本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無定形硅的沉積方法和一種3D-NAND閃存的制作方法。

背景技術(shù)：

3D-NAND閃存結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的2D-NAND閃存結(jié)構(gòu)截然不同，3D-NAND是立體結(jié)構(gòu)，以垂直半導(dǎo)體通道的方式排列，多層環(huán)繞式柵極結(jié)構(gòu)形成多電柵級存儲器單元晶體管，可以有效降低堆棧間的干擾。3D-NAND閃存技術(shù)不僅使產(chǎn)品性能顯著提高，還使其功耗大幅降低。

在3D-NAND閃存的制作中，溝槽上方沉積的無定形硅作為電流的通道，其均一性對半導(dǎo)體器件的溝槽電流的均勻性至關(guān)重要。

目前，通常采用甲硅烷(SiH4)分解方式或者乙硅烷分解方式沉積無定形硅。然而，采用甲硅烷分解方式在溝槽內(nèi)進(jìn)行無定形硅沉積時，容易產(chǎn)生球狀凸起，采用乙硅烷(Si2H6)分解方式在溝槽內(nèi)進(jìn)行無定形硅沉積時，存在無定形硅層厚度均一性較差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，防止無定形硅中產(chǎn)生球狀凸起，并提高無定形硅的均一性。

本發(fā)明提供了一種無定形硅的沉積方法，其包括以下步驟：

提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底為一具有溝槽的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體襯底形成有一表面膜層，所述表面膜層覆蓋所述溝槽的表面，所述表面膜層為非硅材料；

通過乙硅烷分解方式在所述表面膜層上沉積一種子層，所述種子層的材質(zhì)為硅，所述種子層的厚度小于

通過甲硅烷分解方式在所述種子層上沉積一無定形硅層。

可選的，所述種子層沉積時的溫度為350℃～410℃。

可選的，所述種子層沉積時的壓力為0.5Torr～1.5Torr。

可選的，所述種子層的厚度為

可選的，所述無定形硅層沉積時的溫度為500℃～560℃。

可選的，所述無定形硅層沉積時的壓力為0.3Torr～0.7Torr。

可選的，所述無定形硅層的厚度為

可選的，所述半導(dǎo)體襯底，其溝槽深度為2μm～4μm。

可選的，所述半導(dǎo)體襯底，其表面膜層的材質(zhì)為氧化硅或者氮化硅。

本發(fā)明提供了一種3D-NAND閃存的制作方法，包括上述任意一種無定形硅的沉積方法。

在本發(fā)明的無定形硅沉積方法中，先在半導(dǎo)體襯底上沉積一種子層，所述種子層的材質(zhì)為硅，因而，在采用甲硅烷分解方式沉積無定形硅層時，由于種子層的材質(zhì)與沉積的硅相同，故不會出現(xiàn)島狀生長的現(xiàn)象，也就不會出現(xiàn)球狀凸起的問題，同時，采用甲硅烷分解方式沉積的無定形硅層，均一性較佳，提高了無定形硅的膜層質(zhì)量。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的通過乙硅烷分解沉積無定形硅層的方法，沉積無定形硅層后的半導(dǎo)體器件的示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的無定形硅的沉積方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的無定形硅的沉積方法中，提供的半導(dǎo)體襯底的示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的無定形硅的沉積方法中，沉積種子層后的半導(dǎo)體器件的示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的無定形硅的沉積方法中，沉積無定形硅層后的半導(dǎo)體器件的示意圖；

附圖的標(biāo)記說明如下：

201-半導(dǎo)體襯底；

202-表面膜層；

203-溝槽；

204-種子層；

205-無定形硅層。

具體實施方式

背景技術(shù)中已經(jīng)提及，通過甲硅烷分解方式在溝槽進(jìn)行無定形硅沉積的方法，存在產(chǎn)生球狀凸起的問題，通過乙硅烷的分解在溝槽進(jìn)行無定形硅沉積的方法，存在溝槽沉積的無定形硅層均一性較差的問題。

通過甲硅烷(SiH4)的分解進(jìn)行無定形硅的沉積，其化學(xué)反應(yīng)式為：SiH4→Si+2H2。申請人研究發(fā)現(xiàn)，通過此種方法，在溝槽沉積無定形硅層且溝槽表面膜層材料為非硅材料時，沉積的無定形硅層會在溝槽表面呈島狀生長，在無定形硅層的厚度小于時，就會產(chǎn)生球狀凸起。而在3D-NAND閃存的制作工藝中，在溝槽沉積無定形硅時要求的無定形硅層的厚度通常在至之間，因而，在3D-NAND閃存的制作工藝中，無定形硅層將不可避免地出現(xiàn)球狀凸起，影響溝槽電流的均勻性。

通過乙硅烷(Si2H6)的分解進(jìn)行無定形硅的沉積，其化學(xué)反應(yīng)式為：Si2H6→2Si+3H2。申請人研究發(fā)現(xiàn)，通過此種方法，在溝槽沉積無定形硅層且溝槽表面膜層材料為非硅材料時，沉積的無定形硅層會在溝槽表面吸附式生長，不會存在球狀凸起的問題，但是，由于乙硅烷一個分子中含有兩個硅原子，所以沉積就近生長的特性更為明顯，導(dǎo)致溝槽頂部的無定形硅層與溝槽底部的無定形硅層的厚度差異較大，具體的，溝槽頂部的無定形硅頂部的無定形硅層較溝槽底部的無定形硅層更厚(如圖1所示，圖中填充部分為無定性硅層)。在高深寬比的溝槽沉積無定型硅層時，所述厚度差異尤為明顯，導(dǎo)致溝槽電流的均勻性欠佳。

