[發明專利]存儲器件以及其混合間隔物

有效

• 申請號: 202110404600.4
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN113130510B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 劉力恒;楊川;彭爽爽
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H10B43/27
• 分類號: H10B43/27;H10B43/35;H10B43/00
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 楊錫勱;劉柳

一種半導體器件包括金屬層和與金屬層相鄰布置的混合間隔物。混合間隔物包括包含復合介電材料的復合介電層。復合介電材料的成分是第一介電材料的成分和與第一介電材料不同的第二介電材料的成分的混合物。

本申請是申請日為2019年11月22日、申請號為201980003437.1、發明名稱為“存儲器件以及其混合間隔物”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本申請涉及存儲器件領域，并且更具體而言，本申請涉及混合間隔物結構以及具有混合間隔物結構的存儲器件。

背景技術

三維(3D)存儲器件(諸如3D?NAND存儲器件)是有前景的存儲器件，其潛力在于具有比傳統平面存儲器高得多的存儲密度。3D存儲器件通常包括各自具有柵極的多層存儲單元，柵極是通過間隔物來與狹縫接觸結構隔離開的。

在3D存儲器件中，存儲單元的柵極通常是由鎢(W)形成的，而間隔物通常是由氧化硅(SiO₂)形成的。通常使用化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)工藝來沉積鎢，其中在用于沉積工藝的反應氣體中包括的六氟化鎢(WF₆)作為鎢的來源。在沉積工藝期間，WF₆分解并且釋放出氟。所釋放的氟可能被俘獲在鎢柵極或塊狀鎢材料本身中的空隙中。在隨后的高溫工藝或操作期間，所俘獲的氟將逸出氣體并且損壞由氧化硅制成的間隔物或存儲器件的其它部分，從而導致例如電流泄漏。

發明內容

根據本公開內容，提供了一種半導體器件，其包括金屬層和與金屬層相鄰布置的間隔物。間隔物包括包含復合介電材料的復合介電層。復合介電材料的成分是第一介電材料的成分和與第一介電材料不同的第二介電材料的成分的混合物。

同樣根據本公開內容，提供了一種形成半導體器件的方法，該方法包括：在襯底之上形成金屬層；在金屬層之上形成第一介電層；在第一介電層之上形成第二介電層；以及執行退火處理。第一介電層包括第一介電材料，并且第二介電層包括與第一介電材料不同的第二介電材料。退火處理將與第一介電層和第二介電層之間的界面相鄰的、第一介電層的至少一部分和第二介電層的至少一部分轉換為復合介電層。復合介電層包括復合介電材料，復合介電材料具有作為第一介電材料的成分和第二介電材料的成分的混合物的成分。

同樣根據本公開內容，提供了一種存儲器件，包括：襯底；多個金屬/介電層，其布置在襯底之上并且每一者包括金屬層和金屬間介電層；半導體溝道，其布置為穿過所述金屬/介電層，所述半導體溝道包括半導體材料；在所述半導體溝道與所述金屬/介電層之間的存儲膜；過孔接觸部，其布置為穿過金屬/介電層；以及間隔物，布置在金屬/介電層與過孔接觸部之間。間隔物包括包含復合介電材料的復合介電層。復合介電材料的成分是第一介電材料的成分和與第一介電材料不同的第二介電材料的成分的混合物，其中，所述復合介電材料具有比所述第一介電材料和所述第二介電材料更高的致密性。

同樣根據本公開內容，提供了一種形成存儲器件的方法，該方法包括：在襯底之上形成多個金屬/介電層；形成延伸穿過金屬/介電層的開口；至少在開口的內側壁之上形成第一介電層；在第一介電層之上形成第二介電層；以及執行退火處理。第一介電層包括第一介電材料，并且第二介電層包括與第一介電材料不同的第二介電材料。退火處理將與第一介電層和第二介電層之間的界面相鄰的、第一介電層的至少一部分和第二介電層的至少一部分轉換為復合介電層。復合介電層包括復合介電材料，復合介電材料具有作為第一介電材料的成分和第二介電材料的成分的混合物的成分。

附圖說明

圖1是根據本公開內容的實施例的半導體器件的一部分的橫截面圖。

圖2A-2F示意性地示出了根據本公開內容的實施例的形成半導體器件的過程。

圖3是根據本公開內容的實施例的存儲器件的一部分的橫截面圖。

圖4A-4G示意性地示出了根據本公開內容的實施例的形成存儲器件的過程。

具體實施方式