具有阻挡结构的存储器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有阻挡结构的存储器件及其制备方法，该方法包括：提供第一晶圆及第二晶圆，第一晶圆包括第一晶圆键合面，第一晶圆包含存储单元阵列，存储单元阵列包括至少一个沟道柱，第二晶圆包括第二晶圆键合面，第二晶圆包含外围电路；于第一晶圆中和/或第二晶圆中嵌入氢阻挡层，其中，氢阻挡层形成于靠近第一晶圆键合面和/或靠近第二晶圆键合面；通过第一晶圆键合面及第二晶圆键合面键合第一晶圆及第二晶圆；在氢气氛下进行退火。该氢阻挡层可有效阻挡退火时产生的游离氢扩散进入所述第二晶圆内的外围电路结构中，降低对外围电路结构的不良影响，提高外围电路结构的可靠性。

Memory device with barrier structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
具有阻挡结构的存储器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件制备的
，特别是涉及一种具有阻挡结构的存储器件及其制备方法。
技术介绍
3DNAND存储器是一种存储单元三维堆叠的闪存器件，相比平面型NAND存储器在单位面积上用于更高的存储密度，现有的3DNAND存储单元架构通常为垂直沟道、水平控制栅层设计，在单位面积的晶片上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。在新型的3DNAND存储器中，采用半导体衬底形成CMOS电路区(CMOSdevice)，采用叠层结构形成存储单元阵列区(Arraydevice)，然后通过三维特种工艺将CMOS电路区及存储单元阵列区的电路连接在一起，再从背面打薄存储单元阵列区所在的晶圆，将电路接出来，即X-tacking技术。通常在形成3DNAND存储器的工艺过程中都会有一道氢气气氛的退火工艺，以实现对存储单元阵列区沟道柱中的半导体层(多晶硅层)进行修复，而该工艺过程会对CMOS电路区造成损伤，影响CMOS电路区的可靠性。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有阻挡结构的存储器件及其制备方法，用于解决现有技术中3DNAND存储器在制备过程中氢气气氛的退火工艺对外围电路区造成损伤，影响外围电路区可靠性等的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具有阻挡结构的存储器件制备方法，所述制备方法至少包括：提供第一晶圆及第二晶圆，所述第一晶圆包括第一晶圆键合面，所述第一晶圆包含存储单元阵列，所述存储单元阵列包括至少一个沟道柱，所述第二晶圆包括第二晶圆键合面，所述第二晶圆包含外围电路；于所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入氢阻挡层，其中，所述氢阻挡层形成于靠近所述第一晶圆键合面和/或靠近所述第二晶圆键合面；通过所述第一晶圆键合面及所述第二晶圆键合面键合所述第一晶圆及所述第二晶圆；在氢气氛下进行退火。可选地，所述第一晶圆中还包含第一贯穿阵列连接部及与之连接的第一贯穿阵列接触部；所述第二晶圆中还包含第二贯穿阵列连接部及与之连接的第二贯穿阵列接触部；键合所述第一晶圆及所述第二晶圆时，所述第一贯穿阵列接触部与所述第二贯穿阵列接触部电性连接；在氢气氛下进行退火步骤前还包括于所述第一晶圆的远离所述第一晶圆键合面的一面形成焊垫引出层，所述焊垫引出层中的焊垫与所述第一贯穿阵列连接部电性连接。可选地，所述氢阻挡层与所述第一晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间和/或与所述第二晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间。可选地，所述氢阻挡层的厚度介于之间。可选地，所述氢阻挡层的材料包括氧化铝或氮化硅。可选地，所述第一晶圆和/或所述第二晶圆中嵌入有至少一层所述氢阻挡层。可选地，采用炉管工艺、原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述氢阻挡层。本专利技术还提供一种具有阻挡结构的存储器件，所述存储器件至少包括：第一晶圆，所述第一晶圆包括第一晶圆键合面，所述第一晶圆中包含有存储单元阵列，所述存储单元阵列包括至少一个沟道柱；第二晶圆，所述第二晶圆包括第二晶圆键合面，所述第二晶圆中包含有外围电路；所述第一晶圆及所述第二晶圆通过所述第一晶圆键合面及所述第二晶圆键合面键合连接；氢阻挡层，嵌入于所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中，其中，所述氢阻挡层形成于靠近所述第一晶圆键合面和/或靠近所述第二晶圆键合面。可选地，所述第一晶圆中还包含第一贯穿阵列连接部及与之连接的第一贯穿阵列接触部；所述第二晶圆中还包含第二贯穿阵列连接部及与之连接的第二贯穿阵列接触部；所述第一贯穿阵列接触部与所述第二贯穿阵列接触部电性连接；所述第一晶圆的远离所述第一晶圆键合面的一面形成有焊垫引出层，所述焊垫引出层中的焊垫与所述第一贯穿阵列连接部电性连接。可选地，所述氢阻挡层与所述第一晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间和/或与所述第二晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间。可选地，所述氢阻挡层的厚度介于之间。可选地，所述氢阻挡层的材料包括氧化铝或氮化硅。