用于3d閃存應用的電介質-金屬堆疊的制作方法
【專利摘要】提供一種用于形成在3D存儲器裝置中使用的膜層的堆疊的方法。所述方法開始于在沉積反應器的處理腔室中提供基板。然后，將適合于形成電介質層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內，從而在所述基板上形成電介質層。然后，將適合于形成金屬層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內，從而在所述電介質層上形成金屬層。然后，將適合于形成金屬氮化物粘合層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內，從而在所述金屬層上形成金屬氮化物粘合層。然后重復此序列以形成期望的層數。
【專利說明】
用于3D閃存應用的電介質-金屬堆疊
技術領域
[0001] 本發明的方面總體上涉及用于形成在3D閃存中使用的堆疊的方法。
【背景技術】
[0002] 計算機存儲器裝置的制造商不斷追求具有以較低成本的增加容量的更小的幾何 形狀。為此目的，存儲器單元的部件通常在彼此的頂部上層疊以創建3D堆疊。
[0003] 通常，這些3D存儲器堆疊的形成由電介質材料與導電材料的交替層開始，其中導 電材料層充當在閃存的存儲器單元中使用的晶體管的控制柵。可將多晶硅用作導電材料， 但使用多晶硅存在諸如多晶硅凹陷、硅化和金屬的濕式剝落之類的問題。
[0004] 或者，這些3D存儲器堆疊的形成可由電介質層與電荷陷捕層之間的交替(諸如，氧 化物層，接著是氮化物層)開始。可將氮化硅用作電荷陷捕材料，但是將氮化硅用作堆疊中 的初始層中的一層呈現出氮化物去除的缺陷控制問題。隨后，通常必須將金屬(諸如鎢)或 金屬化合物(諸如氮化鈦)沉積在形成在堆疊中的孔或通道中，并且這些金屬或金屬化合物 的保形沉積存在進一步的挑戰。
[0005] 因此，存在對用于3D存儲器結構的改進的方法的需求。
【發明內容】
[0006] 在一個實施例中，提供一種用于形成在3D存儲器裝置中使用的膜層的堆疊的方 法，所述方法包含以下步驟序列:在沉積反應器的處理腔室中提供基板;將適合于形成電介 質層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；在所述基板上形成電 介質層;將適合于形成金屬層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室 內；在所述電介質層上形成金屬層;將適合于形成金屬氮化物粘合層的一種或更多種工藝 氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；在所述金屬層上形成金屬氮化物粘合層。然后 重復此序列以形成電介質層、接著是金屬層、接著是金屬氮化物粘合層的堆疊。
[0007] 在另一實施例中，提供一種用于形成在3D存儲器裝置中使用的膜層的堆疊的方 法，所述方法包含以下步驟序列:在沉積反應器的處理腔室內提供基板;將適合于形成氧化 物層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；在所述基板上形成氧 化物層；將適合于形成鎢層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室 內；在所述氧化物層上形成鎢層;將適合于形成氮化鎢粘合層的一種或更多種工藝氣體供 應至所述沉積反應器的處理腔室內；在所述鎢層上形成氮化鎢粘合層。然后重復此序列以 形成氧化物層、接著是鎢層、接著是氮化鎢粘合層的堆疊。在形成在3D存儲器裝置中使用的 膜層的堆疊后，進一步的工藝可包括:在所述堆疊中形成多個孔，以及在所述多個孔中保形 地形成具有比氧化硅更大的介電常數的材料。
【附圖說明】
[0008] 因此，為了能詳細地理解本發明的上述特征的方式，可參考多個實施例得出以上 簡要概述的本發明的更具體的描述，并且在附圖中示出實施例中的一些。然而應注意，所附 附圖僅示出本發明的典型實施例，并且因此不應視為本發明范圍的限制，因為本發明可允 許其他等效的實施例。
