[发明专利]空气隙的形成方法、NAND闪存及其形成方法

说明书

本发明提供了一种空气隙的形成方法、NAND闪存及其形成方法，所述空气隙的形成方法在若干间隔的栅极结构之间填充牺牲层，然后在栅极结构与牺牲层的顶部形成薄膜层，通过去除所述牺牲层两侧的衬底上的所述薄膜层形成通道，然后通过所述通道去除所述牺牲层，以在每相邻两个所述栅极结构之间形成空气隙；该方法能够通过通道完全去除牺牲层，使相邻两个所述栅极结构之间的牺牲层全部转化为空气隙，由此形成的空气隙具有较好的轮廓，且在一定程度上提高了空气隙的体积，从而能够保证空气隙的隔离效果，提高NAND闪存中栅极结构的设计密度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种空气隙的形成方法、NAND闪存及其形成方法。

背景技术

NAND(与非)闪存已经成为目前主流的非易失存储器，广泛的应用于数据中心、个人电脑、手机、智能终端、消费电子等各个领域，而且仍然呈现需求不段增长的局面。NAND闪存的制造工艺也已经发展到了16nm，从二维的制造工艺向三维的制造工艺转化。三星公司已经宣布了128Gb 24个单元堆叠的三维NAND芯片的商业化生产。美光公司则宣布了16nm128Gb的新型二维NAND芯片，使用新型的二维单元结构突破传统二维结构尺寸缩小的限制。

随着NAND闪存单元物理尺寸的缩小，相邻两个单元之间的串扰越来越严重。在单元之间制备空气隙(air gap)是很有效的减小串扰的方法，现有技术中空气隙的形成方法一般是先制备好栅极结构后，采用多次沉积刻蚀的方法在每相邻两个栅极结构之间形成空气隙，空气隙作为隔离结构用于隔离相邻的栅极结构。

然而随着NAND闪存器件尺寸的不断缩小，相邻栅极结构之间的深宽比不断增加，通过多次沉积刻蚀的方法形成的空气隙的轮廓越来越差，空气隙的体积不断减小，进而影响到空气隙的隔离效果，导致器件的性能降低。

因此，提供一种空气隙的形成方法，优化空气隙的轮廓，使其不受栅极结构之间深宽比增加的影响，是本领域技术人员亟需解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气隙及其形成方法、NAND闪存，优化空气隙的轮廓，使其不受栅极结构之间深宽比增加的影响。

为实现上述目的，本发明提供一种空气隙的形成方法，包括以下步骤：

提供一衬底，在所述衬底上形成若干间隔的栅极结构；

形成牺牲层，所述牺牲层填充多个所述栅极结构之间的间隙；

形成薄膜层，所述薄膜层覆盖所述衬底、所述牺牲层以及多个所述栅极结构；

去除所述牺牲层两侧的衬底上的所述薄膜层，暴露出所述牺牲层沿平行于所述栅极结构的方向的两端的侧壁；

去除所述牺牲层，以在每相邻两个所述栅极结构之间形成空气隙。

可选的，所述牺牲层的材质为氧化物、氮化物、光刻胶或碳。

可选的，采用远程等离子体清洗工艺去除材质为光刻胶的所述牺牲层。

可选的，所述远程等离子体包含有微波。

可选的，采用蒸汽清洗的方法去除材质为氧化物的所述牺牲层。

可选的，所述蒸汽包括HF或H₃PO₄。

可选的，所述栅极结构包括依次形成于所述衬底上的浮栅、介质层及控制栅。

可选的，所述介质层为氧化硅层、氮化硅层或氧化硅层-氮化硅层-氧化硅层。

可选的，在形成所述牺牲层之前，在所述栅极结构的侧壁、顶壁以及多个所述栅极结构之间的衬底上形成侧墙。

可选的，形成所述牺牲层的步骤包括：