[发明专利]三维NAND存储器器件及其形成方法

说明书

在用于制造半导体器件的方法中，在衬底之上形成由交替的绝缘层和牺牲层构成的堆叠体。在所述堆叠体中形成具有多个台阶的阶梯，其中，所述多个台阶中的每一个具有踏板和竖板，并且还包括相应台阶的相应对的绝缘层和牺牲层，所述牺牲层位于所述绝缘层之上。沿所述多个台阶的所述踏板和所述竖板形成电介质层。所述电介质层掺杂有碳、磷、硼、砷和氧中的一种或者它们的组合。还利用导电材料替代所述牺牲层，以形成布置在所述绝缘层之间的字线层。多个字线触点被形成为从所述多个台阶的所述字线层延伸并且还延伸穿过所述电介质层。

背景技术

闪速存储器器件近来经历了快速发展。闪速存储器器件能够在不施加电压的情况下持续长时间段保持所存储的数据。此外，闪速存储器器件的读取速率相对较高，并且易于擦除所存储的数据以及向闪速存储器器件内重写数据。因此，闪速存储器器件被广泛地应用到微计算机、自动化控制系统等当中。为了提高闪速存储器器件的位密度以及降低其位成本，已经开发了三维(3D)NAND(与非)闪速存储器器件。3D-NAND存储器器件可以包括阵列区以及耦接至阵列区的阶梯区。阶梯区可以具有多个台阶。多个字线触点还可以从阶梯区的台阶延伸并且耦接至阵列区中的存储器单元。

发明内容

本公开描述了总体上涉及用于制造3D-NAND存储器器件的阶梯区的结构和方法的实施例。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于制造半导体器件的方法。在所述方法中，可以在衬底上方形成由交替的绝缘层和牺牲层构成的堆叠体。可以在所述堆叠体中形成具有多个台阶的阶梯，其中，所述多个台阶中的每一个可以具有横板和竖板，并且还包括相应台阶的相应对的绝缘层和牺牲层，所述牺牲层处于所述绝缘层之上。可以沿所述多个台阶的横板和竖板形成电介质层。所述电介质层可以掺杂有碳、磷、硼、砷和氧中的一种或者它们的组合。可以还利用导电材料替代所述牺牲层，以形成布置在所述绝缘层之间的字线层。多个字线触点可以被形成为从所述多个台阶的所述字线层延伸并且还延伸穿过所述电介质层。

在示例中，为了替代所述牺牲层，可以去除所述牺牲层，以形成位于所述绝缘层之间的空间，并且还可以在所述空间中填充所述导电材料，以形成位于所述绝缘层之间的所述字线层。

在另一示例中，为了替代所述牺牲层，可以去除所述牺牲层和所述电介质层的与所述牺牲层接触的部分，以形成位于所述绝缘层之间的空间。接下来，可以在所述空间中填充所述导电材料，以形成位于所述绝缘层之间的所述字线层。

在一些实施例中，在所述多个台阶中的每一个当中，所述字线层与所述绝缘层相比可以在平行于所述衬底的方向上还延伸至所述电介质层中，并且所述字线层的被所述多个台阶中的上覆台阶的绝缘层覆盖的部分可以具有比所述字线层在所述横板处的部分更小的厚度。

在所述方法的示例中，为了形成所述电介质层，可以形成SiN层。所述SiN层可以掺杂有碳、磷、硼、砷和氧中的一种或者它们的组合。

在所述方法的另一示例中，为了形成所述电介质层，可以形成SiN层。

可以通过包括四甲基硅烷和NH₃的处理气体使所述SiN层掺杂有碳。

在所述方法的又一示例中，为了形成所述电介质层，可以形成SiN层。

可以通过包括SiH₄和N₂O的处理气体使所述SiN层掺杂有氧。

在所述方法中，所述多个字线触点中的每一个可以从所述多个台阶的横板处的相应字线层延伸，并且在垂直于所述衬底的方向上还延伸穿过所述电介质层。

在所述方法中，为了替代所述牺牲层，可以通过蚀刻工艺去除所述牺牲层，其中，所述电介质层在所述蚀刻工艺中可以具有比所述牺牲层低的蚀刻速率。

为了形成由交替的绝缘层和牺牲层构成的堆叠体，可以在所述衬底上交替沉积包括SiO的绝缘层和包括SiN的牺牲层，从而使所述牺牲层设置在所述绝缘层之间。