三維存儲器測試結構及其制作方法、測試方法技術

本發明專利技術實施例公開了一種三維存儲器測試結構及其制作方法、測試方法，該三維存儲器測試結構曝露所述第M層金屬柵極的部分區域，從而在研發過程中，可以利用該測試方法通過直接利用探針測試第M層金屬柵極的電阻，來獲得所述三維存儲器測試結構中金屬柵極的填充性能，從而比較不同工藝下金屬柵極的填充性能，而無需等整個三維存儲器的后端工藝制作完成后再測試金屬柵極的填充性能，縮短了研發周期，降低了研發成本。

Three dimensional memory test structure, manufacturing method and testing method thereof

The embodiment of the invention discloses a three-dimensional memory test test structure and its manufacturing method, method, the three-dimensional structure of the memory test exposure part of the M layer of the metal gate, which can be used in the development process, the test method by directly using the resistance probe test the M layer of the metal gate, to obtain the filling properties the metal gate of the three-dimensional structure of the memory test, and performance comparison of different filling process of the metal gate, filling performance without the back-end process of three-dimensional storage after the completion of testing of the metal gate, shorten the development cycle, reduce development cost.

【技術實現步驟摘要】
三維存儲器測試結構及其制作方法、測試方法
本專利技術涉及三維存儲器
，尤其涉及一種三維存儲器測試結構及其制作方法和測試方法。
技術介紹
隨著平面型存儲器的不斷發展，半導體的生產工藝取得了巨大的進步。但是近幾年來，平面型存儲器的發展遇到了各種挑戰：物理極限，現有的顯影技術極限以及存儲電子密度極限等。在此背景下，為解決平面型存儲器遇到的困難以及追求更低的單位存儲單元的生產成本，三維存儲器的結構應運而生，目前三維存儲器的技術研發已成為國際上研發的主流。但是，現有技術在研發三維存儲器的過程中，通常是將三維存儲器制作完成后再測試該三維存儲器中柵極的電阻，以此判斷該三維存儲器中柵極的填充性能，周期較長，成本較高。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術實施例提供了一種三維存儲器測試結構及其制作方法和測試方法，以縮短獲知所述三維存儲器中柵極填充性能的時間，縮短研發周期，降低研發成本。為解決上述問題，本專利技術實施例提供了如下技術方案：一種三維存儲器測試結構，包括：基底；位于所述基底表面的堆疊結構，所述堆疊結構包括沿預設方向呈階梯狀排布的N層金屬柵極，以及位于相鄰兩層金屬柵極之間的氧化層，N為大于1的正整數；形成于所述堆疊結構的第一區域和第二區域的多個溝道孔，其中，所述第二區域位于所述第一區域外圍，且所述第二區域內溝道孔的密度小于所述第一區域內溝道孔的密度；形成于在所述溝道孔內的存儲結構；形成于所述N層金屬柵極中第M層金屬柵極上方各層金屬柵極和氧化層對應所述第二區域中預設區域內的曝露結構，所述曝露結構曝露所述第M層金屬柵極部分區域，M為大于零且不大于N的正整數。可選的，所述曝露結構為凹槽或通孔。可選的，所述第一區域為存儲區域，所述第二區域為電極連接區域。可選的，所述預設區域為所述第二區域中各通道孔之間的空白區域。可選的，所述金屬柵極的厚度不小于10nm，且不大于80nm。可選的，所述溝道孔結構包括：依次形成于所述溝道孔側壁的隧穿層、存儲層、阻擋層和多晶硅層。可選的，所述金屬柵極包括疊加的氮化鈦金屬層和鎢金屬層。可選的，所述氮化鈦金屬層的厚度不小于1nm且不大于10nm；所述鎢金屬層的厚度不小于10nm且不大于100nm。一種三維存儲器測試結構的制作方法，該方法包括：提供基底；在所述基底表面形成堆疊結構，所述堆疊結構包括交錯層疊設置的N層氧化層和N層氮化層，N為大于1的正整數；在所述堆疊結構的第一區域和第二區域形成多個溝道孔，所述第二區域位于所述第一區域外圍，且所述第一區域的溝道孔的密度大于所述第二區域的溝道孔的密度；在所述溝道孔中形成存儲結構；去除所述堆疊結構中的氮化層，形成溝槽；在所述溝槽內填充金屬，形成沿預設方向呈階梯狀排布的N層金屬柵極；去除所述N層金屬柵極中第M層金屬柵極上方各層金屬柵極和氧化層位于所述第二區域中預設區域的部分，曝露所述第M層金屬柵極部分區域，M為大于零且不大于N的正整數。可選的，去除所述N層金屬柵極中第M層金屬柵極上方各層金屬柵極和氧化層位于所述第二區域中預設區域的部分，曝露所述第M層金屬柵極部分區域包括：利用等離子聚焦束去除所述N層金屬柵極中第M層金屬柵極上方各層金屬柵極和氧化層位于所述第二區域中預設區域的部分，曝露所述第M層金屬柵極部分區域。一種三維存儲器測試結構的測試方法，該方法包括：利用探針接觸上述任一項所述的三維存儲器測試結構中第M層金屬柵極的曝露區域；根據所述探針的探測結果，獲得所述三維存儲器測試結構中金屬柵極的填充性能。與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：本專利技術實施例所提供的三維存儲器測試結構及其測試方法中，該三維存儲器測試結構曝露所述第M層金屬柵極的部分區域，從而在研發過程中，可以利用該測試方法通過直接利用探針測試第M層金屬柵極的電阻，來獲得所述三維存儲器測試結構中金屬柵極的填充性能，從而比較不同工藝下金屬柵極的填充性能，而無需等整個三維存儲器的后端工藝制作完成后再測試金屬柵極的填充性能，縮短了研發周期，降低了研發成本。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術一個實施例所提供的三維存儲器測試結構的結構示意圖；圖2為本專利技術一個實施例所提供的三維存儲器測試結構的俯視圖；圖3為本專利技術一個實施例所提供的三維存儲器測試結構的制作方法流程圖；圖4為本專利技術一個實施例所提供的三維存儲器測試結構的測試方法流程圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術，但是本專利技術還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術不受下面公開的具體實施例的限制。本專利技術實施例提供了一種三維存儲器的測試結構，如圖1所示，該測試結構包括：基底1；位于所述基底表面的堆疊結構，所述堆疊結構包括沿預設方向呈階梯狀排布的N層金屬柵極2，以及位于相鄰兩層金屬柵極2之間的氧化層3，N為大于1的正整數；如圖2所示，形成于所述堆疊結構的第一區域A和第二區域B的多個溝道孔4，其中，所述第二區域B位于所述第一區域A外圍，且所述第二區域B內溝道孔4的密度小于所述第一區域A內溝道孔4的密度；形成于在所述溝道孔4內的存儲結構5；形成于所述N層金屬柵極4中第M層金屬柵極21上方各層金屬柵極和氧化層對應所述第二區域中預設區域內的曝露結構，所述曝露結構曝露所述第M層金屬柵極21至少部分區域，M為大于零且不大于N的正整數。可選的，所述曝露結構為凹槽或通孔，本專利技術對此并不做限定，只要保證所述曝露結構能夠曝露所述第M層金屬柵極的至少部分區域即可。需要說明的是，在本專利技術實施例中，所述測試結構具體用于測試時，M可以為1-N中任一數值，包括1和N，也可以依次為N-1中任一值，本專利技術對此并不做限定，具體視情況而定。在上述實施例的基礎上，在本專利技術的一個實施例中，所述第一區域為存儲區域，所述第二區域為電極連接區域。可選的，所述預設區域為所述第二區域中各通道孔之間的空白區域。但本專利技術對此并不做限定，只要保證所述預設區域的存在不影響所述三維存儲器的正常功能即可。在上述任一實施例的基礎上，在本專利技術的一個實施例中，所述金屬柵極的厚度不小于10nm，且不大于80nm；所氧化層的厚度不小于10nm，且不大于80nm，但本專利技術對此并不做限定，具體視情況而定。可選的，所述堆疊結構的總厚度大于1微米，但本專利技術對此并不做限定，具體視情況而定。在上述任一實施例的基礎上，在本專利技術的一個實施例中，繼續如圖1所示，所述溝道孔結構5包括：依次形成于所述溝道孔4側壁的隧穿層51、存儲層52、阻擋層53和多晶硅層54。其中，所述隧穿層52用于產生電荷，所述存儲層52用于存儲電荷，所述阻擋層53用于阻擋所述存儲層中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三維存儲器測試結構，其特征在于，包括：基底；位于所述基底表面的堆疊結構，所述堆疊結構包括沿預設方向呈階梯狀排布的N層金屬柵極，以及位于相鄰兩層金屬柵極之間的氧化層，N為大于1的正整數；形成于所述堆疊結構的第一區域和第二區域的多個溝道孔，其中，所述第二區域位于所述第一區域外圍，且所述第二區域內溝道孔的密度小于所述第一區域內溝道孔的密度；形成于在所述溝道孔內的存儲結構；形成于所述N層金屬柵極中第M層金屬柵極上方各層金屬柵極和氧化層對應所述第二區域中預設區域內的曝露結構，所述曝露結構曝露所述第M層金屬柵極部分區域，M為大于零且不大于N的正整數。

