[發明專利]一種3D NAND存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201910198433.5
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109920791B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 肖莉紅
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11517
• 分類號: H01L27/11517;H01L27/11551;H01L27/11563;H01L27/11578
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黨麗;王寶筠

本申請提供一種3D NAND存儲器件及其制造方法，在形成臺階結構后，先至少在臺階結構上形成臺階覆蓋層，再至少在臺階覆蓋層上形成填充層，臺階覆蓋層選用能阻擋填充層內的自由基擴散至堆疊層的材料。這樣，可以在填充層和臺階結構之間形成自由基的阻擋層，即使在填充層中存在H根和OH根的自由基，釋放后的H根和OH根的自由基也會被臺階覆蓋層阻擋，不會擴散到臺階結構中，因此不會對臺階結構造成侵蝕，實現了對臺階結構進行保護，從而提高器件性能。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造領域，特別涉及一種3D NAND存儲器件及其制造方法。

背景技術

NAND存儲器件是具有功耗低、讀寫速度快且容量大的非易失存儲產品，在電子產品中得到了廣泛的應用。

平面結構的NAND器件已近實際擴展的極限，為了進一步的提高存儲容量，降低每比特的存儲成本，提出了3D NAND存儲器件。在3D NAND存儲器件結構中，采用垂直堆疊多層柵極及柵極間絕緣層的方式，堆疊層的中心區域為核心存儲區、邊緣區域為臺階結構，核心存儲區用于形成存儲單元串。每一層柵極作為每一層存儲單元的柵線，進而，將柵極通過臺階上的接觸引出，從而實現堆疊式的3D NAND存儲器件。

在3D NAND存儲器件的制造過程中，在形成臺階結構之后，在臺階結構上填充介質材料層，介質材料層的形成工藝選用填充能力佳的工藝，而這些工藝形成的氧化硅中富有氫根(H⁺)和氫氧根(OH^-)的自由基，在后續的熱退火過程中，這些自由基釋放(Out-gas)，會對臺階結構，尤其是柵極或柵極位置的犧牲層造成侵蝕，此外，未完全釋放的自由基還可能在后續沉積含碳的硬掩膜時進一步釋放而發生尖端放電(Arcing)，輕則造成機臺報警，重則造成薄膜劈裂(Peeling)、脫落，甚至破片，進而影響良率。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種3D NAND存儲器件及其制造方法，減少H根和OH根的自由基對器件性能的影響。

為實現上述目的，本申請有如下技術方案：

本申請實施例提供了一種3D NAND存儲器件的制造方法，包括：

提供襯底，所述襯底上形成有堆疊層，所述堆疊層由絕緣層與犧牲層交替層疊形成或者由絕緣層與柵極層交替層疊形成，所述堆疊層包括核心存儲區以及臺階區，所述臺階區形成有臺階結構；

至少在所述臺階結構上形成臺階覆蓋層；

至少在所述臺階覆蓋層上形成填充層；所述臺階覆蓋層選用能阻擋填充層內的自由基擴散至堆疊層的材料。

可選的，所述填充層為氧化硅。

可選的，所述臺階覆蓋層包括摻氮碳化硅的第一覆蓋層。

可選的，所述第一覆蓋層與所述臺階結構的表面接觸。

可選的，所述臺階覆蓋層還包括與所述摻氮碳化硅的第一覆蓋層堆疊設置的第二覆蓋層，所述第二覆蓋層與填充層的材料相同但工藝不同，或者所述第二覆蓋層與填充層的材料不同。

可選的，所述第二覆蓋層為采用高密度等離子體或采用原子層沉積形成的氧化硅層。

可選的，所述第二覆蓋層為氟硅酸鹽玻璃膜層。

可選的，所述氧化硅的填充層通過以下方式形成：

以TEOS為前驅體進行氧化硅的填充層；或者，

以旋涂工藝形成填充的氧化硅的填充層。

可選的，所述至少在所述臺階結構上形成介質材料的臺階覆蓋層，以及至少在所述臺階覆蓋層上形成填充層，包括：

進行摻氮碳化硅的第一覆蓋層的沉積；