[發明專利]一種3D NAND存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710772298.1
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107579039B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 陳子琪;吳關平
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/544;H01L27/11524;H01L27/11551;H01L27/1157;H01L27/11578
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黨麗;王寶筠

本發明提供一種3D NAND存儲器件制造方法，在形成氮化硅層和氧化硅層交替層疊的堆疊層之后，在每一個臺階上都形成開口，開口位于上一臺階側壁的下方且貫通至臺階的氮化硅層中，在將氮化硅層替換為金屬層之后，在金屬層上開口相應的位置處也會存在凹槽。這樣，在金屬層的臺階上形成接觸塞時，以凹槽作為刻蝕通孔時對準標記。由于該凹槽位于存儲器件的階梯區域，能夠真實反映該區域的相對位置關系，同時，該凹槽位于階梯側面下方區域，形貌區別于階梯側壁的垂直面，增強入射光的反射作用，易于光學成像，可以利用該凹槽作為對準標記，從而實現接觸塞的精確對位，提高器件的性能以及晶圓的良率。

技術領域

本發明涉及NAND存儲器件及其制造領域，特別涉及一種3D NAND存儲器件及其制造方法。

背景技術

NAND閃存是一種比硬盤驅動器更好的存儲設備，隨著人們追求功耗低、質量輕和性能佳的非易失存儲產品，在電子產品中得到了廣泛的應用。目前，平面結構的NAND閃存已近實際擴展的極限，為了進一步的提高存儲容量，降低每比特的存儲成本，提出了3D結構的NAND存儲器。

在3D NAND存儲器結構中，采用垂直堆疊多層數據存儲單元的方式，實現堆疊式的3D NAND存儲器結構。在形成3D NAND存儲器時，首先，在襯底上形成氮化硅(Si₃N₄)層和氧化硅(SiO₂)層的堆疊層，堆疊層的側壁為階梯形貌；而后，在堆疊層中形成溝道孔(Channelhole)，溝道孔用于形成存儲區；在溝道孔中形成存儲區之后，將堆疊層中的氮化硅層替換為金屬層，每一層的金屬層為每一層存儲單元的控制柵，堆疊層的每一層階梯用于形成每一層控制柵的接觸塞。

在形成控制柵上的接觸塞時，首先通過刻蝕形成通孔，刻蝕通孔的位置依賴于光刻曝光中形成的刻蝕掩膜層上的開孔位置，在光刻曝光中，通過與晶片上特定的對準標記圖案來確定套刻精度。在3D NAND存儲器制造工藝中，需要重復沉積多層介質膜，這不可避免的會造成晶片的翹曲，而對準標記圖案通常位于晶片的劃片區，即非器件區，光刻時套刻精度無法真實的反映階梯區域的套刻精度，無法實現階梯區域接觸塞的精確對準，導致接觸塞與控制柵連接的錯位，引起器件的失效。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種3D NAND存儲器件及其制造方法，實現接觸塞的精確對位，提高器件的性能以及晶圓的良率。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種3D NAND存儲器件的制造方法，包括：

提供襯底，所述襯底上形成有氮化硅層和氧化硅層交替層疊的堆疊層，所述堆疊層的側壁為階梯結構，每一氮化硅層及其上相鄰的氧化硅層為一臺階；

在每一臺階中形成開口，所述開口位于上一臺階側壁的下方且沿著上一臺階側壁延伸，開口貫通至臺階的氮化硅層中；

將氮化硅層置換為金屬層，金屬層具有凹槽，凹槽位置對應于開口所在位置；

在每一金屬層的凹槽外的臺階面上形成接觸塞，以所述凹槽作為接觸塞刻蝕通孔時的對準標記。

可選地，所述在每一臺階中形成開口，包括：

在臺階的側壁上形成側墻，所述側墻與氧化硅具有刻蝕選擇比；

在側墻外的臺階面上形成氧化硅的覆蓋層；

去除側墻；

進行干法刻蝕，直至去除部分厚度的氮化硅層，以形成開口。

可選地，所述在臺階的側壁上形成側墻，以及所述在側墻外的臺階面上形成氧化硅的覆蓋層，包括：

進行硅層的沉積；

在臺階的側壁上形成氮化硅的側墻；