[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

一种制造半导体器件的方法包括在衬底上形成交替地和重复地一个堆叠在另一个之上的绝缘层和牺牲层、形成穿透绝缘层和牺牲层的垂直孔、以及在垂直孔中形成垂直沟道结构。形成垂直沟道结构包括形成阻挡绝缘层、电荷存储层、隧道绝缘层和半导体图案。形成阻挡绝缘层包括形成第一氧化目标层、氧化第一氧化目标层以形成第一子阻挡层、以及形成第二子阻挡层。第一子阻挡层形成在第二子阻挡层与垂直孔的内侧壁之间。

技术领域

发明构思涉及制造半导体器件的方法，更具体地，涉及制造三维半导体器件的方法。

背景技术

半导体器件可以被高度集成以满足用户对半导体器件的高性能和低制造成本的偏好。典型的二维或平面半导体器件的集成会受单位存储单元所占据的面积影响，使得其极大地受到用于形成精细图案的技术水平影响。然而，用于精细图案的技术设定了实际限制。

已经提出了具有三维布置的存储单元的三维半导体器件。为了批量生产三维半导体器件，应开发新的工艺技术，以这样的方式使得在保持或超出其可靠性水平的同时能提供比二维半导体器件更低的每比特制造成本。

发明内容

发明构思涉及制造具有提高的可靠性和电性能分布的半导体器件的方法。

发明构思的示例实施方式的效果的特征将由以下描述对本领域技术人员来说被清楚地理解。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种制造半导体器件的方法可以包括在衬底上形成交替地和重复地一个堆叠在另一个之上的绝缘层和牺牲层、形成穿透绝缘层和牺牲层的垂直孔、以及在垂直孔中形成垂直沟道结构。形成垂直沟道结构可以包括形成阻挡绝缘层、电荷存储层、隧道绝缘层和半导体图案。形成阻挡绝缘层可以包括形成第一氧化目标层、氧化第一氧化目标层以形成第一子阻挡层、以及形成第二子阻挡层。第一子阻挡层可以在第二子阻挡层与垂直孔的内侧壁之间。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种制造半导体器件的方法可以包括在衬底上形成交替地和重复地一个堆叠在另一个之上的绝缘层和牺牲层、形成穿透绝缘层和牺牲层的垂直孔、以及在垂直孔中形成垂直沟道结构。形成垂直沟道结构可以包括在垂直孔的内侧壁上形成第一子阻挡层、以及在第一子阻挡层的内侧壁上形成第二子阻挡层。形成第一子阻挡层可以包括在垂直孔的内侧壁上形成硅氮化物层、以及氧化该硅氮化物层。

根据发明构思的一些示例实施方式，一种制造半导体器件的方法可以包括形成穿透衬底上的初始堆叠结构的垂直孔、以及在垂直孔中形成阻挡绝缘层。初始堆叠结构可以包括在衬底上交替地和重复地一个堆叠在另一个之上的多个第一层和多个第二层。第一层的材料可以与第二层的材料不同。形成阻挡绝缘层可以包括形成第一氧化目标层、氧化第一氧化目标层以形成第一子阻挡层、以及形成第二子阻挡层。第一子阻挡层可以在第二子阻挡层与垂直孔的内侧壁之间。

发明构思的一些示例实施方式的细节被包括在说明书和附图中。

附图说明

图1是示出根据发明构思的一些示例实施方式的三维半导体器件的单元阵列的简化电路图。

图2A是示出根据发明构思的一些示例实施方式的半导体器件的俯视图。

图2B是沿图2A的线I-I'截取的剖视图。

图3A和3B是图2B中所示的部分A的放大图。

图4A至4K是对应于图2A的线I-I'的剖视图，示出根据发明构思的一些示例实施方式的制造半导体器件的方法。

图4L是沿图4B的线II-II'截取的俯视图。

图5A至5D是图4C中所示的部分B的放大图，示出根据发明构思的一些示例实施方式的形成数据存储层的方法。

图6A至6D是对应于图4C的线II-II'的俯视图，示出根据发明构思的一些示例实施方式的形成数据存储层的方法。