[0009] 圖1是根據本發明的一個實施例的工藝流程圖。
[0010] 圖2描繪根據本發明的一個實施例來處理的基板。
[0011] 圖3是根據本發明的另一實施例的工藝流程圖。
[0012]圖4A至圖4C描繪根據本發明的另一實施例來處理的基板。
[0013] 為了促進理解，在可能的情況下，已使用相同的附圖標記來表示附圖共有的相同 元件。應設想，在一個實施例中公開的元件可有益地用于其他實施例而無需詳述。
【具體實施方式】
[0014] 本發明描述用于形成在3D閃存中使用的堆疊的方法，所述方法提供工藝整合和層 粘合方面的優勢。
[0015] 圖1是概括用于形成具有多個膜層的結構的工藝100的工藝流程圖。圖2是根據工 藝100制成的裝置的橫截面視圖。在描述工藝100中，將參考圖2的特征。在102處，將基板200 提供至沉積反應器的處理腔室。沉積反應器可使用化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD) 且兩種沉積方法的任一者可以是等離子體增強的。基板通常為結構構件，該結構構件提供 一表面，在所述表面上可形成裝置。因此，基板可以是半導體材料(諸如硅、鍺或化合物半導 體）、電介質材料(諸如玻璃、陶瓷或塑料)或導電材料(諸如鋁或另一種金屬）。
[0016] 在104處，將適合于形成電介質層212的工藝氣體供應至沉積反應器的處理腔室。 電介質層212可以是氧化物、氮化物、氮氧化物、磷娃玻璃(phosphosilicate glass;PSG)、 硼娃玻璃（borosilicate glass ;BSG)或磷硼娃玻璃（phosphoborosilicate glass ;PBSG) 〇 可在CVD或等離子體增強化學氣相沉積（PECVD)工藝中使用常規的四乙氧基硅烷 (tetraethoxysilane;TE0S)/氧氣混合物制成氧化物層。可使用常規的有機硅烷/氨氣混合 物制成氮化物層。可使用TE0S/氧氣混合物并對此混合物添加一些氨來制成氮氧化物層。可 使用上文涉及的TE0S/氧氣混合物并對此氣體混合物添加諸如磷化氫和硼烷(或其低聚物） 之類的磷和/或硼摻雜物前體來制成PSG、BSG和PBSG。在106處，在基板200上形成電介質層 212〇
[0017]在一個實施例中，使用PECVD工藝來形成電介質層212,但也可使用其他的沉積方 法。可使在104處供應至處理腔室的氣體混合物在被供應至處理腔室后電離成等離子體。 PECVD工藝可使用高射頻(RF)功率和低射頻功率。可在約50瓦特至約2000瓦特的功率水平 處以約1MHz與約20MHz之間（諸如約13.56MHz)的頻率供應高頻RF功率。可在約30瓦特至約 1000瓦特的功率水平處以約200kHz與約1MHz之間（例如，約350kHz)的頻率供應低頻RF功 率。可在約0瓦特與約200瓦特之間（例如，約50瓦特）的功率水平處將DC或RF偏壓施加至基 板。RF功率可以是周期性的或脈沖的并且可以是連續的或不連續的。在電介質層212的沉積 期間，可將沉積反應器的處理腔室維持在約300°C與約650°C之間（例如，450°C)的溫度以及 約0.5托與10托之間（例如，5托)的壓力下。在電介質層212的沉積期間位于噴淋頭與基板支 撐基座之間的間隔可介于約200密耳與約1000密耳之間（例如，400密耳）。
[0018] 在108處，將適合于形成金屬層214的工藝氣體供應至沉積反應器的處理腔室。金 屬層214可以是鎢、鋁、鎳、鈷、鉭或鈦、此類金屬的合金或此類金屬的硅化物的層。適合于形 成金屬層214的工藝氣體可包括:氫氣;金屬化合物，所述金屬化合物包括來自由鎢、鋁、鎳、 鈷、鉭或鈦構成的金屬的組的金屬；以及惰性氣體(例如，氬氣或氦氣）。在110處，在電介質 層212上形成金屬層214。可使用的金屬前體包括諸如金屬烷基之類的有機金屬化合物，其 中一個示例為三甲基鋁。也可將無機金屬化合物(諸如氯化物和氟化物，例如氟化鎢(WF 6)、 氯化鈦(TiCl4)等)用作金屬前體。
