[發(fā)明專利]三維存儲器件的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110030508.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112885835A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬思;曾凡清;張磊;湯召輝;王勝
• 申請（專利權(quán)）人: 長江存儲科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L27/11521
• 分類號: H01L27/11521;H01L27/11551;H01L27/11556;H01L27/11568;H01L27/11578;H01L27/11582
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

本申請?zhí)峁┝艘环N三維存儲器件的制造方法，制造方法包括：提供襯底，并在襯底上依次形成堆疊層和多晶硅層；在多晶硅層背向堆疊層的一側(cè)刻蝕以形成第一開口；自第一開口刻蝕，使第一開口延伸至堆疊層內(nèi)，以形成溝道孔。通過在堆疊層背向襯底的一側(cè)形成多晶硅層，由于多晶硅層與堆疊層具有較高的刻蝕選擇比，在利用多晶硅層作為掩蔽對堆疊層進(jìn)行刻蝕的過程中，多晶硅層的消耗速率較低，溝道孔徑向擴張較慢，使得溝道孔的直徑較小以及溝道孔更為垂直，有利于提高溝道孔的密度，同時，多晶硅層的高刻蝕選擇比使得多晶硅層能夠承受更高的能量，更高的能量能夠形成更深的溝道孔，有利于制造更多層結(jié)構(gòu)的三維存儲器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體元器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維存儲器件的制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，平面結(jié)構(gòu)的存儲器件已近實際擴展的極限，為了進(jìn)一步的提高存儲容量，降低每比特的存儲成本，提出了三維存儲器件。在三維存儲器件結(jié)構(gòu)中，采用垂直堆疊多層?xùn)艠O的方式，堆疊層的中心區(qū)域為核心存儲區(qū)、邊緣區(qū)域為臺階結(jié)構(gòu)，核心存儲區(qū)用于形成存儲單元串，堆疊層中的導(dǎo)電層作為每一層存儲單元的柵線。

隨著三維存儲器件的不斷發(fā)展，堆疊層的層數(shù)會不斷增加到更多層，對于核心存儲區(qū)和臺階結(jié)構(gòu)上溝道孔的深度以及密度的要求也越來越高。因此，如何增大溝道孔的深度以及密度是三維存儲器件技術(shù)發(fā)展中的研究重點。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N三維存儲器件的制造方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的溝道孔的深度以及密度不足的問題。

本申請?zhí)峁┝艘环N三維存儲器件的制造方法，制造方法包括：提供襯底，并在所述襯底上依次形成堆疊層和多晶硅層；在所述多晶硅層背向所述堆疊層的一側(cè)刻蝕以形成第一開口；自所述第一開口刻蝕，使所述第一開口延伸至所述堆疊層內(nèi)，以形成溝道孔。

一種實施方式中，所述在所述多晶硅層背向所述堆疊層的一側(cè)刻蝕以形成第一開口，包括：在所述多晶硅層背向所述堆疊層的一側(cè)形成無定形碳層，在所述無定形碳層背向所述多晶硅層的一側(cè)刻蝕以形成第二開口；自所述第二開口刻蝕，使所述第二開口延伸至所述多晶硅層內(nèi)，以形成所述第一開口。

一種實施方式中，所述自所述第二開口刻蝕，使所述第二開口延伸至所述多晶硅層內(nèi)，以形成所述第一開口，包括：采用溴化氫和/或氯氣在所述第二開口刻蝕以形成所述第一開口。

一種實施方式中，所述自所述第二開口刻蝕，使所述第二開口延伸至所述多晶硅層內(nèi)，以形成所述第一開口，包括：在所述無定形碳層背向所述多晶硅層的一側(cè)形成光刻層，在所述光刻層背向所述無定形碳層的一側(cè)進(jìn)行光刻以形成第三開口；自所述第三開口刻蝕，使所述第三開口延伸至所述無定形碳層內(nèi)，以形成所述第二開口。

一種實施方式中，所述自所述第三開口刻蝕，使所述第三開口延伸至所述無定形碳層內(nèi)，以形成所述第二開口，包括：采用氟化硫在所述第三開口刻蝕以形成所述第二開口。

一種實施方式中，所述溝道孔貫穿所述堆疊層并延伸至所述襯底內(nèi)。

一種實施方式中，所述光刻層包括層疊的光刻介質(zhì)和抗反射膜，所述抗反射膜設(shè)于所述光刻介質(zhì)和所述無定形碳層之間，所述在所述無定形碳層背向所述多晶硅層的一側(cè)形成光刻層，在所述光刻層背向所述無定形碳層的一側(cè)進(jìn)行光刻以形成第三開口，包括：在所述光刻介質(zhì)背向所述抗反射膜的表面進(jìn)行光刻，以形成所述第三開口。

一種實施方式中，自所述第三開口刻蝕，使所述第三開口延伸至所述無定形碳層內(nèi)，以形成所述第二開口，包括：在所述第三開口刻蝕，以使所述第三開口依次貫穿所述光刻介質(zhì)、所述抗反射膜和部分所述無定形碳層，以形成所述第二開口。

一種實施方式中，所述光刻介質(zhì)包括光刻膠，所述抗反射膜的材質(zhì)包括氮硅化合物和氧硅化合物。

一種實施方式中，所述襯底的材質(zhì)包括單晶硅。