接触垫结构及其制造方法技术

一种接触垫结构，包括交替堆叠的N层(N≥6)绝缘层及N层导电层，且具有排成二维阵列的N个区域露出各导电层。当所述导电层由下至上编号为第1至第N导电层时，同列的区域中露出的导电层的编号Ln朝一行方向递减，相邻两列的区域之间的Ln值差异固定，同行的区域中Ln由两端向中央渐减，且相邻两行的区域之间的Ln值差异固定。

Contact pad structure and manufacturing method thereof

A contact pad structure comprises a N layer alternately (N = 6) insulation layer and N layer conductive layer, and has formed a two-dimensional array of N regions with the conductive layer. When the conductive layer from the bottom to the number first N conductive layer, the conductive layer to reveal the same column in the area of the number of Ln in a row direction decrease, area between two adjacent columns of the Ln value of fixed counterparts from both ends to the central region in the Ln region between adjacent drops, and two for the difference in Ln value fixed.

【技术实现步骤摘要】
接触垫结构及其制造方法
本专利技术是涉及一种适用于集成电路的结构及其制造方法，特别涉及一种用于多层导电层的电性连接的接触垫结构及其制造方法。
技术介绍
三维(3D)元件阵列，例如3D存储器的各层元件的导线都需要电性连接，所以接触区中各层导电层都需露出以供电性连接，从而形成阶梯状的接触垫结构。为了形成N层元件的阶梯状接触垫结构，先前技术使用N-1个掩模进行N-1次光刻蚀工艺，以分别去除接触区中的N-1个区域中的不同层数的导电层。然而，这种方式非常繁琐，而且因为间距(pitch)小而需要很精确的工艺控制，从而提高了制造成本及工艺难度。
技术实现思路
本专利技术提供一种接触垫结构，其在元件有N层的情况下可使用远少于N-1次的光刻蚀工艺来形成。本专利技术提供一种接触垫结构的制造方法。本专利技术的接触垫结构包括交替堆叠的N层(N≥6)绝缘层及N层导电层，且具有N个区域暴露出各个导电层。所述区域排列成P×Q的二维阵列(P≥3、Q≥2)。当所述导电层由下至上编号为第1至第N导电层且区域(i，j)(i＝1～P，j＝1～Q)暴露出的导电层为第Lni，j导电层时，在第i列的Q个区域中，Lni，j随j值增加而递减，即Lni，1＞Lni，2＞...＞Lni，Q，第i列(row)的Q个区域及第i+1列的Q个区域之间的Ln值差异固定，即Lni，1-Lni+1，1＝Lni，2-Lni+1，2＝...＝Lni，Q-Lni+1，Q，在第j行(column)的P个区域中，Lni，j由两端向中央渐减，即Ln1，j，LnP，j＞Ln2，j，LnP-1，j＞...，并且第j行的P个区域及第j+1行的P个区域之间的Ln值差异固定，即Ln1，j-Ln1，j+1＝Ln2，j-Ln2，j+1＝...＝LnP，j-LnP，j+1。在第一实施例中，在各该区域(i，j)中不存在高于第Lni，j导电层的绝缘层或导电层。在第二实施例中，在暴露出第N导电层之区域以外的各该区域(i，j)中，第Lni，j导电层暴露于形成在上层之绝缘层及导电层中的接触窗开口中。本专利技术的接触垫结构可配置于3D存储器中。在另一实施例中，第j行的P个区域及第j+1行的P个区域之间的Ln值差异固定，即Ln1，j-Ln1，j+1＝Ln2，j-Ln2，j+1＝...＝LnP，j-LnP，j+1＝P，并且在第j行的P个区域中，|Lni，j-Lni+1，j|≤2，且所述P个区域形成具有凹陷形状或凸起形状的不对称结构。本专利技术提供一种不对称结构具有凹陷形状的上述实施例的接触垫结构的制造方法，包括：以区域(f，j)至(f-1+n，j)(j＝1～Q)为目标区域去除一层导电层，其中f为1或2，且当P为偶数时，n＝P/2，或者当P为奇数时，n＝(P-1)/2；d次去除两层导电层的步骤，分别以区域(f+b，j)至(f-1+n+b，j)(j＝1～Q)为目标区域，其中d为(P-1)/2的整数部分，且所述d次步骤中的每一次的b是介于1至d之间的不同的整数；以及Q-1次去除P个导电层的步骤，分别以区域(i，1+c)至(i，Q)(i＝1～P)为目标区域，其中c是介于1至Q-1之间的不同的整数，其中该目标区域为被暴露与刻蚀区域。