用于3DDRAM的减少应变的Si/SiGe异质外延堆叠的制作方法

本原理的实施方式大致涉及半导体制造。

背景技术：

1、数据的储存及检索已成为计算工业的许多方面的限制因素。存储器元件可以容易地抑制现代计算装置的整体新能。为了使存储器更快，存储器结构已经缩小到极小的尺寸，从而显著增加存储器结构的密度。三维存储器结构，诸如三维动态随机存取存储器(3ddram)，可用于进一步增加存储器密度。在一些三维存储器结构中，si及sige的交替层从晶体硅基板外延生长。然而，并且如图1中描绘，在常见的3d dram堆叠100中，si层102的高度基本上等于sige层104的高度。对于一些存储器应用，凹陷区域的最终间隙宽度应当具有类似尺寸或甚至大于最终硅沟道宽度。然而，发明者观察到，存在由si与ge之间的晶格失配所诱发的应变。对于薄层，诱发的应变不成问题。但对于厚层，诱发的应变会足够大以导致单晶结构中的缺陷，称为“松弛”。

2、由此，发明者已提供减少或消除松弛或晶片弯曲的si/sige三维存储器结构、及其制造方法。

技术实现思路

1、本文提供了三维动态随机存取存储器(3d dram)结构，以及用于形成此种结构的方法及设备。

2、在本文中，“层”意味着并且指的是材料的单晶层以及组合形成单晶层的相同材料的多晶层。

3、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替的硅(si)层及锗硅(sige)层的堆叠；并且其中每个si层的高度大于每个sige层的高度。

4、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替si层及sige层的堆叠；其中每个si层的高度大于每个sige层的高度；并且其中至少一个si层具有比至少一个其他si层的高度更小的高度。

5、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替si层及sige层的堆叠；其中每个si层的高度大于每个sige层的高度；其中至少一个sige层包括至少一种掺杂剂；并且其中至少一种掺杂剂是硼、碳、氮、氧、及磷的至少一者。

6、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替的未掺杂si层、掺杂的si层及掺杂的sige层的堆叠；其中各个掺杂的si层紧邻掺杂的sige层并且设置在掺杂的sige层的相对侧面处，其中每个未掺杂的si层的高度大于每个掺杂的si层的高度并且大于每个掺杂的sige层的高度；其中掺杂的si层及掺杂的sige层包括至少一种掺杂剂；并且其中至少一种掺杂剂是硼、碳、氮、氧、及磷的至少一者。

7、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替的未掺杂si层、掺杂的si层及掺杂的sige层的堆叠；其中各个掺杂的sige层紧邻掺杂的si层并且设置在掺杂的si层的相对侧面处，其中每个未掺杂的si层的高度大于每个掺杂的si层的高度并且大于每个掺杂的sige层的高度；其中掺杂的si层及掺杂的sige层包括至少一种掺杂剂；并且其中至少一种掺杂剂是硼、碳、氮、氧、及磷的至少一者。

8、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替的未掺杂si层、掺杂的si层及掺杂的sige层的堆叠；以及位于交替层的堆叠的底部处的掺杂的隔离层；其中各个掺杂的sige层紧邻掺杂的si层并且设置在掺杂的si层的相对侧面处，其中每个未掺杂的si层的高度大于每个掺杂的si层的高度并且大于每个掺杂的sige层的高度；其中掺杂的si层及掺杂的sige层包括至少一种掺杂剂；并且其中至少一种掺杂剂是硼、碳、氮、氧、及磷的至少一者；并且其中掺杂的隔离层所包括的至少一种掺杂剂与掺杂的si层及掺杂的sige层中的至少一种掺杂剂不同。

9、在一些实施方式中，3d dram结构包括交替si层及sige层的堆叠；其中每个si层的高度大于每个sige层的高度；其中至少一个sige层包括至少一种掺杂剂；其中至少一个sige层具有中心区域，该中心区域所具有的掺杂剂浓度比至少一个sige层的外部区域中的掺杂剂浓度更高；并且其中至少一种掺杂剂是硼、碳、氮、氧、及磷的至少一者。

10、在一些实施方式中，一种形成三维动态随机存取存储器(3d dram)结构的方法包括：形成交替的硅(si)层及锗硅(sige)层的堆叠，其中si层的高度大于sige层的高度；可选地将掺杂剂添加到si层的一层或多层中；可选地将掺杂剂添加到sige层的一层或多层中；可选地在一个或多个sige层中产生掺杂剂梯度；在堆叠中各向异性地蚀刻垂直狭缝或孔洞；在至少一个sige层中各向同性地蚀刻水平凹陷；以及在至少一个si层中各向同性地蚀刻水平凹陷。

