包括具有经调节的氮重量百分比的隧穿层的沟道结构及其形成方法技术

公开了存储器件及其制造方法的实施例。在示例中，一种存储器件，包括：衬底；存储堆叠体；以及沟道结构。所述存储堆叠体包括在所述衬底之上的交错的导体层和电介质层。所述沟道结构延伸通过所述存储堆叠体到达所述衬底中，并且包括功能层，所述功能层包括隧穿层，所述隧穿层的氮重量百分比不大于约28％。

Channel structure and formation method including tunnel layer with adjusted nitrogen weight percentage

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有经调节的氮重量百分比的隧穿层的沟道结构及其形成方法
本公开的实施例涉及三维(3D)存储器件及其重量百分比和制造方法。
技术介绍
通过改进工艺技术、电路设计、编程算法、和制造工艺，平面存储单元被缩放到更小的尺寸。然而，随着存储单元的特征尺寸接近下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性并且成本高昂。结果，平面存储单元的存储密度接近上限。三维(3D)存储架构可以解决平面存储单元中的密度限制。3D存储架构包括存储器阵列和用于控制信号来往于存储器阵列的外围设备。
技术实现思路
于此公开了包括具有经调节的氮重量百分比的隧穿层的沟道结构的实施例及其制造方法。在一个示例中，一种存储器件，包括：衬底；存储堆叠体；以及沟道结构。所述存储堆叠体包括在所述衬底之上的交错的导体层和电介质层。所述沟道结构延伸通过所述存储堆叠体到达所述衬底中，并且包括功能层，所述功能层具有隧穿层，所述隧穿层的氮重量百分比不大于约28％。在另一示例中，一种用于形成存储器件的方法，包括以下操作。首先，在衬底之上的堆叠结构中形成沟道孔。从所述沟道孔的侧壁朝向所述沟道孔的中心径向布置地依次沉积阻挡层、存储层和隧穿层。执行热处理以将所述隧穿层中的氮重量含量调节为不大于约28％。在所述沟道孔中的所述隧穿层之上沉积半导体层。附图说明并入本文中并形成申请文件一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理并使本领域技术人员能够实现和使用本公开。图1示出了根据一些实施例的3D存储器件中的沟道结构的一部分的横截面的示意图。图2示出了在本公开的各种实施例中使用的退火装置。图3A至图3D示出了根据一些实施例的形成具有隧穿层的沟道结构的示例性制造工艺，该隧穿层具有减小的氮重量百分比。图4示出了根据一些实施例的在不同退火条件下形成的氮重量百分比。图5示出了根据一些实施例的在不同退火条件下形成的氮重量百分比和氧重量百分比。图6示出了根据一些实施例的形成具有示例性隧穿层的沟道结构的示例性制造工艺的流程图，该隧穿层具有减小的氮重量百分比。图7A-7C示出了根据一些实施例的在退火工艺期间的示例性参数调节。将参考附图描述本公开的实施例。具体实施方式尽管讨论了特定的配置和布置，但是应当理解，这样做仅出于说明的目的。本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他配置和布置。对本领域技术人员将显而易见的是，本公开还可以用于多种其他应用中。应当注意，申请文件中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的引用指示描述的实施例可以包括特定特征、结构、或特性，但是每一个实施例不必然包括该特定特征、结构、或特性。此外，该短语不必然指相同的实施例。此外，当联系实施例描述特定特征、结构或特性时，不管是否明确描述，与其它实施例相联系来改变该特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。通常，至少部分根据上下文中的使用来理解术语学。例如，于此使用的术语“一个或多个”，至少部分取决于上下文，可以用于在单数的意义上描述任何特征、结构、或特性，或可以用于在复数的意义上描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一”、“一个”、或“所述”的术语再次可以被理解为传达单数使用或传达复数使用，至少部分取决于上下文。另外，术语“基于”可以被理解为不必然旨在传达一组排他的因素，并且可以替代地允许存在不必然明确描述的附加因素，仍然至少部分地取决于上下文。将易于理解的是，本公开中的“在……上”、“在……上方”、以及“在……之上”的意思应当被以最宽的方式解释，使得“在……上”不仅意指“直接在……(某物)上”，而且也包括“在……(某物)上”且其间具有中间特征或层的意思，并且“在……上方”或“在……之上”不仅意指“在……(某物)上方”或“在……(某物)之上”的意思，而且也能够包括“在……(某物)上方”或“在……(某物)之上”，而其间没有中间特征或层(即，直接在某物上)的意思。此外，空间上的相对术语，诸如“在……之下”、“在……下方”、“下部的”、“在……上方”、“上部的”等于此可以用于易于描述，以描述如图中示出的一个元件或特征与别的元件(单个或多个)或特征(单个或多个)的关系。除图中描绘的取向之外，空间上的相对术语还意图涵盖使用或操作中的器件的不同取向。装置可以另外地取向(旋转90度或以其它取向)并且可以同样地相应解释于此使用的空间上的相对描述符。如于此使用的，术语“衬底”指一种材料，随后的材料层要增加到该材料上。