CN110729166A - 存储器的制作设备及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种存储器的制作设备及制作方法，该制作设备包括：壳体，包括用于容纳目标物的腔体；第一暂存箱，用于暂存第一类反应气体；第一类进气管，第一类进气管的第一端与第一暂存箱连通，第一类进气管的第二端与腔体连通，用于向腔体内输送第一类反应气体；第一阀门，位于第一类反应气体流通的第一气流通路上，用于在第一暂存箱中的第一类反应气体的压强大于腔体内的压强时，导通第一气流通路；第三类进气管，与腔体连通，用于向腔体内输送第三类反应气体；其中，第三类反应气体与电离后的第一类反应气体发生反应生成第一产物，至少部分第一产物与目标物表面的物质发生反应生成第二产物，第二产物的电阻值小于预设电阻值。
Description
技术领域
本发明实施例涉及集成电路领域，特别涉及一种存储器的制作设备及制作方法。
背景技术
在集成电路产业中，需要形成贯穿堆叠结构的预定结构，以实现存储器的特定功能。例如，在贯穿堆叠结构的接触通孔中形成接触连线(contact)，或者在贯穿堆叠结构的沟槽中形成存储器的位线(bit line)。
随着对存储器存储容量的需求不断增大，以及对存储器集成度的需求增大，接触连线底部与设置有堆叠结构的半导体衬底之间、或者位线与该半导体衬底之间，容易出现连接不良的状况，对存储器的性能产生不利影响。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种存储器的制作设备及制作方法。
本发明实施例第一方面提供一种存储器的制作设备，包括：
壳体，包括用于容纳目标物的腔体；
第一暂存箱，用于暂存第一类反应气体；
第一类进气管，所述第一类进气管的第一端与所述第一暂存箱连通，所述第一类进气管的第二端与所述腔体连通，用于向所述腔体内输送所述第一类反应气体；
第一阀门，位于所述第一类反应气体流通的第一气流通路上，用于在所述第一暂存箱内的压强大于所述腔体内的压强时，导通所述第一气流通路；
第三类进气管，与所述腔体连通，用于向所述腔体内输送第三类反应气体；其中，所述第三类反应气体与电离后的所述第一类反应气体发生反应生成第一产物，至少部分所述第一产物与所述目标物表面的物质发生反应生成第二产物，所述第二产物的电阻值小于预设电阻值。
可选地，所述设备还包括：
第二暂存箱，用于暂存第二类反应气体；
第二类进气管，所述第二类进气管的第一端与所述第二暂存箱连通，所述第二类进气管的第二端与所述腔体连通，用于向所述腔体内输送所述第二类反应气体；
第二阀门，位于所述第二类反应气体流通的第二气流通路上，用于在所述第二暂存箱内的压强大于所述腔体内的压强时，导通所述第二气流通路；
其中，部分所述第一产物与所述第二类反应气体发生反应生成第三产物，所述第三产物与所述第一类反应气体之间的化学反应为惰性。
可选地，所述设备还包括：
流量控制器，位于所述第三类进气管上，用于在所述第一气流通路导通时，将输送至所述腔体内的所述第三类反应气体的流量从第一流量减小至第二流量。
可选地，所述设备还包括：
气流驱动装置，用于将所述腔体内的气体排出所述腔体；
出气管，所述出气管的一端与所述腔体上的出气孔连通，所述出气管的另一端与所述气流驱动装置连通，用于输出所述腔体内的气体。
可选地，所述设备还包括：
第四类进气管，与所述出气管连通，用于向所述出气管内输送第二类反应气体；其中，所述第四类进气管中输送的所述第二类反应气体，用于与所述出气管内的气体发生反应生成第四产物，所述第四产物与所述出气管的组成成分之间的化学反应为惰性。
本发明实施例第二方面提供一种存储器的制作方法，应用于上述第一方面提供的设备，包括：
在第一暂存箱内的压强大于容纳有目标物的腔体内压强时，打开第一类进气管上的第一阀门，导通所述第一类反应气体流通的第一通路，将暂存在所述第一暂存箱内的所述第一类反应气体通过所述第一类进气管输送至所述腔体内；
通过第三类进气管向所述腔体内输送第三类反应气体；
利用所述第三类反应气体与电离后的所述第一类反应气体发生反应生成第一产物；
利用至少部分所述第一产物与所述目标物表面的物质发生反应生成第二产物；其中，所述第二产物的电阻小于预设电阻。
可选地，所述方法还包括：
在第二暂存箱内的压强大于所述腔体内的压强时，打开第二类进气管上的第二阀门，导通所述第二类反应气体流通的第二气流通路，将暂存在所述第二暂存箱内的所述第二类反应气体通过所述第二类进气管输送至所述腔体内；