基于此，本發(fā)明提供一種無定形硅沉積方法，先在半導(dǎo)體襯底上沉積一種子層，所述種子層的材質(zhì)為硅，然后，采用甲硅烷分解方式沉積無定形硅層，由于種子層的材質(zhì)與沉積的硅相同，故不會出現(xiàn)島狀生長的現(xiàn)象，也就不會出現(xiàn)球狀凸起的問題，同時，采用甲硅烷分解方式沉積的無定性硅層的均一性較佳。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的無定形硅的沉積方法和3D-NAND閃存的制作方法，作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均通過非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

如圖2所示，本實施例提供一種無定形硅的沉積方法，包括以下步驟：

S1、提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底為一具有溝槽的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體襯底形成有一表面膜層，所述表面膜層覆蓋所述溝槽的表面，所述表面膜層為非硅材料；

S2、通過乙硅烷分解方式在所述表面膜層上沉積一種子層，所述種子層的材質(zhì)為硅，所述種子層的厚度小于

S3、通過甲硅烷分解方式在所述種子層上沉積一無定形硅層。

下面結(jié)合圖3至圖5，對本實施例提供的無定形硅的沉積方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖3所示，在步驟S1中，提供一半導(dǎo)體襯底201。所述半導(dǎo)體襯底201具有一溝槽203，所述溝槽203的深度例如是2μm-4μm，在實際應(yīng)用中，溝槽203的深度、形狀和數(shù)量可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整。所述半導(dǎo)體襯底201上形成有一表面膜層202，所述表面膜層202為非硅(Si)材料。本文中非硅材料是指除純硅之外的其他材料，例如硅化合物。本實施例中，所述非硅材料是二氧化硅(SiO2)或者氮化硅(SiNx)，當(dāng)然，所述非硅材料還可以是氮氧化硅(SiON)、鍺硅(GeSi)等，可根據(jù)器件的需要選擇合適的表面膜層從而實現(xiàn)特定的功能，本發(fā)明對比不予限制。

如圖4所示，在步驟S2中，在所述半導(dǎo)體襯底201上沉積一種子層204，種子層204的材質(zhì)為硅。種子層204通過乙硅烷分解方式形成。實踐發(fā)現(xiàn)通過乙硅烷分解方式形成的種子層厚度不能過大，否則會導(dǎo)致溝槽203內(nèi)沉積的無定形硅層205均一性較差，故而，種子層204的厚度應(yīng)小于例如是這樣種子層204的均一性較佳。沉積種子層204時采用的工藝?yán)缡歉呱顚挶裙に?HARP，High Aspect Ratio Process)或者高密度等離子體工藝(HDP-CVD，High Density Plasma)，沉積時乙硅烷的流量例如是100sccm～300sccm，沉積時的溫度例如是350℃～410℃，沉積時的腔體壓力例如是0.5Torr～1.5Torr。在實際應(yīng)用中，種子層204的沉積厚度可根據(jù)工藝要求做適當(dāng)調(diào)整，并可根據(jù)實際情況進(jìn)行合理選擇，所述溫度壓力等工藝參數(shù)也可根據(jù)情況做適當(dāng)調(diào)整。

如圖5所示，在步驟S3中，在所述半導(dǎo)體襯底201上通過甲硅烷分解方式沉積無定形硅層205。無定形硅層205的厚度例如是無定形硅層205沉積時采用的工藝?yán)缡歉呱顚挶裙に?HARP，High Aspect Ratio Process)或者高密度等離子體工藝(HDP，High Density Plasma)，甲硅烷的流量例如是1slm～2slm，腔體內(nèi)的溫度例如是500℃～560℃；所述無定形硅層205沉積時的腔體壓力例如是0.3Torr～0.7Torr,當(dāng)然在實際應(yīng)用中，所述無定形硅層205的沉積工藝可根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇，厚度也可根據(jù)工藝要求做適當(dāng)調(diào)整，所述溫度壓力等參數(shù)也可根據(jù)情況做適當(dāng)調(diào)整。

本實施例中，種子層204的材質(zhì)與無定形硅層205材質(zhì)均為硅，所以通過甲硅烷分解方式在種子層204上沉積無定形硅層205時，不會出現(xiàn)島狀生長的現(xiàn)象，也就不會有球狀凸起的問題。并且，無定形硅層205通過甲硅烷分解形成，不會出現(xiàn)導(dǎo)致溝槽頂部的無定形硅層與溝槽底部的無定形硅層的厚度差異較大的問題。

本發(fā)明還提供了一種3D-NAND閃存的制作方法，采用上述方法在溝槽表面沉積無定形硅，以作為電流的通道。當(dāng)然，還可采用公知的方法在半導(dǎo)體襯底上形成3D-NAND閃存的其它部件，在此就不做贅述。

綜上所述，在本發(fā)明的無定形硅沉積方法中，先在半導(dǎo)體襯底上沉積一種子層，所述種子層的材質(zhì)為硅，因而，在采用甲硅烷分解方式沉積無定形硅層時，由于種子層的材質(zhì)與沉積的硅相同，故不會出現(xiàn)島狀生長的現(xiàn)象，也就不會出現(xiàn)球狀凸起的問題，同時，采用甲硅烷分解方式沉積的無定形硅層，均一性較佳，提高了無定形硅的膜層質(zhì)量。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。