用于解决不同图案密度区域处的外延生长负载效应的方法技术

本公开描述了用于减小低图案密度区域和高图案密度区域之间的负载效应的方法和图案化器件。图案化器件包括衬底、衬底之上的第一绝缘层、低图案密度区域、高图案密度区域、第二绝缘层和外延生长层。低图案密度区域包括第一绝缘层和衬底中的第一沟槽。高图案密度区域包括第一绝缘层和衬底中的第二沟槽。在第一沟槽中形成第二绝缘层。在第二沟槽中形成外延生长层。第一沟槽具有比第二沟槽大的截面面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于解决不同图案密度区域处的外延生长负载效应的方法
技术介绍
在半导体行业中，外延是晶体层的生长，其通常是从晶种窗口面积内的晶种层开始的。晶种窗口面积是指要生长外延层的暴露表面的二维大小。随着器件尺寸的逐渐缩小(例如，对于三维(3D)NAND闪速存储器件而言)，晶种窗口面积也随之缩小。晶种窗口面积尺寸和表面变形能够极大地影响晶种窗口面积内的外延层的外延生长速率，这被描述为负载效应。由于图案密度方面的差异而发生负载效应，其又被称为局部负载效应或者图案负载效应。当在低图案密度区域(即，较大晶种窗口面积)和高图案密度区域(即，较小晶种窗口面积)中同时进行外延生长时，发生该现象。根据局部图案密度，外延生长速率会不同，并且导致所生长的外延层的厚度的不均匀性。高图案密度区域和低图案密度区域之间的外延层厚度的非均匀性使得器件加工难以控制并且可能给器件性能带来不利影响。
技术实现思路
文中公开了图案化器件及其制作方法的实施例。在一些实施例中，一种图案化器件包括衬底、衬底之上的第一绝缘层、低图案密度区域、高图案密度区域、第二绝缘层、以及外延生长层。低图案密度区域包括第一绝缘层和衬底中的第一沟槽。高图案密度区域包括第一绝缘层和衬底中的第二沟槽。第二绝缘层形成在第一沟槽中。外延生长层形成在第二沟槽中。第一沟槽具有比第二沟槽大的截面面积。在一些实施例中，第一绝缘层可以包括交替的氧化硅层和氮化硅层。图案化器件包括三维NAND存储器件。第二绝缘层可以是氧化硅。在一些实施例中，第二绝缘层是原子层沉积的氧化硅。第二绝缘层完全填充低图案密度区域的第一沟槽。第二绝缘层填充第一沟槽，并且第二沟槽保持贯穿到衬底，以便减小低图案密度区域和高图案密度区域之间的外延生长负载效应。在一些实施例中，一种用于减小图案化器件中的外延生长负载效应的方法包括在衬底和衬底之上的第一绝缘层中形成第一沟槽和第二沟槽，以形成低图案密度区域和高图案密度区域。第一沟槽具有比第二沟槽大的截面面积。所述方法包括通过使用第一掩模将第一沟槽与第二沟槽隔离。所述方法包括在第一沟槽中设置第二绝缘层。所述方法包括去除第一掩模的部分以暴露第二沟槽。所述方法包括在第二沟槽中生长外延层。在一些实施例中，形成第一沟槽和第二沟槽包括使用非等向性反应离子刻蚀进行刻蚀。隔离包括沉积第一电介质层以及沉积第二电介质层，以形成第一掩模。隔离包括对低图案密度区域上方的第二掩模进行图案化以暴露第一掩模。对第二掩模进行图案化包括在第一掩模上方形成光刻胶层，使光刻胶层暴露于吸收光，以及对光刻胶层进行显影。在第一沟槽中设置第二绝缘层包括使用原子层沉积进行沉积。在一些实施例中，所述方法包括使第二绝缘层和第一掩模平坦化。所述方法包括使第二绝缘层和第一电介质层平坦化。去除第一掩模包括使用湿法化学刻蚀进行刻蚀。生长外延层包括生长硅外延层。在一些实施例中，一种用于制作图案化器件的方法包括在衬底和衬底之上的第一绝缘层中形成第一沟槽和第二沟槽，以形成低图案密度区域和高图案密度区域。第一沟槽具有比第二沟槽大的截面面积。所述方法包括在覆盖第一沟槽和第二沟槽的第一绝缘层之上沉积第一掩模。所述方法包括对低图案密度区域上方的第二掩模进行图案化以暴露第一掩模。所述方法包括去除第一掩模的至少部分以暴露第一沟槽。所述方法包括在第一沟槽中设置第二绝缘层。所述方法包括去除第一掩模的另一部分以暴露第二沟槽。所述方法包括在第二沟槽中生长外延层。在一些实施例中，设置第一掩模包括沉积第一电介质层和沉积第二电介质层。对第二掩模进行图案化包括在第一掩模上方形成光刻胶层，使光刻胶层暴露于吸收光，以及对光刻胶层显影。附图说明并入本文中并且构成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起进一步用来对本公开的原理进行解释，并且使相关领域技术人员能够实施和使用本公开。图1示出了根据一些实施例的具有外延生长负载效应的图案化器件的截面图。图2-图7示出了根据一些实施例的图案化器件的截面图。图8示出了根据一些实施例的制作具有减小的外延生长负载效应的图案化器件的处理流程图。具体实施方式尽管对具体配置和布置进行了讨论，但应当理解，这只是出于示例性目的而进行的。相关领域中的技术人员将认识到，可以使用其它配置和布置而不脱离本公开的精神和范围。对相关领域的技术人员显而易见的是，本公开还可以用于多种其它应用中。要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一个实施例。