NAND闪存的形成方法技术

一种NAND闪存的形成方法，包括：提供半导体衬底，半导体衬底包括核心区和外围区；在核心区上形成多个相互分立的栅极叠层结构，相邻栅极叠层结构之间为凹槽；在凹槽中填充第一介质层；在第一介质层和栅极叠层结构表面形成可流动介质层；对可流动介质层固化处理，以形成固态介质层；在固态介质层表面上形成停止层；在停止层上和外围区形成第二介质层；进行平坦化处理，直至停止在停止层；回刻蚀剩余停止层、固态介质层和第一介质层，以暴露至少部分栅极叠层结构；在被暴露的栅极叠层结构、第一介质层和固态介质层上沉积金属硅化物。所述形成方法能够降低所形成NAND闪存中，字线间的漏电风险，提高工艺窗口。

Method for forming NAND flash memory

The method includes forming a NAND flash memory, providing a semiconductor substrate, the semiconductor substrate includes a core region and a peripheral region; forming a plurality of discrete gate stack structure in the core area, adjacent groove is between the gate stack structure; filling the first dielectric layer in the groove; the first dielectric layer and a gate stack structure the surface to form a flowable medium layer of flowable medium layer; solidified to form a solid dielectric layer; the solid dielectric layer is formed on the surface layer and stop layer; in the peripheral area to stop the second medium layer is formed; flattened, until the stop at the stop layer; back etching stop layer, residual layer and solid medium the first dielectric layer to expose at least a portion of the gate stack structure; in the exposed gate stack structure, a first dielectric layer and a solid dielectric layer deposited on the metal silicide. The forming method can reduce the leakage risk between the lines in the formed NAND flash memory and improve the process window.

