[發明專利]一種利用離子注入增大階梯區域接觸窗口的方法

有效

• 申請號: 201710773131.7
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107731845B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 姚蘭;呂震宇;陳俊
• 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;H01L27/11573;H01L27/11578;H01L21/28
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達

本發明涉及一種利用離子注入增大階梯區域接觸窗口的方法，所述方法包括如下步驟：形成階梯堆棧；對上述階梯堆棧進行階梯刻蝕，形成階梯區域；對所述階梯區域進行離子注入，在階梯區域分別形成呈階梯狀分布的注入氧化物層和注入氮化物層；對離子注入后的階梯區域進行填充和置換。本發明采用離子注入增大臺階處濕法刻蝕的速率，增大去除氮化硅后的體積，進而加厚了臺階處鎢層的厚度，增大工藝的窗口，減少了掩模次數，降低生產成本，該方法增加了字線在階梯堆棧區的金屬厚度，用簡單的方法增大了工藝窗口，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及一種利用離子注入增大階梯區域接觸窗口的方法，涉及3D NAND存儲器制造技術領域。

背景技術

由于3D NAND的觸點結構需要穿透多層薄膜并停在不同界面，實際刻蝕的過程中由于字線的均勻性，導致不同深度的觸點需要拆分開來加工(如圖2所示)。如圖1所示，3DNAND階梯區域的字線厚度是均勻的，這樣用同一張掩模來做觸點，刻蝕開不同高度，就容易導致吃穿(右上畫圈部分)。針對未來發展要求字線厚度越來越小的情況下，用一張掩模來達到多層觸點的定義，預計會更加困難。

發明內容

本發明通過在階梯區域上引入離子注入，增大氧化物/氮化硅的去除時的刻蝕速率，在通過刻蝕去除氮化硅的過程中，能夠刻蝕掉更多的空間，從而在階梯堆棧區域形成更厚的鎢層。

具體的，本發明提供了一種利用離子注入增大階梯區域接觸窗口的方法，所述方法包括如下步驟：

形成階梯堆棧；

對上述階梯堆棧進行階梯刻蝕，形成階梯區域；

對所述階梯區域進行離子注入，在階梯區域分別形成呈階梯狀分布的注入氧化物層和注入氮化物層；

對離子注入后的階梯區域進行填充和置換。

優選的，所述階梯堆棧的形成方法為在硅基板上交替形成若干層氧化物層和氮化物層。

優選的，所述氧化物是氧化硅，所述氮化物是氮化物。

優選的，形成所述氧化物層和氮化物層的工藝使用薄膜沉淀工藝。

優選的，所述薄膜沉淀工藝包括以下中的一種或多種：化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、或原子層沉積法(ALD)。

優選的，使用干法/濕法刻蝕工藝來形成所述階梯區域

優選的，所述注入氧化物層位于注入氮化物層的上表面。

優選的，所述對離子注入后的階梯區域進行填充和置換的具體過程如下：首先通過使用干法/濕法刻蝕工藝來刻蝕除掉氮化硅層、注入氧化物層和注入氮化物層，被刻蝕掉的部分形成溝槽；然后使用導電材料填充上述溝槽，形成導電層；最后，使用填充材料覆蓋階梯區域，使其頂部重新形成一個平面。

優選的，所述填充導電材料和/或使用填充材料覆蓋階梯區域的工藝包括以下中的一種或多種：化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、或原子層沉積法(ALD)。

優選的，所述導電材料為鎢、鈷、銅、鋁和/或硅化物中的一種或幾種的組合；所述填充材料為氧化硅。

本發明采用離子注入增大臺階處濕法刻蝕的速率，增大去除氮化硅后的體積，進而加厚了臺階處鎢層的厚度，增大工藝的窗口，減少了掩模次數，降低生產成本，該方法增加了字線在階梯堆棧區的金屬厚度，用簡單的方法增大了工藝窗口，降低了生產成本。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：