一沟道孔，所述第一沟道孔中形成有填充层，所述第一沟道孔包括目标沟道孔和非目标沟道孔；

对所述目标沟道孔中的填充层进行离子注入，以在所述目标沟道孔的顶部形成刻蚀停止层；

在所述第一堆叠结构上形成第二堆叠结构，刻蚀所述第二堆叠结构至所述刻蚀停止层，以在所述第一沟道孔上方形成第二沟道孔；

去除所述非目标沟道孔中的填充层，在所述第二沟道孔以及所述非目标沟道孔中形成存储结构。

可选的，所述对所述目标沟道孔中的填充层进行掺杂，以在所述目标沟道孔的顶部形成刻蚀停止层，包括：

在所述第一堆叠结构上依次形成硬掩模层、减反射层以及光阻层，所述光阻层中形成有所述目标沟道孔的图案，所述图案由用于形成目标沟道孔的掩膜板确定；

以所述光阻层为遮蔽，刻蚀所述减反射层，以在所述减反射层中形成所述目标沟道孔的图案；

以所述减反射层为遮蔽，刻蚀所述硬掩模层，以暴露所述目标沟道孔；

对所述目标沟道孔中的填充层进行离子注入，以在所述目标沟道孔的顶部形成刻蚀停止层。

可选的，所述硬掩模层的材料为无定形碳，所述减反射层的材料为氮氧化硅。

可选的，所述第一堆叠结构包括核心存储区和台阶区，所述核心存储区中形成有实际沟道孔，所述台阶区中形成有虚拟沟道孔，所述目标沟道孔包括所述虚拟沟道孔以及部分所述实际沟道孔。

可选的，所述去除所述非目标沟道孔中的填充层，在所述第二沟道孔以及所述非目标沟道孔中形成存储结构包括：

去除所述非目标沟道孔中的填充层，以形成贯通所述第一堆叠结构和所述第二堆叠结构的沟道孔；

在所述目标沟道孔上方的第二沟道孔以及所述沟道孔中形成存储功能层和沟道层，所述存储功能层包括：依次层叠的阻挡层、电荷存储层以及隧穿层。