[發明專利]用于三維NAND存儲器中的字線觸點的阻擋層及其制造方法

在審

• 申請號: 202180005399.0
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114556564A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 徐玲;王迪;張中;周文犀
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L27/11548;H01L27/11556;H01L27/1157;H01L27/11575;H01L27/11582
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 林錦輝;劉景峰

本公開內容提供了一種用于形成三維存儲器器件的方法。該方法包括在垂直于襯底的第一方向上在襯底上設置交替電介質堆疊體；以及在交替電介質堆疊體中形成階梯結構和分隔壁。階梯結構與分隔壁在平行于襯底的第二方向上延伸，并且分隔壁與階梯結構相鄰。該方法還包括在階梯結構上依次形成第一阻擋層和不同于第一阻擋層的第二阻擋層。該方法還包括在分隔壁中形成柵極線縫隙(GLS)開口。GLS開口在第一方向上穿透交替電介質堆疊體，并且在平行于襯底并且垂直于第二方向的第三方向上遠離第二阻擋層。

技術領域

本公開內容總體上涉及半導體技術領域，具體而言，涉及一種用于形成阻擋層以在三維NAND閃存中為字線觸點提供蝕刻停止的結構和制造方法。

背景技術

隨著存儲器器件縮小到較小的管芯尺寸以降低制造成本并且增加存儲密度，由于工藝技術限制和可靠性問題，平面存儲器單元的縮放面臨挑戰。三維(3D)存儲器架構可以解決平面存儲器單元中的密度和性能限制。

在3D NAND閃存存儲器中，多層存儲器單元可以垂直堆疊，使得每單位面積的存儲密度可以大大增加。垂直堆疊的存儲器單元可以通過字線和位線尋址，其中每條字線可以控制一層上的存儲器單元。為了形成到垂直堆疊的字線的電連接，可以使用階梯結構來形成用于每條字線的觸點結構。

為了進一步增加3D NAND閃存存儲器的存儲密度，已相當大地增加了垂直堆疊的字線的數量。因此，用于字線的觸點結構具有寬范圍的深度，其中最短的一個觸點結構用于最上面的字線，并且最長的一個觸點結構用于最下面的字線。為了同時形成用于字線的觸點結構，可以在階梯結構上設置蝕刻停止層(例如，氮化硅)以避免上部字線上的過蝕刻。然而，在制造觸點結構之前的各種工藝期間，蝕刻停止層可能損失。另外，蝕刻停止層可能引入其他問題。例如，厚的蝕刻停止層可能在字線形成期間在鎢再填充處引起接縫。因此，需要提供一種用于形成3D NAND閃存存儲器的改進方法。

發明內容

本公開內容描述了用于形成阻擋層以在三維(3D)存儲器器件中為字線觸點提供蝕刻停止的改進的結構和制造方法的實施例。

本公開內容的一個方面提供了一種用于形成三維存儲器器件的方法。該方法包括在垂直于襯底的第一方向上在襯底上設置交替電介質堆疊體；以及在交替電介質堆疊體中形成階梯結構和分隔壁。階梯結構與分隔壁在平行于襯底的第二方向上延伸，并且分隔壁與階梯結構相鄰。該方法還包括在階梯結構上依次形成第一阻擋層和不同于第一阻擋層的第二阻擋層。該方法還包括在分隔壁中形成柵極線縫隙(GLS)開口。GLS開口在第一方向上穿透交替電介質堆疊體，并且在平行于襯底并且垂直于第二方向的第三方向上遠離第二阻擋層。

在一些實施例中，在階梯結構上形成第一阻擋層還包括：設置第一阻擋層以至少覆蓋階梯結構的階梯梯級的側壁。

在一些實施例中，在階梯結構上形成第二阻擋層包括：在階梯結構和分隔壁上設置電介質材料；以及去除電介質材料的設置在分隔壁上的第一部分。

在一些實施例中，該方法還包括：去除電介質材料的設置在階梯結構的與分隔壁相鄰的第二區域中的第二部分，以在階梯結構的第一區域中形成第二阻擋層，其中，第一區域和第二區域在第二方向上延伸，并且第一區域在階梯結構的中心。

在一些實施例中，該方法還包括：設置阻擋掩模以暴露分隔壁和階梯結構的與分隔壁相鄰的第二區域。

在一些實施例中，該方法還包括：將GLS填充物設置在GLS開口內部以形成GLS，其中，GLS填充物包括絕緣材料。

在一些實施例中，該方法還包括：通過GLS開口從第一電介質層之間去除第二電介質層以形成橫向隧道；以及將第一導電材料設置在橫向隧道內部以形成膜堆疊體，膜堆疊體包括交替堆疊的導電層和第一電介質層。

在一些實施例中，去除第二電介質層包括：相對于第一電介質層和第一阻擋層選擇性地蝕刻第二電介質層。