3D NAND存储器源极选择管及其形成方法技术

本发明专利技术提出一种3D NAND存储器中源极选择管及其形成方法，包括：在沉积的第一对堆叠层淀积硬掩膜层，并刻蚀形成深孔，淀积无掺杂多晶硅填充深孔，去除多余的多晶硅,并进行硼的离子注入；除去氮化硅硬掩膜层，淀积第一对堆叠层中剩余的氧化硅，并继续淀积多对堆叠层；对形成的多对堆叠层刻蚀形成多个孔；在形成的多个孔中淀积以形成多晶硅沟道；在沟道中淀积无定型硅，退火形成多晶硅，离子注入后形成漏端接触；堆叠层氮化硅经过湿法刻蚀后，对源极多晶通过热氧化形成源极选择管氧化层，最后淀积金属钨形成栅极接触。本方法的形成过程利于减少3D NAND工艺中的高温制程，从而避免热量累积对器件性能的影响。

【技术实现步骤摘要】
3DNAND存储器源极选择管及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种3DNAND存储器源极选择管及其形成方法。
技术介绍
随着对集成度和存储容量的需求不断提高，3D(三维)NAND存储器应运而生。3DNAND存储器是一种基于平面NAND存储器的新型产品，这种产品的主要特色是将平面结果转化为立体结构，大大节省了硅片面积，降低制造成本,增加了存储容量。在3DNAND存储器中，存储串上下分别通过选择管与位线和源线相连。现有工艺中，在垂直沟道刻蚀至硅衬底后，在裸露的衬底单晶硅处通过单晶硅外延的方法形成金属氧化物晶体管从而形成下选择管，并且要求外延单晶硅的高度小于氧化硅/氮化硅台阶中第一层氧化硅的一半。现有下选择管结构形成为选择性外延生长工艺生长单晶硅，此项工艺热需求较大，工艺温度通常大约为850℃，容易影响外围电路等晶体管器件性能。现有的单晶硅外延工艺对前制程要求较高，前制程的工艺波动极易造成单晶硅外延时形成空洞以及外延硅的高度不均一。本专利技术提出一种的3DNAND存储器源极选择管，使其形成过程中避免引入高温制程，利于减少3DNAND工艺中的高温制程，从而避免热量累积对器件性能的影响。
技术实现思路
本专利技术涉及一种3DNAND存储器源极选择管，其特征在于选择管沟道在堆叠层淀积过程中有多晶硅沉积形成。本专利技术还涉及一种3DNAND存储器源极选择管形成方法，依次包括如下步骤：步骤1：在硅衬底上依次沉积氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层，形成第一对堆叠层；步骤2：在所形成的第一对堆叠层上淀积氮化硅做硬掩膜层；步骤3：形成光阻，并刻蚀上述堆叠层形成深孔；步骤4：淀积无掺杂多晶硅填充所形成的深孔，该多晶硅层覆盖硬掩膜层；步骤5：化学机械研磨去除多余的多晶硅,包括硬掩膜层上以及突出深孔的多晶硅，并进行硼的离子注入；步骤6：利用干法刻蚀除去氮化硅硬掩膜层；步骤7：淀积第一对堆叠层中剩余的氧化硅，覆盖之前形成的氧化硅层以及多晶硅层；步骤8：继续淀积多对氮化硅、氧化硅堆叠层；步骤9：利用存储区沟道孔阵列刻蚀工艺，对形成的多对堆叠层刻蚀至衬底，形成多个孔；步骤10：在形成的多个孔中淀积形成存储器隧穿层，存储层及阻挡层，以形成多晶硅沟道。隧穿层、存储层及阻挡层分别选用氧化硅、氮化硅、氧化硅；步骤11：在沟道中淀积无定型硅，退火形成多晶硅，离子注入后形成漏端接触；堆叠层氮化硅经过湿法刻蚀后，对源极多晶通过热氧化形成源极选择管氧化层，最后淀积金属钨形成栅极接触。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中各部件的尺寸仅为说明的目的，为示意性的，并非按照比例进行绘制。