[发明专利]改善三维存储器电性的方法及三维存储器

说明书

本发明涉及一种改善三维存储器电性的方法，该三维存储器包括：衬底、位于衬底上的堆叠结构及穿过堆叠结构的垂直沟道结构。该方法包括以下步骤：在堆叠结构上沉积氮化硅层；以及在氢气氛围下对三维存储器进行热处理；其中，氮化硅层中的氢离子经热处理扩散至垂直沟道结构中。

技术领域

本发明涉及一种改善三维存储器电性的方法，该方法可以修复垂直沟道结构中的晶格缺陷，有效提高器件的电性响应灵敏性。

背景技术

半导体集成电路自诞生以来，经历了从小规模、中规模到大规模和超大规模集成的发展阶段，并日益成为现代科学技术中最为活跃的技术领域之一。

存储器是一种广泛使用的半导体器件。为了克服传统的二维存储器在存储容量方面的限制，现代工艺往往采用堆叠存储芯片的方式来实现更高的集成度。例如，可以将不同功能的芯片或结构，通过堆叠或孔互连等微机械加工技术，在垂直方向上形成立体集成、信号连通的三维(3D)立体器件。三维存储器就是利用这一技术将存储器单元三维地布置在衬底之上，进而实现提高存储器的性能和存储密度的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改善三维存储器电性的方法，该方法可以修复垂直沟道结构中的晶格缺陷，有效提高了器件的电性响应灵敏性。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种改善三维存储器电性的方法，所述三维存储器包括：衬底、位于所述衬底上的堆叠结构及穿过所述堆叠结构的垂直沟道结构，所述方法包括以下步骤：在所述堆叠结构上沉积氮化硅层；以及在氢气氛围下对所述三维存储器进行热处理；其中，所述氮化硅层中的氢离子经所述热处理扩散至所述垂直沟道结构中。

在本发明的一实施例中，所述三维存储器还包括位于所述氮化硅层和所述堆叠结构之间的金属互联结构及金属间介质层，所述氮化硅层中的氢离子通过所述金属互联结构扩散至所述垂直沟道结构中。

在本发明的一实施例中，所述氮化硅层中的氢离子含量至少为1.98*1022/cm2。

在本发明的一实施例中，所述氮化硅层的厚度为：

在本发明的一实施例中，在所述堆叠结构上沉积所述氮化硅层的方法包括以的沉积速率沉积所述氮化硅层。

在本发明的一实施例中，沉积所述氮化硅层的反应气体包括甲硅烷和氨气，所述甲硅烷和所述氨气的配比至少为1.5:1。

在本发明的一实施例中，沉积所述氮化硅层的射频功率为：600-1000W。

在本发明的一实施例中，沉积所述氮化硅层的腔室压力为：530-670Pa。

在本发明的一实施例中，在氢气氛围下对所述三维存储器进行热处理之后还包括：去除所述氮化硅层；在所述堆叠结构上形成金属互联结构及金属间介质层；以及在所述金属间介质层上沉积钝化层。

在本发明的一实施例中，在氢气氛围下对所述三维存储器进行热处理之后还包括：去除所述氮化硅层；以及在所述金属间介质层上沉积钝化层。

在本发明的一实施例中，所述钝化层的材料为氮化硅，且厚度为：

在本发明的一实施例中，所述垂直沟道结构的底部具有外延层，所述氮化硅层中的氢离子经所述热处理扩散至所述外延层中。

在本发明的一实施例中，所述垂直沟道结构的侧壁具有半导体层，所述氮化硅层中的氢离子经所述热处理扩散至所述半导体层中。

本发明的另一方面提供一种使用上述方法制作的三维存储器，包括：衬底；位于所述衬底上的堆叠结构；以及穿过所述堆叠结构的垂直沟道结构。