[发明专利]用于3D NAND存储器器件的基于CVD的氧化物-金属多结构

说明书

本文描述的实现大体涉及一种用于形成金属层的方法和一种用于在金属层上形成氧化物层的方法，在一个实现中，在种晶层上形成所述金属层，并且所述种晶层有助于所述金属层中的金属以小粒度成核而不影响所述金属层的导电性。可以使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成所述金属层，并且氮气可以与前驱物气体一起流入处理腔室中，在另一个实现中，在所述金属层上形成阻挡层，以便防止所述金属层在随后的氧化物层沉积工艺期间氧化，在另一个实现中，在沉积所述氧化物层之前处理所述金属层，以防止所述金属层氧化。

技术领域

本文描述的实现大体涉及用于形成金属层的方法和用于在金属层上形成氧化物层的方法。本文描述的实现还涉及用于形成氧化物-金属多层结构的方法。

背景技术

计算机存储器器件的设计者一直寻求更小的几何形状和增加的容量而成本较低。为此，现在将存储器单元的部件堆叠在彼此之上以形成三维(3D)单元。一种这样的技术是NAND快闪存储器，NAND快闪存储器可以在存储卡、USB快闪驱动器、固态驱动器和类似的产品中找到，以用于数据存储和传输。在NAND快闪存储器中，由晶体管制成的存储器单元串联地连接，并且可以堆叠成竖直层以形成密集地封装的高容量器件。由于没有移动零件，快闪驱动器使用较少功率，并且比普通的硬盘驱动器更耐用。因此，人们对在增加快闪驱动器的容量的同时减小其大小和成本有极大的兴趣。

为了形成用于存储器单元的3D结构，电荷捕集晶体管可以堆叠到竖直层中。竖直层可以是交替的氧化物层和金属。然而，已知通过化学气相沉积(CVD)工艺沉积的金属层具有大的粒度、高的表面粗糙度和高的拉伸应力，并且在随后的氧化物沉积工艺期间易于氧化。

因此，需要一种形成金属层的改进的方法。

发明内容

本文描述的实现大体涉及用于形成金属层的方法和用于在金属层上形成氧化物层的方法，本文描述的实现还涉及用于形成氧化物-金属多层结构的方法。在一个实现中，方法包括：将基板放入处理腔室中；和在所述基板上形成含金属层。所述在所述基板上形成含金属层包括：将基板温度增加到处理温度；使含金属的前驱物和氮气流入所述处理腔室中，其中所述含金属的前驱物的流率与所述氮气的流率的比率的范围是从10:1至1:3；和通过以高频射频功率和低频射频功率点燃所述含金属的前驱物和所述氮气来在所述处理腔室内形成等离子体。

在另一个实现中，方法包括：将基板放入处理腔室中；在所述基板上形成金属层；用含氮等离子体处理所述金属层的表面；和在所述金属层的处理过的表面上形成氧化物层。

在另一个实现中，方法包括：将基板放入处理腔室中；在所述基板上形成金属层；和在所述金属层上形成氧化物层。所述形成氧化物层包括：使不含氧的前驱物流入处理腔室中，其中由等离子体激发所述不含氧的前驱物以形成不含氧的物种；使含氧气体流入所述处理腔室中，其中由所述等离子体激发所述含氧气体以形成含氧物种；和将所述不含氧的物种结合到所述含氧物种。

附图说明

为了能够详细地理解本公开的上述特征所用方式，上文简要地概述的本公开的更具体的描述可以参考实现进行，实现中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了本公开的所选择的实现，并且因此不应视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其它等效实现。

图1A-1C是根据本文公开的实现的多层结构的示意性横截面图。

图2A-2C示意性地示出了根据本文公开的实现的种晶层和在种晶层上的金属层的形成。

图3示出了根据本文公开的一个实现的用于形成金属层的工艺。

图4示出了根据本文公开的另一个实现的用于形成金属层的工艺。

图5是示出根据本文公开的实现的在金属层形成期间使氮气与含金属的前驱物共流动的效果的图。

图6A-6C示意性地示出了根据本文公开的实现的在金属层上的阻挡层和在阻挡层上的氧化物层的形成。