[发明专利]一种3DNAND存储器件的金属栅极制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体存储器技术领域，尤其涉及一种3D NAND存储器件的金属栅极制备方法。

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，形成横向沟槽阵列，然后向横向沟槽阵列的各个横向沟槽内填充金属介质，从而形成金属栅极。

横向沟槽阵列中的各个横向沟槽具有很高的深宽比，通过向横向沟槽内填充金属介质形成的金属栅极的性能不理想，例如，金属栅极的电阻率和应力比较大，高电阻率的金属栅极会导致3D NAND存储器件的电阻增大，高应力的金属栅极会导致晶圆翘曲。

发明内容

有鉴于此，为了提高金属栅极的性能，本申请提供了一种3D NAND存储器件的金属栅极制备方法。

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层和氮化硅层交替层叠结构；

去除所述层叠结构中的氮化硅层，形成横向沟槽阵列；

沿所述横向沟槽阵列的横向沟槽表面淀积阻挡层；

向淀积有阻挡层的横向沟槽阵列的横向沟槽内填充金属介质，形成金属栅极；

对所述金属栅极进行退火处理。

可选地，所述向淀积有阻挡层的横向沟槽阵列的横向沟槽内填充金属介质，形成金属栅极，具体包括：

通过化学气相沉积方法向淀积有阻挡层的横向沟槽阵列的横向沟槽内填充金属介质，形成金属栅极。

可选地，所述化学气相沉积方法为低温化学气相沉积方法。

可选地，所述向淀积有阻挡层的横向沟槽阵列的横向沟槽内填充金属介质，形成金属栅极，具体包括：

通过原子层沉积方法向淀积有阻挡层的横向沟槽阵列的横向沟槽内填充金属介质，形成金属栅极。

可选地，所述对所述金属栅极进行退火处理，具体包括：

通过炉管高温退火方式所述金属栅极进行退火处理。

可选地，所述退火处理的温度为600～1000℃，时间为10分钟～120分钟

可选地，所述金属介质为金属钨。

可选地，所述阻挡层的材料为高k介电常数材料。

可选地，所述高k介电常数材料为Si₃N₄，SiON，Ta₂O₅，TiO₂，TiN，Al₂O₃，Pr₂O₃，La₂O₃，LaAlO₃，HfO₂，ZrO₂中的至少一种。

可选地，所述去除所述层叠结构中的氮化硅层，形成横向沟槽阵列，具体包括：

采用液相化学刻蚀方法去除所述层叠结构中的氮化硅层，形成横向沟槽阵列。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

通过以上技术方案可知，本申请实施例提供的3D NAND存储器件制备方法中，为了提高金属栅极的性能，在形成金属栅极之后，对形成的金属栅极进行退火处理。在退火处理过程中，一方面能够使得聚集在金属栅极晶界面的杂质逸出，减少杂质含量，进而降低金属栅极的电阻率。另一方面能够使得金属栅极内部的晶粒进行重结晶，从而提高金属栅极的结晶度，如此，能够使得晶界面处导致的应力集中得以释放。因此，通过对金属栅极进行退火处理，降低了金属栅的电阻率和应力，提高了金属栅极的性能。

附图说明

为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。

图1是本申请实施例提供的3D NAND存储器件的金属栅极制备方法流程示意图；

图2A至图2D为本申请实施例提供的3D NAND存储器件的金属栅极制备方法一系列制程对应的结构示意图。

图3示出了反应气体WF6和H2在阻挡层205上方扩散的示意图；

图4示出了沉积在阻挡层205上的金属钨的内部结构示意图。

图5示出了退火后的金属钨的内部结构示意图。

具体实施方式