[發明專利]通孔結構的制備方法以及三維存儲器的制備方法

在審

• 申請號: 201911296397.2
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110707009A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 霍宗亮;姚蘭;楊號號;高晶;周文斌
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L27/115
• 代理公司: 11270 北京派特恩知識產權代理有限公司
• 代理人: 高潔;張穎玲

本發明實施例提供了一種通孔結構的制備方法，包括：提供包括第一堆疊層的基底結構；刻蝕第一堆疊層，形成第一通孔；在第一通孔底部形成外延生長層；在第一通孔內形成刻蝕阻擋層，刻蝕阻擋層至少覆蓋外延生長層的表面；在第一通孔內形成填充結構；在第一堆疊層上形成第二堆疊層；刻蝕第二堆疊層，形成連通第一通孔的第二通孔；刻蝕以去除第一通孔內的填充結構；其中，刻蝕阻擋層的材料與以下任意之一的材料之間的刻蝕選擇比滿足刻蝕阻擋要求：第二堆疊層、填充結構、填充結構的氧化層。此外，本發明實施例還提供了一種三維存儲器的制備方法，包括上述通孔結構的制備方法中的步驟。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種通孔結構的制備方法以及一種三維存儲器的制備方法。

背景技術

隨著技術的發展，半導體器件的結構不斷更新變化，傳統的通孔結構以及其形成工藝逐漸無法滿足新型器件的功能需求。例如，對于三維存儲器件，尤其是3D NAND存儲器而言，隨著人們對高存儲密度的需求增加，器件的堆疊層數越來越多；三維存儲器件的溝道通孔（Channel Hole，CH）通常需要對疊層進行刻蝕，直至暴露襯底結構而形成；在這種情況下，增多的堆疊層數對CH的刻蝕工藝產生了更高的要求和挑戰。為了應對這一問題，本領域提出了使用多次堆疊技術實現深CH刻蝕的方法；即先完成下通孔，再沉積上疊層并刻蝕形成上通孔，上下通孔共同形成CH。

目前，多次堆疊技術中通常需要在沉積上疊層之前，采用犧牲材料填充已刻蝕完成的下通孔，從而保證上疊層不會塌陷；在刻蝕形成上通孔后，再去除下通孔內填充的犧牲材料。然而，在實際應用中，由于工藝原因，犧牲材料在下通孔內的填充往往存在裂縫（seam）；在刻蝕形成上通孔的工藝以及去除下通孔內犧牲材料的工藝中，由于裂縫的存在，刻蝕反應會損害下通孔底部的外延生長層（Selective Epitaxial Growth，SEG），造成SEG損傷，從而嚴重影響器件的工作可靠性。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例為解決背景技術中存在的至少一個問題而提供一種通孔結構的制備方法以及一種三維存儲器的制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種通孔結構的制備方法，所述方法包括：

提供基底結構，所述基底結構包括第一堆疊層；

刻蝕所述第一堆疊層，形成第一通孔；

在所述第一通孔底部形成外延生長層；

在所述第一通孔內形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層至少覆蓋所述外延生長層的表面；

在所述第一通孔內形成填充結構；

在所述第一堆疊層上形成第二堆疊層；

刻蝕所述第二堆疊層，形成連通所述第一通孔的第二通孔；

刻蝕以去除所述第一通孔內的所述填充結構；

其中，所述刻蝕阻擋層的材料與以下任意之一的材料之間的刻蝕選擇比滿足刻蝕阻擋要求：所述第二堆疊層、所述填充結構、所述填充結構的氧化層。

上述方案中，所述刻蝕阻擋層的材料包括金屬化合物。

上述方案中，所述刻蝕阻擋層的材料包括TiN。

上述方案中，所述在所述第一通孔內形成刻蝕阻擋層，包括：

在所述第一通孔內形成覆蓋所述外延生長層的表面以及所述第一通孔的側壁的刻蝕阻擋層。

上述方案中，所述刻蝕阻擋層采用原子層沉積工藝形成。

上述方案中，所述刻蝕阻擋層的厚度范圍為5-60nm。