半导体器件和制造半导体器件的方法与流程

本公开提供了一种包括具有混合沟道层的垂直沟道柱的半导体器件以及一种制造包括具有混合沟道层的垂直沟道柱的半导体器件的方法。

背景技术：

1、已经提出了一种包括具有硅沟道层的垂直沟道柱的半导体器件。

技术实现思路

1、本公开的实施方式提供了一种半导体器件。该半导体器件包括在衬底之上的字线堆叠和垂直穿过字线堆叠的垂直沟道柱，该字线堆叠包括交替堆叠的多个层间绝缘层和多个字线。垂直沟道柱包括核心绝缘层、围绕核心绝缘层的侧表面的沟道层、以及围绕沟道层的侧表面的存储层。沟道层包括硅化物沟道层和围绕硅化物层的侧表面的硅沟道层。

2、本公开的实施方式提供了一种制造半导体器件的方法。该方法包括在衬底之上形成绝缘层堆叠，形成垂直穿过绝缘层堆叠的沟道孔，在沟道孔的内壁之上形成存储层，在存储层的内壁之上形成沟道层，以及在沟道层的内壁之上形成核心绝缘层。形成沟道层包括在沟道孔中的存储层的内壁之上形成硅沟道层，在沟道孔的第一区域中的硅沟道层之上形成第一填充金属，通过执行第一初步硅化工艺形成嵌入在硅沟道层中的第一初步硅化物层，去除剩余的第一填充金属，在沟道孔的第一区域中形成第一填充绝缘材料，通过执行主硅化工艺将第一初步硅化物层转变为硅化物沟道层，去除第一填充绝缘层，以及在沟道孔中形成核心绝缘层。

3、本公开的实施方式包括一种制造半导体器件的方法。该方法包括在衬底之上形成绝缘层堆叠，形成垂直穿过绝缘层堆叠的沟道孔，在沟道孔的内壁中形成存储层，在存储层的内壁之上形成沟道层，以及在沟道层的内壁之上形成核心绝缘层以填充沟道孔。形成沟道层包括在沟道孔中的存储层的内壁之上形成硅沟道层，在硅沟道层的内壁之上形成填充金属，通过执行硅化工艺形成嵌入在硅沟道层中的硅化物沟道层，去除剩余的填充金属，以及在硅化物沟道层的内壁之上形成核心绝缘层以填充沟道孔。

4、本发明的实施方式总体上涉及一种半导体器件，其包括在衬底之上形成的交替的导电层和绝缘层的堆叠、设置在堆叠和衬底之间的公共电极层以及穿过堆叠以直接接触公共电极层的沟道柱。沟道柱可以包括核心绝缘层、混合沟道层和存储层。混合沟道层可以包括硅沟道层和形成在硅沟道层内部的硅化物沟道层，混合沟道层的与存储层相邻的一侧表面排他地包括硅沟道层，而混合沟道层的与核心绝缘层相邻的相反侧表面包括交替的硅沟道层的区域和硅化物沟道层的区域。

技术特征：

1.一种半导体器件，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硅化物沟道层嵌入在所述硅沟道层的内壁中。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述硅化物沟道层的第一部分嵌入在所述硅沟道层中，并且所述硅化物沟道层的第二部分嵌入在所述核心绝缘层中。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硅化物沟道层包括彼此垂直间隔开的多个硅化物沟道层。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，每个所述硅化物沟道层具有环形或筒形。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硅化物沟道层与所述存储层间隔开。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硅沟道层设置在所述存储层和所述硅化物沟道层之间。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述硅化物沟道层包括钯硅化物、镍硅化物和铝硅化物中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

10.一种制造半导体器件的方法，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一填充绝缘层的上端位于比所述第一初步硅化物层的上端高的水平位处。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述存储层和所述硅化物沟道层在水平方向上彼此间隔开。

13.根据权利要求10所述的方法，

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二填充绝缘层的上端位于比所述第二初步硅化物层的上端高的水平位处。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二填充金属的下端位于比所述第一初步硅化物层的上端低的水平位处。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一初步硅化物层和所述第二初步硅化物层彼此垂直间隔开。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一初步硅化物层和所述第二初步硅化物层彼此连续地连接。

18.根据权利要求13所述的方法，

19.一种制造半导体器件的方法，包括：

20.一种半导体器件，包括：

技术总结
本公开涉及半导体器件和制造半导体器件的方法。该半导体器件包括位于衬底之上的字线堆叠和垂直穿过字线堆叠的垂直沟道柱，字线堆叠包括交替堆叠的多个层间绝缘层和多个字线。垂直沟道柱包括核心绝缘层、围绕核心绝缘层的侧表面的沟道层、以及围绕沟道层的侧表面的存储层。沟道层包括硅化物沟道层和围绕硅化物沟道层的侧表面的硅沟道层。

技术研发人员：尹荣广
受保护的技术使用者：爱思开海力士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13