本专利技术提供一种不对称结构具有凸起形状的上述实施例的接触垫结构的制造方法，包括：当P为偶数时，以区域(f，j)至(f-1+n，j)(j＝1～Q)为目标区域去除一层导电层，其中f为1或2，且n＝P/2，或者当P为奇数时，以区域(1，j)至(n，j)(j＝1～Q)为目标区域去除一层导电层，其中n＝(P+1)/2；d次去除两层导电层的步骤，其在P为偶数时分别以区域(f+b，j)至(f-1+n+b，j)(j＝1～Q)(n＝P/2)为目标区域，或者在P为奇数时分别以区域(1+b，j)至(n+b，j)(j＝1～Q)(n＝(P+1)/2)为目标区域，其中d为(P-1)/2的整数部分，且所述d次步骤中的每一次的b是介于1至d之间的不同的整数；以及Q-1次去除P层导电层的步骤，分别以区域(i，1+c)至(i，Q)(i＝1～P)为目标区域，其中c是介于1至Q-1之间的不同的整数，其中该目标区域为被屏蔽之区域。由于本专利技术的N层导电层的接触垫结构可使用远少于N-1次的光刻蚀工艺来形成，故其工艺可大幅简化，工艺控制也比较容易。此外，当上述不对称结构具有凹陷形状时，其拓扑高度差较小，特别是在ADT边界中，并且每个阶梯的面积可以被均等地分割，而当上述不对称结构具有凸起形状，并且配置在一个低于相邻表面的表面上时，凸起结构可以分隔宽的沟渠，以避免后续CMP工艺造成的凹陷问题。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特列举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1A为本专利技术第一实施方式的一例的接触垫结构的立体图。图1B为图1A的接触垫结构的俯视图，其中标示各区域暴露出的导电层的编号Lni，j及须去除的导电层层数Tni，j。图2绘示可达成图1B的导电层去除层数分布的掩模图案/刻蚀层数组合的一个例子。图3A为本专利技术第一实施方式的另一例的接触垫结构的立体图。图3B为图3A的接触垫结构的俯视图，其中标示各区域暴露出的导电层的编号Lni，j及须去除的导电层层数Tni，j。图4绘示可达成图3B的导电层去除层数分布的掩模图案/刻蚀层数组合的一个例子。图5A为本专利技术第二实施方式的一例的接触垫结构的俯视图，其中标示各区域中须部分去除的导电层的层数Tni，j。图5B为图5A的接触垫结构的B-B’剖面图。图6为包括本专利技术一实施例的接触垫结构的3D存储器结构示例的立体图。图7A和7B为本专利技术实施例的同一行接触区域的不对称结构的凸起形状的两个示例，其中具有凸起形状的不对称结构配置在一个低于相邻表面(7A)或与相邻表面共平面(7B)的表面上。图8绘示了接触区域的凹陷形状满足要求|Lni，j-Lni+1，j|≤2的一个例子，其中每个数字为各相应接触区域须去除的导电层数Tni，j。图9绘示了接触区域的凸起形状满足要求|Lni，j-Lni+1，j|≤2的一个例子，其中每个数字为各相应接触区域须去除的导电层数Tni，j。图10A和10B绘示本专利技术P＝5且形成凹陷形状的一实施例的接触垫的一种制造方法。图11绘示本专利技术P＝6且形成凹陷形状的一实施例的接触垫的一种制造方法。图12绘示本专利技术P＝8且形成凹陷形状的一实施例的接触垫的一种制造方法的列定义步骤。图13绘示本专利技术P＝10且形成凹陷形状的一实施例的接触垫的一种制造方法的列定义步骤。图14A和14B绘示本专利技术P＝5且形成凸起形状的一实施例的接触垫的一种制造方法。图15绘示本专利技术P＝6且形成凸起形状的一实施例的接触垫的一种制造方法。图16标示本专利技术形成凹陷形状且P＝5或6的各种实施例中每一区域须去除的导电层数Tni，j。图17标示本专利技术的形成凸起形状且P＝5或6的各种实施例中每一区域须去除的导电层数Tni，j。【附图标记说明】100、300、500：接触垫102：绝缘层104：导电层106：接触窗开口108：间隙壁21、22、23、24、31、32、33、34：掩模图案212、222、232、242、312、322、332、342：对应导电层去除区的掩模区域214、224、234、244、314、324、334、344：对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触垫结构，包括交替堆叠的N层(N≥6)绝缘层及N层导电层，且具有N个区域暴露出各个导电层，其中所述区域排列成P×Q的二维阵列(P≥3、Q≥2)，当所述导电层由下至上编号为第1至第N导电层且区域(i，j)(i＝1～P，j＝1～Q)暴露出的导电层为第Lni，j导电层时，第j行的P个区域及第j+1行的P个区域之间的Ln值差异固定，即Ln1，j‑Ln1，j+1＝Ln2，j‑Ln2，j+1＝...＝LnP，j‑LnP，j+1＝P，并且在第j行的P个区域中，|Lni，j‑Lni+1，j|≤2，并且所述P个区域形成具有凹陷形状或凸起形状的不对称结构。