[0019] 在一個實施例中，使用PECVD工藝來形成金屬層214,但可使用其他的沉積方法。在 將氣體混合物供應至處理腔室后，可使在108處提供至處理腔室的氣體混合物電離成等離 子體。PECVD工藝可使用高頻RF功率和低頻RF功率。可在約100瓦特至約1500瓦特的功率水 平處以約1MHz與約20MHz之間（例如，約13.56MHz)的頻率提供高頻RF功率。可在約0瓦特至 約500瓦特的功率水平處以約200kHz與約1MHz之間（例如，約350kHz)的頻率提供低頻RF功 率。可在約0瓦特與約200瓦特之間（例如，約50瓦特）的功率水平處將DC或RF偏壓施加至基 板。RF功率可以是周期性的或脈沖的并且可以是連續的或不連續的。在金屬層214的沉積期 間，可將處理腔室維持在約300°C與約650°C之間（例如，450°C )的溫度以及約0.5托與50托 之間（例如，30托)的壓力下。在金屬層214的沉積期間位于噴淋頭與基板支撐基座之間的間 隔可介于約200密耳與約1000密耳之間（例如，400密耳）。
[0020]在112處，將適合于形成金屬氮化物粘合層216的工藝氣體供應至沉積反應器的處 理腔室。金屬氮化物粘合層216可以是氮化鎢層。適合于形成金屬氮化物粘合層216的工藝 氣體可包括氨氣、氮氣、惰性氣體以及金屬化合物，所述金屬化合物包括來自由鎢、鋁、鎳、 鈷、鉭或鈦構成的組的金屬。在114處，在金屬層214上形成金屬氮化物粘合層216。
[0021] 在一個實施例中，使用PECVD來形成金屬氮化物粘合層216,但可使用其他的沉積 方法。在將氣體混合物供應至處理腔室后，可使在112處提供至處理腔室的氣體混合物電離 成等離子體。PECVD工藝可使用高頻RF功率和低頻RF功率。可在約45瓦特至約2500瓦特的功 率水平處以約1MHz與約20MHz之間（例如，約13.56MHz)的頻率提供高頻RF功率。可在約20瓦 特至約500瓦特的功率水平處以約200kHz與約1MHz之間（例如，約350kHz)的頻率提供低頻 RF功率。可在約0瓦特與約200瓦特之間（例如，約50瓦特）的功率水平處將DC或RF偏壓施加 至基板。RF功率可以是周期性的或脈沖的并且可以是連續的或不連續的。在金屬氮化物粘 合層216的沉積期間，可將處理腔室維持在約300°C與約650°C之間（例如，450°C )的溫度以 及約0.5托與10托之間（例如，7托)的壓力下。在金屬氮化物粘合層216的沉積期間位于噴淋 頭與基板支撐基座之間的間隔可介于約200密耳與約800密耳之間（例如，300密耳）。
[0022] 在另一實施例中，可將氮氣添加至所沉積的金屬層的表面以形成金屬氮化物粘合 層，諸如層216。可使用具有原位或遠程等離子體生成的工藝(諸如等離子體氮化）。可通過 本文所描述的方法原位地激活或電離氮前體(諸如氨氣或氮氣)或氮前體的混合物，并且可 使活性氮前體物質與金屬層214接觸以形成金屬氮化物層216。或者，可在分開的腔室中激 活或電離氮前體，并且可使活性氮物質流入處理腔室內且與金屬層214接觸以形成金屬氮 化物層216。
[0023] 金屬層214可比金屬氮化物粘合層216更厚。金屬層214的厚度與金屬氮化物粘合 層216的厚度的比率可介于約5:1與約100:1之間（例如，25:1)。
[0024] 在某些實施例中，可在每一電介質層與金屬層之間添加金屬氮化物粘合層。可根 據與關于在114處形成金屬氮化物粘合層在上文描述的工藝類似的工藝形成金屬氮化物粘 合層。為了在沉積金屬層之前將金屬氮化物粘合層添加至電介質層，可通過在112和114處 所涉及的操作在電介質層上沉積金屬氮化物層。因此，在一些實施例中，可在操作106與108 之間重復操作112和114。
[0025] 如決定操作116所示，在達到期望的層數以前，可重復形成電介質層212、金屬層 214和金屬氮化物粘合層216的工藝。在圖2的裝置中，已通過重復此工藝形成附加的層。在 金屬氮化物粘合層216上形成第二電介質層222,在第二電介質層222上形成第二金屬層 224,并且在第二金屬層224上形成第二金屬氮化物粘合層226。在第二金屬氮化物粘合層 226上形成第三電介質層232,在第三電介質層232上形成第三金屬層234,并且在第三金屬 層234上形成第三金屬氮化物粘合層236。應理解，實際上也可提供附加的層。也應理解，可 以以與圖2所示的次序相反的次序提供圖2的裝置中所示的層。可通過將工藝重復任何期望 的次數來提供任何層數。在一些實施例中，可重復此工藝超過50次或超過100次。
