半导体器件及其制备方法、存储器及存储系统与流程

allin2025-06-03  24


本申请的实施例涉及半导体,特别涉及一种半导体器件及其制备方法、存储器及存储系统。


背景技术:

1、随着3d nand叠层数的增加,半导体器件的堆叠层数也随之增加。在制备半导体器件过程中,对沟道结构进行填充时无法做到完全填实,导致半导体器件在后续使用过程中容易出现质量问题。


技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种半导体器件及其制备方法、存储器及存储系统,以解决现有技术中的技术问题。

2、为了解决上述技术问题,本申请的实施例公开了如下技术方案:

3、本申请实施例提供了一种半导体器件的制备方法,包括:

4、提供半导体层;

5、在所述半导体层上形成堆叠结构和初始沟道结构,所述堆叠结构包括相互堆叠的导电层和绝缘层,所述初始沟道结构贯穿所述堆叠结构并延伸至所述半导体层中;

6、去除所述半导体层,以暴露所述绝缘层;

7、去除所述初始沟道结构的至少部分内部结构,以获得空腔;

8、在所述绝缘层上形成覆盖层,所述覆盖层填实所述空腔,以获得沟道结构。

9、结合第一方面,所述的去除所述半导体层,以暴露所述绝缘层的方法包括:

10、将所述半导体层减薄至露出所述初始沟道结构,保留部分所述半导体层;

11、将所述初始沟道结构磨削至与部分所述半导体层齐平后停止;

12、去除保留的部分所述半导体层,以露出所述绝缘层。

13、结合第一方面,在所述空腔中填充所述覆盖层后,对所述覆盖层进行减薄,以获得第一介质层和第二介质层;

14、在所述第一介质层上形成包覆层。

15、结合第一方面,在去除所述初始沟道结构的至少部分内部结构之前,去除所述初始沟道结构的至少部分外部结构。

16、结合第一方面,在去除所述初始沟道结构的至少部分内部结构后,对所述空腔的内壁进行刻蚀以增加所述空腔沿第二方向的内径。

17、结合第一方面,在所述半导体层上形成堆叠结构的方法包括:

18、在所述半导体层上形成相互堆叠的牺牲层和绝缘层;

19、在所述牺牲层和所述绝缘层形成沟道孔;

20、将所述牺牲层替换为导电层,以形成堆叠结构。

21、结合第一方面,在所述半导体层上形成初始沟道结构的方法包括:

22、在所述牺牲层和所述绝缘层形成沟道孔后,在所述沟道孔沉积膜层以获得初始沟道结构;

23、其中,所述沟道孔贯穿所述牺牲层和所述绝缘层并延伸至所述半导体层中。

24、结合第一方面,在形成的所述包覆层中注入电子。

25、第二方面,提供了一种半导体器件,包括:

26、堆叠结构,所述堆叠结构包括相互堆叠的导电层和绝缘层;

27、沟道结构,所述沟道结构沿第一方向贯穿所述堆叠结构;所述沟道结构的内部包括第二介质层,所述第二介质层为实心结构。

28、结合第二方面,还包括第一介质层,所述第一介质层覆盖所述堆叠结构,所述沟道结构贯穿所述第一介质层。

29、结合第二方面,所述半导体器件还包括包覆层,所述包覆层覆盖所述第一介质层和所述沟道结构;

30、其中,所述沟道结构穿出所述第一介质层的一端沿第二方向与所述第一介质层齐平;所述第二方向和所述第一方向互相垂直。

31、结合第二方面,所述沟道结构包括功能层、沟道层和第一绝缘层;所述功能层包括第二绝缘层、存储层和隧穿层;

32、其中,所述第一绝缘层设于所述沟道层中,所述功能层围绕所述沟道层;所述隧穿层围绕所述沟道层,所述存储层围绕所述隧穿层,所述第二绝缘层围绕所述存储层。

33、结合第二方面,所述第一绝缘层与所述第二介质层沿第一方向连接;

34、在同一个平行于第一方向的截面中,所述第二介质层在第二方向的尺寸大于所述第一绝缘层在第二方向的尺寸。

35、结合第二方面,所述功能层为u字形,所述功能层的两端与所述第一介质层连接。

36、结合第二方面,所述沟道层为u字形,所述沟道层穿出所述第一介质层,所述沟道层的两端与所述包覆层连接。

37、第三方面,本申请提供了一种半导体器件,包括:

38、堆叠结构,所述堆叠结构包括相互堆叠的导电层和绝缘层;

39、沟道结构,所述沟道结构沿第一方向贯穿所述堆叠结构;所述沟道结构的内部包括第二介质层;

40、第一介质层,所述第一介质层覆盖所述堆叠结构,所述沟道结构贯穿所述第一介质层;

41、包覆层,所述包覆层覆盖所述第一介质层和所述沟道结构;所述第二介质层与所述包覆层连接。

42、第四方面,本申请一种存储器,包括:

43、由第一方面任一项所述方法制备的半导体器件;以及

44、外围电路,所述外围电路与所述半导体器件电连接,所述外围电路用于控制所述半导体器件。

45、第五方面,本申请一种存储系统,包括:

46、如第四方面所述的存储器;以及

47、控制器,所述控制器与所述存储器电连接,用于控制所述存储器存储数据。

48、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:

49、与现有技术相比,本申请的一种半导体器件的制备方法,包括:提供半导体层;在半导体层上形成堆叠结构和初始沟道结构,堆叠结构包括相互堆叠的导电层和绝缘层,初始沟道结构贯穿堆叠结构并延伸至半导体层中;去除半导体层,以暴露绝缘层;去除初始沟道结构的至少部分内部结构,以获得空腔;在绝缘层上形成覆盖层,覆盖层填实空腔,以获得沟道结构。本申请通过去除初始沟道结构的内部结构并进行重新填充,使得到的沟道结构能够完全填实,避免了半导体器件在后续使用过程中出现质量问题。



技术特征:

1.一种半导体器件的制备方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述的去除所述半导体层(100),以暴露所述绝缘层(300)的方法包括:

3.如权利要求2所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在所述空腔(417)中填充所述覆盖层(500)后,对所述覆盖层(500)进行减薄,以获得第一介质层(510)和第二介质层(520);

4.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在去除所述初始沟道结构的至少部分内部结构之前,去除所述初始沟道结构的至少部分外部结构。

5.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在去除所述初始沟道结构的至少部分内部结构后,对所述空腔(417)的内壁进行刻蚀以增加所述空腔(417)沿第二方向的内径。

6.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在所述半导体层上形成堆叠结构的方法包括:

7.如权利要求6所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在所述半导体层上形成初始沟道结构的方法包括:

8.如权利要求3所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在形成的所述包覆层(600)中注入电子。

9.一种半导体器件,其特征在于,包括:

10.如权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,还包括第一介质层(510),所述第一介质层(510)覆盖所述堆叠结构,所述沟道结构(410)贯穿所述第一介质层(510)。

11.如权利要求10所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括包覆层(600),所述包覆层(600)覆盖所述第一介质层(510)和所述沟道结构(410);

12.如权利要求11所述的半导体器件,其特征在于,所述沟道结构(410)包括功能层、沟道层(414)和第一绝缘层(415);所述功能层包括第二绝缘层(411)、存储层(412)和隧穿层(413);

13.如权利要求12所述的半导体器件,其特征在于,所述第一绝缘层(415)与所述第二介质层(520)沿第一方向连接;

14.如权利要求12所述的半导体器件,其特征在于,所述功能层为u字形,所述功能层的两端与所述第一介质层(510)连接。

15.如权利要求12所述的半导体器件,其特征在于,所述沟道层(414)为u字形,所述沟道层(414)穿出所述第一介质层(510),所述沟道层(414)的两端与所述包覆层(600)连接。

16.一种半导体器件,其特征在于,包括:

17.一种存储器,其特征在于,包括:

18.一种存储系统,其特征在于,包括:


技术总结
本申请公开了一种半导体器件及其制备方法、存储器及存储系统,包括:提供半导体层;在半导体层上形成堆叠结构和初始沟道结构,堆叠结构包括相互堆叠的导电层和绝缘层,初始沟道结构贯穿堆叠结构并延伸至半导体层中;去除半导体层,以暴露绝缘层;去除初始沟道结构的至少部分内部结构,以获得空腔;在绝缘层上形成覆盖层,覆盖层填实空腔,以获得沟道结构。本申请通过去除初始沟道结构的内部结构并进行重新填充,使得到的沟道结构能够完全填实,避免了半导体器件在后续使用过程中出现质量问题。

技术研发人员:刘小欣,霍宗亮
受保护的技术使用者:长江存储科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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