【技術特征摘要】
1.一種三維存儲器測試結構，其特征在于，包括：基底；位于所述基底表面的堆疊結構，所述堆疊結構包括沿預設方向呈階梯狀排布的N層金屬柵極，以及位于相鄰兩層金屬柵極之間的氧化層，N為大于1的正整數；形成于所述堆疊結構的第一區域和第二區域的多個溝道孔，其中，所述第二區域位于所述第一區域外圍，且所述第二區域內溝道孔的密度小于所述第一區域內溝道孔的密度；形成于在所述溝道孔內的存儲結構；形成于所述N層金屬柵極中第M層金屬柵極上方各層金屬柵極和氧化層對應所述第二區域中預設區域內的曝露結構，所述曝露結構曝露所述第M層金屬柵極部分區域，M為大于零且不大于N的正整數。2.根據權利要求1所述的測試結構，其特征在于，所述第一區域為存儲區域，所述第二區域為電極連接區域。3.根據權利要求1所述的測試結構，其特征在于，所述預設區域為所述第二區域中各通道孔之間的空白區域。4.根據權利要求1所述的測試結構，其特征在于，所述金屬柵極的厚度不小于10nm，且不大于80nm。5.根據權利要求1所述的測試結構，其特征在于，所述溝道孔結構包括：依次形成于所述溝道孔側壁的隧穿層、存儲層、阻擋層和多晶硅層。6.根據權利要求1所述的測試結構，其特征在于，所述金屬柵極包括疊加的氮化鈦金屬層和鎢金屬層。7.根據權利要求6所述的測試結構，其特征在于，所述氮化鈦金屬層的厚度不小于1nm且不大于10nm；所述鎢金屬層的厚...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐強，夏志良，劉藩東，趙治國，傅豐華，楊要華，華文宇，霍宗亮，
申請(專利權)人：長江存儲科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42