[發明專利]一種3D NAND閃存結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201710727923.0
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107731839B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 張坤;劉藩東;夏志良
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11578
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 董李欣

1.一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供經過具有外延生長的第一晶圓；

提供不具有外延生長的第二晶圓；

將所述第一晶圓與所述第二晶圓連接為一體；

所述第一晶圓的制備工藝包括以下步驟：

提供第一晶圓襯底并在所述第一晶圓襯底表面形成第一氧化物層；

在所述第一氧化物層表面依次形成一層第一晶圓氮化物層和一層第一晶圓氧化物層；

刻蝕所述第一晶圓氧化物層、第一晶圓氮化物層和第一氧化物層以形成第一晶圓溝道，所述第一晶圓溝道通至所述第一晶圓襯底并形成一定深度的第一晶圓硅槽；

在所述第一晶圓硅槽處進行硅的外延生長形成硅外延層以填滿所述第一晶圓溝道；

平坦化，使所述硅外延層表面平整并去除所述第一晶圓氧化物層表面生長的硅外延層。

2.根據權利要求1所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

所述第一氧化物層為硼硅酸鹽玻璃(BSG)，其通過首先在所述第一晶圓襯底表面沉積形成氧化硅層、隨后進行離子注入(IMP)摻雜硼來形成。

3.根據權利要求1所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

在形成所述硅外延層后，對所述硅外延層進行離子注入以在硅外延層形成阱區。

4.根據權利要求1所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

所述第二晶圓的制備工藝包括以下步驟：

提供第二晶圓襯底，并在所述第二晶圓襯底表面形成由多層交錯堆疊的第二晶圓氧化物層和第二晶圓氮化物層形成的O/N襯底堆疊結構，所述第二晶圓氮化物層形成于相鄰的第二晶圓氧化物層之間；

刻蝕所述襯底堆疊結構，具體為，刻蝕所述第二晶圓氧化物層和第二晶圓氮化物層以形成第二晶圓溝道，所述第二晶圓溝道通至所述第二晶圓襯底并形成一定深度的第二晶圓硅槽；

形成溝道側壁堆疊結構，具體為，在所述第二晶圓溝道的側壁及第二晶圓硅槽的表面上沉積堆疊結構，所述溝道側壁堆疊結構為ONOP；

填充插塞氧化物，具體為，先沉積氧化物層，再進行回刻，隨后在第二晶圓溝道沉積填充插塞氧化物；

平坦化所述插塞氧化物的表面，并露出所述溝道側壁堆疊結構中的各層；

刻蝕所述溝道側壁堆疊結構中的氮化物層；

沉積氧化物以形成覆蓋所述溝道側壁堆疊結構中的多晶硅層的第二氧化物層；

平坦化所述第二氧化物層以露出所述溝道側壁堆疊結構中的多晶硅層。

5.根據權利要求4所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

將所述第一晶圓與所述第二晶圓連接為一體，具體包括，將所述第二晶圓的遠離所述第二晶圓襯底一側的端面與所述第一晶圓的遠離所述第一晶圓襯底一側的端面相對接，以使得所述硅外延層與所述溝道側壁堆疊結構中的多晶硅層相連通。

6.根據權利要求5所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

將所述第一晶圓與所述第二晶圓連接為一體，還包括，平坦化所述第二晶圓的所述第二晶圓襯底一側的端面，以露出最靠近所述第二晶圓襯底的第二晶圓氮化物層。

7.根據權利要求2-6任意一項所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

所述第一晶圓氧化物層和第一晶圓氮化物層、所述第二晶圓氧化物層和第二晶圓氮化物層、所述溝道側壁堆疊結構中的氧化物層和氮化物層，均分別為氧化硅和氮化硅。

8.根據權利要求2-6任意一項所述的一種3D NAND閃存的制作方法，其特征在于：

上述的平坦化均采用化學機械研磨工藝(CMP)。