本申請涉及半導體，更具體地，涉及半導體結(jié)構(gòu)及制造半導體結(jié)構(gòu)的方法、存儲系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、移動設備和云存儲領(lǐng)域的興起和發(fā)展，對諸如三維半導體存儲器件等半導體結(jié)構(gòu)的存儲密度的要求也越來越高。然而隨著半導體結(jié)構(gòu)中堆疊層數(shù)的增加，在進行柵極置換工藝時容易使懸空的電介質(zhì)層彎曲。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)岢龅膶嵤┓绞娇山鉀Q或部分解決上述背景技術(shù)部分提出的不足或現(xiàn)有技術(shù)中的其它不足。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N制造半導體結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括：形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)，其中多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)沿第一方向排列，第一方向垂直于第一疊層結(jié)構(gòu)的堆疊方向；以及形成貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，其中柵極間隙結(jié)構(gòu)沿第一方向延伸。

3、在一個實施方式中，虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐部分和第二支撐部分，其中第二方向垂直于第一方向和堆疊方向，形成貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第一支撐部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，其中第二支撐部分與柵極間隙結(jié)構(gòu)接觸。

4、在一個實施方式中，虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐部分、第二支撐部分和第三支撐部分，其中第二方向垂直于第一方向和堆疊方向，形成貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第二支撐部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，其中第一支撐部分和第三支撐部分分別與柵極間隙結(jié)構(gòu)的兩側(cè)接觸。

5、在一個實施方式中，多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一虛擬溝道結(jié)構(gòu)和第二虛擬溝道結(jié)構(gòu)，其中第二方向垂直于第一方向和堆疊方向，柵極間隙結(jié)構(gòu)貫穿第一虛擬溝道結(jié)構(gòu)和第二虛擬溝道結(jié)構(gòu)中的至少之一的一部分。

6、在一個實施方式中，第一虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐部分和第二支撐部分，第二虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第三支撐部分和第四支撐部分，其中第二支撐部分和第三支撐部分相鄰，形成貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第二支撐部分和第三支撐部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，其中第一支撐部分和第四支撐部分分別與柵極間隙結(jié)構(gòu)的兩側(cè)接觸。

7、在一個實施方式中，該方法包括：形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)以及貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)和第一疊層結(jié)構(gòu)的溝道結(jié)構(gòu)，其中第二疊層結(jié)構(gòu)位于第一疊層結(jié)構(gòu)的表面，形成貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)且貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)。

8、在一個實施方式中，形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)以及貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)和第一疊層結(jié)構(gòu)的溝道結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)和初始第一溝道結(jié)構(gòu)；形成第二疊層結(jié)構(gòu)，并形成貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)的第二溝道孔，其中第二溝道孔與初始第一溝道結(jié)構(gòu)連接；經(jīng)由第二溝道孔去除初始第一溝道結(jié)構(gòu)，形成溝道孔；以及在溝道孔內(nèi)形成溝道結(jié)構(gòu)。

9、在一個實施方式中，形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)和初始第一溝道結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道孔和第一溝道孔；在虛擬溝道孔和第一溝道孔內(nèi)填充犧牲材料，分別形成初始虛擬溝道結(jié)構(gòu)和初始第一溝道結(jié)構(gòu)；以及將初始虛擬溝道結(jié)構(gòu)置換為虛擬溝道結(jié)構(gòu)。

10、在一個實施方式中，將初始虛擬溝道結(jié)構(gòu)置換為虛擬溝道結(jié)構(gòu)，包括：去除虛擬溝道孔內(nèi)的犧牲材料，形成間隙；以及在間隙內(nèi)形成填充介質(zhì)層。

11、在一個實施方式中，第一疊層結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的第一電介質(zhì)層和第一犧牲層，第二疊層結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的第二電介質(zhì)層和第二犧牲層，形成貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)且貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：形成貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)且貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙；經(jīng)由柵極間隙去除第一犧牲層和第二犧牲層，形成犧牲間隙；在犧牲間隙內(nèi)形成柵極層；以及在柵極間隙內(nèi)形成柵極間隙結(jié)構(gòu)。

12、在一個實施方式中，該方法還包括：在第二疊層結(jié)構(gòu)的表面形成頂部選擇柵極結(jié)構(gòu)；形成沿堆疊方向穿過頂部選擇柵極結(jié)構(gòu)并延伸至溝道結(jié)構(gòu)的頂部溝道結(jié)構(gòu)；以及形成與頂部溝道結(jié)構(gòu)連接的電接觸結(jié)構(gòu)。

13、在一個實施方式中，柵極間隙結(jié)構(gòu)貫穿頂部選擇柵極結(jié)構(gòu)、第二疊層結(jié)構(gòu)以及虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分。

14、本申請另一方面提供了一種半導體結(jié)構(gòu)。該半導體結(jié)構(gòu)包括：第一疊層結(jié)構(gòu)；多個支撐結(jié)構(gòu)，貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)，其中多個支撐結(jié)構(gòu)沿第一方向排列，第一方向垂直于第一疊層結(jié)構(gòu)的堆疊方向；以及柵極間隙結(jié)構(gòu)，貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)且沿第一方向延伸，其中柵極間隙結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)接觸。在一個實施方式中，支撐結(jié)構(gòu)位于柵極間隙結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)。

