[发明专利]一种三维存储器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种三维存储器及其制备方法。制备方法包括：在衬底上形成包括多个阶梯台阶的叠层结构；至少在多个阶梯台阶上形成含氢介质覆盖层，其中含氢介质覆盖层包含以成键方式、游离单原子、游离分子中任意一种或组合的形式存在的氢；以及对含氢介质覆盖层进行退火处理，形成改性介质覆盖层。本申请提供的三维存储器制备方法，通过在形成含氢介质覆盖层之后，对其进行低温退火处理形成改性介质覆盖层，可有效减少晶格位错和晶片翘曲，有利于后续在叠层结构的中心区域进行平坦化处理，并能够提高三维存储器的整体性能。

技术领域

本申请涉及半导体器件领域，更具体地，涉及一种三维存储器及其制备方法。

背景技术

三维存储器包括由栅极和栅极间绝缘层交替堆叠形成的叠层结构，叠层结构的中心区域又可分为形成有存储阵列的存储阵列区和形成有多个阶梯台阶的台阶区。

通常在台阶区的多个阶梯台阶之上还需要填充具有平坦化顶面的绝缘填充层，该绝缘填充层可包括高密度等离子体(High Density Plasma，HDP)层和正硅酸乙酯材料(Tetra Ethyl Ortho Silicate,TEOS)层等。其中，绝缘填充层受到其形成工艺的影响会导致晶片发生翘曲，不利于后续对叠层结构进行处理，并影响三维存储器的整体性能。

因此，如何消除绝缘填充层对三维存储器结构性能的不利影响是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决或部分解决相关技术中存在的上述问题中，本申请的一方面提供了一种三维存储器的制备方法，所述方法包括：在衬底上形成包括多个阶梯台阶的叠层结构；至少在所述多个阶梯台阶上形成含氢介质覆盖层，其中所述含氢介质覆盖层包含以成键方式、游离单原子、游离分子中任意一种或组合的形式存在的氢；以及对所述含氢介质覆盖层进行退火处理，以形成改性介质覆盖层。

在本申请的一个实施方式中，在形成所述含氢介质覆盖层之后，对其进行退火处理包括：在形成所述含氢介质覆盖层之后，直接对所述含氢介质覆盖层进行退火处理。

在本申请的一个实施方式中，所述退火处理的条件为：退火温度为500℃至600℃，退火时间为1小时至10小时。

在本申请的一个实施方式中，进行退火处理还包括：在低压环境下进行退火处理，其中所述压强小于等于5托。

在本申请的一个实施方式中，至少在所述多个阶梯台阶上形成含氢介质覆盖层包括：通过高密度等离子体化学气相淀积工艺，至少在所述多个阶梯台阶上形成所述含氢介质覆盖层。

在本申请的一个实施方式中，所述含氢介质覆盖层包括含氢氧化硅层。

在本申请的一个实施方式中，所述方法还包括：在所述改性介质覆盖层上形成介质填充层；对所述改性介质覆盖层和所述介质填充层进行平坦化处理；以及对所述介质填充层进行退火处理。

在本申请的一个实施方式中，所述介质填充层包括正硅酸乙酯材料层。

在本申请的一个实施方式中，所述平坦化处理包括：刻蚀工艺和化学机械研磨工艺中的任意一种或组合。

在本申请的一个实施方式中，对所述介质填充层进行退火处理的条件为：退火温度为700℃至800℃，退火时间为5分钟至30分钟。

在本申请的一个实施方式中，所述方法还包括：在对所述含氢介质覆盖层进行退火处理之后，在所述衬底的、背离所述叠层结构的表面形成衬底调节层；以及在对所述改性介质覆盖层和所述介质填充层进行平坦化处理之后，去除所述衬底调节层。

在本申请的一个实施方式中，所述叠层结构包括交替叠置的绝缘层和栅极牺牲层，或者所述叠层结构包括交替叠置的绝缘层和栅极层。