[发明专利]一种3D NAND存储器的金属栅极制备方法

说明书

本申请实施例提供了一种3D NAND存储器的金属栅极制备方法，其包括：提供衬底，所述衬底上形成有氧化硅/氮化硅层交替层叠结构以及贯穿所述层叠结构的栅线缝隙；采用氮化硅对氧化硅的选择比大于1的刻蚀溶液刻蚀所述层叠结构中的氮化硅层，在氮化硅层303位置形成镂空区域；去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅；向镂空区域填充金属介质，形成金属栅极。如此，该方法填充金属介质之前，将刻蚀氮化硅层过程中产生的副产物二氧化硅去除掉，如此，填充金属介质位置的开口没有被副产物所阻碍，填充金属介质的区域开口没有减小，因而也就减少了金属栅极内部空隙形成的可能性，有利于提高3D NAND存储器件的性能。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种3D NAND存储器的金属栅极制备方法。

背景技术

现有的3D NAND存储器件的垂直存储结构由多层介质薄膜堆叠形成，其制备过程中，需要将氧化硅/氮化硅交替层叠结构中的氮化硅去除，从中填充金属介质，从而形成金属栅极。

目前去除氧化硅/氮化硅交替层叠结构中的氮化硅一般通过湿法刻蚀工艺完成。湿法刻蚀溶液从栅线缝隙(gate line slit,GLS)内逐步扩散到层叠结构内部，从而逐渐去除层叠结构中的氮化硅。

然而，现有的去除氮化硅的湿法刻蚀工艺，采用的刻蚀溶液一般都采用磷酸，磷酸刻蚀氮化硅的过程中，会产生大量的二氧化硅副产物。因在栅线缝隙(gate line slit,GLS)附近，氮化硅与刻蚀溶液的接触面积较大，所以，刻蚀副产物二氧化硅很容易聚集在层叠结构的侧边区域，形成如图1所示的类似“火柴头”的结构。

该类似“火柴头”的结构导致后续金属介质填充时的开口减小，因而，会阻碍后续金属介质的填充，从而很容易导致形成的金属栅极内部存在空隙，最终影响存储器件的性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种3D NAND存储器的金属栅极制备方法，以解决因氮化硅刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅对后续金属栅极的填充的不良影响。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种3D NAND存储器的金属栅极制备方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有氧化硅/氮化硅层交替层叠结构；

采用氮化硅对氧化硅的选择比大于1的刻蚀溶液刻蚀所述层叠结构中的氮化硅层，在氮化硅层位置形成镂空区域；去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅；

向镂空区域填充金属介质，形成金属栅极。

可选地，所述氮化硅对氧化硅的选择比大于1的刻蚀溶液的氮化硅对氧化硅的选择比大于300。

可选地，所述氮化硅对氧化硅的选择比大于1的刻蚀溶液为磷酸溶液。

可选地，所述去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅，具体包括：

采用湿法刻蚀工艺去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅。

可选地，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为氢氟酸溶液。

可选地，所述氢氟酸溶液的浓度极稀，使得氢氟酸溶液仅能去除副产物二氧化硅，而不能去除层叠结构中的氧化硅层。

可选地，所述向镂空区域填充金属介质，形成金属栅极，具体包括：

通过原子层沉积的方式向刻蚀后的层叠结构的镂空区域填充金属介质，形成金属栅极。

可选地，所述金属介质为金属钨。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：