[发明专利]3D存储器件的失效定位方法

说明书

公开了一种3D存储器件的失效定位方法，所述3D存储器件包括存储单元阵列，所述存储单元阵列中沿一方向排布的存储单元电连接至一条位线，所述3D存储器件存在双位线失效，所述失效定位方法包括：使用聚焦离子束机台，在双位线失效的两条位线上沉积金属垫体；通过微光显微镜向所述金属垫体施加一定的电压，从而突出失效处的热点信号；通过所述微光显微镜，在失效点处标记激光标记；使用所述聚焦离子束机台在所述激光标记处进行剖面切削，同时观察所述失效点，制备透射电子显微镜试片；以及使用所述透射电子显微镜对所述试片进行表征。本申请的方法能够快速实现对位线短路点的定位和表征。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，特别涉及3D存储器件的失效定位方法。

背景技术

存储器件的存储密度的提高与半导体制造工艺的进步密切相关。随着半导体制造工艺的孔径越来越小，存储器件的存储密度越来越高。为了进一步提高存储密度，已经开发出三维结构的存储器件(即，3D存储器件)。3D存储器件包括沿着垂直方向堆叠的多个存储单元，在单位面积的晶片上可以成倍地提高集成度，并且可以降低成本。随着集成度的越来越高，3D NAND存储器已经从32层发展到64层，甚至更高的层数。在例如3DNAND闪存的三维存储器件中，具有衬底以及位于所述衬底上的堆叠结构。所述堆叠结构由层间绝缘层和栅极交替堆叠形成，包括核心区域以及围绕所述核心区域设置的台阶区域。所述核心区域，用于信息的存储；所述台阶区域，位于所述堆叠结构的端部，用于向所述核心区域传输控制信息，以实现信息在所述核心区域的读写。在3DNAND存储器中，还包括沿垂直于所述衬底的方向依次设置于所述堆叠结构上方的位线，用于向所述堆叠结构中的沟道孔传输控制信号。但是对着3DNAND存储器集成密度的不断增大，用于传递控制信号的位线数量不断增大，相邻位线之间的距离不断缩小，相邻位线之间相互影响的问题逐渐凸显，从而间接对3DNAND存储器的存储性能造成影响。例如，位线间的短路将使两条位线上的所有存储单元失去作用，使得存储芯片的存储容量降低，因此，针对3D存储器件的位线失效分析是非常重要的。

现有技术中，为了准确找出位线上的失效点，首先将3D存储器件的CMOS部分研磨掉直至露出核心区域的通孔层，然后用扫描电子显微镜(SEM)沿着失效地址位线从上向下一帧一帧扫描拍图直至发现位线上的失效点为止。由于位线横贯整个芯片，且位线长度可达5mm。按照上述方法确定位线上的失效点，耗费大量时间和精力，效率低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种3D存储器件的失效定位方法，从而减少确定位线之间失效位置的时间，提高效率。

根据本发明的一方面，提供一种3D存储器件的失效定位方法，所述3D存储器件包括存储单元阵列和位于所述存储单元阵列上方的CMOS电路，所述存储单元阵列和所述CMOS电路通过互联结构电连接，所述互联结构包括金属层，所述失效定位方法包括：

去除所述CMOS电路，以暴露出所述互联结构中的互联金属层；

使用聚焦离子束机台，在与失效的位线电连接的金属层上沉积金属垫体；

通过微光显微镜向所述金属垫体施加一定的电压，从而突出失效处的热点信号；

通过所述微光显微镜，在失效点处用激光标记热点信号；

使用所述聚焦离子束机台在所述激光标记处进行剖面切削，同时观察所述失效点，制备透射电子显微镜试片；以及

使用所述透射电子显微镜对所述试片进行表征。

优选地，在失效点处标记激光标记具体为：给失效点标记十字交叉形的激光标记，所述标记的精确度达到1μm。

优选地，所述失效是短路。

优选地，所述存储单元阵列中沿一方向排布的存储单元电连接至一条位线，所述3D存储器件存在位线失效，