[發明專利]三維存儲器制造方法

有效

• 申請號: 201810252921.5
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108550578B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 郭玉芳;樂陶然;劉歡;程強;陳世平;邵克堅;陳保友
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11551
• 分類號: H01L27/11551;H01L27/11578;H01L21/28
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 李路遙;張穎玲

本發明公開了一種三維存儲器制造方法，包括：在襯底上形成由交替布置的多個第一介質層和多個第二介質層構成的介質層堆疊；刻蝕介質層堆疊以形成多個溝道區；在所述溝道區之間，刻蝕介質層堆疊以形成暴露襯底的槽；以及執行側向刻蝕，使得所述槽的側壁的曲率至少局部減少。依照本發明的三維存儲器制造方法，刻蝕接觸槽之后增加額外的側向刻蝕使得槽側壁平直，提高器件可靠性。

技術領域

本發明涉及一種三維存儲器制造方法，特別是涉及一種三維與非門存儲器單元晶體管的制造方法。

背景技術

為了改善存儲器件的密度，業界已經廣泛致力于研發減小二維布置的存儲器單元的尺寸的方法。隨著二維(2D)存儲器件的存儲器單元尺寸持續縮減，信號沖突和干擾會顯著增大，以至于難以執行多電平單元(MLC)操作。為了克服2D存儲器件的限制，業界已經研發了具有三維(3D)結構的存儲器件，通過將存儲器單元三維地布置在襯底之上來提高集成密度。

典型的3D NAND存儲器制造過程中，形成了溝道區之后，為了形成共源區并引出，需要刻蝕堆疊的介質層直至暴露襯底。在此過程之中，由于存儲器核心(core)區與虛設(dummy)區所需的控制柵極數目不同，因此介質層堆疊高度不同，例如虛設區內介質層堆疊中所含的氮化硅層數較少。如此，在刻蝕共源區引出孔過程中，相同時間內刻蝕劑對于虛設區的刻蝕程度大于核心區，造成了如圖1所示的弓形刻蝕形貌。這種形貌對于后續共源區接觸結構的金屬填充將帶來不利影響，例如過早閉合或者留下孔洞。

一種傳統的解決方案是在刻蝕槽的刻蝕劑中添加碳氟比較大的刻蝕氣體例如CH₃F、CH₂F₂，利用過量的C與Si反應形成的SiC基材料在槽側壁形成保護層以獲得較為平整的形貌。然而，這種刻蝕氣體的選擇會對于核心區的槽形貌產生較大的影響，具體的，上述碳氟比較大的刻蝕氣體除了會加強側壁保護性之外，也同時會在縱向形成保護壁，導致核心區底部的槽寬度變窄。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服上述缺陷，平衡核心區與虛設區之間刻蝕速率差，提高虛設區接觸槽的側壁平整度，提高器件可靠性。

為此，本發明提供了一種三維存儲器制造方法，包括：

在襯底上形成由交替布置的多個第一介質層和多個第二介質層構成的介質層堆疊；

刻蝕介質層堆疊以形成多個溝道區；

在所述溝道區之間，刻蝕介質層堆疊以形成暴露襯底的槽；以及

執行側向刻蝕，使得所述槽的側壁的曲率至少局部減少。

在本發明的一個優選方案中規定，側向刻蝕工藝為各向同性的濕法腐蝕或者干法刻蝕。

在本發明的一個優選方案中規定，執行側向刻蝕同時或之后進一步包括：選擇性刻蝕去除多個第一介質層，形成橫向凹陷。

在本發明的一個優選方案中規定，形成橫向凹陷之后進一步包括，在由橫向凹陷中形成柵極絕緣層和柵極導電層構成的柵極堆疊。

在本發明的一個優選方案中規定，執行側向刻蝕之后進一步包括：在襯底中形成共源區；在多個槽中、在共源區上形成源極接觸。

在本發明的一個優選方案中規定，形成共源區同時或者之后摻雜。

在本發明的一個優選方案中規定，形成多個溝道區的步驟進一步包括：刻蝕介質層堆疊形成多個溝道孔；在溝道孔的側壁形成第二介質層堆疊；在第二介質層堆疊上形成溝道層。

在本發明的一個優選方案中規定，形成介質層堆疊之前進一步包括，在溝道孔底部形成外延層。

在本發明的一個優選方案中規定，外延層的頂部超過介質層堆疊中最底部的第一介質層的頂部。