[发明专利]三维存储器器件的复合衬底

说明书

本公开内容教导一种用于三维存储器器件的方法和结构。所述方法包含提供底部衬底以及在底部衬底之上形成多个掺杂层，多个掺杂层包含在厚度范围内的总厚度，使得多个掺杂层的顶表面基本上是平坦的，并且多个掺杂层中的每个掺杂层的掺杂浓度沿着基本上垂直前述顶表面的方向基本上是均匀的。

相关申请的交叉引用

本申请要求享受于2017年3月7日提交的中国专利申请No.201710131749.3的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

近年来，闪存器件迅速的发展。闪存器件可以在不需要消耗电力的情况下长期储存数据，并且具有高积集度、快速存取、容易重复擦除和写入的特性，因此在非挥发性存储器中成为主流。闪存依据不同的结构可分为NAND闪存和NOR闪存，NAND闪存具有较高的存储器单元密度、较高的储存密度以及较快的读写速度。

随着平面式闪存的发展，闪存的半导体制造工艺有很大的进步。然而平面式的闪存面临了数种困境，例如物理性的限制，包含曝光技术的限制、显影技术的限制以及储存电荷密度上的限制。为了解决平面式的闪存遭遇的问题并且降低生产成本，因此正开发三维(3D)闪存应用。

发明内容

本公开内容提供了一种形成闪存器件的方法。所述方法可以增进存储器器件的效能。

为了解决上述的问题，本公开内容教导一种用于形成存储器器件的方法。所述方法包含提供底部衬底，底部衬底包含设置于其上的控制电路，然后在控制电路上形成顶部衬底。在形成顶部衬底的过程，原位掺杂方法可以用来将掺杂剂(例如导电离子)植入顶部衬底。顶部衬底可以包含理想厚度。顶部衬底包含第一衬底层和设置于第一衬底层上的第二衬底层。第一衬底层的掺杂浓度大于第二衬底层的掺杂浓度，所述方法还包含在顶部衬底上形成存储器单元电路，存储器单元电路和控制电路被导电连接。

在一些实施例中，理想厚度是约200纳米至约1000纳米。

在一些实施例中，第一衬底层220的掺杂浓度是第二衬底层230的掺杂浓度的约50倍至约200倍。

在一些实施例中，第一衬底层的掺杂浓度是约1E18atoms/cm³至约2E18atoms/cm³；第二掺杂层的掺杂浓度是约1E16atoms/cm³至约3E16atoms/cm³。

在一些实施例中，当存储器单元电路是N型时，掺杂剂是P型，并且当存储器单元电路是P型时，掺杂剂是N型。

在一些实施例中，形成顶部衬底包含：在控制电路上形成第一衬底层，并且利用原位掺杂工艺掺杂第一衬底层，以及在第一衬底层上形成第二衬底层，并且利用原位掺杂工艺掺杂第二衬底层。

在一些实施例中，形成第一衬底层包含第一沉积工艺，以及形成第二衬底层包含第二沉积工艺。

在一些实施例中，第一沉积工艺包含低压化学气相沉积工艺，第二沉积工艺包含另一低压化学气相沉积工艺。

在一些实施例中，第一沉积工艺包含第一反应气体和第一掺杂剂源气体。第一掺杂剂源气体包含第一稀释源气体和第一初始掺杂剂源气体。第一初始掺杂剂源气体包含第一本征掺杂剂源气体和第一本征稀释源气体。第一反应气体具有约30标准毫升/分钟(sccm)至约100标准毫升/分钟的流速，第一掺杂剂源气体具有约300标准毫升/分钟至约500标准毫升/分钟的流速，腔室压力是约300毫托耳(mTorr)至约500毫托耳，腔室温度是约摄氏500度至约摄氏550度。

在一些实施例中，第一反应气体包含硅甲烷，第一稀释源气体包含氮气，第一本征掺杂剂源气体包含乙硼烷，第一本征稀释掺杂剂源气体包含氮气，第一本征掺杂剂源气体和第一初始掺杂剂源气体具有0.8％至1.5％的摩尔比率。