[发明专利]形成三维存储器的方法及三维存储器

说明书

本发明提供一种形成三维存储器的方法，该方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构具有衬底、形成于衬底上的堆叠结构以及穿过所述堆叠结构的沟道孔；在所述沟道孔中形成电荷存储层，所述电荷存储层包括阻挡层、电荷捕获层和隧穿层；清除所述电荷存储层表面的有机物杂质；在经过清除之后的所述电荷存储层的表面沉积非晶体沟道层，以及对所述非晶沟道层进行高温退火形成晶体沟道层。

技术领域

本发明涉及三维存储器领域，尤其涉及一种形成三维存储器的方法及三维存储器。

背景技术

为了克服二维存储器件的限制，业界已经研发并大规模量产了具有三维(3D)结构的存储器件，其通过将存储器单元三维地布置在衬底之上来提高集成密度。

在例如3D NAND闪存的三维存储器件中，存储阵列可包括具有垂直沟道结构的核心区。垂直沟道结构通常包括电荷存储层和沟道层，电荷存储层包括阻挡层、电荷俘获层、隧穿层，沟道层通常为多晶硅。为了保证存储阵列具有稳定的电气性能，通常要求多晶硅具有一定的厚度(7nm)和结晶度(＞76％)。

然而，现有技术中，在电荷存储层上沉积的沟道层的结晶度只有71.3％左右，结晶度并不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种形成三维存储器的方法及三维存储器，以提高垂直沟道结构中沟道层的结晶度，提升三维存储器的电气性能。

为解决上述技术问题，本发明的一方面提供了一种形成三维存储器的方法，该方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构具有衬底、形成于衬底上的堆叠结构以及穿过所述堆叠结构的沟道孔；在所述沟道孔中形成电荷存储层，所述电荷存储层包括阻挡层、电荷捕获层和隧穿层；清除所述电荷存储层表面的有机物杂质；在经过清除之后的所述电荷存储层的表面沉积非晶体沟道层，以及对所述非晶沟道层进行高温退火形成晶体沟道层。

在本发明的一实施例中，清除所述电荷存储层表面的有机物杂质的步骤包括：使用清洗剂清除所述电荷存储层表面的有机物杂质，所述清洗剂为碱性溶液与氧化剂的混合液。

在本发明的一实施例中，所述清洗剂为SC1溶液，所述SC1溶液为NH3·H2O与H2O2、H2O的混合溶液。

在本发明的一实施例中，所述SC1溶液中NH3·H2O、H2O2、H2O的配比为1-5:1-5:50-100。

在本发明的一实施例中，所述清洗剂为Na2CO3或NaHCO3与H2O2、H2O的混合溶液。

在本发明的一实施例中，在所述沟道孔中形成电荷存储层之前还包括：在所述沟道孔中形成高K系数阻挡层。

在本发明的一实施例中，在所述沟道孔中形成电荷存储层之后还包括：对所述电荷存储层进行化学机械磨平至所述堆叠结构暴露出来。

在本发明的一实施例中，对非晶沟道层进行高温退火形成晶体沟道层之后还包括：填充所述沟道孔中的空隙。

在本发明的一实施例中，所述高温退火的条件为在600-700℃的温度下退火5-15小时。

本发明的另一方面提供了一种三维存储器，其采用如上所述的方法制成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供一种形成三维存储器的方法及三维存储器，通过清除电荷存储层表面的有机物杂质，使得电荷存储层中的隧穿层暴露出来，由于隧穿层与沟道层具有相似的结晶性能，因此可以提高沟道层的结晶度，提升三维存储器的电气性能。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是一种三维存储器的剖面示意图。