「专利解密」长江存储 3D NAND存储器( 三 )_「专利解密」长江存储3DNAND存储器集微

如上面三张图是现有技术3D NAND存储器等级层堆栈制造过程示意图，具体包含以下步骤：(1)如上图左所示，在硅基板101上形成有等级层堆栈103 ，通过干法或者湿法刻蚀形成栅极线狭缝102垂直贯穿等级层堆栈，等级层堆栈由依次间隔形成的氧化物层104和氮化物层105组成，氮化物层可以由氮化硅形成。 (2)如上图中所示，通过干法或者湿法刻蚀去除栅极线狭缝附近的等级层堆栈中的氮化物层(例如SiN) ，形成凹陷区域106 。 (3)如上图右所示，沉积金属钨，以填充步骤(2)后形成的凹陷区域，形成金属钨层107 。 (4)刻蚀金属钨层，最终形成新的导体或者绝缘体等级层堆栈。如果硅浓度高，则蚀刻速率较低，反之如果硅浓度低则蚀刻速率较高；当蚀刻速率较低时，如上图中所示，在步骤(2)时氧化物往往会重新生长，增加的多余氧化物(厚度约5-10埃， 1埃＝10-10米) ，导致形成氧化物层的大头现象(图中的圆圈处所示) ，进而会导致在步骤(3)时形成气泡或虚空区108 。在传统方法上进行改进，从而取得更加优秀的效果则是该专利的最大亮点，具体如下图所示。

如上图为该专利的3D NAND存储器等级层堆栈制造过程示意图，具体包括如下步骤：首先，如上图左上所示，在硅基板201上形成有等级层堆栈203 ，通过干法或者湿法刻蚀形成栅极线狭缝202垂直贯穿等级层堆栈203；等级层堆栈203由依次间隔形成的氧化物层204和氮化物层205组成。其中氮化物层205可以由氮化硅形成。其次，如上图右上所示，通过干法或者湿法刻蚀去除等级层堆栈203中的氮化物层205 ，形成凹陷区域206 。氮化物层的去除工艺中会使用到磷酸材料，并且磷酸材料的蚀刻速率与其中的硅浓度相关。在此步骤中，需要严格控制磷酸材料中的硅浓度，以避免产生严重的氧化物生长问题。接着，如上图左下所示，使用氢氟酸回蚀凹陷区域，以除去步骤2时增加的多余氧化物，使得氧化物层204的表面平坦化。最后，如上图右下所示，将导体材料填入氮化物层被去除后形成的凹陷区域206中，形成导体层207 ，然后刻蚀导体层，最终形成新的导体或者绝缘体等级层堆栈。