[发明专利]存储器件以及其混合间隔物

说明书

一种半导体器件包括金属层和与金属层相邻布置的混合间隔物。混合间隔物包括包含复合介电材料的复合介电层。复合介电材料的成分是第一介电材料的成分和与第一介电材料不同的第二介电材料的成分的混合物。

本申请是申请日为2019年11月22日、申请号为201980003437.1、发明名称为“存储器件以及其混合间隔物”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及存储器件领域，并且更具体而言，本申请涉及混合间隔物结构以及具有混合间隔物结构的存储器件。

背景技术

三维(3D)存储器件(诸如3D NAND存储器件)是有前景的存储器件，其潜力在于具有比传统平面存储器高得多的存储密度。3D存储器件通常包括各自具有栅极的多层存储单元，栅极是通过间隔物来与狭缝接触结构隔离开的。

在3D存储器件中，存储单元的栅极通常是由钨(W)形成的，而间隔物通常是由氧化硅(SiO₂)形成的。通常使用化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)工艺来沉积钨，其中在用于沉积工艺的反应气体中包括的六氟化钨(WF₆)作为钨的来源。在沉积工艺期间，WF₆分解并且释放出氟。所释放的氟可能被俘获在钨栅极或块状钨材料本身中的空隙中。在随后的高温工艺或操作期间，所俘获的氟将逸出气体并且损坏由氧化硅制成的间隔物或存储器件的其它部分，从而导致例如电流泄漏。

发明内容

根据本公开内容，提供了一种半导体器件，其包括金属层和与金属层相邻布置的间隔物。间隔物包括包含复合介电材料的复合介电层。复合介电材料的成分是第一介电材料的成分和与第一介电材料不同的第二介电材料的成分的混合物。

同样根据本公开内容，提供了一种形成半导体器件的方法，该方法包括：在衬底之上形成金属层；在金属层之上形成第一介电层；在第一介电层之上形成第二介电层；以及执行退火处理。第一介电层包括第一介电材料，并且第二介电层包括与第一介电材料不同的第二介电材料。退火处理将与第一介电层和第二介电层之间的界面相邻的、第一介电层的至少一部分和第二介电层的至少一部分转换为复合介电层。复合介电层包括复合介电材料，复合介电材料具有作为第一介电材料的成分和第二介电材料的成分的混合物的成分。

同样根据本公开内容，提供了一种存储器件，包括：衬底；多个金属/介电层，其布置在衬底之上并且每一者包括金属层和金属间介电层；半导体沟道，其布置为穿过所述金属/介电层，所述半导体沟道包括半导体材料；在所述半导体沟道与所述金属/介电层之间的存储膜；过孔接触部，其布置为穿过金属/介电层；以及间隔物，布置在金属/介电层与过孔接触部之间。间隔物包括包含复合介电材料的复合介电层。复合介电材料的成分是第一介电材料的成分和与第一介电材料不同的第二介电材料的成分的混合物，其中，所述复合介电材料具有比所述第一介电材料和所述第二介电材料更高的致密性。

同样根据本公开内容，提供了一种形成存储器件的方法，该方法包括：在衬底之上形成多个金属/介电层；形成延伸穿过金属/介电层的开口；至少在开口的内侧壁之上形成第一介电层；在第一介电层之上形成第二介电层；以及执行退火处理。第一介电层包括第一介电材料，并且第二介电层包括与第一介电材料不同的第二介电材料。退火处理将与第一介电层和第二介电层之间的界面相邻的、第一介电层的至少一部分和第二介电层的至少一部分转换为复合介电层。复合介电层包括复合介电材料，复合介电材料具有作为第一介电材料的成分和第二介电材料的成分的混合物的成分。

附图说明

图1是根据本公开内容的实施例的半导体器件的一部分的横截面图。

图2A-2F示意性地示出了根据本公开内容的实施例的形成半导体器件的过程。

图3是根据本公开内容的实施例的存储器件的一部分的横截面图。

图4A-4G示意性地示出了根据本公开内容的实施例的形成存储器件的过程。

具体实施方式