[发明专利]具有阻挡结构的存储器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有阻挡结构的存储器件及其制备方法，该方法包括：提供第一晶圆及第二晶圆，第一晶圆包括第一晶圆键合面，第一晶圆包含存储单元阵列，存储单元阵列包括至少一个沟道柱，第二晶圆包括第二晶圆键合面，第二晶圆包含外围电路；于第一晶圆中和/或第二晶圆中嵌入氢阻挡层，其中，氢阻挡层形成于靠近第一晶圆键合面和/或靠近第二晶圆键合面；通过第一晶圆键合面及第二晶圆键合面键合第一晶圆及第二晶圆；在氢气氛下进行退火。该氢阻挡层可有效阻挡退火时产生的游离氢扩散进入所述第二晶圆内的外围电路结构中，降低对外围电路结构的不良影响，提高外围电路结构的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体器件制备的技术领域，特别是涉及一种具有阻挡结构的存储器件及其制备方法。

背景技术

3D NAND存储器是一种存储单元三维堆叠的闪存器件，相比平面型NAND存储器在单位面积上用于更高的存储密度，现有的3D NAND存储单元架构通常为垂直沟道、水平控制栅层设计，在单位面积的晶片上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。

在新型的3D NAND存储器中，采用半导体衬底形成CMOS电路区(CMOS device)，采用叠层结构形成存储单元阵列区(Array device)，然后通过三维特种工艺将CMOS电路区及存储单元阵列区的电路连接在一起，再从背面打薄存储单元阵列区所在的晶圆，将电路接出来，即X-tacking技术。

通常在形成3D NAND存储器的工艺过程中都会有一道氢气气氛的退火工艺，以实现对存储单元阵列区沟道柱中的半导体层(多晶硅层)进行修复，而该工艺过程会对CMOS电路区造成损伤，影响CMOS电路区的可靠性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有阻挡结构的存储器件及其制备方法，用于解决现有技术中3D NAND存储器在制备过程中氢气气氛的退火工艺对外围电路区造成损伤，影响外围电路区可靠性等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有阻挡结构的存储器件制备方法，所述制备方法至少包括：

提供第一晶圆及第二晶圆，所述第一晶圆包括第一晶圆键合面，所述第一晶圆包含存储单元阵列，所述存储单元阵列包括至少一个沟道柱，所述第二晶圆包括第二晶圆键合面，所述第二晶圆包含外围电路；

于所述第一晶圆中和/或所述第二晶圆中嵌入氢阻挡层，其中，所述氢阻挡层形成于靠近所述第一晶圆键合面和/或靠近所述第二晶圆键合面；

通过所述第一晶圆键合面及所述第二晶圆键合面键合所述第一晶圆及所述第二晶圆；

在氢气氛下进行退火。

可选地，所述第一晶圆中还包含第一贯穿阵列连接部及与之连接的第一贯穿阵列接触部；所述第二晶圆中还包含第二贯穿阵列连接部及与之连接的第二贯穿阵列接触部；键合所述第一晶圆及所述第二晶圆时，所述第一贯穿阵列接触部与所述第二贯穿阵列接触部电性连接；在氢气氛下进行退火步骤前还包括于所述第一晶圆的远离所述第一晶圆键合面的一面形成焊垫引出层，所述焊垫引出层中的焊垫与所述第一贯穿阵列连接部电性连接。

可选地，所述氢阻挡层与所述第一晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间和/或与所述第二晶圆键合面之间的距离介于0.5μm～1μm之间。

可选地，所述氢阻挡层的厚度介于之间。

可选地，所述氢阻挡层的材料包括氧化铝或氮化硅。

可选地，所述第一晶圆和/或所述第二晶圆中嵌入有至少一层所述氢阻挡层。

可选地，采用炉管工艺、原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述氢阻挡层。

本发明还提供一种具有阻挡结构的存储器件，所述存储器件至少包括：