[发明专利]一种3D NAND存储器件的金属栅极及其制备方法

说明书

本申请实施例提供了一种3D NAND存储器件的金属栅极制备方法，其包括：提供衬底，所述衬底上形成有氧化硅/氮化硅层交替层叠结构以及贯穿所述层叠结构的栅线缝隙；采用第一刻蚀溶液刻蚀层叠结构中的部分氮化硅以及与所述部分氮化硅直接相邻的部分氧化硅，直至刻蚀到预设位置；所述预设位置为层叠结构中氮化硅层两端面之间的位置；采用第二刻蚀溶液刻蚀层叠结构中剩余的氮化硅；向刻蚀后的层叠结构的镂空区域填充金属介质，形成金属栅极。该制备方法能够减少金属栅极内部的空隙，有利于提高器件性能。此外，本申请实施例还提供了一种3D NAND存储器件的金属栅极。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种3D NAND存储器件的金属栅极及其制备方法。

背景技术

现有的3D NAND存储器件的垂直存储结构由多层介质薄膜堆叠形成，其制备过程中，需要将氧化硅/氮化硅交替层叠结构中的氮化硅去除，从中填充金属介质，从而形成金属栅极。

目前去除氧化硅/氮化硅交替层叠结构中的氮化硅一般通过湿法刻蚀工艺完成。湿法刻蚀溶液从栅线缝隙(gate line slit,GLS)内逐步扩散到层叠结构内部，从而逐渐去除层叠结构中的氮化硅。

然而，采用现有的去除氮化硅的湿法刻蚀工艺去除氮化硅后，形成的镂空结构为内外开口均一的结构，又由于层叠结构中的氮化硅的厚度较薄，所以，待氮化硅去除后，需要向开口较小的孔内填充金属。因填充开口较小的孔时容易在填充过程中形成空隙，所以，在向层叠结构的氮化硅位置处填充金属介质时，容易导致生成大金属栅极中存在空隙，最终影响存储器件的性能。

发明内容

有鉴于此，为了减少金属栅极中的空隙，本申请提供了一种3D NAND存储器件的金属栅极及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种3D NAND存储器件的金属栅极制备方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有氧化硅/氮化硅层交替层叠结构以及贯穿所述层叠结构的栅线缝隙；

采用第一刻蚀溶液通过所述栅线缝隙刻蚀层叠结构中每层氮化硅层的部分氮化硅以及与所述部分氮化硅直接相邻的部分氧化硅，直至刻蚀到预设位置；所述预设位置为层叠结构中氮化硅层两端面之间的位置；

采用第二刻蚀溶液刻蚀层叠结构中每层氮化硅层剩余的氮化硅；

向刻蚀后的层叠结构的镂空区域填充金属介质，形成金属栅极。

可选地，所述第一刻蚀溶液为第一磷酸溶液，所述第二刻蚀溶液为第二磷酸溶液，所述第一磷酸溶液的氮化硅对氧化硅的选择比小于所述第二磷酸溶液的氮化硅对氧化硅的选择比。

可选地，所述第一磷酸溶液的氮化硅对氧化硅的选择比为10：1至100:1之间的比例，所述第二磷酸溶液的氮化硅对氧化硅的选择比大于300。

可选地，所述采用第二刻蚀溶液刻蚀层叠结构中每层氮化硅层剩余的氮化硅之后，所述向刻蚀后的层叠结构的镂空区域填充金属介质，形成金属栅极之前，还包括：

去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅。

可选地，所述去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅，具体包括：

采用湿法刻蚀工艺去除氮化硅层刻蚀过程中产生的副产物二氧化硅。

可选地，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为氢氟酸溶液。

可选地，所述向刻蚀后的层叠结构的镂空区域填充金属介质，形成金属栅极，具体包括：

通过原子层沉积的方式向刻蚀后的层叠结构的镂空区域填充金属介质，形成金属栅极。

可选地，所述金属介质为金属钨。