[發(fā)明專利]3D NAND閃存器件及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310637072.6
• 申請(qǐng)日: 2023-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN116528589A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金漢洙;文才煥;高偉;申女
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)和存儲(chǔ)科技（江蘇）有限公司
• 主分類號(hào): H10B43/35
• 分類號(hào): H10B43/35;H10B43/27
• 代理公司: 無錫市觀知成專利商標(biāo)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32591
• 代理人: 陳麗麗

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及3D?NAND閃存器件及其制作方法。其中，所述制作方法包括：先提供半導(dǎo)體襯底層，在半導(dǎo)體襯底層上形成單元隔離結(jié)構(gòu)、溝道結(jié)構(gòu)和源極引出空間，單元隔離結(jié)構(gòu)為堆疊結(jié)構(gòu)包括單元隔離層、存儲(chǔ)單元占據(jù)空間。再依次沉積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，第一介質(zhì)層至少覆蓋在單元隔離結(jié)構(gòu)外露的表面。再刻蝕第二介質(zhì)層，去除位于側(cè)面上全部的第二介質(zhì)層，去除位于第二表面上至少部分的第二介質(zhì)層，保留位于第一表面上全部的第二介質(zhì)層,剩余的第二介質(zhì)層形成存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的電子捕獲層，最后制作閃存器件的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)。所述閃存器件的電子捕獲層結(jié)構(gòu)減少了向源極位置延伸的部分，能夠提高數(shù)據(jù)保持能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D?NAND閃存器件及其制作方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)在NAND?閃存器件中是以電荷形式存儲(chǔ)，即存儲(chǔ)電荷的數(shù)量狀態(tài)表示NAND?閃存器件中的數(shù)據(jù)，通常NAND?閃存器件一個(gè)存儲(chǔ)單元中的電荷數(shù)量狀態(tài)為多子狀態(tài)時(shí)，表示該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為“1”，電荷數(shù)量狀態(tài)為少子狀態(tài)時(shí)，表示該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為“0”。而存儲(chǔ)的電荷的多少，取決于柵極所施加的電壓。

在對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程操作時(shí)，利用隧道效應(yīng)，電荷從襯底中流入存儲(chǔ)單元的電子捕獲層中，使得電子捕獲層的電荷數(shù)量狀態(tài)為多子狀態(tài)。但是經(jīng)過一段時(shí)間，例如溫度變化等外部影響，電荷在電子捕獲層中發(fā)生一定距離的移動(dòng)。

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中的存儲(chǔ)單元?jiǎng)偼瓿删幊滩僮鲿r(shí)電子捕獲層中的電荷狀態(tài)示意圖，從圖1中可以看出，在剛完成編程操作時(shí)，電子捕獲層1中的電荷分布較為集中。圖2示出了相關(guān)技術(shù)中的存儲(chǔ)單元完成編程操作一段時(shí)間后電子捕獲層中的電荷狀態(tài)示意圖，從圖2中可以看出，在完成編程操作一段時(shí)間后，電子捕獲層1中的電荷發(fā)生擴(kuò)散。

由于電子捕獲層中電荷的分布影響到存儲(chǔ)單元的閾值電壓，當(dāng)由圖1的電荷集中狀態(tài)變?yōu)閳D2所示的電荷擴(kuò)散狀態(tài)時(shí)，編程后存儲(chǔ)單元的閾值電壓變低，從而導(dǎo)致該存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)保持能力變差，即數(shù)據(jù)保持壽命變短。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N3D?NAND閃存器件及其制作方法，可以解決相關(guān)技術(shù)在完成編程操作一段時(shí)間后電荷在電子捕獲層中發(fā)生擴(kuò)散，導(dǎo)致存儲(chǔ)單元閾值電壓降低，數(shù)據(jù)保持能力變差的問題。

為了解決背景技術(shù)中所述的技術(shù)問題，本申請(qǐng)的第一方面提供一種3D?NAND閃存器件的制作方法，所述3D?NAND閃存器件的制作方法包括以下依次進(jìn)行的步驟：

提供半導(dǎo)體襯底層，在所述半導(dǎo)體襯底層上形成多個(gè)在水平方向相間隔的單元隔離結(jié)構(gòu)，和在垂直方向上貫穿所述單元隔離結(jié)構(gòu)的溝道結(jié)構(gòu)，單元隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的間隔空間為源極引出空間；每個(gè)所述單元隔離結(jié)構(gòu)包括多層在垂直方向相間隔的單元隔離層，單元隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)部的間隔空間為存儲(chǔ)單元占據(jù)空間，在所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間位置處所述溝道結(jié)構(gòu)的側(cè)壁外露；

依次沉積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層覆蓋在所述第一介質(zhì)層上，所述第一介質(zhì)層至少覆蓋在所述單元隔離結(jié)構(gòu)外露的表面；所述單元隔離結(jié)構(gòu)外露的表面包括：各個(gè)所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間的表面和各層所述單元隔離層靠近源極引出空間的側(cè)面；所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間的表面包括：所述溝道結(jié)構(gòu)從所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間中外露的第一表面，和所述單元隔離層位于所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間中的第二表面；

刻蝕所述第二介質(zhì)層，去除位于所述側(cè)面上全部的第二介質(zhì)層，去除位于所述第二表面上至少部分的第二介質(zhì)層，保留位于所述第一表面上全部的第二介質(zhì)層,?剩余的第二介質(zhì)層形成存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的電子捕獲層；

制作所述閃存器件的所述存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)。

可選地，所述刻蝕所述第二介質(zhì)層，去除位于所述側(cè)面上全部的第二介質(zhì)層，去除位于所述第二表面上至少部分的第二介質(zhì)層，保留位于所述第一表面上全部的第二介質(zhì)層的步驟，包括：

涂覆感光層，所述感光層填充滿所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間和所述源極引出空間；

去除位于所述源極引出空間中的感光層，保留位于所述存儲(chǔ)單元占據(jù)空間中的感光層；