字线结构间空气间隙的形成方法及NAND器件的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种字线结构间空气间隙的形成方法及NAND器件的制造方法，字线结构间空气间隙的形成方法包括：提供一衬底，衬底上具有字线结构及外围单元；形成氮化硅材料层填充字线结构之间，并覆盖至字线结构及外围单元之上；形成第一掩模层覆盖闪存区的氮化硅材料层，在外围区形成外围单元的氮化硅侧墙；形成第二掩模层覆盖外围区，去除闪存区的氮化硅材料层；在字线结构之间形成空气间隙。本发明专利技术中，通过第一掩模层在形成氮化硅侧墙过程中使得氮化硅材料层中的空洞不暴露，从而避免了空洞被其他材料填充导致的氮化硅材料层残留的问题，有利于提高器件的良率，并且还可因此降低填充字线结构间的氮化硅材料层的工艺要求，有利于提高制造效率。利于提高制造效率。利于提高制造效率。

【技术实现步骤摘要】
字线结构间空气间隙的形成方法及NAND器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种字线结构间空气间隙的形成方法及NAND器件的制造方法。

技术介绍

[0002]NAND flash(NAND器件)作为一种重要的闪存器件，因为结构具有极高的单元密度，可以达到较高的存储密度，同时其写入和擦除的速度极快，所以被广泛的应用于各类存储卡，并且正在逐步取代机械硬盘的固态硬盘。
[0003]以2D NAND器件为例，当NAND器件进入到20nm技术节点以后，因为关键尺寸减小，NAND器件的字线结构(栅极结构)间距的尺寸也在减小，这会使浮栅型存储器出现严重的单元间耦合干扰问题，从而影响单元阈值电压的大小、存储器阵列的编程和读取速度。为了解决这一问题，空气间隙(Airgap)隔离技术被引入到NAND器件的制作中，通过字线结构之间引入介电常数最低的物质
‑
空气，以最大限度的降低串扰现象。
[0004]在相关技术中，如图1a所示，在形成氮化硅材料层13
’
填充字线结构11
’
至于其上时，极易形成空洞(Viod)14
’
在字线结构11
’
之间；如图1b所示，蚀刻氮化硅材料层13
’
在外围区10b
’
形成氮化硅侧墙13a
’
，再形成掩模层15
’
(例如氧化硅层)覆盖外围区10b
’
，由于空洞14
’
在该步骤中被打开，导致掩模层15
’
的材料填充空洞14
’
，并在空洞14
’
处形成残留缺陷15a
’
；如图1c及1d所示，去除字线结构11
’
之间的氮化硅材料层13
’
及掩模层15a
’
，由于残留缺陷15a
’
的阻挡，导致具有空洞14
’
的字线结构之间的氮化硅材料层难以去除干净(残留)，从而影响后续形成字线结构间空气间隙，从而影响最终NAND器件的电学性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种字线结构间空气间隙的形成方法及NAND器件的制造方法，用以防止字线结构间残余有氮化硅。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种字线结构间空气间隙的形成方法，包括：提供一衬底，所述衬底上具有闪存区及外围区，所述闪存区上设有若干间隔排布的字线结构，所述外围区上设有外围单元；形成氮化硅材料层，所述氮化硅材料层填充于所述字线结构之间，并覆盖至所述字线结构及外围单元上；形成第一掩模层，所述第一掩模层覆盖所述闪存区的氮化硅材料层，以所述第一掩模层为掩模，在所述外围区形成所述外围单元的氮化硅侧墙；形成第二掩模层，所述第二掩模层覆盖所述外围区，以所述第二掩模层为掩模，去除所述闪存区的氮化硅材料层；在所述字线结构之间形成空气间隙。
[0007]可选的，所述闪存区还具有选择管，所述选择管位于所述字线结构的两侧。
[0008]可选的，所述第一掩模层部分覆盖所述选择管上的氮化硅材料层。
[0009]可选的，所述外围单元的氮化硅侧墙的形成方法包括：以所述第一掩模层为掩模，干法蚀刻以去除所述外围区上及所述外围单元的顶壁的氮化硅材料层，并以剩余的位于所述外围单元侧壁的氮化硅材料层作为所述氮化硅侧墙。
[0010]可选的，所述第一掩模层为光刻胶层。