利用所述第二类反应气体与部分所述第一产物发生反应生成第三产物；其中，所述第三产物与所述第一类反应气体之间的化学反应为惰性。
可选地，所述方法还包括：
在所述第一气流通路导通时，利用位于所述第三类进气管上流量控制器，将输送至所述腔体内的所述第三类反应气体的流量从第一流量减小至第二流量。
可选地，所述方法还包括：
利用气流驱动装置，通过与所述腔体上的出气孔连通的出气管，将所述腔体内的气体排出所述腔体。
可选地，所述方法还包括：
通过第四进气管向所述出气管中输送第二类反应气体；其中，所述第四进气管中输送的所述第二类反应气体与所述出气管内的气体发生反应生成第四产物，所述第四产物与所述出气管的组成成分之间的化学反应为惰性。
本发明实施例提供的上述存储器的制作设备及其制作方法，在第一暂存箱内的压强大于腔体内的压强时，导通第一气流通路，利用第一暂存箱内的压强与腔体内的压强之间的压强差，使得第一类反应气体具有较大的初始冲量，从而使第一类反应气体能够贯穿到通孔底部或沟槽底部，降低了因为第一类反应气体在通孔顶部或沟槽顶部附近聚集导致出现第一产物在通孔内或沟槽内厚度不均匀、甚至第一产物将通孔开口或沟槽开口封闭、在通孔内或沟槽内形成缝隙的几率，提高了第一类反应气体向目标物表面的通孔底部或者沟槽底部运动的几率，提高了第一产物在通孔底部或者沟槽底部的含量，进而提高了第二产物在通孔底部或沟槽底部的含量，提升了存储器的性能。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出一种制作设备的气体管路示意图；
图2是根据一示例性实施例示出一种制作设备的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种腔体内反应的示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种存储器的局部示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的另一种存储器的局部示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的又一种存储器的局部示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种制作设备的示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的又一种存储器的局部示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种制作方法的流程图；
图10a至图10e是根据一示例性实施例示出的又一种存储器的局部示意图；
图11a至图11e是根据一示例性实施例示出的又一种存储器的局部示意图；
图12a和图12b是根据一示例性实施例示出的一种晶圆的方块电阻示意图；
图13a和图13b是根据一示例性实施例示出的又一种晶圆的方块电阻示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在本申请实施例中，术语“A与B相连”包含A、B两者相互接触地A与B相连的情形，或者A、B两者之间还间插有其他部件而A非接触地与B相连的情形。
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等是用于区别似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
需要说明的是，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
在形成存储器的接触连线的通孔中，通常需要通过气相反应形成覆盖通孔内壁和通孔底部的阻挡层。类似地，在形成存储器的位线的沟槽中，通常也需要形成覆盖沟槽侧壁和沟槽底部的阻挡层。此处，接触连线和位线的组成成分可为金属，例如，钨。该阻挡层，位于接触连线与堆叠结构之间，用于阻挡接触连线与堆叠结构接触。或者，该阻挡层，可位于位线与堆叠结构之间，用于阻挡位线与堆叠结构接触。
示例性地，作为金属钨的阻挡层通常可包括：钛和氮化钛。其中，钛，用于与通孔底部或沟槽底部的硅发生反应生成硅化钛，硅化钛的电阻值小于氮化钛与硅的接触电阻值，可以降低接触连线与通孔底部的接触电阻、或降低位线与沟槽底部的接触电阻，改善存储器的性能。氮化钛，用于阻挡沉积在通孔内或沟槽内的金属(例如，钨)向通孔外或沟槽外扩散。