可选地，所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入有至少一层所述氢阻挡层。如上所述，本专利技术的具有阻挡结构的存储器件及其制备方法，通过在所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入氢阻挡层，在后续进行氢气氛的退火工艺时，该氢阻挡层可有效阻挡退火时产生的游离氢扩散进入所述第二晶圆内的外围电路结构中，降低对外围电路结构的不良影响，提高外围电路结构的可靠性。附图说明图1显示为3DNAND存储器件的存储单元串的等效电路图。图2显示为3DNAND存储器件的存储单元串的结构示意图。图3显示为本专利技术的具有阻挡结构的存储器件制备方法的流程图。图4至图11显示为本专利技术的具有阻挡结构的存储器件制备方法的各步骤的截面图。图12显示为本专利技术的具有阻挡结构的存储器件一实施例的截面图。元件标号说明10第一晶圆101第一晶圆键合面102第一贯穿阵列连接部103第一贯穿阵列接触部20第二晶圆201第二晶圆键合面202第二贯穿阵列连接部203第二贯穿阵列接触部30氢阻挡层40焊垫引出层401焊垫50存储单元串501502503栅极导体层504沟道柱505沟道层506隧穿介质层507电荷存储层508栅介质层D1氢阻挡层与第一晶圆键合面之间的距离D2氢阻挡层与第二晶圆键合面之间的距离D3氢阻挡层的厚度S1～S8步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图12。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。采用X-tacking技术形成的3DNAND存储器中，3DNAND存储器包括存储单元阵列晶圆及外围电路晶圆。存储单元阵列晶圆中形成有在横向衬底上具有垂直方向串行的存储器单元晶体管，即存储单元串，因此存储单元串相对于衬底时沿着垂直方向延伸。外围电路晶圆可理解为是3DNAND存储器的外围器件，其包括任何合适的用来促进3D存储器操作的数字、模拟及/或混合信号的外围电路。举例来说，外围器件可包括页缓冲器、译码器(例如，行译码器以及列译码器)、感测放大器、驱动器、充电泵、电流或电压参考或是任何电路中的主动或被动部件(例如晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：/n提供第一晶圆及第二晶圆，所述第一晶圆包括第一晶圆键合面，所述第一晶圆包含存储单元阵列，所述存储单元阵列包括至少一个沟道柱，所述第二晶圆包括第二晶圆键合面，所述第二晶圆包含外围电路；/n于所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入氢阻挡层，其中，所述氢阻挡层形成于靠近所述第一晶圆键合面和/或靠近所述第二晶圆键合面；/n通过所述第一晶圆键合面及所述第二晶圆键合面键合所述第一晶圆及所述第二晶圆；/n在氢气氛下进行退火。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：
提供第一晶圆及第二晶圆，所述第一晶圆包括第一晶圆键合面，所述第一晶圆包含存储单元阵列，所述存储单元阵列包括至少一个沟道柱，所述第二晶圆包括第二晶圆键合面，所述第二晶圆包含外围电路；
于所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入氢阻挡层，其中，所述氢阻挡层形成于靠近所述第一晶圆键合面和/或靠近所述第二晶圆键合面；
通过所述第一晶圆键合面及所述第二晶圆键合面键合所述第一晶圆及所述第二晶圆；
在氢气氛下进行退火。


2.根据权利要求1所述的具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于：所述第一晶圆中还包含第一贯穿阵列连接部及与之连接的第一贯穿阵列接触部；所述第二晶圆中还包含第二贯穿阵列连接部及与之连接的第二贯穿阵列接触部；键合所述第一晶圆及所述第二晶圆时，所述第一贯穿阵列接触部与所述第二贯穿阵列接触部电性连接；在氢气氛下进行退火步骤前还包括于所述第一晶圆的远离所述第一晶圆键合面的一面形成焊垫引出层，所述焊垫引出层中的焊垫与所述第一贯穿阵列连接部电性连接。


3.根据权利要求1所述的具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于：所述氢阻挡层与所述第一晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间和/或与所述第二晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间。


4.根据权利要求1所述的具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于：所述氢阻挡层的厚度介于之间。


5.根据权利要求1所述的具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于：所述氢阻挡层的材料包括氧化铝或氮化硅。


6.根据权利要求1所述的具有阻挡结构的存储器件制备方法，其特征在于：所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入有至少一层所述氢阻挡层。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永庆，陈赫，董金文，王博，伍术，华子群，
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