【技术特征摘要】
2016.04.14 US 15/099,316;2016.11.28 US 15/362,7181.一种接触垫结构，包括交替堆叠的N层(N≥6)绝缘层及N层导电层，且具有N个区域暴露出各个导电层，其中所述区域排列成P×Q的二维阵列(P≥3、Q≥2)，当所述导电层由下至上编号为第1至第N导电层且区域(i，j)(i＝1～P，j＝1～Q)暴露出的导电层为第Lni，j导电层时，第j行的P个区域及第j+1行的P个区域之间的Ln值差异固定，即Ln1，j-Ln1，j+1＝Ln2，j-Ln2，j+1＝...＝LnP，j-LnP，j+1＝P，并且在第j行的P个区域中，|Lni，j-Lni+1，j|≤2，并且所述P个区域形成具有凹陷形状或凸起形状的不对称结构。2.如权利要求1所述的接触垫结构，其中该凹陷形状在位于一行的中间或从一行的中间偏移一个区域的第h个区域处具有中心最低点。3.如权利要求2所述的接触垫结构，其中Lni，j＝N-Tni，j，其中Tni，j为须去除的导电层数，Tn1，1＝0，Tnh，1＝P-1，当Tni，1(i＝h+1～P)为P-1-|i-h|×2时，Tni，1(i＝h-1～2)为P-|i-h|×2，当Tni，1(i＝h-1～2)为P-1-|i-h|×2时，Tni，1(i＝h+1～P)为P-|i-h|×2，并且Tni，j(i≥1，j＞1)＝Tni，1+(j-1)×P。4.如权利要求1所述的接触垫结构，其中该具有凸起形状的不对称结构配置在一个低于相邻表面的表面上。5.如权利要求1所述的接触垫结构，其中该具有凸起形状的不对称结构配置在一个与相邻表面共平面的表面上。6.如权利要求1所述的接触垫结构，当P是奇数时，该凸起形状在位于一行的中间的第h个区域处具有中心最高点，或者当P是偶数时，该凸起形状在位于一行的中间或从一行的中间偏移一个区域的第h个区域处具有中心最高点。7.如权利要求6所述的接触垫结构，其中Lni，j＝N-Tni，j，其中Tni，j为须去除的导电层数，Tn1，1＝P-1，Tnh，1＝0，当Tni，1(i＝h+1～P)为|i-h|×2+1时，Tni，1(i＝h-1～2)为|i-h|×2，当Tni，1(i＝h+1～P)为|i-h|×2时，Tni，1(i＝h-1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：江昱维，叶腾豪，邱家荣，林志曜，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71