图1是根据一示例性实施例示出的一种制作设备的气体管路示意图。参照图1所示，制作设备的气体管路包括：第一进气管11，用于向容纳有目标物的腔体101内输送第一类反应气体和承载气体的混合气体；第二进气管12，用于向腔体101内输送第二类反应气体；第三进气管13，用于向腔体内101输送第三类反应气体。在每一个进气管上，还可包括流量控制器(MFC)，用于控制每个进气管中气体的流量。具体地，每个进气管上的流量控制器的量程规格可根据进气管中气体的流量变化范围进行选择。可以理解的是，设置于不同进气管上的流量控制器的量程可以相同也可以不同。
此处，目标物可为包括通孔结构或沟槽结构的半导体衬底，第一类反应气体为四氯化钛(TiCl4)，承载气体为氩气(Ar)，第二类反应气体为氨气(NH3)，第三类反应气体为氢气(H2)。
图2是一种存储器制作设备的示意图。如图2所示，输送氨气的管路与输送氢气的管路可通过同一根进气管通入腔体101内。
图3示出了一种制作方法中腔体101内发生的反应原理示意图。参照图3所示，氩气在射频电源的作用下发生电离产生等离子体，部分四氯化钛在射频电源的作用下发生电离产生三氯化钛和二氯化钛，部分四氯化钛与等离子体发生反应产生三氯化钛(TiCl3)和二氯化钛(TiCl2)。产生三氯化钛和二氯化钛附着在半导体衬底表面。腔体101中的氢气在等离子体的作用下发生反应生成氢原子(H)和氢离子(H*)。
在第一预设条件下，氢原子以及氢离子与附着在半导体衬底表面的三氯化钛和二氯化钛发生反应，生成的钛附着在半导体衬底表面，同时产生氯化氢(HCl)气体。
在第二预设条件下，氢气、附着在半导体衬底表面的三氯化钛和二氯化钛与半导体衬底表面硅发生反应，生成硅化钛，同时产生氯化氢气体。
在第三预设条件下，生成的钛也可以与半导体衬底表面的发生反应，生成硅化钛。需要说明的是，利用三氯化钛和二氯化钛生成硅化钛的第一过程，与利用钛生成硅化钛的第二过程可以是同时发生的，也可以通过控制腔体中的条件使得该第一过程和第二过程不同时发生。
当向腔体101内通入氨气时，在第四预设条件下，腔体内的三氯化钛和二氯化钛与氨气发生反应，生成氮化钛(TiN)和氯化氢气体。
当向腔体101内通入氨气时，在第五预设条件下，腔体内的没有与硅发生反应且可与氨气接触的钛，与氨气发生反应，生成氮化钛和氢气。
上述制作方法中涉及的化学反应过程如下所示：
TiCl4+H2+Ar*→TiClx+HCl+Ar (1)
其中，TiClx用于表示三氯化钛和二氯化钛的混合物，x可能的取值包括：2和3。
然而，随着存储器技术的不断发展，存储器设计时对工艺集成度的要求越来越高。为满足单位面积内较高的集成度，存储器中位线(Bit Line)的线宽会不断缩小。并且，为了提高存储器的存储容量，存储器中字线(Word Line)的数量不断增加，使得存储器中堆叠结构的高度增加，贯穿堆叠结构的通孔的深宽比和沟槽的深宽比不断增大。此处，通孔的深宽比表示通孔的深度与通孔开口直径的比值，沟槽的深宽比表示沟槽的深度与沟槽开口宽度的比值。
通孔深宽比和沟槽深宽比的增大导致在通孔内和沟槽内形成阻挡层难度增加，降低了阻挡层的质量，使得存储器中出现连接不良的状况。
具体地，以通孔的深宽比增大为例。当通孔深宽比增大时，通孔开口宽度减小，而通孔深度增大。此时，腔体内的反应气体难以运动至通孔底部，使得通孔开口附近的反应气体浓度大于通孔底部的反应气体浓度，如图4所示，导致在通孔开口附近阻挡层的厚度大于通孔底部阻挡层的厚度，且通孔底部阻挡层的厚度小于预设厚度，如图5所示，使得通孔底部阻挡层的阻挡效果较差，接触连线中的金属容易穿过通孔底部的阻挡层导致存储器失效。并且，沿着通孔开口指向通孔底部的方向，通孔内侧壁的阻挡层厚度逐渐减小，如图6所示。
或者，通孔开口附近的阻挡层厚度较大，使得形成阻挡层后通孔剩余的开口尺寸较小，提高了向通孔内形成接触连线的难度，使得在接触连线中出现缝隙等缺陷的几率增加，降低了接触连线的质量。甚至，通孔开口附近的阻挡层厚度过大使得通孔开口封闭，进而无法在通孔内形成接触连线，恶化了存储器的质量。
此外，由于薄膜应力的作用，厚度较大的阻挡层容易因为应力过大从通孔内侧壁劈裂(peeling)或者剥离(strip)，脱离通孔内侧壁的阻挡层会在存储器中形成杂质，降低存储器的质量。
