[发明专利]制造三维存储器的方法及三维存储器

说明书

本申请提供了一种制造三维存储器的方法及三维存储器。该方法包括：形成衬底结构；在所述衬底结构上形成堆叠结构，其中，所述堆叠结构包括交替堆叠的第一绝缘层和牺牲层；形成贯穿所述堆叠结构并延伸至所述衬底结构的栅极间隙；以及经由所述栅极间隙对所述堆叠结构进行氧化处理，以改变所述堆叠结构的应力。

技术领域

本申请涉及半导体领域，更具体的，涉及一种制造三维存储器的方法及三维存储器。

背景技术

在各类非易失性存储器中，NAND(与非型)存储器已经逐步成为主流的存储器。因为NAND存储器具有集成度高、功耗低、编程与擦除速度快、可靠性好以及成本低等优势。NAND存储器作为目前主流的非易失性存储器而受到广泛的关注，且在未来几十年仍然会是非常重要的存储器之一。

业内始终期望增加3D NAND存储器的单位面积存储容量。在绝缘层和栅极层的单层厚度不变时，需要通过增加绝缘层与栅极层的数量来增加单位面积存储容量。随着绝缘层与栅极层的数量的增加，整个存储器内部的结构越来越复杂。制造存储器时，通常基于晶圆(wafer)而不断形成薄膜等结构，进而在工艺过程中伴随着温度的变化，这些薄膜会发生形变。

晶圆的强度通常不足以抵抗薄膜的形变而导致自身也会变形，进而导致尺寸偏差、前后道工序的套刻精度(OVL)难以保证等问题，甚至无法进行后续工序。

发明内容

本申请的实施例提供了一种制造三维存储器的方法，该方法包括：形成衬底结构；在所述衬底结构上形成堆叠结构，其中，所述堆叠结构包括交替堆叠的第一绝缘层和牺牲层；形成贯穿所述堆叠结构并延伸至所述衬底结构的栅极间隙；以及经由所述栅极间隙对所述堆叠结构进行氧化处理，以改变所述堆叠结构的应力。

在一个实施方式中，所述形成衬底结构的步骤包括：在衬底上交替形成至少一对第二绝缘层和多晶硅层。

在一个实施方式中，在对所述堆叠结构进行氧化处理的步骤之前，所述方法还包括：对所述多晶硅层进行处理，使所述多晶硅层的上表面包括掺杂物以中和所述多晶硅层中硅原子的悬挂键。

在一个实施方式中，对所述多晶硅层进行处理的步骤在所述形成堆叠结构的步骤之前。

在一个实施方式中，所述栅极间隙延伸至所述多晶硅层，以及对所述多晶硅层进行处理的步骤在形成所述栅极间隙的步骤之后，并包括：经由所述栅极间隙对所述多晶硅层进行处理，使所述多晶硅层的上表面包括掺杂物以中和所述多晶硅层中硅原子的悬挂键。

在一个实施方式中，对所述多晶硅层进行处理包括：利用氨气处理所述多晶硅层以在所述多晶硅层的表面形成Si-N键。

在一个实施方式中，在对所述堆叠结构进行氧化处理的步骤之后，所述方法还包括：去除所述牺牲层形成牺牲间隙；以及在所述牺牲间隙内形成栅极层。

在一个实施方式中，所述方法还包括：在去除所述牺牲层形成牺牲间隙的步骤之后，并在所述形成栅极层的步骤之前，再次对所述堆叠结构进行氧化处理。

在一个实施方式中，在对所述堆叠结构进行氧化处理的步骤之前，所述方法还包括：去除所述牺牲层形成牺牲间隙；以及在对所述堆叠结构进行氧化处理的步骤之后，所述方法还包括：在所述牺牲间隙内形成栅极层。

在一个实施方式中，所述氧化处理为湿法氧化处理或干法氧化处理。

在一个实施方式中，所述氧化处理包括：使所述堆叠结构处于温度范围为650℃～1000℃的氧气氛中，其中，所述氧化处理的时间在12小时以内。

第二方面，本申请的实施例提供了一种三维存储器，该三维存储器包括：衬底结构，顶层被配置为多晶硅层，其中，所述多晶硅层的上表面包括用于中和硅原子的悬挂键的掺杂物；堆叠结构，设置于所述衬底结构上，包括交替堆叠的栅极层和绝缘层；沟道结构，贯穿所述堆叠结构并延伸至所述衬底结构；以及栅极间隙结构，贯穿所述堆叠结构和所述多晶硅层。