[发明专利]无定形硅的沉积方法和3D‑NAND闪存的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，具体涉及一种无定形硅的沉积方法和一种3D-NAND闪存的制作方法。

背景技术

3D-NAND闪存结构与现有的2D-NAND闪存结构截然不同，3D-NAND是立体结构，以垂直半导体通道的方式排列，多层环绕式栅极结构形成多电栅级存储器单元晶体管，可以有效降低堆栈间的干扰。3D-NAND闪存技术不仅使产品性能显著提高，还使其功耗大幅降低。

在3D-NAND闪存的制作中，沟槽上方沉积的无定形硅作为电流的通道，其均一性对半导体器件的沟槽电流的均匀性至关重要。

目前，通常采用甲硅烷(SiH4)分解方式或者乙硅烷分解方式沉积无定形硅。然而，采用甲硅烷分解方式在沟槽内进行无定形硅沉积时，容易产生球状凸起，采用乙硅烷(Si2H6)分解方式在沟槽内进行无定形硅沉积时，存在无定形硅层厚度均一性较差的问题。

发明内容

本发明的目的在于，防止无定形硅中产生球状凸起，并提高无定形硅的均一性。

本发明提供了一种无定形硅的沉积方法，其包括以下步骤：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底为一具有沟槽的半导体器件，所述半导体衬底形成有一表面膜层，所述表面膜层覆盖所述沟槽的表面，所述表面膜层为非硅材料；

通过乙硅烷分解方式在所述表面膜层上沉积一种子层，所述种子层的材质为硅，所述种子层的厚度小于

通过甲硅烷分解方式在所述种子层上沉积一无定形硅层。

可选的，所述种子层沉积时的温度为350℃～410℃。

可选的，所述种子层沉积时的压力为0.5Torr～1.5Torr。

可选的，所述种子层的厚度为

可选的，所述无定形硅层沉积时的温度为500℃～560℃。

可选的，所述无定形硅层沉积时的压力为0.3Torr～0.7Torr。

可选的，所述无定形硅层的厚度为

可选的，所述半导体衬底，其沟槽深度为2μm～4μm。

可选的，所述半导体衬底，其表面膜层的材质为氧化硅或者氮化硅。

本发明提供了一种3D-NAND闪存的制作方法，包括上述任意一种无定形硅的沉积方法。

在本发明的无定形硅沉积方法中，先在半导体衬底上沉积一种子层，所述种子层的材质为硅，因而，在采用甲硅烷分解方式沉积无定形硅层时，由于种子层的材质与沉积的硅相同，故不会出现岛状生长的现象，也就不会出现球状凸起的问题，同时，采用甲硅烷分解方式沉积的无定形硅层，均一性较佳，提高了无定形硅的膜层质量。

附图说明

图1是传统的通过乙硅烷分解沉积无定形硅层的方法，沉积无定形硅层后的半导体器件的示意图；

图2是本发明优选实施例提供的无定形硅的沉积方法的流程图；

图3是本发明优选实施例提供的无定形硅的沉积方法中，提供的半导体衬底的示意图；

图4是本发明优选实施例提供的无定形硅的沉积方法中，沉积种子层后的半导体器件的示意图；

图5是本发明优选实施例提供的无定形硅的沉积方法中，沉积无定形硅层后的半导体器件的示意图；

附图的标记说明如下：

201-半导体衬底；

202-表面膜层；

203-沟槽；

204-种子层；

205-无定形硅层。

具体实施方式

背景技术中已经提及，通过甲硅烷分解方式在沟槽进行无定形硅沉积的方法，存在产生球状凸起的问题，通过乙硅烷的分解在沟槽进行无定形硅沉积的方法，存在沟槽沉积的无定形硅层均一性较差的问题。

通过甲硅烷(SiH4)的分解进行无定形硅的沉积，其化学反应式为：SiH4→Si+2H2。申请人研究发现，通过此种方法，在沟槽沉积无定形硅层且沟槽表面膜层材料为非硅材料时，沉积的无定形硅层会在沟槽表面呈岛状生长，在无定形硅层的厚度小于时，就会产生球状凸起。而在3D-NAND闪存的制作工艺中，在沟槽沉积无定形硅时要求的无定形硅层的厚度通常在至之间，因而，在3D-NAND闪存的制作工艺中，无定形硅层将不可避免地出现球状凸起，影响沟槽电流的均匀性。