描述了NAND结构和该结构的制造方法。多层ONON堆叠件沉积在Si衬底和生长于衬底上的场氧化物上。将场氧化物的一部分移除，并在堆叠件中蚀刻高深宽比通道。利用热ALD工艺以Si氧化物填充通道。热ALD工艺包含多个生长循环，其后为钝化循环。每个生长循环包含利用抑制剂处理表面氧化物表面，其后接着进行利用前体和氧化物源在经处理的表面上沉积氧化物的多个循环。生长循环后的钝化将残留抑制剂去除。Si氧化物利用DHF的湿法化学蚀刻进行凹部蚀刻，且接着利用多晶Si盖层进行覆盖。接着利用多晶Si盖层进行覆盖。接着利用多晶Si盖层进行覆盖。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热ICE填充和凹部蚀刻匹配
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年2月27日申请的美国专利申请No.62/982,500的优先权利益，其全部内容都通过引用合并于此。
[0002]本公开内容整体上涉及半导体衬底的处理。一些实施方案涉及半导体衬底上的材料的填充和蚀刻。
技术介绍
[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
[0004]用于集成电路的半导体设备制造是用于改进设备性能和增加集成电路中的设备密度的日益复杂和繁琐的工艺组。经过几代集成电路，最小设备特征的尺寸已从微米缩小到约22nm。包括各种绝缘和介电材料的大量沉积及蚀刻的许多操作被用于实现待达到的这样的特征尺寸。为了实现特征尺寸上的缩小，在每代集成电路中，都设计出新的制造工艺和设备，并花费可观的时间来改变设备及电路布局。新生代的集成电路已必须应对其他问题。这些问题包含基本材料上的限制以及用于制造集成电路的工艺中所涉及的物理性质。
技术实现思路
[0005]此处所述的多种实施方案包含半导体设备及制造半导体设备的方法。所述方法可以包含：蚀刻设置在半导体衬底上的多层堆叠件中的高深宽比通道，所述多层堆叠件包含多组氧化物和非氧化物层；使用热原子层沉积(ALD)工艺，以氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者；使用湿法化学蚀刻对所述氧化物进行凹部蚀刻，以形成经凹部蚀刻的通道；以及覆盖所述经凹部蚀刻的通道，以利用传导性材料重新填充所述经凹部蚀刻的通道的被蚀刻部分。
[0006]在所述方法中，以Si氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者还可以包含：在多个区块中沉积Si氧化物，每个所述区块含有后接钝化操作的多个生长循环，所述生长循环中的每一者包含：在抑制操作期间将抑制剂引入其中设置所述半导体衬底的室中，后接多个热ALD沉积循环。
[0007]所述方法还可以包含在每个ALD沉积循环期间注入H2、O2、Ar和N2气体以及氨基硅烷/BTBAS前体，以在每个循环沉积亚埃厚度的氧化物。
[0008]在所述方法中，所述抑制剂可以包含各自充当抑制剂的多种气体。
[0009]在所述方法中，所述抑制操作可以维持少于约1秒。
[0010]所述方法还可以包含在所述生长循环期间，维持其上设置有半导体衬底的基座的约550
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650℃的温度以及所述室中的约10
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20托的压强。
[0011]所述方法还可以包含在所述钝化操作期间注入H2、O2、Ar和N2气体，以移除残余的抑制剂，并使所述高深宽比通道中的每一者中的所述Si氧化物的暴露表面钝化，所述钝化操作维持介于不到一分钟和约两分钟之间。
[0012]所述方法还可以包含在下述情况下将每个生长循环中使用的气体清扫出所述室：所述抑制操作之后，关联于所述抑制操作的所述热ALD沉积循环之前和之后，以及所述钝化操作之后。
[0013]在所述方法中，以Si氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者还可以包含：在于所述区块中的第一者中沉积所述Si氧化物之前，在所述高深宽比通道中的每一者内沉积第一热Si氧化物ALD衬垫层，以形成衬垫层；以及在于所述区块中的最后一者后在所述高深宽比通道中的每一者内沉积所述Si氧化物之后，沉积第二热Si氧化物ALD衬垫层。
[0014]所述方法针对以所述Si氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者还可以包含：确定区块的数量、每个区块内的生长循环的数量、以及每个生长循环内的热ALD沉积循环的数量，其中至少一者取决于所述高深宽比通道中的每一者的关键尺寸、以及其中将沉积所述Si氧化物的结构的质量。
[0015]在所述方法中，对所述Si氧化物进行凹部蚀刻还可以包含：使用约100:1的HF:H2O的稀释HF(DHF)蚀刻对所述Si氧化物进行蚀刻，所述Si氧化物沿着所述高深宽比通道中的每一者的宽度和深度具有相对恒定的蚀刻速率。
[0016]在所述方法中，覆盖所述经凹部蚀刻的通道还可以包含：使用等离子体增强化学气相沉积在所述经凹部蚀刻的通道中沉积多晶Si。
[0017]所述方法还可以包含：在形成所述多个高深宽比通道之前，在所述多层堆叠件上生长场氧化物；以及使所述多晶Si平坦化以暴露所述场氧化物，在所述多晶Si的平坦化之后，所述场氧化物的顶部表面与在所述高深宽比通道中的每一者中的所述多晶Si的顶部表面位于一平面中。
[0018]所述方法还可以包含：沉积足够数量的所述Si氧化物以覆盖所述场氧化物；以及在对所述Si氧化物进行凹部蚀刻之前使所述Si氧化物平坦化，使得在所述Si氧化物的平坦化之后，所述场氧化物的顶部表面与在所述高深宽比通道中的每一者中的所述Si氧化物的顶部表面位于一平面中。
[0019]所述方法还可以包含沉积交替的SiO2和SiN层作为所述多层堆叠件。
