[發(fā)明專利]三維計(jì)算機(jī)閃存設(shè)備的柵極氧化層的制作方法及柵極結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710772502.X
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107579068B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家友;王秉國;吳關(guān)平;余思
• 申請（專利權(quán)）人: 長江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種三維計(jì)算機(jī)閃存設(shè)備的柵極氧化層的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供硅襯底；

在所述硅襯底的表面形成氮化硅過渡層；

在所述氮化硅過渡層的表面形成第一二氧化硅層；

形成貫穿所述第一二氧化硅層以及所述氮化硅過渡層的窗口，所述窗口露出所述硅襯底；

在所述窗口內(nèi)形成單晶硅立柱，所述單晶硅立柱的一端與所述硅襯底接觸，另一端超出所述第一二氧化硅層；

在所述單晶硅立柱背離所述第一二氧化硅層的一端形成第二二氧化硅層；所述第二二氧化硅層與所述第一二氧化硅層之間具有預(yù)設(shè)高度間隙；

通過熱處理，形成柵極氧化層，所述柵極氧化層包括位于所述單晶硅立柱側(cè)面的第三二氧化硅層以及位于所述硅襯底表面的第四二氧化硅層；所述第三二氧化硅層與所述第四二氧化硅層的厚度差小于預(yù)設(shè)閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在所述硅襯底的表面形成氮化硅過渡層包括：

將所述硅襯底在NH₃氣體環(huán)境中進(jìn)行熱處理，在所述硅襯底表面形成所述氮化硅過渡層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述形成貫穿所述第一二氧化硅層以及所述氮化硅過渡層的窗口包括：

在所述第一二氧化硅表面形成預(yù)設(shè)厚度的阻擋層，所述阻擋層對應(yīng)所述窗口的位置具有通孔；

基于所述阻擋層對所述第一二氧化硅以及所述氮化硅過渡層進(jìn)行刻蝕，在所述通孔的位置形成所述窗口，露出所述硅襯底。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述在所述窗口內(nèi)形成單晶硅立柱包括：

在所述通孔內(nèi)生長單晶硅，形成所述單晶硅立柱，所述單晶硅立柱背離所述硅襯底的一端表面露出所述通孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述在所述單晶硅立柱背離所述第一二氧化硅層的一端形成第二二氧化硅層包括：

在所述阻擋層表面形成所述單晶硅立柱的第二二氧化硅層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述通過熱處理，形成柵極氧化層包括：

去除所述阻擋層；

在設(shè)定的溫度、壓強(qiáng)以及氧氣環(huán)境下，對所述單晶硅立柱的側(cè)面以及所述硅襯底覆蓋所述氮化硅過渡層的表面進(jìn)行氧化，形成所述柵極氧化層；

其中，通過熱處理所述單晶硅的側(cè)面獲取所述第三二氧化硅層；通過熱處理所述硅襯底表面、所述氮化硅過渡層以及所述第一二氧化硅層，形成覆蓋所述硅襯底表面的第四二氧化硅層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值小于2nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述柵極氧化層的耐壓值大于20V。

9.一種三維計(jì)算機(jī)閃存設(shè)備的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：

硅襯底；

位于所述硅襯底上的單晶硅立柱；

第二二氧化硅層，所述第二二氧化硅層位于所述單晶硅立柱背離所述硅襯底的一端；

柵極氧化層，所述柵極氧化層包括覆蓋所述單晶硅立柱側(cè)面的第三二氧化硅層以及覆蓋所述硅襯底表面的第四二氧化硅層；所述第四二氧化硅層由位于所述硅襯底的表面氮化硅過渡層以及位于所述氮化硅過渡層的表面的第一二氧化硅層通過熱處理形成；

其中，所述第三二氧化硅層與所述第四二氧化硅層的厚度差小于預(yù)設(shè)閾值。