能够对衬底自身进行图案化。能够对增加到衬底顶上的材料进行图案化，或者增加到衬底顶上的材料能够保持未被图案化。此外，衬底能够包括宽广系列的半导体材料，诸如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。替代地，衬底能够由诸如玻璃、塑料、或蓝宝石晶片的非导电材料构成。如于此使用的，术语“层”指包括具有厚度的区域的材料部分。层能够在下覆或上覆结构的整个之上延伸，或可以具有比下覆或上覆结构的广度小的广度。此外，层能够是厚度小于同质或异质连续结构的厚度的该连续结构的区域。例如，层能够位于连续结构的顶部表面和底部表面之间的水平平面的任何对之间，或位于连续结构的顶部表面和底部表面处的水平平面的任何对之间。层能够水平地、垂直地、和/或沿着锥形表面延伸。衬底能够是层，能够在其中包括一个或多个层，和/或能够在其上、其上方、和/或其下方具有一个或多个层。层能够包括多个层。例如，互连层能够包括一个或多个导体和接触层(其中，形成了互连线和/或过孔接触部)和一个或多个电介质层。如于此使用的，术语“标称的/标称地”指在产品或工艺的设计阶段期间设定的用于部件或工艺操作的特性或参数的期望或目标值与期望值以上和/或以下的值的范围一起。值的范围能够归因于制造工艺或公差的稍微变化。如于此使用的，术语“约”指示能够基于与主题半导体器件相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于特定技术节点，术语“约”能够指示给定量的值能够在例如该值的10-30％(例如，该值的±10％、±20％、或±30％)之内变化。如本文所使用的，术语“(3DNAND存储串”是指在横向取向的衬底上串联连接的存储单元晶体管的垂直取向的串，使得存储单元晶体管的串相对于衬底在垂直方向上延伸。如本文所使用的，术语“垂直/垂直地”意指标称上垂直于衬底的横向表面。如本文所使用的，术语“楼梯”、“台阶”和“层级”可以互换使用。如本文所用，阶梯结构是指一组表面，其包括至少两个水平表面和至少两个垂直表面，使得每个水平表面与从该水平表面的第一边缘向上延伸的第一垂直表面邻接，并与从该水平面的第二边缘向下延伸的第二垂直表面邻接。“楼梯”指一组邻接表面的高度的垂直偏移。在3D存储器件中，存储单元形成在栅电极和3DNAND存储串的交叉处。3DNAND存储器串通常包括沟道结构，该沟道结构具有从沟道结构的侧壁到沟道结构的中心径向布置的阻挡层、储存层、隧穿层和半导体层。隧穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器件，包括：/n衬底；/n存储堆叠体，包括在所述衬底之上的交错的导体层和电介质层；以及/n沟道结构，延伸通过所述存储堆叠体到达所述衬底中，其中，所述沟道结构包括功能层，所述功能层包括隧穿层，所述隧穿层的氮重量百分比不大于约28％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种存储器件，包括：
衬底；
存储堆叠体，包括在所述衬底之上的交错的导体层和电介质层；以及
沟道结构，延伸通过所述存储堆叠体到达所述衬底中，其中，所述沟道结构包括功能层，所述功能层包括隧穿层，所述隧穿层的氮重量百分比不大于约28％。


2.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述功能层还包括阻挡层和存储层，所述阻挡层、所述存储层和所述隧穿层从所述沟道结构的侧壁到中心径向地布置。


3.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述氮重量百分比在约10％至约28％的范围内。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的存储器件，其中，所述隧穿层中的氧重量百分比在约32％至约46％的范围内。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的存储器件，其中，所述沟道结构还包括：
在所述隧穿层之上的半导体层；以及
在所述半导体层之上并填充所述沟道结构的电介质芯。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的存储器件，其中，所述隧穿层包括氮氧化硅。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的存储器件，其中，所述隧穿层包括复合结构，所述复合结构包括多个氮氧化硅层。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的存储器件，还包括与所述衬底和所述沟道结构接触的半导体插塞。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的存储器件，其中，所述氮重量百分比不大于约20％。


10.一种用于形成存储器件的方法，包括：
在衬底之上的堆叠结构中形成沟道孔；
从所述沟道孔的侧壁朝向所述沟道孔的中心径向依次沉积阻挡层、存储层和隧穿层；
执行热处理以将所述隧穿层中的氮重量含量调节为不大于约28％；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，沈超，陈德建，汪文婷，黄欣欣，许芷萍，
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