【技术实现步骤摘要】
NAND闪存的形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种NAND闪存的形成方法。
技术介绍
NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案，由于NAND闪存以页为单位读写数据，所以适合于存储连续的数据，如图片、音频或其他文件数据；同时因其成本低、容量大且写入速度快、擦除时间短的优点在移动通讯装置及便携式多媒体装置的存储领域得到广泛的应用。现有NAND闪存形成方法形成的NAND闪存中，字线之间存在高漏电风险。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种NAND闪存的形成方法，以降低所形成NAND闪存中，字线间的漏电风险，并提高工艺窗口。为解决上述问题，本专利技术提供一种NAND闪存的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括核心区和外围区；在所述核心区上形成多个相互分立的栅极叠层结构，相邻所述栅极叠层结构之间为凹槽；在所述凹槽中填充第一介质层；在所述第一介质层和所述栅极叠层结构表面形成可流动介质层；对所述可流动介质层固化处理，以形成固态介质层；在所述固态介质层表面上形成停止层；在所述停止层上和所述外围区形成第二介质层；进行平坦化处理，直至停止在所述停止层；回刻蚀剩余所述停止层、所述固态介质层和所述第一介质层，以暴露至少部分所述栅极叠层结构；在被暴露的所述栅极叠层结构、所述第一介质层和所述固态介质层上沉积金属硅化物。可选的，所述可流动介质层的材料为可流动聚合物，所述固态介质层的材料为氧化硅，采用流体化学气相沉积方法形成所述可流动聚合物和所述氧化硅。可选的，所述流体化学气相沉积法包括：沉积步骤，利用氧化硅前驱体发生自由基聚合反应，以产生所述可流动聚合物；转变步骤，采用臭氧蒸汽将所述可流动聚合物氧化成所述氧化硅。可选的，所述臭氧蒸汽在100℃～200℃的温度条件下对所述可流动聚合物进行氧化。可选的，采用干法刻蚀方法进行所述回刻蚀，并且所述回刻蚀暴露至少部分所述控制栅极的侧面。可选的，所述金属硅化物为镍金属硅化物、钨金属硅化物、钼金属硅化物、钛金属硅化物、钴金属硅化物或者铊金属硅化物。可选的，所述回刻蚀采用的反应气体包括氟化碳。可选的，采用高深宽比化学气相沉积方法或者高密度等离子体化学气相沉积方法形成所述第一介质层，所述凹槽的深宽比在10:1以上。可选的，在形成所述停止层前，还包括在所述栅极叠层结构上形成掩膜层；在回刻蚀所述剩余所述停止层和所述第一介质层时，同时回刻蚀所述掩膜层。可选的，所述可流动介质层为氧化石墨烯或者氧化石墨。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的技术方案中，在形成位于栅极叠层结构之间的第一介质层后，在第一介质层上形成可流动介质层，从而使可流动介质层填充第一介质层表面打开的小孔和缝隙，然后对可流动介质层进行固化处理，从而使可流动介质层固化为固态介质层。此时，在后续的回刻蚀步骤中，不会出现第一介质层表面具有小孔和缝隙的现象，从而避免在形成金属硅化物的过程中，部分金属硅化物残留在第一介质层中的现象，从而提高第一介质层的介电作用，降低字线之间的漏电风险。并且，由于能够防止字线之间的介质层具有金属硅化物，因此，回刻蚀步骤时不必严格控制刻蚀量，因而，所述方法还能够提高回刻蚀步骤的工艺窗口，从而提高整个工艺的工艺窗口。附图说明图1至图5为现有NAND闪存的形成方法各步骤对应结构示意图；图6至图11为本专利技术实施例提供的NAND闪存的形成方法各步骤对应结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有方法形成的NAND闪存中，字线之间存在高漏电风险。经分析，上述高漏电风险的原因可以从图1至图4所示的形成过程得到解释。请参考图1，提供半导体衬底100，半导体衬底100包括核心区(未标注)和外围区(未标注)。需要说明的是，图1至图5中显示的是所述核心区的其中一部分，而所述外围区未示出。请继续参考图1，在所述核心区上形成多个相互分立的栅极叠层结构(未标注)，所述栅极叠层结构可以包括隧穿氧化层101、浮栅层103、栅介质层105和控制栅层107。同时，在所述栅极叠层结构上还形成有掩膜层109。相邻所述栅极叠层结构之间为凹槽102，并在所述栅极叠层结构的侧壁形成侧墙111，侧墙111覆盖所述凹槽102的底部和侧壁。然后，请参考图2，在凹槽102中填充第一介质层113。并在第一介质层113和掩膜层109表面形成停止层115(事实上停止层115同时形成在侧墙111顶部表面)。此后，在停止层115上和图中未显示的所述外围区形成第二介质层(所述第二介质层图中同样未显示，所述第二介质层主要是为了形成在所述外围区中，因此后续需要去除位于核心区的所述第二介质层)，然后进行平坦化，以去除位于停止层115上的所述第二介质层，所述平坦化步骤停止在停止层115，这个过程去除了位于所述核心区的所述第二介质层。请参考图3，回刻蚀剩余停止层115、掩膜层109和第一介质层113，以暴露至少部分所述栅极叠层结构，图2显示被暴露的所述栅极叠层结构为控制栅层107，控制栅层107的顶部和部分侧面在回刻蚀后被暴露出来。请结合参考图4和图5，形成金属硅化物117覆盖被暴露出来的控制栅层107的顶部和部分侧面，并覆盖第一介质层113。然后，去除图4中位于第一介质层113上的金属硅化物117，而仅保留位于控制栅层107上的金属硅化物117，这部分金属硅化物117作为字线119，如图5所示。然而，在形成上述第一介质层113时，第一介质层113时中会出现各种小孔(void)1131和缝隙(seam)1132，如图2所示。在图3所示回刻蚀过程中，位于第一介质层113顶部的小孔1131和缝隙1132在刻蚀后暴露出来。当在图3显示的形成金属硅化物117过程中，金属硅化物117在覆盖第一介质层113时，还会同时填充在小孔1131和缝隙1132，并分别在小孔1131和缝隙1132内形成第一金属硅化物1171和第二金属硅化物1172，如图4所示。而在图5所示去除第一介质层113上的金属硅化物117时，这些填充在小孔1131和缝隙1132中的第一金属硅化物1171和第二金属硅化物1172却很难被去除，因此它们会残留在第一介质层113中，导致第一介质层113的绝缘性能下降，造成字线119间具有高漏电风险。并且，由于第一介质层113上具有小孔1131和缝隙1132，因此，在上述回刻蚀步骤中，如果刻蚀量过多，会打开小孔和缝隙，后续清洗过程中的酸处理会进一步扩大小孔和缝隙，导致更多的金属硅化物进入小孔和缝隙，引起第一介质层113的K值变化，使得介电作用下降；如果刻蚀量过少，则会导致控制栅极暴露量不足，进而导致栅极上的金属硅化物量不足，NAND闪存是通过这些金属硅化物导电的，而金属硅化物量不足会引起其性能下降。因此，现有工艺需要严格地控制回刻蚀的刻蚀量，使得回刻蚀步骤的工艺窗口(processwindow)较小。需要特别说明的是，在形成停止层115时，由于停止层115一般是采用氮化物制作，其填充性较差，填不进小孔1131和缝隙1132。而即使小部分填进小孔1131和缝隙1132，由于停止层115的材料K值与第一介质层113的K值差异较大，也会引起第一介质层113电性的劣化。而在金属硅化物117形成前，必须对前面的结构进行清洁，以确保金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NAND闪存的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括核心区和外围区；在所述核心区上形成多个相互分立的栅极叠层结构，相邻所述栅极叠层结构之间为凹槽；在所述凹槽中填充第一介质层；在所述第一介质层和所述栅极叠层结构表面形成可流动介质层；对所述可流动介质层固化处理，以形成固态介质层；在所述固态介质层表面上形成停止层；在所述停止层上和所述外围区形成第二介质层；进行平坦化处理，直至停止在所述停止层；回刻蚀剩余所述停止层、所述固态介质层和所述第一介质层，以暴露至少部分所述栅极叠层结构；在被暴露的所述栅极叠层结构、所述第一介质层和所述固态介质层上沉积金属硅化物。

【技术特征摘要】
1.一种NAND闪存的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括核心区和外围区；在所述核心区上形成多个相互分立的栅极叠层结构，相邻所述栅极叠层结构之间为凹槽；在所述凹槽中填充第一介质层；在所述第一介质层和所述栅极叠层结构表面形成可流动介质层；对所述可流动介质层固化处理，以形成固态介质层；在所述固态介质层表面上形成停止层；在所述停止层上和所述外围区形成第二介质层；进行平坦化处理，直至停止在所述停止层；回刻蚀剩余所述停止层、所述固态介质层和所述第一介质层，以暴露至少部分所述栅极叠层结构；在被暴露的所述栅极叠层结构、所述第一介质层和所述固态介质层上沉积金属硅化物。2.如权利要求1所述的NAND闪存的形成方法，其特征在于，所述可流动介质层的材料为可流动聚合物，所述固态介质层的材料为氧化硅，采用流体化学气相沉积方法形成所述可流动聚合物和所述氧化硅。3.如权利要求2所述的NAND闪存的形成方法，其特征在于，所述流体化学气相沉积法包括：沉积步骤，利用氧化硅前驱体发生自由基聚合反应，以产生所述可流动聚合物；转变步骤，采用臭氧蒸汽将所述可流动聚合物氧化成所述氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑二虎，纪世良，张翼英，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11