图7是根据一示例性实施例示出的一种存储器的制作设备。参照图7所示，设备100包括：
壳体，包括用于容纳目标物的腔体101；
第一暂存箱110，用于暂存第一类反应气体；
第一类进气管111，第一类进气管111的第一端与第一暂存箱110连通，第一类进气管111的第二端与腔体101连通，用于向腔体101内输送第一类反应气体；
第一阀门，位于第一类反应气体流通的第一气流通路上，用于在第一暂存箱110内的压强大于腔体101内的压强时，导通第一气流通路；
第三类进气管130，与腔体101连通，用于向腔体101内输送第三类反应气体；其中，第三类反应气体与电离后的第一类反应气体发生反应生成第一产物，至少部分第一产物与目标物表面的物质发生反应生成第二产物，第二产物的电阻值小于预设电阻值。
示例性地，目标物可包括表面具有通孔或沟槽的半导体衬底。其中，通过通孔或沟槽显露的目标物表面的物质可包括硅。
第一类反应气体可包括含有钛元素的气体，例如，四氯化钛。
第三类反应气体可包括能够与第一类反应气体发生反应生成钛的气体，例如，还原性气体。具体地，第三类反应气体可包括：氢气。
当第一类反应气体为四氯化钛，第三类反应气体为氢气，通过通孔显露的目标物表面的物质包括硅时，第一产物为钛，第二产物为硅化钛。此时，预设电阻值可以等于或者小于氮化钛与硅的接触电阻值。
第一阀门，可设置于第一暂存箱110与第一类进气管111的连接处，还可设置于第一类进气管111与腔体101的连接处。
在第一阀门关闭、第一类反应气体从供气箱输送至第一暂存箱110的过程中，第一暂存箱110中的压强逐渐增大。当第一暂存箱110内的压强大于腔体101内的压强时，第一气流通路导通。此处，第一气流通路可包括：从第一暂存箱110经过第一类进气管111进入到腔体101的流通路径。
在一些实施例中，第一阀门，可用于在第一暂存箱110内的压强大于预设压强时，导通第一气流通路。其中，预设压强大于腔体101内的压强。例如，腔体101内的压强可为5托(T)，预设压强的取值可为15拖、20托、25托等。
在本实施例中，当预设压强与腔体101内压强的差值越大，且第一气流通路导通时，第一暂存箱110中的第一类反应气体受到的作用力越大，第一类反应气体具有的初始冲量越大，该作用力驱使第一类反应气体朝通孔底部或沟槽底部运动的越快，并驱使更多的第一类反应气体朝通孔底部或沟槽底部运动，增加了通孔底部或沟槽底部的第一类反应气体浓度，如图8所示，提高了通孔底部或沟槽底部的第一产物浓度，进而增加了第二产物的厚度，有利于降低存储器中阻挡层与通孔底部或沟槽底部的接触电阻，提高存储器的质量。
第一阀门，还可用于在第一暂存箱110内的压强小于或等于腔体101内的压强时，断开第一气流通路。当第一气流通路断开时，第一暂存箱110停止向腔体101内输送第一类反应气体。
第一阀门，还可用于在从第一气流通路导通开始，经过预设时间段后断开第一气流通路。可以理解的是，为了保证在第一气流通路导通时，第一暂存箱110向腔体101内输送的第一类反应气体中运动至通孔底部或沟槽底部的第一类反应气体较多，从第一气流通路导通开始至经过预设时间段期间，第一暂存箱110内的压强大于腔体101内的压强。
设备100内可包括：电离元件，用于电离第一类反应气体。示例性地，该电离元件可包括：射频电源。
该电离元件可设置于腔体101内，例如，电离元件可设置于腔体101与第一类进气管111的连接处。
该电离元件还可设置于腔体101外，例如，电离元件可设置于第一暂存箱110中。
相较于不通过第一暂存箱暂存第一类反应气体、并在第一暂存箱的压强大于腔体内压强时导通第一气流通路，而是直接通过进气管向腔体内输入第一类反应气体，本发明实施例在第一暂存箱110内的压强大于腔体101内的压强时，导通第一气流通路，利用第一暂存箱110内的压强与腔体101内的压强之间的压强差，使得第一类反应气体具有较大的初始冲量，从而使第一类反应气体能够贯穿到通孔底部或沟槽底部，降低了因为第一类反应气体在通孔顶部或沟槽顶部附近聚集导致出现第一产物在通孔内或沟槽内厚度不均匀、甚至第一产物将通孔开口或沟槽开口封闭、在通孔内或沟槽内形成缝隙的几率，提高了第一类反应气体向目标物表面的通孔底部或者沟槽底部运动的几率，提高了第一产物在通孔底部或者沟槽底部的含量，进而提高了第二产物在通孔底部或沟槽底部的含量，提升了存储器的性能。
在一些实施例中，参照图7所示，设备100还包括：
第二暂存箱120，用于暂存第二类反应气体；
