半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供了一种半导体装置的制造方法。该方法包括利用不同的材料层形成牺牲层，并且蚀刻牺牲层。

Manufacturing method of semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本公开总体上涉及半导体装置的制造方法，更具体地，涉及一种包括多个材料层的半导体装置的制造方法。
技术介绍
半导体装置可包括存储器单元阵列，该存储器单元阵列包括多个存储器单元。存储器单元阵列可包括按照各种结构布置的存储器单元。为了改进半导体装置的集成度，存储器单元可三维布置在基板上。多个材料层层叠的层叠结构可用于制造三维布置的存储器单元。
技术实现思路
根据本公开的一方面，提供了一种制造半导体装置的方法，该方法可包括以下步骤：在下层上形成第一材料层；在第一材料层上形成第二材料层；在第二材料层上形成第三材料层；在第三材料层上形成上层；形成穿透上层以及第一材料层、第二材料层和第三材料层的狭缝；以及通过狭缝蚀刻第一材料层、第二材料层和第三材料层，其中，第一材料层和第三材料层比第二材料层更快速地被蚀刻，使得在上层和第二材料层之间形成第一间隙并且在下层和第二材料层之间形成第二间隙。根据本公开的一方面，提供了一种制造半导体装置的方法，该方法可包括以下步骤：形成层间绝缘层和多牺牲层交替地层叠的层叠结构，其中，多牺牲层通过层叠第一材料层和第二材料层来形成；形成穿透层叠结构的多个沟道结构；形成穿透多个沟道结构之间的层叠结构的狭缝；通过狭缝蚀刻多牺牲层，其中，第一材料层比第二材料层更快速地被蚀刻；以及利用导电图案填充多牺牲层被去除的区域。根据本公开的一方面，提供了一种制造半导体装置的方法，该方法可包括以下步骤：形成源极层和多牺牲层交替地层叠的层叠结构，其中，多牺牲层通过层叠第一材料层和第二材料层来形成；在层叠结构上形成由沟道结构穿透的多个栅极层叠结构；形成穿透多个栅极层叠结构之间暴露的多牺牲层的狭缝；蚀刻多牺牲层，其中，第一材料层比第二材料层更快速地被蚀刻；以及利用接触源极层填充多牺牲层被去除的区域。附图说明图1A至图1E是示出根据实施方式的半导体装置的制造方法的工艺截面图。图2A和图2B是示意性地示出根据实施方式的半导体装置的框图。图3是示意性地示出外围电路结构的截面图。图4A至图4E是示意性地示出根据实施方式的半导体装置的立体图。图5是示出根据实施方式的半导体装置的栅极层叠结构的截面图。图6A至图6G是示出根据实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图7是示出根据实施方式的半导体装置的栅极层叠结构和源极层的截面图。图8A至图8F是示出根据实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图9是示出根据实施方式的存储器系统的配置的框图。图10是示出根据实施方式的计算系统的框图。具体实施方式为了描述根据本公开的概念的实施方式，本文所公开的具体结构或功能描述仅是例示性的。根据本公开的概念的实施方式可按照各种形式实现，不能被解释为限于本文中所阐述的实施方式。根据本公开的概念的实施方式可被不同地修改并具有各种形状。因此，实施方式示出于附图中并旨在于本文中详细描述。然而，根据本公开的概念的实施方式不应被解释为限于指定的公开，而是包括不脱离本公开的精神和技术范围的所有改变、等同物或替代。尽管诸如“第一”和“第二”的术语可用于描述各种组件，但这些组件不能被理解为限于上述术语。上述术语用于将一个组件与另一组件相区分。例如，在不脱离本公开的权利范围的情况下，第一组件可被称为第二组件，同样，第二组件可被称为第一组件。将理解，当元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时，其可直接连接或联接到另一元件，或者也可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时，不存在中间元件。此外，诸如“在...之间”、“紧接在...之间”或“与...相邻”和“与...直接相邻”的描述组件之间的关系的其它表达可类似地解释。本申请中所使用的术语用于描述特定实施方式，并非旨在限制本公开。除非上下文清楚地另外指示，否则本公开中的单数形式也旨在包括复数形式。将进一步理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示说明书中所公开的特征、数字、操作、动作、组件、部件或其组合的存在，并非旨在排除可存在或可添加一个或更多个其它特征、数字、操作、动作、组件、部件或其组合的可能性。实施方式可提供一种可减少半导体装置的制造时间的半导体装置的制造方法。图1A至图1E是示出根据实施方式的半导体装置的制造方法的工艺截面图。图1A至图1E示出当制造包括设置在下层和上层之间的图案的半导体装置时使用替换工艺的半导体装置的制造方法。参照图1A，可在基板10上依次形成下层20、多牺牲层30和上层40。下层20和上层40可由与多牺牲层30的材料不同的材料形成。多牺牲层30可包括依次层叠的第一材料层33、第二材料层35和第三材料层37。第二材料层35可由与第一材料层33和第三材料层37的材料不同的材料形成，并且第三材料层37可由与第一材料层33相同的材料形成。在实施方式中，第二材料层35可由蚀刻速率不同于第一材料层33和第三材料层37的材料形成。第一材料层33和第三材料层37中的任一个可被省略。第二材料层35可形成为具有比第一材料层33的厚度D11大的厚度D12。第二材料层35可形成为具有比第三材料层37的厚度D13大的厚度D12。在后续工艺中，可按照比第二材料层35相对更高的速度去除第一材料层33和第三材料层37。随后，可通过蚀刻上层40、多牺牲层30和下层20来形成穿透上层40、多牺牲层30和下层20的狭缝51。参照图1B，可使用比第二材料层35更快速地蚀刻第一材料层33和第三材料层37的蚀刻材料来通过狭缝51蚀刻多牺牲层30。上层40和下层20相对于蚀刻材料具有高抗蚀刻性，因此，可在蚀刻工艺期间选择性地去除多牺牲层30。在选择性地蚀刻多牺牲层30的同时，由于第一至第三材料层33、35和37之间的蚀刻速度的差异，第一材料层33和第三材料层37比第二材料层35更快速地被蚀刻。在实施方式中，第一材料层33和第三材料层37具有高于第二材料层35的蚀刻速率。因此，在执行蚀刻工艺的同时，可在上层40和第二材料层35之间(即，第一间隙)以及下层20和第二材料层35之间(即，第二间隙)分别形成间隙53。可在执行蚀刻工艺的同时通过间隙53扩大第二材料层35的暴露于蚀刻材料的表面积。例如，第一材料层33和第三材料层37中的每一个可包括硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、未掺杂硅酸盐玻璃(USG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)和多孔氮化物层中的至少一种，并且第二材料层35可包括氮化硅层。在一些实施方式中，蚀刻材料可包括磷酸(H3PO4)。在其它实施方式中，蚀刻材料可包括不同于磷酸(H3PO4)的其它蚀刻材料。当使用磷酸(H3PO4)蚀刻BPSG、USG、PSG和氮化硅层时，由于BPSG、USG和PSG中的每一个具有高于氮化硅层的蚀刻速率，所以BPSG、USG和PSG中的每一个可比氮化硅层更快速地被蚀刻。由于多孔氮化物层具有低于氮化硅层的密度，所以多孔氮化物层可比氮化硅层更快速地被蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：/n在下层上形成第一材料层；/n在所述第一材料层上形成第二材料层；/n在所述第二材料层上形成第三材料层；/n在所述第三材料层上形成上层；/n形成穿透所述上层以及所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层的狭缝；以及/n通过所述狭缝蚀刻所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层，其中，所述第一材料层和所述第三材料层比所述第二材料层更快速地被蚀刻，使得在所述上层和所述第二材料层之间形成第一间隙并且在所述下层和所述第二材料层之间形成第二间隙。/n

