[發明專利]一種刻蝕工藝及3D NAND的制作工藝

有效

• 申請號: 202011075167.6
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112216702B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 高毅;王樂
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

1.一種刻蝕工藝，其特征在于，包括：

步驟S1，提供具有溝道孔的襯底堆疊結構并在所述溝道孔的底部形成外延層(30)；

步驟S2，在所述溝道孔的側壁和所述襯底堆疊結構的頂部設置功能層結構，所述功能層結構的多晶硅層(51)裸露，所述功能層結構為SONO結構層；

步驟S3，采用干法刻蝕對所述功能層結構(50)底部的多晶硅層(51)進行刻蝕，且所述干法刻蝕為等離子體刻蝕，所述等離子體刻蝕采用源射頻功率源和偏壓射頻功率源同步脈沖進行等離子體發生；以及

步驟S4，采用干法化學刻蝕對所述溝道孔底部的所述功能層結構(50)進行刻蝕以使所述外延層(30)裸露，

所述步驟S3包括：

步驟S31，沉積碳掩膜層(60)，所述碳掩膜層(60)設置在所述襯底堆疊結構的頂部的所述多晶硅層(51)上以及所述溝道孔側壁對應的部分所述多晶硅層(51)上；

步驟S32，采用干法刻蝕對設置了所述碳掩膜層(60)的所述功能層結構(50)底部的多晶硅層進行第一次刻蝕；

步驟S33，去除所述碳掩膜層(60)；

步驟S34，依次重復所述步驟S31至步驟S34至所述溝道孔底部的多晶硅層(51)完全去除。

2.根據權利要求1所述的刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟S31包括：

向所述多晶硅層(51)上通入含碳氣體并進行等離子體處理以形成所述碳掩膜層(60)。

3.根據權利要求2所述的刻蝕工藝，其特征在于，所述含碳氣體為甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷中的任意一種或多種。

4.根據權利要求1所述的刻蝕工藝，其特征在于，所述干法刻蝕的刻蝕氣體包括NF₃、CH₂F₂、CHF₃和C₄F₆中的任意一種或多種的組合。

5.根據權利要求1所述的刻蝕工藝，其特征在于，所述襯底堆疊結構為雙堆疊結構。

6.根據權利要求5所述的刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟S1包括：

在襯底(20)上形成第一堆疊結構(10)，所述第一堆疊結構(10)包括沿遠離所述襯底(20)的方向交替層疊的第一犧牲層(110)和第一隔離層(120)；

順序刻蝕所述第一堆疊結構(10)和所述襯底(20)，以形成貫穿所述第一堆疊結構(10)的第一溝道孔(130)以及位于所述襯底(20)中的凹槽(210)，所述凹槽(210)與所述第一溝道孔(130)連通；

在所述凹槽(210)表面進行選擇性外延生長，以在所述第一溝道孔(130)和所述凹槽(210)中形成所述外延層(30)；

在所述第一堆疊結構(10)上形成第二堆疊結構(40)，所述第二堆疊結構(40)包括沿遠離所述襯底(20)的方向交替層疊的第二犧牲層(410)和第二隔離層(420)，形成貫穿所述第二堆疊結構(40)的第二溝道孔(430)，以使所述第二溝道孔(430)與所述第一溝道孔(130)連通，所述第一溝道孔(130)與所述第二溝道孔(430)構成所述溝道孔。

7.根據權利要求1所述的刻蝕工藝，其特征在于，所述步驟S2包括：

在所述溝道孔底部、側壁和所述襯底堆疊結構的頂部依次沉積氧化硅層、氮化硅層、氧化硅層和多晶硅層(51)，形成所述功能層結構(50)。

8.一種3D NAND的制作工藝，其特征在于，所述制作工藝包括：

利用刻蝕工藝打通襯底堆疊結構的溝道孔中的功能層結構(50)，其中所述刻蝕工藝為權利要求1至7中任一項所述的刻蝕工藝；

在所述溝道孔中形成溝道層；

去除襯底堆疊結構中的犧牲層，并在對應所述犧牲層的位置形成柵極層。