[發明專利]利用自然氧化層形成具有溝道結構的三維存儲器件的方法

有效

• 申請號: 201880001999.8
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109496359B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 王啟光;靳磊;劉紅濤
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11578
• 分類號: H01L27/11578
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 鐘勝光

公開了具有帶有自然氧化層的溝道結構的3D存儲器件及其形成方法的實施例。在示例中，公開了一種用于形成3D存儲器件的方法。在襯底上形成電介質堆疊層。襯底上的電介質堆疊層包括交錯的第一電介質層和第二電介質層。形成垂直延伸穿過電介質堆疊層的開口。沿著開口的側壁形成自然氧化層。自然氧化層包括至少一些第一電介質層的自然氧化物。將沉積氧化層、存儲層、隧穿層和半導體溝道按此順序相繼形成在自然氧化層之上并沿著所述開口的側壁。通過用導體層替換電介質堆疊層中的第一電介質層，形成包括交錯的導體層和第二電介質層的存儲堆疊層。

背景技術

本公開的實施例涉及三維(3D)存儲器件及其制造方法。

通過改進工藝技術、電路設計、編程算法和制造工藝，將平面存儲單元縮放到更小的尺寸。然而，隨著存儲單元的特征尺寸接近下限，平面工藝和制造技術變得具有挑戰性且成本高。結果，平面存儲單元的存儲密度接近上限。

3D存儲器架構可以解決平面存儲單元中的密度限制。3D存儲器架構包括存儲陣列和用于控制進出存儲陣列的信號的外圍設備。

發明內容

本文公開了具有帶有自然氧化層的溝道結構的3D存儲器件及其形成方法的實施例。

在一個示例中，公開了一種用于形成3D存儲器件的方法。在襯底上形成電介質堆疊層。襯底上的電介質堆疊層包括交錯的第一電介質層和第二電介質層。形成垂直延伸穿過電介質堆疊層的開口。沿著開口的側壁形成自然氧化層。自然氧化層包括至少一些第一電介質層的自然氧化物。沉積氧化層、存儲層、隧穿層和半導體溝道按此順序相繼形成在自然氧化層之上并沿著開口的側壁。通過用導體層替換電介質堆疊層中的第一電介質層，形成包括交錯的導體層和第二電介質層的存儲堆疊層。

在另一示例中，公開了一種用于形成3D存儲器件的方法。在襯底上形成包括交錯的第一電介質層和第二電介質層的電介質堆疊層。形成垂直延伸穿過電介質堆疊層的開口。沿著開口的側壁形成自然氧化層。自然氧化層包括至少一些第一電介質層的自然氧化物。存儲層、隧穿層和半導體溝道按此順序相繼形成在自然氧化層之上并沿著開口的側壁。通過用導體層替換電介質堆疊層中的第一電介質層來形成包括交錯的導體層和第二電介質層的存儲堆疊層。

在又一示例中，3D存儲器件包括襯底、設置在襯底上并包括交錯的導體層和電介質層的存儲堆疊層、以及垂直延伸穿過存儲堆疊層的溝道結構。溝道結構包括鄰接交錯的導體層和電介質層的自然氧化層。

附圖說明

并入本文中并且構成說明書的部分的附圖示出了本公開的實施例，并且與說明書一起進一步用來對本公開的原理進行解釋，并且使相關領域技術人員能夠實施和使用本公開。

圖1A示出了根據本公開的一些實施例的具有帶有自然氧化層的溝道結構的示例性3D存儲器件的橫截面。

圖1B示出了根據本公開的一些實施例的具有帶有自然氧化層的溝道結構的另一示例性3D存儲器件的橫截面。

圖2A-2G示出了根據本公開的一些實施例的具有帶有自然氧化層的溝道結構的示例性3D存儲器件的橫截面。

圖3示出了根據本公開的一些實施例的用于形成具有帶有自然氧化層的溝道結構的3D存儲器件的示例性方法的流程圖。

圖4示出了根據本公開的一些實施例的用于形成具有帶有自然氧化層的溝道結構的3D存儲器件的另一示例性方法的流程圖。

將參考附圖來描述本公開的實施例。

具體實施方式

盡管對具體配置和布置進行了討論，但應當理解，這只是出于示例性目的而進行的。相關領域中的技術人員將認識到，可以使用其它配置和布置而不脫離本公開的精神和范圍。對相關領域的技術人員顯而易見的是，本公開還可以用于多種其它應用中。