[0026] 若需要，可在任何時間凈化沉積反應器的處理腔室以提供沉積化學品之間的清潔 轉換。例如，可在106處形成電介質層與108處供應用于金屬層的工藝氣體之間凈化處理腔 室。也可在110處形成金屬層與112處供應用于金屬氮化物粘合層的工藝氣體之間凈化處理 腔室。也可在114處形成金屬氮化物粘合層與104處供應用于電介質層的工藝氣體之間凈化 處理腔室。在一些實施例中，凈化處理腔室可有利于提供諸如圖2所示的裝置中自一個層至 另一層的急劇轉換。或者，可使用兩個或更多個處理腔室。處理腔室可專用于形成特定層。
[0027] 在116處達到期望的層數后，工藝能可選地繼續以在堆疊中形成多個孔。可鉆鑿或 沖壓這些孔。或者，可使用切割技術，諸如干式蝕刻。在形成多個孔后，可通過在孔內部沉積 保形的高k電介質材料來創建多個通道。高k電介質材料包括具有比氧化硅更大的介電常數 的材料，諸如金屬氧化物。氧化鋁和氧化鉿通常使用的高k柵極電介質材料。
[0028]圖3是概括用于形成具有多個膜層的結構的工藝300的工藝流程圖。圖4A是根據工 藝300制造的裝置的橫截面視圖。在描述工藝300中，將參考圖4A至圖4C的特征。在302處，將 基板200提供至沉積反應器的處理腔室。沉積反應器可使用CVD或ALD并且兩種沉積方法的 任一者可以是等離子體增強的。基板通常為提供一表面的結構構件，可在所述表面上形成 裝置。因此，基板可以是半導體材料(諸如硅、鍺或化合物半導體）、電介質材料(諸如玻璃、 陶瓷或塑料)或導電材料(諸如鋁或另一種金屬）。
[0029] 在304處，將適合于形成氧化物層412的工藝氣體供應至沉積反應器的處理腔室。 氧化物層412可以是氧化硅。若氧化硅為選定的氧化物層，那么適合于形成氧化硅層的工藝 氣體包括娃前體和氧化劑。娃前體可包括硅烷或TE0S中的至少一者。硅烷的流動速率可自 約lOOsccm至約2000sccm，例如介于約500與600sccm之間。TE0S的流動速率可自約500mgm至 約lOOOOmgm，例如為3000mgm。氧化劑可包括氧或一氧化二氮中的至少一者。氧化劑的流動 速率可自約500sccm至約20000sccm。在306處，在基板200上形成氧化物層412〇 [0030]在一個實施例中，使用PECVD工藝來形成氧化物層412,但也可使用其他的沉積方 法。可使在304處供應至處理腔室的氣體混合物在被供應至處理腔室后電離成等離子體。 PECVD工藝可使用高RF功率和低RF功率。可在約50瓦特至約2000瓦特的功率水平處以約 1MHz與約20MHz之間（諸如約13.56MHz)的頻率供應高頻RF功率。可在約30瓦特至約1000瓦 特的功率水平處以約200kHz與約1MHz之間（例如，約350kHz)的頻率供應低頻RF功率。可在 約0瓦特與約200瓦特之間（例如，約50瓦特）的功率水平處將DC或RF偏壓施加至基板。RF功 率可以是周期性的或脈沖的并且可以是連續的或不連續的。在氧化物層412的沉積期間，可 將沉積反應器的工藝腔室維持在約300°C與約650°C之間（例如，450°C )的溫度以及約0.5托 與10托之間（例如，5托）的壓力下。在氧化物層412的沉積期間位于噴淋頭與基板支撐基座 之間的間隔可介于約200密耳與約1000密耳之間（例如，400密耳）。