第二类进气管121，第二类进气管121的第一端与第二暂存箱连通，第二类进气管的第二端与腔体连通，用于向腔体内输送第二类反应气体；
第二阀门，位于第二类反应气体流通的第二气流通路上，用于在第二暂存箱120内的压强大于腔体101内的压强时，导通第二气流通路；
其中，部分第一产物与第二类反应气体发生反应生成第三产物，第三产物与第一类反应气体之间的化学反应为惰性。
第二类反应气体可包括含有氮元素的气体，例如，氨气。此时，第三产物可为氮化钛。电离后的第一类反应气体，还可用于与第二类反应气体发生反应生成第三产物。
具体地，第二类反应气体为氨气。显露在目标物表面且未与硅发生反应的钛，可与氨气发生反应生成氮化钛。由于四氯化钛可以与钛发生反应，使得钛被腐蚀。因此，通过通入氨气将通孔中或沟槽中钛进行氮化生成氮化钛，该氮化硅可用于阻挡后续步骤中通入腔体内的四氯化钛与钛接触，降低钛被腐蚀的几率，已实现对钛的保护，进而可减少因为部分钛被腐蚀导致剩余的钛从通孔内侧壁或沟槽内侧壁劈裂或剥离的几率，减少在存储器中引入杂质或缺陷的可能性，提高存储器的质量。
此外，电离四氯化钛产生的三氯化钛和二氯化钛还可与氨气发生反应，生成氮化钛，再进一步加强对钛保护的同时，该氮化钛还可用于作为阻挡层，阻止后续工艺中向通孔内或沟槽内沉积的金属向通孔外侧或沟槽外侧发生扩散，有利于保证存储器的性能。
第二阀门，可用于在第二气流通路断开、且第二暂存箱120内的压强大于腔体101内压强时，导通第二气流通路，以使第二暂存箱120通过第二气流通路向腔体101内输送第二类反应气体。
本实施例中，相较于不通过第二暂存箱暂存第二类反应气体、并在第二暂存箱的压强大于腔体内压强时导通第二气流通路，而是直接通过进气管向腔体内输入第二类反应气体，本公开实施例在第二暂存箱内的压强大于腔体内的压强时，导通第二气流通路，利用第二暂存箱内的压强与腔体内的压强之间的压强差，使得第二类反应气体具有较大的初始冲量，从而使第二类反应气体能够贯穿到通孔底部或沟槽底部，增加了通孔底部的第一产物与第二类反应气体接触的几率，提高了第三产物在通孔内或沟槽内分布的均匀性，且降低了第一产物从通孔侧壁或沟槽侧壁发生劈裂或剥离的风险，提升了存储器的质量。
在一些实施例中，设备100还包括：
流量控制器，位于第三类进气管130上，用于在第一气流通路导通时，将输送至腔体101内的第三类反应气体的流量从第一流量减小至第二流量。
在本实施例中，通过在第一气流通路导通时，降低输送至腔体101内的第三类反应气体的流量，可以提高腔体101内第一类反应气体的含量与第三类反应气体含量的比值，增加了腔体101内第一类反应气体可以运动的空间，有利于增大第一类反应气体运动至通孔底部或沟槽底部的几率，增加了通孔底部或沟槽底部的第一产物含量，进而有利于提高第二产物在通孔底部或沟槽底部的含量，提升存储器的质量。
在一些实施例中，参照图7所示，设备100还包括：
气流驱动装置，用于将腔体101内的气体排出腔体101；
出气管150，出气管150的一端与腔体101上的出气孔连通，出气管150的另一端与气流驱动装置连通，用于输出腔体101内的气体。
气流驱动装置可包括能够驱动气体流动的装置，例如，流速泵、机械泵、分子泵或抽风机等。
在一些实施例中，可通过脉冲循环控制的方式周期性地交替打开第一阀门和第二阀门，其中，第一阀门与第二阀门不同时处于打开状态。并且，可在第一阀门关闭后且第二阀门打开前，或在第二阀门关闭后且第一阀门打开前，将腔体内的气体排出腔体。
当第一类反应气体、第二类反应气体和第三类反应气体同时存在于腔体101内时，生成的第一产物与第二类反应气体发生反应生成第三反应产物的第一速率，高于第一产物与目标物表面的物质发生反应生成第二产物的第二速率，导致通孔底部或沟槽底部的第二产物含量降低，会削弱第二产物对于第三产物与目标物表面物质之间的接触电阻降低作用，进而降低存储器的性能。
本公开实施例通过气流驱动装置，在第一阀门关闭后且第二阀门打开前，或在第二阀门关闭后且第一阀门打开前，将腔体101内的气体排出腔体101，可以降低第一类反应气体和第二类反应气体同时存在于腔体101内的状况，减少在形成第二产物的过程中第二类反应气体对于第一产物的消耗，保证了通孔底部或沟槽底部的第二产物含量，有利于保证存储器的性能。
在一些实施例中，参照图7所示，设备100还包括：
第四类进气管140，与出气管150连通，用于向出气管150内输送第二类反应气体；其中，第四类进气管140中输送的第二类反应气体，用于与出气管150内的气体发生反应生成第四产物，第四产物与出气管150的组成成分之间的化学反应为惰性。