15、在一個實施方式中，多個支撐結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐結(jié)構(gòu)和第二支撐結(jié)構(gòu)，其中第二方向垂直于第一方向和堆疊方向，第一支撐結(jié)構(gòu)和第二支撐結(jié)構(gòu)分別位于柵極間隙結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。

16、在一個實施方式中，支撐結(jié)構(gòu)的材料包括氧化物。

17、在一個實施方式中，半導體結(jié)構(gòu)還包括：第二疊層結(jié)構(gòu)，位于第一疊層結(jié)構(gòu)的表面，其中柵極間隙結(jié)構(gòu)沿堆疊方向貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)和第一疊層結(jié)構(gòu)；以及溝道結(jié)構(gòu)，貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)和第二疊層結(jié)構(gòu)，由外向內(nèi)依次包括阻擋層、電荷捕獲層、隧穿層和溝道層。

18、本申請另一方面提供了一種存儲系統(tǒng)，該存儲系統(tǒng)包括至少一個三維存儲器，每個三維存儲器包括如上述的半導體結(jié)構(gòu)；以及控制器，耦接至半導體結(jié)構(gòu)，用于控制三維存儲器存儲數(shù)據(jù)。

19、在本申請的一個或多個實施方式中，通過設置柵極間隙結(jié)構(gòu)貫穿虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分，可以使虛擬溝道結(jié)構(gòu)的剩余部分與柵極間隙結(jié)構(gòu)接觸，在經(jīng)由柵極間隙(可通過向柵極間隙內(nèi)填充介質(zhì)材料形成柵極間隙結(jié)構(gòu))進行柵極置換工藝時，虛擬溝道結(jié)構(gòu)的剩余部分可以作為柵極間隙周圍的支撐結(jié)構(gòu)，減小疊層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種制造半導體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐部分和第二支撐部分，其中所述第二方向垂直于所述第一方向和所述堆疊方向，形成貫穿所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐部分、第二支撐部分和第三支撐部分，其中所述第二方向垂直于所述第一方向和所述堆疊方向，形成貫穿所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一虛擬溝道結(jié)構(gòu)和第二虛擬溝道結(jié)構(gòu)，其中所述第二方向垂直于所述第一方向和所述堆疊方向，所述柵極間隙結(jié)構(gòu)貫穿所述第一虛擬溝道結(jié)構(gòu)和所述第二虛擬溝道結(jié)構(gòu)中的至少之一的一部分。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿所述第二方向相鄰分布的第一支撐部分和第二支撐部分，所述第二虛擬溝道結(jié)構(gòu)包括沿所述第二方向相鄰分布的第三支撐部分和第四支撐部分，其中所述第二支撐部分和所述第三支撐部分相鄰，形成貫穿所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，形成貫穿所述第一疊層結(jié)構(gòu)的多個所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)以及貫穿第二疊層結(jié)構(gòu)和所述第一疊層結(jié)構(gòu)的溝道結(jié)構(gòu)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，形成貫穿所述第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)和初始第一溝道結(jié)構(gòu)，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述初始虛擬溝道結(jié)構(gòu)置換為所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一疊層結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的第一電介質(zhì)層和第一犧牲層，所述第二疊層結(jié)構(gòu)包括交替堆疊的第二電介質(zhì)層和第二犧牲層，形成貫穿所述第二疊層結(jié)構(gòu)且貫穿所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的所述柵極間隙結(jié)構(gòu)，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述柵極間隙結(jié)構(gòu)貫穿所述頂部選擇柵極結(jié)構(gòu)、所述第二疊層結(jié)構(gòu)以及所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分。

13.一種半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)位于所述柵極間隙結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個支撐結(jié)構(gòu)包括沿第二方向相鄰分布的第一支撐結(jié)構(gòu)和第二支撐結(jié)構(gòu)，其中所述第二方向垂直于所述第一方向和所述堆疊方向，所述第一支撐結(jié)構(gòu)和所述第二支撐結(jié)構(gòu)分別位于所述柵極間隙結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)的材料包括氧化物。

17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導體結(jié)構(gòu)還包括：

18.一種存儲系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N半導體結(jié)構(gòu)及其制造方法、存儲系統(tǒng)。制造半導體結(jié)構(gòu)的方法包括：形成貫穿第一疊層結(jié)構(gòu)的多個虛擬溝道結(jié)構(gòu)，其中多個所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)沿第一方向排列，所述第一方向垂直于所述第一疊層結(jié)構(gòu)的堆疊方向；以及形成貫穿所述虛擬溝道結(jié)構(gòu)的一部分的柵極間隙結(jié)構(gòu)，其中所述柵極間隙結(jié)構(gòu)沿所述第一方向延伸。

技術(shù)研發(fā)人員：韓玉輝
受保護的技術(shù)使用者：長江存儲科技有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2