[發明專利]三維存儲器的制造方法及三維存儲器

有效

• 申請號: 201810982760.5
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109192731B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 肖莉紅;李君
• 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
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 董琳;陳麗麗

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種三維存儲器的制造方法及三維存儲器。所述三維存儲器的制造方法，包括如下步驟：提供一襯底，所述襯底上具有堆疊層，所述堆疊層包括沿垂直于所述襯底的方向交替堆疊的層間絕緣層與犧牲層；刻蝕所述堆疊層，形成貫穿所述堆疊層的溝道孔；對所述溝道孔的側壁表面進行平坦化處理，減小相鄰的所述層間絕緣層與所述犧牲層的同側端面之間的距離，降低所述溝道孔側壁的粗糙度。本發明降低了所述溝道孔側壁表面的粗糙度，顯著提高了三維存儲器的存儲和擦除性能。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種三維存儲器的制造方法及三維存儲器。

背景技術

隨著技術的發展，半導體工業不斷尋求新的方式生產，以使得存儲器裝置中的每一存儲器裸片具有更多數目的存儲器單元。在非易失性存儲器中，例如NAND存儲器，增加存儲器密度的一種方式是通過使用垂直存儲器陣列，即3D NAND(三維NAND)存儲器；隨著集成度的越來越高，3D NAND存儲器已經從32層發展到64層，甚至更高的層數。

在3D NAND存儲器中，具有由層間絕緣層和柵極交替堆疊形成的堆疊結構，所述堆疊結構包括核心區域以及圍繞所述核心區域設置的臺階區域。所述核心區域，用于信息的存儲；所述臺階區域，位于所述堆疊結構的端部，用于向所述核心區域傳輸控制信息，以實現信息在所述核心區域的讀寫。同時，為了實現對3D NAND存儲器中數據存儲的控制，在所述堆疊結構的核心區域還包括貫穿所述堆疊結構的溝道孔。但是，現有溝道孔由于制程工藝的原因，形貌較差，從而嚴重影響了3D NAND存儲器的性能。

因此，如何改善溝道孔的形貌，從而提高3D NAND存儲器的性能，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種三維存儲器的制造方法及三維存儲器，用于解決現有的溝道孔形貌較差的問題，從而改善3D NAND存儲器的性能。

為了解決上述問題，本發明提供了一種三維存儲器的制造方法，包括如下步驟：

提供一襯底，所述襯底上具有堆疊層，所述堆疊層包括沿垂直于所述襯底的方向交替堆疊的層間絕緣層與犧牲層；

刻蝕所述堆疊層，形成貫穿所述堆疊層的溝道孔；

對所述溝道孔的側壁表面進行平坦化處理，減小相鄰的所述層間絕緣層與所述犧牲層的同側端面之間的距離，降低所述溝道孔側壁的粗糙度。

優選的，刻蝕所述堆疊層的具體步驟包括：

采用干法刻蝕工藝刻蝕所述堆疊層，形成沿垂直于所述襯底的方向貫穿所述堆疊層的溝道孔。

優選的，所述層間絕緣層的材料為氧化硅；所述平坦化處理包括：

沿所述溝道孔硝化所述層間絕緣層，增大所述層間絕緣層沿所述溝道孔的徑向方向的長度。

優選的，沿所述溝道孔硝化所述層間絕緣層的具體步驟包括：

采用含氮自由基與所述氧化硅材料反應，生成氮氧化硅材料層。

優選的，所述含氮自由基由NO、NO₂、N₂O、NH₃、H₂與N₂的混合氣體中的一種或幾種經等離子體增強或者熱分解誘導產生。

優選的，所述平坦化處理包括：

沿所述溝道孔回刻蝕所述犧牲層的所述端面，減小所述犧牲層沿所述溝道孔的徑向方向的長度。

優選的，采用濕法刻蝕工藝回刻蝕所述犧牲層。

優選的，所述犧牲層的材料為氮化硅；

采用包括氫氟酸和臭氧的混合刻蝕液沿所述溝道孔回刻蝕所述犧牲層的所述端面。