随着NAND Flash集成电路生产工艺线宽不断缩小以及3D NAND Flash技术的出现,栅极金属化工艺开发与应用成为限制flash产品性能的主要因素之一。例如平面NAND flash中的NiSi金属硅化工艺和3D NAND flash中的W栅极形成工艺。本工作主要围绕工艺开发过程中遇到的真实困难点对NAND flash栅极金属化工艺进行深入研究。平面NAND flash方面,本文分析了由于栅极电阻过大而导致的产品异常的案例。对于特征尺寸小于30nm的先进flash器件栅极金属化工艺,利用金属钨的良好的填充特性和不易变形的特点,本文提出一种新的工艺流程来替代现有的NiSi栅极金属化工艺,新工艺可以使控制栅层的厚度降低300?,相应减小了栅极叠层结构的厚度,更好的形成高宽深比字线(Word Line,WL)结构。3D NAND flash方面,栅极金属层进行回刻蚀(Etch Back)的过程中会导致堆叠结构最底部的金属被完全刻蚀导致存储器的倒塌的问题。本文提供一种新的3D NAND Flash存储器形成方法,在堆叠结构内靠近基底的第一层金属层内形成支撑部,支撑部对堆叠结构进行支撑,避免3D NAND Flash存储器件倒塌。针对NAND flash栅极金属化工艺过程中发生的产品低良率案例,优化的工艺方案被提出并通过实验验证,最终成功应用于大规模工业生产。