第四产物与出气管150的组成成分之间的化学反应为惰性的情况可包括：第四产物与出气管150的组成成分之间不发生化学反应，或者第四产物与出气管150的组成成分之间发生化学反应的速率低于预设速率。此处，预设速率可包括出气管150内输送的从腔体101内排出的气体与出气管150的组成成分之间的化学反应速率。
示例性地，当第一类反应气体为四氯化钛，第三类反应气体为氯气时在第一阀门关闭后且第二阀门打开前，腔体101内的气体中包括氯化氢气体、四氯化钛气体等。四氯化钛气体和氯化氢气体对于出气管150的组成成分具有腐蚀作用，会损坏出气管150等零部件。
可以理解的是，当第四产物与出气管150的组成成分之间发生化学反应的速率低于预设速率时，可以视作第四产物对出气管150的组成成分的消耗速度，小于出气管150内输送的腔体101内排出的气体对出气管150的组成成分的消耗速度，进而可实现对于出气管150的保护。
本公开实施例中，通过向出气管150内输送第二反应气体，可以利用第二反应气体与出气管150内的气体发生反应生成第四产物，减少出气管150中输送的腔体101内气体的含量，减少腔体101内排出的气体对于出气管150的腐蚀作用，以实现对于出气管150等零部件的保护。
图9是根据一示例性实施例提供的一种存储器的制作方法的流程图。参照图9所示，该方法应用于设备100中，包括以下步骤：
S100：在第一暂存箱内的压强大于容纳有目标物的腔体内压强时，打开第一类进气管上的第一阀门，导通第一类反应气体流通的第一通路，将暂存在第一暂存箱内的第一类反应气体通过第一类进气管输送至腔体内；
S200：通过第三类进气管向腔体内输送第三类反应气体；
S300：利用第三类反应气体与电离后的第一类反应气体发生反应生成第一产物；
S400：利用至少部分第一产物与目标物表面的物质发生反应生成第二产物；其中，第二产物的电阻小于预设电阻。
相较于不通过第一暂存箱暂存第一类反应气体、并在第一暂存箱的压强大于腔体内压强时导通第一气流通路，而是直接通过进气管向腔体内输入第一类反应气体，本发明实施例在第一暂存箱110内的压强大于腔体101内的压强时，导通第一气流通路，利用第一暂存箱110内的压强与腔体101内的压强之间的压强差，使得第一类反应气体具有较大的初始冲量，从而使第一类反应气体能够贯穿到通孔底部或沟槽底部，降低了因为第一类反应气体在通孔顶部或沟槽顶部附近聚集导致出现第一产物在通孔内或沟槽内厚度不均匀、甚至第一产物将通孔开口或沟槽开口封闭、在通孔内或沟槽内形成缝隙的几率，提高了第一类反应气体向目标物表面的通孔底部或者沟槽底部运动的几率，提高了第一产物在通孔底部或者沟槽底部的含量，进而提高了第二产物在通孔底部或沟槽底部的含量，提升了存储器的性能。
在一些实施例中，该方法还包括：
在第二暂存箱内的压强大于腔体内的压强时，打开第二类进气管上的第二阀门，导通第二类反应气体流通的第二气流通路，将暂存在第二暂存箱内的第二类反应气体通过第二类进气管输送至腔体内；
利用第二类反应气体与部分第一产物发生反应生成第三产物；其中，第三产物与第一类反应气体之间的化学反应为惰性。
本实施例中，相较于不通过第二暂存箱暂存第二类反应气体、并在第二暂存箱的压强大于腔体内压强时导通第二气流通路，而是直接通过进气管向腔体内输入第二类反应气体，本公开实施例在第二暂存箱内的压强大于腔体内的压强时，导通第二气流通路，利用第二暂存箱内的压强与腔体内的压强之间的压强差，使得第二类反应气体具有较大的初始冲量，从而使第二类反应气体能够贯穿到通孔底部或沟槽底部，增加了通孔底部的第一产物与第二类反应气体接触的几率，提高了第三产物在通孔内或沟槽内分布的均匀性，且降低了第一产物从通孔侧壁或沟槽侧壁发生劈裂或剥离的风险，提升了存储器的质量。
在一些实施例中，该方法还包括：
在第一气流通路导通时，利用位于第三类进气管上流量控制器，将输送至腔体内的第三类反应气体的流量从第一流量减小至第二流量。
在本实施例中，通过在第一气流通路导通时，降低输送至腔体101内的第三类反应气体的流量，可以提高腔体101内第一类反应气体的含量与第三类反应气体含量的比值，增加了腔体101内第一类反应气体可以运动的空间，有利于增大第一类反应气体运动至通孔底部或沟槽底部的几率，增加了通孔底部或沟槽底部的第一产物含量，进而有利于提高第二产物在通孔底部或沟槽底部的含量，提升存储器的质量。
