[发明专利]一种NAND存储器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于3D NAND存储器制造技术领域，尤其涉及一种NAND存储器及其制备方法。

背景技术

随着对高度集成电子装置的持续重视，对以更高的速度和更低的功率运行并具有增大的器件密度的半导体存储器件存在持续的需求。为达到这一目的，已经发展了具有更小尺寸的器件和具有以水平和垂直阵列布置的晶体管单元的多层器件。3D NAND是业界所研发的一种新兴的闪存类型，通过垂直堆叠多层数据存储单元来解决2D或者平面NAND闪存带来的限制，其具备卓越的精度，支持在更小的空间内容纳更高的存储容量，可打造出存储容量比同类NAND技术高达数倍的存储设备，进而有效降低成本和能耗，能全面满足众多消费类移动设备和要求最严苛的企业部署的需求。

然而，NAND存储器在制造过程中，受制程影响，晶圆容易弯曲变形，不利于后续晶圆的夹持、晶圆键合等晶圆处理过程，因此，如何减小晶圆变形，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种NAND存储器及其制备方法，旨在维持共源触点低电阻的同时，减小NAND存储器晶圆因共源触点应力导致的弯曲变形。

按照本发明的一个方面，提供了一种NAND存储器，其特征在于，包括：硅基板，形成在硅基板上的等级层堆栈，以及垂直贯穿等级层堆栈的NAND串和共源触点，所述共源触点通过硅基板电性连接一个或多个NAND串；所述共源触点由金属硅化物形成，或者由金属硅化物和硅材料形成，或者由金属硅化物和金属钨形成，或者由金属硅化物、硅材料和金属钨形成；所述金属硅化物的应力低于金属钨，能在避免共源触点应力导致的晶圆弯曲变形的同时，维持合适的共源触点电阻。

优选地，所述共源触点材料包括金属硅化物和金属钨时，金属硅化物形成在所述共源触点的下部，金属钨形成在所述共源触点的上部；或者金属钨形成在所述共源触点的下部，金属硅化物形成在所述共源触点的上部。

按照本发明的另一方面，提供了一种NAND存储器，其特征在于，包括：硅基板，形成在硅基板上的等级层堆栈，以及垂直贯穿等级层堆栈的NAND串和贯穿阵列触点；所述贯穿阵列触点由金属硅化物形成，或者由金属硅化物和硅材料形成，或者由金属硅化物和金属钨形成，或者由金属硅化物、硅材料和金属钨形成，用于连接所述NAND串上方和下方的互联层；所述金属硅化物的应力低于金属钨，能在避免贯穿阵列触点应力导致的晶圆弯曲变形的同时，维持合适的贯穿阵列触点电阻。

优选地，所述贯穿阵列触点材料包括金属硅化物和金属钨时，金属硅化物形成在所述贯穿阵列触点的下部，金属钨形成在所述贯穿阵列触点的上部；或者金属钨形成在所述贯穿阵列触点的下部，金属硅化物形成在所述贯穿阵列触点的上部。

优选地，所述金属硅化物为硅化钴、硅化镍、硅化钛和硅化钨中的一种或多种的组合。

优选地，所述硅材料为单晶硅、多晶硅和非晶硅中的一种或几种的组合。

按照本发明的又一方面，提供了一种NAND存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在栅极线狭缝侧壁形成间隔层；所述栅极线狭缝垂直贯穿硅基板上的等级层堆栈；

形成第一阻挡层，覆盖栅极线狭缝内壁；

用硅材料填充栅极线狭缝，形成硅层；

形成金属层，覆盖所述硅层；

使硅层中的硅材料与金属层中的金属合金化形成金属硅化物，得到金属硅化物层。

优选地，上述方法还包括如下步骤：

去除结构表面残留的金属层或者去除结构表面残留的金属层以及金属层下方的第一阻挡层；

将金属硅化物层的上部去除，形成凹陷；

向凹陷中填充金属钨，从而在金属硅化物层的上方形成金属钨层。

优选地，形成金属钨层的步骤具体为：在形成凹陷后的结构表面形成第二阻挡层，覆盖结构上表面，然后向凹陷中填充金属钨。

优选地，在形成硅层后，对结构表面进行化学机械抛光，使填充的硅层顶部与结构上表面对齐。

优选地，在去除残留的金属层或者去除残留的金属层以及金属层下方的第一阻挡层后，进一步对结构表面进行化学机械抛光处理，使金属硅化物层的顶部与结构上表面对齐。

优选地，金属硅化物的形成到达硅层底部直至第一阻挡层，使得整个硅层中的硅材料完全转化为金属硅化物；或者金属硅化物的形成在到达硅层底部前结束，使得形成的金属硅化物层中包含金属硅化物和硅材料。

优选地，金属层材料为钴、镍、钛和钨中的一种或多种的组合，对应形成的金属硅化物为硅化钴、硅化镍、硅化钛和硅化钨中的一种或多种的组合。