[发明专利]一种3D NAND存储器件及其制造方法

说明书

本申请提供一种3D NAND存储器件及其制造方法，在形成台阶结构后，先至少在台阶结构上形成台阶覆盖层，再至少在台阶覆盖层上形成填充层，台阶覆盖层选用能阻挡填充层内的自由基扩散至堆叠层的材料。这样，可以在填充层和台阶结构之间形成自由基的阻挡层，即使在填充层中存在H根和OH根的自由基，释放后的H根和OH根的自由基也会被台阶覆盖层阻挡，不会扩散到台阶结构中，因此不会对台阶结构造成侵蚀，实现了对台阶结构进行保护，从而提高器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种3D NAND存储器件及其制造方法。

背景技术

NAND存储器件是具有功耗低、读写速度快且容量大的非易失存储产品，在电子产品中得到了广泛的应用。

平面结构的NAND器件已近实际扩展的极限，为了进一步的提高存储容量，降低每比特的存储成本，提出了3D NAND存储器件。在3D NAND存储器件结构中，采用垂直堆叠多层栅极及栅极间绝缘层的方式，堆叠层的中心区域为核心存储区、边缘区域为台阶结构，核心存储区用于形成存储单元串。每一层栅极作为每一层存储单元的栅线，进而，将栅极通过台阶上的接触引出，从而实现堆叠式的3D NAND存储器件。

在3D NAND存储器件的制造过程中，在形成台阶结构之后，在台阶结构上填充介质材料层，介质材料层的形成工艺选用填充能力佳的工艺，而这些工艺形成的氧化硅中富有氢根(H⁺)和氢氧根(OH^-)的自由基，在后续的热退火过程中，这些自由基释放(Out-gas)，会对台阶结构，尤其是栅极或栅极位置的牺牲层造成侵蚀，此外，未完全释放的自由基还可能在后续沉积含碳的硬掩膜时进一步释放而发生尖端放电(Arcing)，轻则造成机台报警，重则造成薄膜劈裂(Peeling)、脱落，甚至破片，进而影响良率。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种3D NAND存储器件及其制造方法，减少H根和OH根的自由基对器件性能的影响。

为实现上述目的，本申请有如下技术方案：

本申请实施例提供了一种3D NAND存储器件的制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有堆叠层，所述堆叠层由绝缘层与牺牲层交替层叠形成或者由绝缘层与栅极层交替层叠形成，所述堆叠层包括核心存储区以及台阶区，所述台阶区形成有台阶结构；

至少在所述台阶结构上形成台阶覆盖层；

至少在所述台阶覆盖层上形成填充层；所述台阶覆盖层选用能阻挡填充层内的自由基扩散至堆叠层的材料。

可选的，所述填充层为氧化硅。

可选的，所述台阶覆盖层包括掺氮碳化硅的第一覆盖层。

可选的，所述第一覆盖层与所述台阶结构的表面接触。

可选的，所述台阶覆盖层还包括与所述掺氮碳化硅的第一覆盖层堆叠设置的第二覆盖层，所述第二覆盖层与填充层的材料相同但工艺不同，或者所述第二覆盖层与填充层的材料不同。

可选的，所述第二覆盖层为采用高密度等离子体或采用原子层沉积形成的氧化硅层。

可选的，所述第二覆盖层为氟硅酸盐玻璃膜层。

可选的，所述氧化硅的填充层通过以下方式形成：

以TEOS为前驱体进行氧化硅的填充层；或者，

以旋涂工艺形成填充的氧化硅的填充层。

可选的，所述至少在所述台阶结构上形成介质材料的台阶覆盖层，以及至少在所述台阶覆盖层上形成填充层，包括：

进行掺氮碳化硅的第一覆盖层的沉积；