【技术特征摘要】
20181122 KR 10-2018-01457891.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：
在下层上形成第一材料层；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成第三材料层；
在所述第三材料层上形成上层；
形成穿透所述上层以及所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层的狭缝；以及
通过所述狭缝蚀刻所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层，其中，所述第一材料层和所述第三材料层比所述第二材料层更快速地被蚀刻，使得在所述上层和所述第二材料层之间形成第一间隙并且在所述下层和所述第二材料层之间形成第二间隙。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三材料层包括与所述第一材料层相同的材料，并且所述第二材料层包括与所述第一材料层不同的材料。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，蚀刻所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层的步骤包括在所述上层和所述下层之间形成层间空间。


4.根据权利要求3所述的方法，该方法还包括利用第四材料层填充所述层间空间。


5.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述第二材料层形成为比所述第一材料层更厚，并且
其中，所述第二材料层形成为比所述第三材料层更厚。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一材料层和所述第三材料层中的每一个包括硼磷硅酸盐玻璃BPSG、未掺杂硅酸盐玻璃USG、磷硅酸盐玻璃PSG和多孔氮化物层中的至少一种，并且
所述第二材料层包括氮化硅层，并且
其中，蚀刻所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层的步骤包括通过经由所述狭缝提供包括磷酸H3PO4的蚀刻材料来去除所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一材料层和所述第三材料层中的每一个包括掺杂硅，并且
所述第二材料层包括未掺杂硅，并且
其中，蚀刻所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层的步骤包括通过经由所述狭缝提供利用包括氟化氢HF、硝酸HNO3和乙酸CH3COOH的化学材料配置的蚀刻材料来去除所述第一材料层、所述第二材料层和所述第三材料层。


8.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述第一材料层具有高于所述第二材料层的蚀刻速率，并且
其中，所述第三材料层具有高于所述第二材料层的蚀刻速率。


9.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：
形成层间绝缘层和多牺牲层交替地层叠的层叠结构，其中，通过层叠第一材料层和第二材料层来形成所述多牺牲层；
形成穿透所述层叠结构的多个沟道结构；
形成在多个所述沟道结构之间穿透所述层叠结构的狭缝；
通过所述狭缝蚀刻所述多牺牲层，其中，所述第一材料层比所述第二材料层更快速地被蚀刻；以及
利用导电图案填充所述多牺牲层被去除的区域。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二材料层形成为比所述第一材料层更厚。


11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一材料层包括硼磷硅酸盐玻璃BPSG、未掺杂硅酸盐玻璃USG、磷硅酸盐玻璃PSG和多孔氮化物层中的至少一种，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜秉佑，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR