[發(fā)明專利]在堆疊體開口中形成存儲器單元薄膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810151699.X
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN108538846B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.巴拉斯卡;L.龐;Y.張;C-H.盧;董穎達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 桑迪士克科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/1158;H01L21/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邱軍

在本文中公開了形成非易失性儲存器的方法。可以通過兩個交替材料的堆疊體將開口蝕刻到半導(dǎo)體基板。可以在開口的垂直側(cè)壁上形成硅氮化物薄膜。可以清洗半導(dǎo)體基板以從半導(dǎo)體基板移除氧化物。在清洗半導(dǎo)體基板時，硅氮化物薄膜保護(hù)堆疊體中的材料。在清洗半導(dǎo)體基板之后，硅氮化物薄膜可以轉(zhuǎn)化為氧化物。可以形成與清洗過的半導(dǎo)體基板接觸的半導(dǎo)體區(qū)域。可以在開口中的氧化物之上形成存儲器單元薄膜。可以通過用導(dǎo)電材料替換堆疊體中的材料之一形成控制柵極。氧化物可以用作存儲器單元薄膜中的控制柵極和電荷儲存區(qū)域之間的阻擋層。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及制造非易失性儲存器的方法。

背景技術(shù)

近來，已經(jīng)提出使用具有存儲器單元的串的3D堆疊存儲器結(jié)構(gòu)的超高密度存儲裝置。一種這樣的儲存裝置有時也稱為位成本可擴(kuò)展(BiCS)架構(gòu)。例如，3D NAND堆疊存儲器裝置可以由交替的導(dǎo)體和絕緣體層的陣列形成。在一項(xiàng)技術(shù)中，在層中鉆取存儲器孔來同時限定多個存儲器層。然后通過以合適的材料填充存儲器孔來形成NAND串。存儲器單元的控制柵極由導(dǎo)體層提供。在存儲器孔的任一端部處形成選擇柵極。

發(fā)明內(nèi)容

在本文中公開的一個實(shí)施例包含制造非易失性儲存器的方法。該方法包括通過第一材料和第二材料的交替層的堆疊體形成開口。該開口具有側(cè)壁并且延伸至半導(dǎo)體基板。該方法包括在開口的側(cè)壁之上形成硅氮化物的層。該方法包括清洗在開口中暴露的半導(dǎo)體基板的部分。在硅氮化物的層在側(cè)壁之上在位的情況下進(jìn)行清洗。該方法包括在清洗半導(dǎo)體基板之后，在開口中形成存儲器單元薄膜。

在一個實(shí)施例中，除了前一段的步驟，在清洗半導(dǎo)體基板之后，將開口中的硅氮化物的層的暴露部分轉(zhuǎn)化為氧化物。在一個實(shí)施例中，該氧化物包括硅氧化物。

在本文中公開的一個實(shí)施例包括制造三維存儲器陣列的方法。該方法包括通過第一材料和第二材料的交替層的堆疊體形成存儲器孔。該存儲器孔具有側(cè)壁并且延伸至晶體半導(dǎo)體基板。該方法包括在一些存儲器孔的側(cè)壁之上形成硅氮化物的層，并且移除存儲器孔中的硅氮化物的覆蓋晶體半導(dǎo)體基板的部分。該方法包括從存儲器孔中的暴露的晶體半導(dǎo)體基板的部分移除氧化物。在硅氮化物的層在存儲器孔的側(cè)壁之上在位的情況下移除氧化物。該方法包括在從晶體半導(dǎo)體基板移除氧化物之后，在存儲器孔中形成晶體半導(dǎo)體并且與晶體半導(dǎo)體基板直接接觸。該方法包括在存儲器孔中形成晶體半導(dǎo)體之后，在一些存儲器孔中形成存儲器單元薄膜。

在本文中公開的一個實(shí)施例包含制造非易失性儲存器的方法，其包括下列內(nèi)容。硅氧化物和硅氮化物的交替層的堆疊體形成在晶體硅基板之上。硅氧化物和硅氮化物的層相對于晶體硅基板的主表面水平地延伸。在硅氧化物和硅氮化物的交替層中蝕刻存儲器孔，存儲器孔中的每一個具有側(cè)壁。存儲器孔相對于晶體硅基板的主表面垂直地延伸。硅氮化物沉積在存儲器孔的每一個中的側(cè)壁之上。覆蓋存儲器孔的底部處的晶體硅基板的硅氮化物被移除。在硅氮化物的層在存儲器孔的側(cè)壁之上在位的情況下，從晶體硅基板移除氧化物。在從晶體硅基板移除硅氧化物之后，晶體硅形成在存儲器孔的底部處并且與晶體硅基板直接接觸。在存儲器孔的底部處形成晶體硅之后，將存儲器孔中的硅氮化物的層的暴露部分轉(zhuǎn)化為硅氧化物。在存儲器孔中的硅氧化物上形成電荷俘獲層。在存儲器孔中的電荷俘獲層上形成隧穿電介質(zhì)。在存儲器孔中的隧穿電介質(zhì)上形成NAND串的溝道。

附圖說明

相同編號的元件在不同附圖中指代共同的部件。

圖1為NAND串的電路示意圖。

圖2為3D堆疊式非易失性存儲器裝置的透視圖。

圖3為三維單片存儲器結(jié)構(gòu)的一部分的透視圖。

圖4A為解釋存儲器結(jié)構(gòu)的一個示例組織的框圖。

圖4B描繪了表示垂直列的多個圓。

圖4C描繪了的三維存儲器結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的一部分，其示出了沿著圖4B的線AA的截面圖。