[0011]可选的，在形成所述氮化硅侧墙的同时，利用干法蚀刻还去除所述第一掩模层以及所述字线结构上的部分氮化硅材料层。
[0012]可选的，去除所述闪存区的氮化硅材料层的步骤包括：以所述第二掩模层为掩模，干法蚀刻去除所述闪存区的部分氮化硅材料层，以使所述字线结构部分凸出于剩余的所述氮化硅材料层；湿法蚀刻去除剩余的所述氮化硅材料层。
[0013]可选的，所述第二掩膜层的材质为氧化硅。
[0014]可选的，形成所述空气间隙的方法包括：利用CVD工艺形成层间介质层，所述层间介质层部分填充相邻所述字线结构之间并封口以形成所述空气间隙。
[0015]基于本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种NAND器件的制造方法，包括如上述的字线结构间空气间隙的形成方法。
[0016]综上所述，本专利技术提供的字线结构间空气间隙的形成方法及NAND器件的制造方法具有如下有益效果：形成第一掩模层覆盖在字线结构上的氮化硅材料层上，并利用第一掩模层形成外围区的氮化硅侧墙，再形成第二掩模层覆盖外围区，并利用第二掩模层去除字线结构上及字线结构之间的氮化硅材料层，通过第一掩模层使得在形成氮化硅侧墙过程中氮化硅材料层(字线结构之间)中的空洞不暴露，从而避免了空洞被其他材料(例如氧化硅)填充导致在后续的去除过程中字线结构间的氮化硅材料层部分残留的问题，有利于提高器件的良率，并且还可因此降低填充字线结构间的氮化硅材料层的工艺要求，有利于提高制造效率。
附图说明
[0017]本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。其中：
[0018]图1a至图1d为现有NAND器件中形成字线结构间空气间隙的示意图；
[0019]图2是本申请实施例提供的字线结构间空气间隙的形成方法的流程图；
[0020]图3a至图3g是本申请实施例提供的字线结构间空气间隙的形成方法的相应步骤对应的结构示意图。
[0021]图1a至图1d中：
[0022]10
’‑
衬底；10a
’‑
闪存区；10b
’‑
外围区；11
’‑
字线结构；12
’‑
外围单元；13
’‑
氮化硅材料层；13a
’‑
氮化硅侧墙；
[0023]14
’‑
空洞；15
’‑
残余缺陷。
[0024]图3a～图3g中：
[0025]10
‑
衬底；10a
‑
闪存区；10b
‑
外围区；11
‑
字线结构；12
‑
外围单元；12a
‑
低压外围单元；12b
‑
高压外围单元；13
‑
选择管；14
‑
氮化硅材料层；14a
‑
氮化硅侧墙；15
‑
空洞；
[0026]21
‑
第一掩模层；31
‑
第二掩模层；
[0027]32
‑
开口；33
‑
间隙；34
‑
层间介质层；35
‑
空气间隙。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种字线结构间空气间隙的形成方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底上具有闪存区及外围区，所述闪存区上设有若干间隔排布的字线结构，所述外围区上设有外围单元；形成氮化硅材料层，所述氮化硅材料层填充于所述字线结构之间，并覆盖至所述字线结构及外围单元上；形成第一掩模层，所述第一掩模层覆盖所述闪存区的氮化硅材料层，以所述第一掩模层为掩模，在所述外围区形成所述外围单元的氮化硅侧墙；形成第二掩模层，所述第二掩模层覆盖所述外围区，以所述第二掩模层为掩模，去除所述闪存区的氮化硅材料层；在所述字线结构之间形成空气间隙。2.根据权利要求1所述的字线结构间空气间隙的形成方法，其特征在于，所述闪存区还具有选择管，所述选择管位于所述字线结构的两侧。3.根据权利要求2所述的字线结构间空气间隙的形成方法，其特征在于，所述第一掩模层部分覆盖所述选择管上的氮化硅材料层。4.根据权利要求1所述的字线结构间空气间隙的形成方法，其特征在于，所述外围单元的氮化硅侧墙的形成方法包括：以所述第一掩模层为掩模，干法蚀刻以去除所述外围区上及所述外围单元的顶壁的氮化硅材料层，并以剩余的位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：