[发明专利]在3D NAND存储设备中用于提高竖直蚀刻性能的膜的等离子体增强化学气相沉积

摘要

本公开案的实现方式一般涉及结合高深宽比特征定义的薄膜及其形成方法。随着栅极高度增加，3D NAND栅极堆叠经受更高深宽比蚀刻。由于蚀刻技术的电流限制，竖直的蚀刻轮廓通常随着进入栅极堆叠中的深度增加而逐渐变尖细。本发明人已设想出通过新颖的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)膜沉积方法来补偿深沟槽中的蚀刻性能降级的独特的沉积方案。本发明人已经发现，通过使沉积态膜(例如，氮化硅)的各种性质(例如，折射率、膜的应力、膜中的掺杂剂浓度)分级，可通过补偿干法蚀刻速率和湿法蚀刻速率两者的变化来实现更均匀的蚀刻轮廓。

主权项

一种用于形成高深宽比特征的方法，所述方法包括：在存在真空的情况下，在定位于处理腔室中的基板上沉积一个或多个含氧化硅/氮化硅堆叠，其中沉积所述一个或多个含氧化硅/氮化硅堆叠包括：(a)将第一工艺气体激发成第一等离子体；(b)用所述第一等离子体在所述基板上沉积第一膜层；(c)将第二工艺气体激发成第二等离子体；(d)用所述第二等离子体在所述第一膜层上沉积第二膜层，其中所述第二膜层具有第一折射率；重复(a)、(b)、(c)和(d)，直到已经在所述基板上沉积预定数量的第一膜层和第二膜层为止，其中所述第一膜层和所述第二膜层是氧化硅层或氮化硅层，并且其中所述第一膜层不同于所述第二膜层；(e)将第三工艺气体激发成第三等离子体；(f)用所述第三等离子体在前一层上沉积第三膜层；(g)将第四工艺气体激发成第四等离子体；(h)用所述第四等离子体在所述第三膜层上沉积第四膜层，其中所述第四膜层具有的折射率大于所述第二膜层的折射率；以及重复(e)、(f)、(g)和(h)，直到已经沉积预定数量的第三膜层和第四膜层为止，其中所述第三膜层和所述第四膜层是氧化硅层或氮化硅层，并且其中所述第三膜层不同于所述第四膜层。