CN108511449B - 一种三维nand型存储器下选择管的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体器件技术领域，具体的说是一种三维NAND型存储器下选择管的实现方法。包括以下步骤：采用各向异性蚀刻进行存储管蚀刻，使存储管沟道蚀刻至下选择管和衬底的边界处；采用各向同性蚀刻进行下选择管蚀刻，使下选择管拐角处形成圆弧状的栅氧结构；将多晶硅填充或单晶硅外延生长至上述蚀刻形成的沟道内。本发明将应用于三维存储器的下选择管结构，采用各项同性的干法蚀刻来实现该结构，其结构能在下选择管和衬底转角处形成更小的栅氧厚度，实现更大的导通电流，更好的器件特性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体的说是一种三维NAND型存储器下选择管的实现方法。
背景技术
随着技术的演进，传统的二维存储器的平面微缩的方式已经无法满足客户对存储器存储容量的要求。2007年东芝集团第一次提出了三维NAND型存储器的结构。该结构将平面的二维结构拓展到三维，在相同的芯片面积下，获得了数倍的存储容量，随着2013年三星集团正式量产该结构以来，此结构所占的市场份额不断增大，将要成为主流的闪存技术。
如图1所示，是器件结构的示意图。东芝在形成下选择管结构时，是一次性完成存储管和下选择管的蚀刻。这样一来，两者都是各向异性蚀刻形成，下选择管与衬底直接的拐角处，暨图1标记圈处，下选择管采用L型的转角结构，必然会有一层较厚的栅氧存在，使得此处可能出现导电不良的状况。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种三维NAND型存储器下选择管的实现方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种三维NAND型存储器下选择管的实现方法，包括以下步骤：
采用各向异性蚀刻进行存储管蚀刻，使存储管沟道蚀刻至下选择管和衬底的边界处；
采用各向同性蚀刻进行下选择管蚀刻，使下选择管拐角处形成圆弧状的栅氧结构；
将多晶硅填充或单晶硅外延生长至上述蚀刻形成的沟道内。
所述各向异性蚀刻为采用包括SF6和CF4的混合气体进行的干法蚀刻。
所述各向同性蚀刻为采用包括SF6和CF4的混合气体进行的干法蚀刻。
所述圆弧状的栅氧结构通过高密度等离子体化学气相沉积或热氧化生长的方法来形成。
本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明将应用于三维存储器的下选择管结构，采用各项同性的干法蚀刻来实现该结构，其结构能在下选择管和衬底转角处形成更小的栅氧厚度，实现更大的导通电流，更好的器件特性。
2、本发明实现下选择管更好的导电性，和更大的阵列电流。
附图说明
图1为现有技术中具有较厚栅氧的L型的转角结构图；
图2为本发明的步骤就流程图；
图3为本发明完成步骤1后的结构图；
图4为本发明完成步骤2后的结构图；
图5为本发明完成步骤3后的结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图2所示，一种三维NAND型存储器下选择管的实现方法，包括以下步骤：
采用各向异性蚀刻进行存储管蚀刻，使存储管沟道蚀刻至下选择管和衬底的边界处，如图3所示。
采用各向同性蚀刻进行下选择管蚀刻，使下选择管拐角处形成圆弧状的栅氧结构，如图4所示。
将多晶硅填充或单晶硅外延生长至上述蚀刻形成的沟道内，如图5所示。
在进行存储管蚀刻的时候，其各向异性蚀刻停留在下选择管和衬底的边界处；然后进行下选择管蚀刻时，采用各向同性蚀刻技术，在下选择管拐角处形成圆弧状的栅氧结构，而不是栅氧层较厚的L结构。
实现该器件的工艺步骤如下：
1.存储管沟道蚀刻至下选择管和衬底的界面；
2.通过干法蚀刻的气体比实现各向同性蚀刻形成一个近圆形的蚀刻图案；
3.再将多晶硅填充至沟道内，以及合理形成上选择管和后段工艺，完成整个器件结构。
可以看到形成的结构中标记圈处的转角处的栅氧厚度得到了减小。
在进行各项异性蚀刻的工艺时，可以采用主要蚀刻气体主要成分为SF6和CF4的混合气体进行干法蚀刻，采用等离子体蚀刻机台，通过精确控制混合蚀刻气体的氟碳比和温度、蚀刻时间等条件，增大混合气体中碳的含量，可以实现较好的各项异性蚀刻。也可以通过别的方法进行各向异性的蚀刻。
在进行各项同性的蚀刻时，可以采用氢氟酸等液体进行湿法蚀刻，但是不建议采用这种蚀刻方法。建议采用主要蚀刻气体主要成分为SF6和CF4的混合气体进行干法蚀刻，采用等离子体蚀刻机台，通过精确控制混合蚀刻气体的氟碳比和温度、蚀刻时间等条件，减小混合气体中碳的含量，可以实现较好的各项同性蚀刻。或者不采用等离子体蚀刻机台，直接用氯自由基进行干法蚀刻。也可以同别的方法进行各向同性的蚀刻。
圆弧状的栅氧可以通过高密度等离子体化学气相沉积的方法或热氧化生长的方法来形成，也可以通过别的方法形成。
多晶硅填充可以通过化学气相沉积的方法来实现，也可以通过别的方法实现。如果希望是单晶硅的填充，则可以使用选择性外延生长的方法，也可以通过别的方法实现。
Claims (1)
1.一种三维NAND型存储器下选择管的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用各向异性蚀刻进行存储管蚀刻，使存储管沟道蚀刻至下选择管和衬底的边界处；
采用各向同性蚀刻进行下选择管蚀刻，使下选择管拐角处形成圆弧状的栅氧结构；
将多晶硅填充或单晶硅外延生长至上述蚀刻形成的沟道内；
所述各向异性蚀刻为采用包括SF6和CF4的混合气体进行的干法蚀刻；
所述各向同性蚀刻为采用包括SF6和CF4的混合气体进行的干法蚀刻；
所述圆弧状的栅氧结构通过高密度等离子体化学气相沉积或热氧化生长的方法来形成。
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