[發明專利]3D NAND閃存的接觸窗形成方法和接觸窗結構

有效

• 申請號: 201710726097.8
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107706189B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 宋豪杰;徐強;藍天;夏志良;霍宗亮
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11529
• 分類號: H01L27/11529;H01L27/11551;H01L27/11573;H01L27/11578;H01L21/768;H01L23/48
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.3D NAND閃存的接觸窗形成方法，其特征在于，所述方法包括：

提供襯底，在襯底表面沉積介質層；

第一次刻蝕，形成貫穿介質層、并伸入襯底上部一定距離的第一接觸孔洞；

生長，向第一接觸孔洞內沉積非晶硅，使得第一接觸孔洞內的底壁和側壁生成非晶硅內墻，保證在沉積非晶硅過程中，介質層表面不產生或僅產生厚度為4nm以下的多余非晶硅；

第二次刻蝕，保證第二次刻蝕的方法對非晶硅和介質層的材料具有高度的選擇比，從而能夠穿透介質層表面的微量非晶硅，并在介質層內部形成第二接觸孔洞，同時不穿透非晶硅內墻；

激活，在非晶硅內墻進行高劑量離子注入，并退火；

降阻，在激活后的非晶硅內墻的表面沉積第IV副族金屬，生成第IV副族金屬硅化物結構層；以及

鎢插塞-化學機械拋光，在第一接觸孔洞和第二接觸孔洞內沉積鎢，并進行化學機械拋光，去除介質層表面沉積的微量非晶硅和鎢，形成第一接觸窗和第二接觸窗。

2.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

非晶硅內墻的厚度大于60埃且小于90埃，且位于第一接觸孔洞側壁的非晶硅內墻的頂端厚度和底端厚度的比值(S/C)大于75％。

3.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

第一接觸孔洞的底部的關鍵尺寸大于100nm，第一接觸孔洞的的頂部關鍵尺寸大于150nm，且第一接觸孔洞伸入襯底表面的距離大于90埃。

4.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

降阻步驟中，第IV副族金屬為鈦，生成的第IV副族金屬硅化物為硅化鈦。

5.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

生長步驟中，向第一接觸孔洞內沉積非晶硅的方法為原子層淀積法。

6.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

介質層的材料為二氧化硅。

7.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

激活步驟中，高劑量注入的離子為磷離子或硼離子。

8.如權利要求1所述的接觸窗形成方法，其特征在于，

第一接觸孔洞位于3D NAND閃存的外圍電路區域，第二接觸孔洞位于3D NAND閃存的核心存儲區域，第二接觸孔洞位于介質層的內部，并與位于介質層內部的鎢引線連通。

9.如權利要求1～8任一所述的形成方法形成的接觸窗結構，其特征在于，包括：

內部設有金屬鎢插塞的所述第一接觸孔洞，所述第一接觸孔洞位于所述3D NAND閃存的外圍電路區域；以及

內部設有金屬鎢插塞的所述第二接觸孔洞，所述第二接觸孔洞位于所述3D NAND閃存的核心存儲區域；

其中，所述第一接觸孔洞的內壁貼設有非晶硅內墻層，所述非晶硅內墻層與所述內壁相對的一側貼設有第IV副族金屬硅化物結構層，所述第IV副族金屬硅化物結構層的與所述非晶硅內墻層相對的一側與對應設置的金屬鎢插塞的外周貼合；所述第二接觸孔洞的內壁與對應設置的金屬鎢插塞的外周貼合。