11、在一些实施方式中，一种形成三维动态随机存取存储器(3d dram)结构的方法包括：形成交替的硅(si)层及锗硅(sige)层的堆叠，其中si层的高度大于sige层的高度；在堆叠中各向异性地蚀刻垂直狭缝或孔洞；各向同性地蚀刻至少一个sige层以形成第一水平凹陷，其中在si层的一部分之间基本上完全移除sige层；以及在si层的邻近被蚀刻的至少一个sige层的部分中各向同性地蚀刻第二水平凹陷以形成si层的薄化部分，其中第一水平凹陷及第二水平凹陷一起在相邻si层之间形成空腔。

12、在一些实施方式中，提供了一种其上形成有指令的非暂时性计算机可读取介质，当执行指令时，促使处理腔室根据本文公开的实施方式的任一者执行形成三维动态随机存取存储器(3d dram)结构的方法。

13、在一些实施方式中，提供了用于根据本文公开的实施方式的任一者形成三维动态随机存取存储器(3d dram)结构的设备及系统。

14、下文描述了本公开内容的其他及进一步实施方式。

技术特征：

1.一种三维动态随机存取存储器(3d dram)制造结构，包含：

2.根据权利要求1所述的3d dram制造结构，其中至少一个si层具有比至少一个其他si层的高度更小的高度。

3.根据权利要求1所述的3d dram制造结构，进一步包含：

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的3d dram制造结构，其中至少一个sige层是包括至少一种掺杂剂的掺杂的sige层，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者。

5.根据权利要求4所述的3d dram制造结构，进一步包含：

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的3d dram制造结构，其中所述sige层是包括至少一种掺杂剂的掺杂的sige层，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者，其中交替的si层是掺杂的si层，并且其中每个si层的高度大于每个掺杂的si层的高度。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的3d dram制造结构，其中至少一对sige层包括至少一种掺杂剂，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者，并且进一步包含设置在所述至少一对sige层的每对sige层之间的中心sige层，所述中心sige层是掺杂的并且具有比所述至少一对sige层的掺杂剂浓度更高的所述掺杂剂浓度。

8.一种形成三维动态随机存取存储器(3d dram)结构的方法，包含以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成交替的si层，所述交替的si层具有比其他的所述si层所述高度更小的高度。

10.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成设置在交替层的所述堆叠的底部处的掺杂的隔离层。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成至少一个sige层作为包括至少一种掺杂剂的掺杂sige的层，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者。

12.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成设置在所述掺杂的sige层的任一侧面上的掺杂的si层，其中所述掺杂的si层具有比所述掺杂的sige层的高度更小的高度。

13.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成所述sige层作为包括至少一种掺杂剂的掺杂的sige层，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者，其中交替的si层是掺杂的si层，并且其中每个si层的高度大于每个掺杂的si层的高度。

14.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：

15.一种其上形成有指令的非暂时性计算机可读取介质，当所述指令执行时促使处理腔室执行方法，所述方法包含以下步骤：

16.根据权利要求15所述的计算机可读取介质，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成交替的si层，所述交替的si层具有小于其他的所述si层的所述高度的高度。

17.根据权利要求15所述的计算机可读取介质，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成设置在交替层的所述堆叠的底部处的掺杂的隔离层。

18.根据权利要求15至17中的任一项所述的计算机可读取介质，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成至少一个sige层作为包括至少一种掺杂剂的掺杂的sige层，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者，并且可选地，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含形成设置在所述掺杂的sige层的任一侧面上的掺杂的si层，其中所述掺杂的si层具有比所述掺杂的sige层的高度更小的高度。

19.根据权利要求15至17中的任一项所述的计算机可读取介质，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：形成所述sige层作为包括至少一种掺杂剂的掺杂的sige层，所述至少一种掺杂剂包含硼、碳、氮、氧、或磷的至少一者，其中交替的si层是掺杂的si层，并且其中每个si层的高度大于每个掺杂的si层的高度。

20.根据权利要求15至17中的任一项所述的计算机可读取介质，其中形成所述堆叠的步骤进一步包含以下步骤：

技术总结
本文提供了三维动态随机存取存储器(3D DRAM)结构及其形成方法。在一些实施方式中，3D DRAM堆叠可以包括交替的硅(Si)层及锗硅(SiGe)层。Si层的每一者可具有比SiGe层的每一者的高度更大的高度。进一步提供了用于形成此种结构的方法及系统。

技术研发人员：约翰·拜伦·托尔,知彦北島,托马斯·约翰·基申海特尔,帕特里夏·M·刘,朱作明,乔·马盖蒂斯,弗雷德里克·大卫·费什伯恩,阿卜杜尔·沃布·穆罕默德,李吉镛
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29