附图1是根据本专利技术方法在硅衬底上形成第一对叠层的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图2是根据本专利技术方法形成硬掩膜层后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图3是根据本专利技术方法形成光阻并进行刻蚀形成深孔之后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图4是根据本专利技术方法形成多晶硅后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图5是根据本专利技术方法去除多晶硅后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图6是根据本专利技术方法去除硬掩膜之后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图7是根据本专利技术方法形成第一堆叠层中剩余的氧化硅层之后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图8是根据本专利技术方法形成多个堆叠层之后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图9是根据本专利技术方法多个孔后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图10是根据本专利技术方法形成多晶硅沟道后的3DNAND存储器源极选择管截面图；附图11是根据本专利技术方法形成的3DNAND存储器源极选择管截面图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术涉及一种3DNAND存储器源极选择管，其特征在于选择管沟道在堆叠层淀积过程中有多晶硅沉积形成。本专利技术涉及一种3DNAND存储器源极选择管形成方法，包括如下步骤：如图1所示，在硅衬底上依次沉积氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层，形成第一对堆叠层。之后在所形成的第一对堆叠层上淀积氮化硅做硬掩膜层，如图2。如图3，接着形成光阻，并刻蚀上述堆叠层形成深孔；如图4，之后淀积无掺杂多晶硅填充所形成的深孔，该多晶硅层覆盖硬掩膜层；化学机械研磨去除多余的多晶硅,包括硬掩膜层上以及突出深孔的多晶硅，并进行硼的离子注入，如图5所示；利用干法刻蚀除去氮化硅硬掩膜层，如图6示出的；淀积第一对堆叠层中剩余的氧化硅，覆盖之前形成的氧化硅层以及多晶硅层，如图7；之后，如图8示出的，继续淀积多对氮化硅、氧化硅堆叠层；接着，利用存储区沟道孔阵列刻蚀工艺，对形成的多对堆叠层刻蚀至衬底，形成多个孔，如图9所示出的；图10示出，在形成的多个孔中淀积形成存储器隧穿层，存储层及阻挡层，以形成多晶硅沟道。隧穿层、存储层及阻挡层分别选用氧化硅、氮化硅、氧化硅。图11示出，在沟道中淀积无定型硅，退火形成多晶硅，离子注入后形成漏端接触。堆叠层氮化硅经过湿法刻蚀后，对源极多晶通过热氧化形成源极选择管氧化层，最后淀积金属钨形成栅极接触。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D NAND存储器中源极选择管，其特征在于，选择管沟道在堆叠层淀积过程中有多晶硅沉积形成。

【技术特征摘要】
1.一种3DNAND存储器中源极选择管，其特征在于，选择管沟道在堆叠层淀积过程中有多晶硅沉积形成。2.一种3DNAND存储器源极选择管形成方法，包括如下步骤：步骤1：在硅衬底上依次沉积氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层，形成第一对堆叠层；步骤2：在所形成的第一对堆叠层上淀积氮化硅做硬掩膜层；步骤3：形成光阻，并刻蚀上述堆叠层形成深孔；步骤4：淀积无掺杂多晶硅填充所形成的深孔，该多晶硅层覆盖硬掩膜层；步骤5：去除多余的多晶硅,并进行硼的离子注入；步骤6：除去氮化硅硬掩膜层；步骤7：淀积第一对堆叠层中剩余的氧化硅，覆盖之前形成的氧化硅层以及多晶硅层；步骤8：继续淀积多对氮化硅、氧化硅堆叠层；步骤9：对形成的多对堆叠层刻蚀至衬底，形成多个孔；步骤10：在形成的多个孔中淀积形成存储器隧穿层，存储层及阻挡层，以形成多晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，陈子琪，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42