[0031] 在308處，將適合于形成鎢層414的工藝氣體供應至沉積反應器的處理腔室。適合 于形成鎢層的工藝氣體可包括六氟化鎢(WF6)、氫氣和惰性氣體(例如，氬氣或氦氣hWFs的 流動速率可自約lOOsccm至約2000sccm，例如介于約500與600sccm之間。氫氣的流動速率可 自約5008〇〇11至約200008〇〇11，例如為75008〇〇]1。在310處，在氧化物層412上形成媽層414 〇 [0032]在一個實施例中，使用PECVD工藝來形成鎢層414,但可使用其他的沉積方法。在將 氣體混合物供應至處理腔室后，可使在308處提供至處理腔室的氣體混合物電離成等離子 體。PECVD工藝可使用高頻RF功率和低頻RF功率。可在約100瓦特至約1500瓦特的功率水平 處以約1MHz與約20MHz之間（例如，約13.56MHz)的頻率提供高頻RF功率。可在約0瓦特至約 500瓦特的功率水平處以約200kHz與約1MHz之間（例如，約350kHz)的頻率提供低頻RF功率。 可在約0瓦特與約200瓦特之間（例如，約50瓦特）的功率水平處將DC或RF偏壓施加至基板。 RF功率可以是周期性的或脈沖的并且可以是連續的或不連續的。在鎢層414的沉積期間，可 將沉積反應器的處理腔室維持在約300°C與約650°C之間（例如，450°C )的溫度以及約0.5托 與50托之間（例如，30托)的壓力下。在鎢層414的沉積期間位于噴淋頭與基板支撐基座之間 的間隔可介于約200密耳與約1000密耳之間（例如，400密耳）。
[0033] 在312處，將適合于形成氮化鎢粘合層416的工藝氣體供應至沉積反應器的處理腔 室。適合于形成氮化鎢粘合層416的工藝氣體可包括六氟化鎢、氨氣、氫氣、氮氣和惰性氣體 (例如，氬氣或氦氣）。胃？6的流動速率可自約lOOsccm至約2000sccm，例如介于約500與 6008〇〇111之間。氫氣的流動速率可自約08〇〇]1至約200008〇〇11，例如為75008〇〇]1。氨氣的流動 速率可自約lOOsccm至約lOOOOsccm，例如為4500sccm。氮氣和/或氦氣和/或氬氣的流動速 率可自約lOOOsccm至約200008〇〇11，例如為125008〇〇]1。在314處，在媽層414上形成氮化媽粘 合層416。
[0034]在一個實施例中，使用PECVD工藝來形成氮化鎢粘合層416,但也可使用其他的沉 積方法。可使在312處供應至處理腔室的氣體混合物在被供應至處理腔室后電離成等離子 體。PECVD工藝可使用高RF功率和低RF功率。可在約45瓦特至約2500瓦特的功率位水平以約 1MHz與約20MHz之間（諸如約13.56MHz)的頻率供應高頻RF功率。可在約20瓦特至約500瓦特 的功率水平處以約200kHz與約1MHz之間（例如，約3 50kHz)的頻率提供低頻RF功率。可在約0 瓦特與約200瓦特之間（例如，約50瓦特)的功率水平處將DC或RF偏壓施加至基板。RF功率可 以是周期性的或脈沖的并且可以是連續的或不連續的。在氮化鎢粘合層416的沉積期間，可 將沉積反應器的處理腔室維持在約300°C與約650°C之間（例如，450°C )的溫度以及約0.5托 與10托之間（例如，7托）的壓力下。在鎢層414的沉積期間位于噴淋頭與基板支撐基座之間 的間隔可介于約200密耳與約800密耳之間（例如，300密耳）。
[0035]鎢層414可比氮化鎢粘合層416更厚。鎢層414的厚度與氮化鎢粘合層416的厚度的 比率可介于約5:1與約100:1之間（例如，25:1)。
[0036]在某些實施例中，可在每一氧化物與鎢層之間添加氮化鎢粘合層。可根據與關于 在314處形成氮化鎢粘合層在上文描述的工藝類似的工藝形成氮化鎢粘合層。因此，在一些 實施例中，可在306和308處的操作之間重復312和314處的操作。
[0037]如決定操作316所示，在達到期望的層數以前，可重復形成氧化物層412、鎢層414 和氮化鎢粘合層416的工藝。在圖4A的裝置中，已通過重復此工藝形成附加的層。在氮化鎢 粘合層416上形成第二氧化物層422,在第二氧化物層422上形成第二鎢層424,以及然后在 第二鎢層424上形成第二氮化鎢粘合層426。在第二氮化鎢粘合層426上形成第三氧化物層 432，在第三氧化物層432上形成第三鎢層434，以及然后在第三鎢層434上形成第三氮化鎢 粘合層436。應理解，實際上也可提供附加的層。也應理解，可以以與圖4A所示的次序相反的 次序提供圖4A的裝置中所示的層。可通過將此工藝重復任何期望的次數來提供任何層數。 在一些實施例中，可重復此工藝超過50次或超過100次。
