三维存储器及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种三维存储器及其形成方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：提供衬底，衬底包括外围区和核心区；在核心区上形成台阶结构，并在外围区和台阶区上形成掩盖层；刻蚀掩盖层形成第一接触孔凹槽；形成覆盖掩盖层的上表面及第一接触孔凹槽的侧壁和底部的保护层；刻蚀掩盖层和保护层形成第二接触孔凹槽；去除掩盖层上的保护层及第一接触孔凹槽底部的保护层，并对当前的第一接触孔凹槽进行清洗；在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属形成第一接触孔和第二接触孔。本发明专利技术中的方法，有效的防止了第一接触孔的侧壁在清洗过程中受到损坏，从而提高了三维存储器成品的质量。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种三维存储器及其形成方法。
技术介绍
随着集成电路的快速发展，以及人们对存储容量需求的提升，三维存储器走进了人们的生活。现有的三维存储器的形成方法，如图1至图4所示的结构变化示意图，主要包括：1)提供含有外围区(包括栅极结构、左侧P阱、N阱)和核心区(包括右侧P阱)的衬底，在核心区上形成台阶结构，并在台阶结构和外围区上形成氧化物掩盖层；2)刻蚀掩盖层以在台阶结构上形成第一接触孔凹槽；3)在掩盖层上沉积碳(图中未示出)和氮氧化硅(SION)层(图中未示出)后，刻蚀掩盖层以在外围区上形成第二接触孔凹槽；4)去除碳和氮氧化硅层，并对第一接触孔凹槽进行清洗；5)在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积钨后进行平坦化处理，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。其中，由于步骤4)之前，并未在第一接触孔凹槽中形成任何保护层来保护第一接触孔的氧化物侧壁，使得在步骤4)清洗的过程中，第一接触孔的氧化物侧壁容易受到清洗溶液的损坏，使得在后续沉积钨时，钨会进入到损坏的区域，如图5所示的通过专业设备拍摄的第一接触孔的照片，其不仅会使最终形成的接触孔的关键尺寸(CD)变大，而且增加了漏电风险(LeakageRisk)，降低了三维存储器成品的质量。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种三维存储器及其形成方法。一方面，本专利技术提供一种三维存储器形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括外围区和核心区；在所述核心区上形成台阶结构，并在所述外围区和所述台阶区上形成掩盖层；刻蚀所述台阶结构对应的掩盖层，形成第一接触孔凹槽；形成覆盖掩盖层的上表面及所述第一接触孔凹槽的侧壁和底部的保护层；刻蚀所述外围区对应的掩盖层及保护层，形成第二接触孔凹槽；去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层后，对当前的第一接触孔凹槽进行清洗；在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属并进行平坦化处理，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。可选地，所述在所述核心区上形成台阶结构，具体包括：在所述核心区上形成叠层结构，所述叠层结构包括多层交错沉积的氮化物层和氧化物层，氮化物层形成于相邻的氧化物层之间；刻蚀所述叠层结构形成台阶结构。可选地，所述在所述外围区和所述台阶区上形成掩盖层，具体为：将四乙氧基硅烷作为前驱反应物，采用低压化学气相沉积或者等离子体化学气象沉积的方法，在所述外围区和所述台阶区上沉积二氧化硅，形成掩盖层。可选地，采用原子层沉积法或者炉管化学气相沉积法在550度至650度的温度下沉积氮化硅，形成所述保护层。可选地，所述保护层的厚度介于40埃至100埃之间。可选地，所述去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层，具体为：采用干法刻蚀工艺去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层。可选地，去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层后，采用湿法清洗工艺清洗当前的第一接触孔凹槽。可选地，在当前的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积钨形成对应的第一接触孔和第二接触孔。另一方面，本专利技术提供一种三维存储器，包括：衬底，所述衬底包括外围区和核心区；形成于所述核心区上的台阶结构；形成于所述外围区和所述台阶结构上的掩盖层；形成于所述掩盖层中的第一接触孔和第二接触孔；所述第一接触孔位于所述台阶结构上，且所述第一接触孔中含有保护层；所述第二接触孔位于所述外围区上。