在一些实施例中，该方法还包括：
利用气流驱动装置，通过与腔体上的出气孔连通的出气管，将腔体内的气体排出腔体。
本公开实施例通过气流驱动装置，在第一阀门关闭后且第二阀门打开前，或在第二阀门关闭后且第一阀门打开前，将腔体101内的气体排出腔体101，可以降低第一类反应气体和第二类反应气体同时存在于腔体101内的状况，减少在形成第二产物的过程中第二类反应气体对于第一产物的消耗，保证了通孔底部或沟槽底部的第二产物含量，有利于保证存储器的性能。
在一些实施例中，该方法还包括：
通过第四进气管向出气管中输送第二类反应气体；其中，第四进气管中输送的第二类反应气体与出气管内的气体发生反应生成第四产物，第四产物与出气管的组成成分之间的化学反应为惰性。
本公开实施例中，通过向出气管150内输送第二反应气体，可以利用第二反应气体与出气管150内的气体发生反应生成第四产物，减少出气管150中输送的腔体101内气体的含量，减少腔体101内排出的气体对于出气管150的腐蚀作用，以实现对于出气管150等零部件的保护。
图10a至图10e是根据相关技术中一种制作方法制备的存储器的通孔局部示意图。图11a至图11e是根据本公开实施例提供的一种制作方法制备的一种存储器的通孔局部示意图。
其中，图10a示出相关技术中通孔开口附近的示意图，图11a示出根据本公开的制作方法形成的存储器在通孔开口附近的示意图。通孔开口附近，相关技术中的氮化钛的厚度为6.35纳米，根据本公开的制作方法制作的存储器的氮化钛厚度为6.5纳米。
图10b示出相关技术中通孔内距离通孔开口预设距离处的示意图，图11b示出根据本公开的制作方法形成的存储器在通孔内距离通孔开口预设距离处的示意图。通孔内距离通孔开口预设距离处，相关技术中的氮化钛的厚度为4.72纳米，根据本公开的制作方法制作的存储器的氮化钛厚度为5.25纳米。
图10c示出相关技术中通孔底部附近的示意图，图11c示出根据本公开的制作方法形成的存储器在通孔底部附近的示意图。在通孔底部，相关技术中的氮化钛的厚度为3.93纳米，硅化钛和氮化钛的总厚度为19.68纳米。在通孔底部，根据本公开的制作方法制作的存储器的氮化钛厚度为4.48纳米，硅化态和氮化钛的总厚度为25.57纳米。
图10d示出相关技术中通孔底部的钛元素分布图，图11d示出根据本公开的制作方法形成的存储器的通孔底部的钛元素分布图。图10e示出相关技术中通孔底部的硅元素分布图，图11e示出根据本公开的制作方法形成的存储器的通孔底部的硅元素分布图。
结合图10a至图10e、图11a至图10e，本公开提供的制作方法，一方面能够增加位于通孔底部的硅化钛的厚度，有利于降低存储器中阻挡层与通孔底部的接触电阻，提高存储器的性能。另一方面，可以提高通孔内侧壁的氮化钛分布均匀度，提升阻挡层的质量，进一步提高存储器的质量。此外，通孔内侧壁氮化钛厚度的增加也表明了生成的钛的台阶覆盖率的优化。此处，钛的台阶覆盖率表示：位于通孔侧壁的钛的厚度与位于通孔底部的钛的厚度的比值。
图12a和图12b是相关技术中制作的一种晶圆上不同位置的电阻率分布示意图，该晶圆上的平均电阻率为114.7415ohm/sq。图13a和图13b是根据本公开实施例提供的制作方法制作的又一种晶圆上不同位置的电阻率分布示意图，该晶圆上的平均方块电阻为116.5479ohm/sq。此处，该晶圆上包括上述阻挡层。其中，方块电阻的单位为ohm/sq。
对比图12a和图13a可知，本公开实施例提供的制作方法制备的晶圆的薄膜方块电阻稳定性，高于相关技术中制作的晶圆的薄膜方块电阻的稳定性。此外，本公开实施例提供的制作方法制备的晶圆的薄膜方块电阻的平均值，略高于相关技术中制作的晶圆的薄膜方块电阻的平均值，可能是因为在制作过程中四氯化钛在腔体中的比例增大，使得晶圆中的氯原子含量增加引起的。
结合图12b和图13b可知，根据本公开实施例提供的制作方法制作的晶圆上方块电阻的分布情况，与相关技术中晶圆上方块电阻的分布情况没有明显变化。因此，采用本公开实施例提供的制作方法，不会对晶圆上方块电阻分布产生不利影响。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统与方法，可以通过其他的方式实现。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种存储器的制作设备，其特征在于，包括：
壳体，包括用于容纳目标物的腔体；
