[發(fā)明專利]一種3D NAND存儲(chǔ)器件及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110390050.5
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN113113418A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖莉紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L27/11524
• 分類號(hào): H01L27/11524;H01L27/11551;H01L27/1157;H01L27/11578
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 楊麗爽

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N3D NAND存儲(chǔ)器件及其制造方法，在形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)后，先至少在臺(tái)階結(jié)構(gòu)上形成臺(tái)階覆蓋層，再至少在臺(tái)階覆蓋層上形成填充層，臺(tái)階覆蓋層選用能阻擋填充層內(nèi)的自由基擴(kuò)散至堆疊層的材料。這樣，可以在填充層和臺(tái)階結(jié)構(gòu)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(huì)被臺(tái)階覆蓋層阻擋，不會(huì)擴(kuò)散到臺(tái)階結(jié)構(gòu)中，因此不會(huì)對(duì)臺(tái)階結(jié)構(gòu)造成侵蝕，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臺(tái)階結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，從而提高器件性能。

本申請(qǐng)為2019年03月15日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01910198433.5的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造領(lǐng)域，特別涉及一種3D NAND存儲(chǔ)器件及其制造方法。

背景技術(shù)

NAND存儲(chǔ)器件是具有功耗低、讀寫速度快且容量大的非易失存儲(chǔ)產(chǎn)品，在電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。

平面結(jié)構(gòu)的NAND器件已近實(shí)際擴(kuò)展的極限，為了進(jìn)一步的提高存儲(chǔ)容量，降低每比特的存儲(chǔ)成本，提出了3D NAND存儲(chǔ)器件。在3D NAND存儲(chǔ)器件結(jié)構(gòu)中，采用垂直堆疊多層?xùn)艠O及柵極間絕緣層的方式，堆疊層的中心區(qū)域?yàn)楹诵拇鎯?chǔ)區(qū)、邊緣區(qū)域?yàn)榕_(tái)階結(jié)構(gòu)，核心存儲(chǔ)區(qū)用于形成存儲(chǔ)單元串。每一層?xùn)艠O作為每一層存儲(chǔ)單元的柵線，進(jìn)而，將柵極通過臺(tái)階上的接觸引出，從而實(shí)現(xiàn)堆疊式的3D NAND存儲(chǔ)器件。

在3D NAND存儲(chǔ)器件的制造過程中，在形成臺(tái)階結(jié)構(gòu)之后，在臺(tái)階結(jié)構(gòu)上填充介質(zhì)材料層，介質(zhì)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(xù)的熱退火過程中，這些自由基釋放(Out-gas)，會(huì)對(duì)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，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(xù)沉積含碳的硬掩膜時(shí)進(jìn)一步釋放而發(fā)生尖端放電(Arcing)，輕則造成機(jī)臺(tái)報(bào)警，重則造成薄膜劈裂(Peeling)、脫落，甚至破片，進(jìn)而影響良率。

發(fā)明內(nèi)容

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

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)有如下技術(shù)方案：

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種3D NAND存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)以及臺(tái)階區(qū)，所述臺(tái)階區(qū)形成有臺(tái)階結(jié)構(gòu)；

至少在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)上形成臺(tái)階覆蓋層；

至少在所述臺(tái)階覆蓋層上形成填充層；所述臺(tái)階覆蓋層選用能阻擋填充層內(nèi)的自由基擴(kuò)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(tái)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(tái)階結(jié)構(gòu)的表面接觸。

可選的，所述臺(tái)階覆蓋層還包括與所述摻氮碳化硅的第一覆蓋層堆疊設(shè)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(qū)體進(jìn)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(tái)階結(jié)構(gòu)上形成介質(zhì)材料的臺(tái)階覆蓋層，以及至少在所述臺(tái)階覆蓋層上形成填充層，包括：