[0038]若需要，可在任何時間凈化沉積反應器的處理腔室以提供沉積化學品之間的清潔 轉換。例如，可在306處形成氧化物層與308處供應用于鎢層的工藝氣體之間凈化處理腔室。 也可在310處形成鎢層與312處供應用于氮化鎢粘合層的工藝氣體之間凈化處理腔室。也可 在314處形成氮化鎢粘合層與304處供應用于氧化物層的工藝氣體之間凈化處理腔室。在一 些實施例中，凈化處理腔室可有利于提供諸如圖4A所示的裝置中自一個層至另一層的急劇 轉換。或者，可使用兩個或更多個處理腔室。這些處理腔室可專用于形成特定層。
[0039] 在316處達到期望的層數后，工藝能可選地在318和320處繼續。圖4B和圖4C對應于 這些附加的工藝操作。在318處，在堆疊中制成多個孔407。可鉆鑿或沖壓這些孔。或者，可使 用切割技術，諸如干式蝕刻。在320處，通過在孔407內部沉積保形的高k電介質材料來創建 多個通道409。高k電介質材料包括具有比氧化硅更大的介電常數的材料，諸如金屬氧化物。 氧化鋁和氧化鉿是通常用作高k柵極電介質材料。
[0040] 可使用可從美國加利福尼亞州的圣克拉拉市的應用材料有限公司購買到的任意 PRODUCElT腔室來執行本文所描述的工藝。也可使用來自其他制造商的處理腔室。
[0041] 盡管上述內容針對本發明的實施例，可設計出本發明的其他的和進一步的實施例 而不脫離本發明的基本范圍，并且本發明的范圍由所附權利要求書確定。
【主權項】
1. 一種用于形成在3D存儲器裝置中使用的膜層的堆疊的方法，所述方法包括以下步 驟： 在沉積反應器的處理腔室中提供基板； 將適合于形成電介質層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室 內； 在所述基板上形成電介質層； 將適合于形成金屬層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內； 在所述基板上形成金屬層； 將適合于形成金屬氮化物粘合層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的 處理腔室內； 在所述電介質層與所述金屬層之間形成金屬氮化物粘合層；以及 重復以下步驟:將適合于形成電介質層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應 器的處理腔室內；在所述基板上形成電介質層;將適合于形成金屬層的一種或更多種工藝 氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；在所述基板上形成金屬層;將適合于形成金屬 氮化物粘合層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；以及在所述 電介質層與所述金屬層之間形成金屬氮化物粘合層，以形成交替的電介質層與金屬層的堆 疊，所述堆疊在每一個電介質層與相鄰的金屬層之間具有金屬氮化物層。2. 如權利要求1所述的方法，進一步包含以下步驟： 使適合于形成所述電介質層的所述一種或更多種工藝氣體在所述沉積反應器的處理 腔室內部電離成等離子體； 在將適合于形成所述金屬層的所述一種或更多種氣體供應至所述沉積反應器的處理 腔室之后，使適合于形成所述金屬層的所述一種或更多種工藝氣體電離成等離子體； 在將適合于形成所述金屬氮化物粘合層的所述一種或更多種氣體供應至所述沉積反 應器的處理腔室之后，使適合于形成所述金屬氮化物粘合層的所述一種或更多種工藝氣體 電離成等離子體。3. 如權利要求1所述的方法，其中所述電介質層包含選自由以下各項構成的組的材料： 氧化物、氮化物、氮氧化物、磷硅玻璃、硼硅玻璃、磷硼硅玻璃以及上述各項的衍生物。4. 如權利要求5所述的方法，其中適合于形成所述電介質層的所述一種或更多種工藝 氣體包含硅烷或四乙氧基硅烷中的至少一者以及氧氣或一氧化二氮中的至少一者。5. 如權利要求1所述的方法，其中所述金屬層包含選自由以下各項構成的組的材料： 鎢、鋁、鎳、鈷、鉭、鈦、上述各項的硅化物、上述各項的合金以及上述各項的衍生物。