三维存储器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种三维存储器及其制造方法，该制造方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成由栅极层和介质层交替堆叠的堆叠结构；在所述堆叠结构中形成暴露出所述衬底表面的隔槽；在所述隔槽的侧壁和底部表面上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成第一氧化物层，所述第一氧化物层填充所述隔槽，并在所述隔槽中形成凹槽，所述凹槽暴露所述隔槽中的部分第一金属层；以及形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞。本发明专利技术在三维存储器的隔槽中采用应力较小的第一氧化物层，减少了金属材料的用量，在整体上减小了隔槽中的材料所产生的应力，降低了晶圆的翘曲程度。低了晶圆的翘曲程度。低了晶圆的翘曲程度。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及集成电路的制造领域，尤其涉及一种降低晶圆翘曲程度的三维存储器及其制造方法。

技术介绍

[0002]为了克服二维存储器件的限制，业界已经研发并大规模量产了具有三维(3D)结构的存储器件，其通过将存储器单元三维地布置在衬底之上来提高集成密度。3D NAND闪存是目前应用较多的一种三维存储器。3D NAND闪存通常包括存储阵列和外围电路，通过外围电路控制实现对存储阵列中各个存储单元中数据的存取操作。其中，可以在栅线缝隙中填充多晶硅以及金属钨(W)插塞，从而形成存储单元的阵列共源极(Array Common Source,ACS)。然而多晶硅和钨都是容易产生较大应力的材料，会在三维存储器的制造工艺中造成晶圆的翘曲，从而导致后续工艺中的叠层错位、光刻变形等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以降低晶圆翘曲程度的三维存储器及其制造方法。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种三维存储器的制造方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成由栅极层和介质层交替堆叠的堆叠结构；在所述堆叠结构中形成暴露出所述衬底表面的隔槽；在所述隔槽的侧壁和底部表面上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成第一氧化物层，所述第一氧化物层填充所述隔槽，并在所述隔槽中形成凹槽，所述凹槽暴露所述隔槽中的部分第一金属层；以及形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞。
[0005]在本专利技术的一实施例中，在所述第一金属层上形成第一氧化物层的步骤包括：在所述隔槽中填满氧化物；以及刻蚀所述氧化物形成所述凹槽，暴露出位于所述隔槽侧壁上的部分第一金属层。
[0006]在本专利技术的一实施例中，所述形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞的步骤包括：在所述凹槽中填充第二金属层；以及形成与所述第二金属层接触的导电插塞。
[0007]在本专利技术的一实施例中，所述形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞的步骤包括：在所述凹槽的侧壁和底部表面形成第二金属层；形成覆盖所述第二金属层的第二氧化物层；以及在所述第二氧化层中形成与所述第二金属层接触的导电插塞。
[0008]在本专利技术的一实施例中，在形成第一金属层之前还包括：在所述隔槽的侧壁和底部表面上形成金属接触层，所述第一金属层形成在所述金属接触层上。
[0009]在本专利技术的一实施例中，在形成所述第一金属层之前还包括：在所述隔槽底部形成源掺杂区。
[0010]在本专利技术的一实施例中，采用原子层沉积法形成所述第一氧化物层。
[0011]在本专利技术的一实施例中，采用原子层沉积法形成所述第二氧化物层。
[0012]本专利技术为解决上述技术问题还提出一种三维存储器，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的由栅极层和介质层交替堆叠的堆叠结构；贯穿所述堆叠结构并到达所述衬底内部的隔槽；在所述隔槽的侧壁和底部表面上形成有第一金属层；在所述第一金属层上形成有第一氧化物层，所述第一氧化物层在所述隔槽中的高度低于所述隔槽的高度，从而在所述隔槽中形成凹槽，所述凹槽暴露所述隔槽中的部分所述第一金属层；以及在所述凹槽内形成有与所述部分第一金属层电连接的导电插塞。
[0013]在本专利技术的一实施例中，还包括第二金属层，所述第二金属层充满所述凹槽，所述导电插塞与所述第二金属层接触。
[0014]在本专利技术的一实施例中，还包括第二金属层，所述第二金属层覆盖所述凹槽的侧壁和底部表面，并且在所述第二金属层上形成有第二氧化物层，所述导电插塞穿透所述第二氧化物层并与所述第二金属层接触。
[0015]在本专利技术的一实施例中，在所述隔槽的侧壁和底部表面上还形成有金属接触层，所述第一金属层形成在所述金属接触层上。
[0016]在本专利技术的一实施例中，在所述隔槽底部的下方包括源掺杂区。
[0017]在本专利技术的一实施例中，所述金属接触层是钛和/或氮化钛。
[0018]在本专利技术的一实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层的材料都包括钨，所述第一氧化物层和所述第二氧化物层的材料都包括氧化硅。
[0019]本专利技术在三维存储器的隔槽中采用应力较小的第一氧化物层，减少了金属材料的用量，在整体上减小了隔槽中的材料所产生的应力，降低了晶圆的翘曲程度。
附图说明
[0020]为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中：
[0021]图1A是一种包括阵列共源极的三维存储器的结构示意图；
[0022]图1B是一种晶圆翘曲现象的示意图；
[0023]图2是本专利技术一实施例的三维存储器的制造方法的示例性流程图；
[0024]图3A-3F是本专利技术一实施例的三维存储器的制造过程示意图；
[0025]图4A-4C是本专利技术另一实施例的三维存储器的部分制造过程示意图。
具体实施方式
[0026]为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0028]如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0029]在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0030]为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
[0031]在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0032]此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制造方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成由栅极层和介质层交替堆叠的堆叠结构；在所述堆叠结构中形成暴露出所述衬底表面的隔槽；在所述隔槽的侧壁和底部表面上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成第一氧化物层，所述第一氧化物层填充所述隔槽，并在所述隔槽中形成凹槽，所述凹槽暴露所述隔槽中的部分第一金属层；以及形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述第一金属层上形成第一氧化物层的步骤包括：在所述隔槽中填满氧化物；以及刻蚀所述氧化物形成所述凹槽，暴露出位于所述隔槽侧壁上的部分第一金属层。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞的步骤包括：在所述凹槽中填充第二金属层；以及形成与所述第二金属层接触的导电插塞。4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述形成与所述部分第一金属层电连接的导电插塞的步骤包括：在所述凹槽的侧壁和底部表面形成第二金属层；形成覆盖所述第二金属层的第二氧化物层；以及在所述第二氧化层中形成与所述第二金属层接触的导电插塞。5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成第一金属层之前还包括：在所述隔槽的侧壁和底部表面上形成金属接触层，所述第一金属层形成在所述金属接触层上。6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成所述第一金属层之前还包括：在所述隔槽底部形成源掺杂区。7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，采用原子层沉积法形成所述第一氧化物层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明，曾凡清，
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：