[0020]在该方法中，对所述Si氧化物进行凹部蚀刻可避免使用气相蚀刻对所述Si氧化物进行蚀刻。
[0021]一种NAND设备可以包含：多层堆叠件，其设置在半导体衬底上，所述多层堆叠件包含交替材料的多对的层，并且具有设置在其中的多个高深宽比通道；场氧化物，其设置在所述多层堆叠件上；热原子层沉积(ALD)硅(Si)氧化物，其设置在所述高深宽比通道中的每一者内，所述Si氧化物被湿法化学蚀刻，使得所述Si氧化物的表面在所述场氧化物的底部的下面；以及多晶Si(poly
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Si)盖层，其设置在所述高深宽比通道中的每一者内在所述Si氧化物上。
[0022]所述多层堆叠件的所述多对的层可以包含SiO2层和SiN层。
[0023]所述高深宽比通道中的每一者的深度可以介于约4微米与约8微米之间，且所述高深宽比通道中的每一者的宽度介于约50nm与100nm之间。
[0024]所述高深宽比通道中的每一者中的所述多晶Si盖层的深度可以为所述高深宽比通道的深度的约1
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4％。
附图说明
[0025]在附图的视图中，一些实施方案以示例性而非限制性的方式示出。在若干视图中，对应的参考文字指示对应的部件。附图中的元件未必按比例绘制。附图中所示的配置仅为示例，且不应以任何方式解读为限制所公开主题的范围。
[0026]图1A
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1D为根据示例性实施方案显示间隙填充结构的图。
[0027]图2为根据示例性实施方案显示制造结构的方法的示意图。
[0028]图3为根据示例性实施方案显示图1A所示的通道内的蚀刻均匀性的示图。
[0029]图4根据示例性实施方案显示了图1所示的结构的制造流程图。
[0030]图5为根据示例性实施方案的机器的框图。
具体实施方式
[0031]以下说明包含实行本公开的主题的说明性实施方案的系统、方法、技术、指令序列以及计算机器程序产品本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造半导体设备的方法，所述方法包含：蚀刻设置在半导体衬底上的多层堆叠件中的高深宽比通道，所述多层堆叠件包含多组氧化物和非氧化物层；使用热原子层沉积(ALD)工艺，以氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者；使用湿法化学蚀刻对所述氧化物进行凹部蚀刻，以形成经凹部蚀刻的通道；以及覆盖所述经凹部蚀刻的通道，以利用传导性材料重新填充所述经凹部蚀刻的通道的被蚀刻部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中以氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者包含：在多个区块中沉积硅(Si)氧化物，每个所述区块含有后接钝化操作的多个生长循环，所述生长循环中的每一者包含：在抑制操作期间将抑制剂引入其中设置所述半导体衬底的室中，后接多个热ALD沉积循环。3.根据权利要求2所述的方法，其还包含在每个ALD沉积循环期间注入H2、O2、Ar和N2气体以及氨基硅烷前体，以在每ALD沉积循环沉积亚埃厚度的氧化物。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述抑制剂包含各自充当抑制剂的多种气体，且所述抑制操作维持少于约1秒。5.根据权利要求1所述的方法，其中对所述氧化物进行凹部蚀刻包含使用约100:1的HF:H2O的稀释HF(DHF)蚀刻对所述氧化物进行蚀刻，所述氧化物沿着所述高深宽比通道中的每一者的宽度和深度具有相对恒定的蚀刻速率。6.根据权利要求2所述的方法，其还包含在所述生长循环期间，维持其上设置有半导体衬底的基座的约550
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650℃的温度以及所述室中的约10
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20托的压强。7.根据权利要求2所述的方法，其还包含在每一钝化操作期间注入H2、O2、Ar和N2气体，以移除残余的抑制剂，并使所述高深宽比通道中的每一者中的所述Si氧化物的暴露表面钝化，所述钝化操作维持长达到约两分钟。8.根据权利要求2所述的方法，其还包含在下述情况下将每个生长循环中使用的气体清扫出所述室：所述抑制操作之后，关联于所述抑制操作的所述热ALD沉积循环之前和之后，以及所述钝化操作之后。9.根据权利要求2所述的方法，其中以氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者包含：在于所述区块中的第一者中沉积所述Si氧化物之前，在所述高深宽比通道中的每一者内沉积第一热Si氧化物ALD衬垫层，以形成衬垫层；及在于所述区块中的最后一者后在所述高深宽比通道中的每一者内沉积所述Si氧化物之后，沉积第二热Si氧化物ALD衬垫层。10.根据权利要求2所述的方法，针对以所述Si氧化物填充所述高深宽比通道中的每一者，其还包含：确定区块的数量、每个区块内的生长循环的数量、以及每个生长循环内的热ALD沉积循环的数量，其中至少一者取决于所述高深宽比通道中的每一者的关键尺寸、以及其中将沉积所述Si氧化物的结构的质量。11.根据权利要求1所述的方法，其还包含沉积交替的SiO2和SiN层作为所述多层堆叠
件。12.根据权利要求1所述的方法，其中覆盖所述经凹部蚀刻的通道包含：使用等离子体增强化学气相沉积在所述经凹部蚀刻的通道中沉积多晶Si。...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：
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