[发明专利]3DNAND闪存的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种3D NAND闪存的制作方法。

背景技术

随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限，现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及最求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NAND闪存。

在现有的各种垂直型沟道的三维闪存结构中，都应用了多晶硅作为垂直沟道，但由于多晶硅厚度较薄(通常在10nm左右)，多晶硅表面和内部的高缺陷密度及结晶颗粒的均匀性等等问题都导致了沟道电流相对与平面器件而言偏小。因此，三维闪存存储器面临的最大挑战就是纵向的多晶硅沟道的电特性，以及存储介质层中氧化层与多晶硅接触面均匀性的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D NAND闪存的制作方法，能够优化多晶硅与存储介质层之间的接触面，从而提高3D NAND闪存的性能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种3D NAND闪存的制作方法，包括步骤：

提供衬底，所述衬底表面形成有多层交错堆叠的层间介质层及虚拟介质层，所述虚拟介质层形成于相邻的层间介质层之间，所述层间介质层及虚拟介质层设有多个沟槽，所述沟槽暴露出所述衬底；

在所述沟槽的侧壁上形成隔离介质层；

在所述沟槽中隔离介质层的表面上依次形成多晶硅和多晶硅介质层，所述多晶硅包围所述多晶硅介质层；

依次刻蚀所述层间介质层及虚拟介质层，在相邻的多晶硅之间形成字线沟槽，所述字线沟槽暴露出所述衬底；

刻蚀去除虚拟介质层及部分隔离介质层，形成存储区，所述存储区暴露出部分多晶硅的侧壁；

对暴露出的多晶硅侧壁进行修复处理；

在所述存储区的侧壁上形成存储介质层，所述存储介质层与所述层间介质层及多晶硅均接触。

进一步的，所述修复处理包括步骤：

对暴露出的多晶硅侧壁进行氧化处理，形成牺牲氧化层；

刻蚀去除所述牺牲氧化层。

进一步的，所述牺牲氧化层，采用原子沉积法形成。

进一步的，在所述沟槽中隔离介质层的表面上形成多晶硅和多晶硅介质层的步骤包括：

在顶层的层间介质层及沟槽中隔离介质层的表面上形成多晶硅；

在所述沟槽中的多晶硅表面形成多晶硅介质层，所述多晶硅介质层表面的平面与所述多晶硅的表面平面位于同一高度；

刻蚀所述多晶硅介质层，形成凹陷区；

在所述凹陷区上填充所述多晶硅；

化学机械研磨所述多晶硅，去除位于所述层间介质层表面的多晶硅。

进一步的，采用湿法刻蚀所述多晶硅介质层，形成凹陷区。

进一步的，所述多晶硅介质层为氧化硅，采用原子沉积法形成。

进一步的，所述层间介质层为氧化硅。

进一步的，所述虚拟介质层和所述隔离介质层均为氮化硅。

进一步的，所述存储介质层为氧化硅-氮化硅-氧化硅组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：在形成多晶硅之前先形成一层隔离介质层，使形成多晶硅时多晶硅在隔离介质层上生长的速率和结晶颗粒大小一致，此外，在形成存储介质层之前，先对多晶硅的侧壁进行修复处理，能够降低多晶硅侧壁的粗糙度，从而使后续的存储介质层与多晶硅保持良好的接触，进而提高3D NAND闪存的性能。

附图说明

图1为本发明一实施例中3D NAND闪存的制作方法的流程图；

图2至图10为本发明一实施例中3D NAND闪存的制作过程中的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的3D NAND闪存的制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。