[发明专利]三维存储器及其形成方法

说明书

本发明公开了一种三维存储器及其形成方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：提供衬底，衬底包括外围区和核心区；在核心区上形成台阶结构，并在外围区和台阶区上形成掩盖层；刻蚀掩盖层形成第一接触孔凹槽；形成覆盖掩盖层的上表面及第一接触孔凹槽的侧壁和底部的保护层；刻蚀掩盖层和保护层形成第二接触孔凹槽；去除掩盖层上的保护层及第一接触孔凹槽底部的保护层，并对当前的第一接触孔凹槽进行清洗；在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属形成第一接触孔和第二接触孔。本发明中的方法，有效的防止了第一接触孔的侧壁在清洗过程中受到损坏，从而提高了三维存储器成品的质量。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种三维存储器及其形成方法。

背景技术

随着集成电路的快速发展，以及人们对存储容量需求的提升，三维存储器走进了人们的生活。现有的三维存储器的形成方法，如图1至图3所示的结构变化示意图，主要包括：1)提供含有外围区(包括栅极结构、左侧P阱、N阱)和核心区(包括右侧P阱)的衬底，在核心区上形成台阶结构，并在台阶结构和外围区上形成氧化物掩盖层；2)刻蚀掩盖层以在台阶结构上形成第一接触孔凹槽；3)在掩盖层上沉积碳(图中未示出)和氮氧化硅(SION)层(图中未示出)后，刻蚀掩盖层以在外围区上形成第二接触孔凹槽；4)去除碳和氮氧化硅层，并对第一接触孔凹槽进行清洗；5)在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积钨后进行平坦化处理，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。其中，由于步骤4)之前，并未在第一接触孔凹槽中形成任何保护层来保护第一接触孔的氧化物侧壁，使得在步骤4)清洗的过程中，第一接触孔的氧化物侧壁容易受到清洗溶液的损坏，使得在后续沉积钨时，钨会进入到损坏的区域，如图5所示的通过专业设备拍摄的第一接触孔的照片，其不仅会使最终形成的接触孔的关键尺寸(CD)变大，而且增加了漏电风险(LeakageRisk)，降低了三维存储器成品的质量。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种三维存储器及其形成方法。

一方面，本发明提供一种三维存储器形成方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括外围区和核心区；

在所述核心区上形成台阶结构，并在所述外围区和所述台阶区上形成掩盖层；

刻蚀所述台阶结构对应的掩盖层，形成第一接触孔凹槽；

形成覆盖掩盖层的上表面及所述第一接触孔凹槽的侧壁和底部的保护层；

刻蚀所述外围区对应的掩盖层及保护层，形成第二接触孔凹槽；

去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层后，对当前的第一接触孔凹槽进行清洗；

在清洗后的第一接触孔凹槽和第二接触孔凹槽中沉积金属并进行平坦化处理，形成对应的第一接触孔和第二接触孔。

可选地，所述在所述核心区上形成台阶结构，具体包括：

在所述核心区上形成叠层结构，所述叠层结构包括多层交错沉积的氮化物层和氧化物层，氮化物层形成于相邻的氧化物层之间；

刻蚀所述叠层结构形成台阶结构。

可选地，所述在所述外围区和所述台阶区上形成掩盖层，具体为：将四乙氧基硅烷作为前驱反应物，采用低压化学气相沉积或者等离子体化学气相沉积的方法，在所述外围区和所述台阶区上沉积二氧化硅，形成掩盖层。

可选地，采用原子层沉积法或者炉管化学气相沉积法在550度至650度的温度下沉积氮化硅，形成所述保护层。

可选地，所述保护层的厚度介于40埃至100埃之间。

可选地，所述去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层，具体为：采用干法刻蚀工艺去除掩盖层上的保护层及所述第一接触孔凹槽底部的保护层。