[发明专利]一种防止台阶接触孔刻蚀穿通的方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种解决3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通问题的方法及结构，涉及3D NAND存储器制造技术领域。

背景技术

在3D-NAND存储器制造工艺中，台阶接触孔刻蚀采用等离子体干法刻蚀，通过控制反应时间实现刻蚀终止。在实际生产过程中，由于3D-NAND台阶层数多，在接触孔刻蚀步骤中，为了保证低层台阶有足够的过刻蚀(Over Etch)深度，高层台阶容易出现刻蚀穿通(Punch Through)，从而无法满足工艺要求,从而降低产品良率。

目前业界一般采用高层和低层台阶接触孔分别刻蚀的的方式防止刻蚀穿通,增加了掩模版数量,大大增加了生产成本。

发明内容

本发明通过沉积的方法，对需要进行接触孔刻蚀的台阶进行局部加厚，用以解决刻蚀穿通问题。加厚首先利用化学气相沉积，沿原有氮化硅台阶生长一层氮化硅，然后利用各向同性刻蚀除去台阶侧壁的外延氮化硅层。沉积也可采用原子层沉积等其他外延方法，除去台阶侧壁外延层采用的刻蚀方法可以是湿法刻蚀或各向同性干法刻蚀。

根据本发明的一个方面，提供了一种防止台阶接触孔刻蚀穿通的方法，包含以下步骤：

步骤一，在前道工艺流程形成的氮化硅-氧化硅台阶结构表层沉积一层加厚层；

步骤二，利用刻蚀工艺除去所述台阶侧壁沉积的加厚层，但保留台阶表面的加厚层；

步骤三，对加厚的台阶结构利用等离子体刻蚀工艺进行接触孔刻蚀。

优选的，所述步骤一中氮化硅-氧化硅台阶结构表层为氮化硅层。

优选的，所述步骤一中沉积加厚层的工艺是化学气相沉积或者原子层沉积。

优选的，所述步骤一中的加厚层为氮化硅层。

优选的，所述步骤二中采用的刻蚀工艺是湿法刻蚀或者干法刻蚀。

优选的，所述步骤二之后，所述步骤三之前包括如下步骤：将所述氮化硅-氧化硅台阶结构中的氮化硅替换成金属。

更优选的，所述将氮化硅替换成金属的过程如下：首先，将氮化硅层刻蚀掉，形成沟槽；然后向所述沟槽注入或沉淀金属，完成所述替换。

更优选的，所述金属是以下金属中的一种：钨、钴、铜、铝。

另外，本发明还提供了一种3D-NAND存储器，其包括根据上述的方法制作的防止台阶接触孔刻蚀穿通的结构。

本发明通过沉积的方法，对需要进行接触孔刻蚀的台阶进行局部加厚，解决了刻蚀穿通问题，可以节约生产成本，提高生产效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明解决3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通问题的方法步骤S1示意图；

图2是本发明解决3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通问题的方法步骤S2示意图；

图3是本发明解决3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通问题的方法步骤S3示意图；

图4是本发明解决3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通问题的方法步骤S4示意图；

图5是本发明解决3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通问题的方法步骤S5示意图；

图6是未使用本发明方法的现有技术导致3D-NAND台阶接触孔刻蚀穿通的示意图。

具体实施方式

下文将参照附图更充分地描述本发明的实施例，本发明的优选实施例在附图中示出。然而，本发明可以以不同的方式实施，而不应被解释为仅限于此处所述的实施例。在整个说明书中相同的附图标记始终指代相同的元件。

应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二等描述各种元件，但这些元件不应受限于这些术语。这些术语用于使一个元件区别于另一个元件。例如，第一元件可以称为第二元件，类似地，第二元件可以称为第一元件，而不背离本发明的范围。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意及所有组合。