可选地，所述第一接触孔中含有的保护层，具体为：厚度介于40埃至100埃之间的氮化硅。本专利技术的优点在于：本专利技术中，在台阶结构上形成接触孔的过程中，通过在其氧化物侧壁上形成保护层，使得在后续的清洗过程中，接触孔的氧化物侧壁不会受到损坏，有效地防止了因接触孔的氧化物侧壁损坏而造成的接触孔尺寸变大，以及漏电风险等问题，从而提高了三维存储器成品的质量。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：附图1至附图4为现有的三维存储器形成方法中的结构变化示意图；附图5为通过专业设备拍摄的现有的三维存储器形成方法形成的三维存储器中台阶结构上的接触孔；附图6为本专利技术提供的三维存储器形成方法流程图；附图7至附图13为本专利技术提供的三维存储器形成方法中的结构变化示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。实施例一根据本专利技术的实施方式，提供一种三维存储器形成方法，如图6至图13所示，包括：提供衬底，衬底包括外围区(Periphery)和核心区(Core)；在核心区上形成台阶结构，并在外围区和台阶区上形成掩盖层；刻蚀台阶结构对应的掩盖层，形成第一接触孔(ContactHole，简称CT)凹槽；形成覆盖掩盖层的上表面及第一接触孔凹槽的侧壁和底部的保护层；刻蚀外围区对应的掩盖层及保护层，形成第二接触孔凹槽；去除掩盖层上的保护层及第一接触孔凹槽底部的保护层后，对当前的第一接触孔凹槽进行清洗；在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属并进行平坦化处理，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。优选地，在本实施例中，衬底为硅衬底；如图7所示，衬底包括：外围区(Periphery)和核心区(Core)，其中，外围区包括：左侧的P阱(P-Well，简称PW)、N阱(N-Well，简称NW)和栅极结构；核心区为右侧的P阱。根据本专利技术的实施方式，在核心区上形成台阶结构，具体包括：在核心区上形成叠层结构，叠层结构包括多层交错沉积的氮化物层(图中未示出)和氧化物层(图中未示出)，氮化物层形成于相邻的氧化物层之间；刻蚀叠层结构形成台阶结构。其中，叠层结构的层数，在本专利技术中不作限定，具体以实际需求而定。根据本专利技术的实施方式，在外围区和台阶区上形成掩盖层，具体为：将四乙氧基硅烷(TEOS)作为前驱反应物，采用低压化学气相沉积(LowPressureChemicalVaporDepositio，简称LPCVD)或者等离子体化学气象沉积(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，简称PECVD)的方法，在外围区和台阶区上沉积二氧化硅形成掩盖层。根据本专利技术的实施方式，形成覆盖掩盖层的上表面及第一接触孔凹槽的侧壁和底部的保护层(SpacerSiNDepo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维存储器形成方法，其特征在于，包括：/n提供衬底，所述衬底包括外围区和核心区；/n在所述核心区上形成台阶结构，并在所述外围区和所述台阶区上形成掩盖层；/n刻蚀所述台阶结构对应的掩盖层，形成第一接触孔凹槽；/n形成至少覆盖所述第一接触孔凹槽的侧壁的保护层；/n刻蚀所述外围区对应的掩盖层，形成第二接触孔凹槽；/n在第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底包括外围区和核心区；
在所述核心区上形成台阶结构，并在所述外围区和所述台阶区上形成掩盖层；
刻蚀所述台阶结构对应的掩盖层，形成第一接触孔凹槽；
形成至少覆盖所述第一接触孔凹槽的侧壁的保护层；
刻蚀所述外围区对应的掩盖层，形成第二接触孔凹槽；
在第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层覆盖所述第一接触孔凹槽侧壁和底部。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，去除所述凹槽侧壁和底部的保护层后，在第一接触孔凹槽中沉积金属。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽同步沉积金属。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个第一接触孔与台阶结构上的多层台阶相对应。


6.一种三维存储器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何欢，高晶，高倩，黄攀，杨川，
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