第一暂存箱，用于暂存第一类反应气体；
第一类进气管，所述第一类进气管的第一端与所述第一暂存箱连通，所述第一类进气管的第二端与所述腔体连通，用于向所述腔体内输送所述第一类反应气体；
第一阀门，位于所述第一类反应气体流通的第一气流通路上，用于在所述第一暂存箱内的压强大于所述腔体内的压强时，导通所述第一气流通路；
第三类进气管，与所述腔体连通，用于向所述腔体内输送第三类反应气体；其中，所述第三类反应气体与电离后的所述第一类反应气体发生反应生成第一产物，至少部分所述第一产物与所述目标物表面的物质发生反应生成第二产物，所述第二产物的电阻值小于预设电阻值。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
第二暂存箱，用于暂存第二类反应气体；
第二类进气管，所述第二类进气管的第一端与所述第二暂存箱连通，所述第二类进气管的第二端与所述腔体连通，用于向所述腔体内输送所述第二类反应气体；
第二阀门，位于所述第二类反应气体流通的第二气流通路上，用于在所述第二暂存箱内的压强大于所述腔体内的压强时，导通所述第二气流通路；
其中，部分所述第一产物与所述第二类反应气体发生反应生成第三产物，所述第三产物与所述第一类反应气体之间的化学反应为惰性。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
流量控制器，位于所述第三类进气管上，用于在所述第一气流通路导通时，将输送至所述腔体内的所述第三类反应气体的流量从第一流量减小至第二流量。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
气流驱动装置，用于将所述腔体内的气体排出所述腔体；
出气管，所述出气管的一端与所述腔体上的出气孔连通，所述出气管的另一端与所述气流驱动装置连通，用于输出所述腔体内的气体。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
第四类进气管，与所述出气管连通，用于向所述出气管内输送第二类反应气体；其中，所述第四类进气管中输送的所述第二类反应气体，用于与所述出气管内的气体发生反应生成第四产物，所述第四产物与所述出气管的组成成分之间的化学反应为惰性。
6.一种存储器的制作方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的设备，包括：
在第一暂存箱内的压强大于容纳有目标物的腔体内压强时，打开第一类进气管上的第一阀门，导通所述第一类反应气体流通的第一通路，将暂存在所述第一暂存箱内的所述第一类反应气体通过所述第一类进气管输送至所述腔体内；
通过第三类进气管向所述腔体内输送第三类反应气体；
利用所述第三类反应气体与电离后的所述第一类反应气体发生反应生成第一产物；
利用至少部分所述第一产物与所述目标物表面的物质发生反应生成第二产物；其中，所述第二产物的电阻小于预设电阻。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第二暂存箱内的压强大于所述腔体内的压强时，打开第二类进气管上的第二阀门，导通所述第二类反应气体流通的第二气流通路，将暂存在所述第二暂存箱内的所述第二类反应气体通过所述第二类进气管输送至所述腔体内；
利用所述第二类反应气体与部分所述第一产物发生反应生成第三产物；其中，所述第三产物与所述第一类反应气体之间的化学反应为惰性。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一气流通路导通时，利用位于所述第三类进气管上流量控制器，将输送至所述腔体内的所述第三类反应气体的流量从第一流量减小至第二流量。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用气流驱动装置，通过与所述腔体上的出气孔连通的出气管，将所述腔体内的气体排出所述腔体。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过第四进气管向所述出气管中输送第二类反应气体；其中，所述第四进气管中输送的所述第二类反应气体与所述出气管内的气体发生反应生成第四产物，所述第四产物与所述出气管的组成成分之间的化学反应为惰性。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200124 |