[发明专利]3D NAND存储器源极选择管及其形成方法

说明书

本发明提出一种3D NAND存储器中源极选择管及其形成方法，包括：在沉积的第一对堆叠层淀积硬掩膜层，并刻蚀形成深孔，淀积无掺杂多晶硅填充深孔，去除多余的多晶硅,并进行硼的离子注入；除去氮化硅硬掩膜层，淀积第一对堆叠层中剩余的氧化硅，并继续淀积多对堆叠层；对形成的多对堆叠层刻蚀形成多个孔；在形成的多个孔中淀积以形成多晶硅沟道；在沟道中淀积无定型硅，退火形成多晶硅，离子注入后形成漏端接触；堆叠层氮化硅经过湿法刻蚀后，对源极多晶通过热氧化形成源极选择管氧化层，最后淀积金属钨形成栅极接触。本方法的形成过程利于减少3D NAND工艺中的高温制程，从而避免热量累积对器件性能的影响。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种3D NAND存储器源极选择管及其形成方法。

背景技术

随着对集成度和存储容量的需求不断提高，3D(三维)NAND存储器应运而生。3DNAND存储器是一种基于平面NAND存储器的新型产品，这种产品的主要特色是将平面结果转化为立体结构，大大节省了硅片面积，降低制造成本,增加了存储容量。

在3D NAND存储器中，存储串上下分别通过选择管与位线和源线相连。现有工艺中，在垂直沟道刻蚀至硅衬底后，在裸露的衬底单晶硅处通过单晶硅外延的方法形成金属氧化物晶体管从而形成下选择管，并且要求外延单晶硅的高度小于氧化硅/氮化硅台阶中第一层氧化硅的一半。

现有下选择管结构形成为选择性外延生长工艺生长单晶硅，此项工艺热需求较大，工艺温度通常大约为850℃，容易影响外围电路等晶体管器件性能。

现有的单晶硅外延工艺对前制程要求较高，前制程的工艺波动极易造成单晶硅外延时形成空洞以及外延硅的高度不均一。

本发明提出一种的3D NAND存储器源极选择管，使其形成过程中避免引入高温制程，利于减少3D NAND工艺中的高温制程，从而避免热量累积对器件性能的影响。

发明内容

本发明涉及一种3D NAND存储器源极选择管，其特征在于选择管沟道在堆叠层淀积过程中由多晶硅沉积形成。

本发明还涉及一种3D NAND存储器源极选择管形成方法，依次包括如下步骤：

步骤1：在硅衬底上依次沉积氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层，形成第一对堆叠层；

步骤2：在所形成的第一对堆叠层上淀积氮化硅做硬掩膜层；

步骤3：形成光阻，并刻蚀上述堆叠层形成深孔；

步骤4：淀积无掺杂多晶硅填充所形成的深孔，该多晶硅层覆盖硬掩膜层；

步骤5：化学机械研磨去除多余的多晶硅,包括硬掩膜层上以及突出深孔的多晶硅，并进行硼的离子注入；

步骤6：利用干法刻蚀除去氮化硅硬掩膜层；

步骤7：淀积第一对堆叠层中剩余的氧化硅，覆盖之前形成的氧化硅层以及多晶硅层；

步骤8：继续淀积多对氮化硅、氧化硅堆叠层；

步骤9：利用存储区沟道孔阵列刻蚀工艺，对形成的多对堆叠层刻蚀至步骤5形成的多晶硅层，形成多个孔；

步骤10：在形成的多个孔中淀积形成存储器隧穿层，存储层及阻挡层，以及形成多晶硅沟道。隧穿层、存储层及阻挡层分别选用氧化硅、氮化硅、氧化硅；步骤11：在沟道中淀积无定型硅，退火形成多晶硅，离子注入后形成漏端接触；堆叠层氮化硅经过湿法刻蚀后，对源极多晶通过热氧化形成源极选择管氧化层，最后淀积金属钨形成栅极接触。

附图说明