6. 如權利要求5所述的方法，其中適合于形成所述金屬層的所述一種或更多種工藝氣 體包含氫氣、惰性氣體以及金屬化合物，所述金屬化合物包括來自由鎢、鋁、鎳、鈷、鉭或鈦 構成的組的金屬。7. 如權利要求1所述的方法，其中適合于形成所述金屬氮化物粘合層的所述一種或更 多種工藝氣體包含:氫氣；氨氣；氮氣與在工藝條件下為惰性的稀釋氣體中的一者或更多 者；以及金屬化合物，所述金屬化合物包括來自由鎢、鋁、鎳、鈷、鉭或鈦構成的組的金屬。8. 如權利要求7所述的方法，其中所述金屬層具有第一厚度，所述金屬氮化物粘合層具 有第二厚度，并且所述第一厚度與所述第二厚度的比率介于約5:1與約100:1之間。9. 一種用于形成在3D存儲器裝置中使用的膜層的堆疊的方法，所述方法包含以下步 驟： 在沉積反應器的處理腔室中提供基板； 將適合于沉積氧化物層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室 內； 在所述基板上形成氧化物層； 將適合于形成鎢層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內； 在所述氧化物層上形成鎢層； 將適合于形成氮化鎢粘合層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理 腔室內； 在所述鎢層上形成氮化鎢粘合層；以及 重復以下步驟:將適合于沉積氧化物層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應 器的處理腔室內；在所述基板上形成所述氧化物層;將適合于形成鎢層的一種或更多種工 藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；在所述氧化物層上形成所述鎢層;將適合于 形成氮化鎢粘合層的一種或更多種工藝氣體供應至所述沉積反應器的處理腔室內；以及在 所述鎢層上形成氮化鎢粘合層，以形成交替的氧化物層與鎢層的堆疊，所述堆疊在每一個 氧化物層與相鄰的鎢層之間具有氮化鎢層。10. 如權利要求9所述的方法，進一步包含以下步驟： 在將適合于形成所述氧化物層的所述一種或更多種氣體供應至所述沉積反應器的處 理腔室之后，使適合于形成所述氧化物層的所述一種或更多種工藝氣體電離成等離子體； 在將適合于形成所述鎢層的所述一種或更多種氣體供應至所述沉積反應器的處理腔 室之后，使適合于形成所述鎢層的所述一種或更多種工藝氣體電離成等離子體； 在將適合于形成所述氮化鎢粘合層的所述一種或更多種氣體供應至所述沉積反應器 的處理腔室之后，使適合于形成所述氮化鎢粘合層的所述一種或更多種工藝氣體電離成等 咼子體。11. 如權利要求10所述的方法，進一步包含以下步驟： 在已形成所述氧化物層、鎢層以及氮化鎢粘合層中的全部層之后，在所述堆疊中形成 多個孔;以及 在所述多個孔中保形地沉積高k電介質材料。12. 如權利要求9所述的方法，其中適合于形成所述氧化物層的所述一種或更多種工藝 氣體包含硅烷或四乙氧基硅烷中的至少一者以及氧氣或一氧化二氮中的至少一者。13. 如權利要求9所述的方法，其中適合于形成所述鎢層的所述一種或更多種工藝氣體 包含六氟化鎢、氫氣以及惰性氣體。14. 如權利要求9所述的方法，其中適合于形成所述氮化鎢粘合層的所述一種或更多種 工藝氣體包含:六氟化鎢;氫氣;氨氣；以及氮氣和在所述工藝條件下為惰性的稀釋氣體中 的一者或更多者。15. -種用于形成在3D存儲器裝置中使用的膜層的堆疊的方法，所述方法包含以下步 驟： 在沉積反應器的處理腔室中提供基板； 電離供應至所述沉積反應器的處理腔室的工藝氣體以形成氧化物層與鎢層的一組交 替層，其中在每一個氧化物層與鎢層之間的界面處形成氮化鎢粘合層。
【文檔編號】H01L21/8247GK105934819SQ201580005195
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月6日
【發明人】韓新海, N·拉賈戈帕蘭, S·H·洪, 金柏涵, M·斯利尼瓦薩恩
【申請人】應用材料公司