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分取决于上下文，诸如“一”或“所述”的术语可以被理解为传达单数使用或传达复数使用。应当容易理解，本公开中的“在…上”、“在…上方”和“在…之上”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在…上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在…上方”或“在…之上”不仅表示“在”某物“上方”或“之上”的含义，而且还可以包括其“在”某物“上方”或“之上”且其间没有居间特征或层(即，直接在某物上)的含义。此外，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向(旋转90度或在其它取向)，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。如本文中使用的，术语“衬底”是指向其上增加后续材料的材料。可以对衬底自身进行图案化。增加在衬底的顶部上的材料可以被图案化或可以保持不被图案化。此外，衬底可以包括宽范围的半导体材料，例如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。替代地，衬底可以由诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶圆的非导电材料制成。如本文中使用的，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在下方或上方结构的整体之上延伸，或者可以具有小于下方或上方结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构的厚度的均质或非均质连续结构的区域。例如，层可以位于在连续结构的顶表面和底表面之间或在顶表面和底表面处的任何水平面对之间。层可以水平、垂直和/或沿倾斜表面延伸。衬底可以是层，其中可以包括一个或多个层，和/或可以在其上、其上方和/或其下方具有一个或多个层。层可以包括多个层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和接触层(其中形成触点、互连线和/或通孔)和一个或多个电介质层。如本文使用的，术语“标称/标称地”是指在生产或过程的设计阶段期间设置的针对部件或过程操作的特性或参数的期望或目标值，以及高于和/或低于期望值的值的范围。值的范围可能是由于制造过程或容限中的轻微变化导致的。如本文使用的，术语“关于”指示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图案化器件，包括：衬底；所述衬底之上的第一绝缘层；低图案密度区域，其包括所述第一绝缘层和所述衬底中的第一沟槽；高图案密度区域，其包括所述第一绝缘层和所述衬底中的第二沟槽；形成于所述第一沟槽中的第二绝缘层；以及形成于所述第二沟槽中的外延生长层，其中，所述第一沟槽具有比所述第二沟槽大的截面面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图案化器件，包括：衬底；所述衬底之上的第一绝缘层；低图案密度区域，其包括所述第一绝缘层和所述衬底中的第一沟槽；高图案密度区域，其包括所述第一绝缘层和所述衬底中的第二沟槽；形成于所述第一沟槽中的第二绝缘层；以及形成于所述第二沟槽中的外延生长层，其中，所述第一沟槽具有比所述第二沟槽大的截面面积。2.根据权利要求1所述的图案化器件，其中，所述第一绝缘层包括交替的氧化硅层和氮化硅层。3.根据权利要求1所述的图案化器件，其中，所述图案化器件包括三维NAND存储器件。4.根据权利要求1所述的图案化器件，其中，所述第二绝缘层是氧化硅。5.根据权利要求4所述的图案化器件，其中，所述第二绝缘层是原子层沉积的氧化硅。6.根据权利要求1所述的图案化器件，其中，所述第二绝缘层完全填充所述低图案密度区域的所述第一沟槽。7.根据权利要求1所述的图案化器件，其中，所述第二绝缘层填充所述第一沟槽，并且所述第二沟槽保持贯穿到所述衬底，以便减小所述低图案密度区域和所述高图案密度区域之间的外延生长负载效应。8.一种用于减小图案化器件中的外延生长负载效应的方法，所述方法包括：在衬底以及所述衬底之上的第一绝缘层中形成第一沟槽和第二沟槽，以形成低图案密度区域和高图案密度区域，其中，所述第一沟槽具有比所述第二沟槽大的截面面积；使用第一掩模将所述第一沟槽与所述第二沟槽隔离；在所述第一沟槽中沉积第二绝缘层；去除所述第一掩模的一部分，以便暴露所述第二沟槽；以及在所述第二沟槽中生长外延层。9.根据权利要求8所述的方法，其中，形成所述第一沟槽和所述第二沟槽包括使用非等向性反应离子刻蚀进行刻蚀。10.根据权利要求8所述的方法，其中，隔离包括沉积第一电介质层以及沉积第二电介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：方振，黄海辉，徐二江，王猛，
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