一种非易失性三维半导体存储器的栅电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种非易失性三维半导体存储器的栅电极及其制备方法；栅电极包括n个依次成阶梯状排列的栅电极单元，每个栅电极单元为柱状结构，由连通电极和包围在连通电极周围的绝缘侧壁构成；所述连通电极的上表面用于连接栅层，下表面用于连接字线。本发明适用于在字线等前道工艺完成后制备连接栅层的电极结构。此电极结构呈阶梯状连接不同堆叠层且相对应的栅层，对叠层中非相对应的栅层与栅电极之间通过绝缘层隔离。

主权项

一种非易失性三维半导体存储器的栅电极的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)制备第一栅电极单元(1.1)在已经制备好字线和位线的衬底(100)上，通过沉积绝缘材料形成厚度为6nm‑100nm的第一层绝缘层(125b)；(1.2)在所述第一层绝缘层(125b)上且与所述字线对准的位置，通过刻蚀所述第一层绝缘层(125b)直至裸露出字线的上表面后形成与所述字线数目相同的通孔，依次为第一通孔、第二通孔、……第n通孔；n为字线的数目，n为正整数；(1.3)在形成有n个通孔的第一层绝缘层(125b)上填充导电材料后形成厚度为6nm‑100nm的第一层栅层(125a)；填充有导电材料的第一通孔构成了第一栅电极单元；(2)制备第二栅电极单元(2.1)在所述第一层栅层(125a)上沉积绝缘材料形成厚度为6nm‑100nm的第二层绝缘层(124b)；(2.2)在所述第二层绝缘层(124b)上且与所述字线对准的位置，通过刻蚀所述第二层绝缘层(124b)直至裸露出字线的上表面后，依次形成侧壁被绝缘材料包围的第二通孔、第三通孔……第n通孔；(2.3)在形成有(n‑1)个通孔的第二层绝缘层(124b)上填充导电材料后形成厚度为6nm‑100nm的第二层栅层(124a)，填充有导电材料的第二通孔以及所述第二通孔的绝缘侧壁构成了第二栅电极单元；(3)制备非易失性三维半导体存储器的栅电极重复上述步骤，在形成有(n‑i+1)个通孔的第i层绝缘层上填充导电材料后形成厚度为6nm‑100nm的第i层栅层，填充有导电材料的第i通孔以及所述第i通孔的绝缘侧壁构成了第i栅电极单元；所述第一栅电极单元、第二栅电极单元……第i栅电极单元……以及第n栅电极单元依次成阶梯状，形成了所述非易失性三维半导体存储器的栅电极；i＝3、4、……n。