三维存储器的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种三维存储器的制作方法。该制作方法包括以下步骤：提供具有存储器阵列的第一衬底，第一衬底的具有存储器阵列的一侧形成有绝缘介质层以及位于绝缘介质层中的刻蚀停止层；在绝缘介质层中形成贯穿至刻蚀停止层的第一通孔；去除刻蚀停止层，并在第一通孔和去除刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道；提供具有CMOS电路的第二衬底，将CMOS电路与第一衬底的存储器阵列键合；自远离存储器阵列的一侧形成贯穿第一衬底并与第一导电通道连接的贯穿触点。采用上述制作方法在背面绕线的工艺中无需通过调整贯穿触点的尺寸来实现贯穿触点对导电通道端部完全包裹，就能够有效防止导电通道与衬底之间的漏电，降低了工艺难度。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器的制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种三维存储器的制作方法。
技术介绍
随着对集成度和存储容量的需求不断提高，3DNAND存储器应运而生。3DNAND存储器大大节省了硅片面积，降低制造成本，增加了存储容量。在3DNAND存储器结构中，采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的3DNAND存储器结构，然而，其他的电路例如解码器(decoder)、页缓冲(pagebuffer)和锁存器(latch)等，这些外围电路都是CMOS器件形成的，CMOS器件的工艺无法与3DNAND器件集成在一起。目前工艺中，分别采用不同的工艺形成具有3DNAND存储器阵列的晶圆以及具有外围电路的晶圆，然后通过键合技术将两者键合在一起，键合后通过TSC技术实现硅晶圆背面绕线，TSC技术是一种完全穿过硅晶圆的垂直电连接，通过直接形成贯穿硅晶圆的接触点(通常称为贯穿硅触点)，使其通过导电通道与键合CMOS器件的接触点电连接，从而通过显著降低芯片复杂度和总体尺寸的内部布线来提供垂直对准器件的互连，与传统封装技术相比，TSC技术能够提供更高的器件互连密度以及更短器件互连长度。实际工艺中，形成的上述贯穿硅触点的端部需要完全包裹与CMOS器件连接的导电通道端部，且贯穿硅触点外侧还需要形成一定厚度的隔离层，通过将贯穿硅触点与衬底隔离以防止漏电(leakage)，上述情况导致了贯穿硅触点端部的截面尺寸需要大于上述导电通道端部的截面尺寸。然而，为了形成上述贯穿硅触点，需要先在衬底中形成贯穿的接触孔，在该步骤后通常还有一道刻蚀后处理(PET)的工序，为了保证导电通道蚀刻过程中硅衬底的损失，这道工艺对硅的选择比很高，这可能会导致上述导电通道端部的截面尺寸扩大30～50nm，从而导致在后续通过TSC技术实现硅晶圆背面绕线的工艺中，需要对贯穿硅触点端部的截面尺寸进行调整，使得工艺难度增大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种三维存储器的制作方法，以解决现有技术中硅晶圆背面绕线的工艺中需要对贯穿硅触点端部的截面尺寸进行调整而导致工艺难度增大的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种三维存储器的制作方法，包括以下步骤：提供具有存储器阵列的第一衬底，第一衬底的具有存储器阵列的一侧形成有绝缘介质层以及位于绝缘介质层中的刻蚀停止层；在绝缘介质层中形成贯穿至刻蚀停止层的第一通孔；去除刻蚀停止层，并在第一通孔和去除刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道；提供具有CMOS电路的第二衬底，将CMOS电路与第一衬底的存储器阵列键合；自远离存储器阵列的一侧形成贯穿第一衬底并与第一导电通道连接的贯穿触点。进一步地，在第一衬底上沉积绝缘材料，以形成绝缘介质层，在沉积绝缘材料的过程中形成刻蚀停止层。进一步地，存储器阵列包括核心存储区和台阶区，台阶区具有与核心存储区连接的台阶结构，在台阶结构远离核心存储区一侧的形成刻蚀停止层。进一步地，形成绝缘介质层和刻蚀停止层的步骤包括：在第一衬底上形成堆叠结构，堆叠结构包括栅极结构和栅极间介质层，栅极结构和栅极间介质层沿远离第一衬底的方向交替层叠设置；刻蚀栅极结构和栅极间介质层，以将堆叠结构的一端形成台阶结构；在第一衬底上沉积绝缘材料，以形成绝缘介质层，在沉积绝缘材料的过程中形成刻蚀停止层。进一步地，第一通孔在刻蚀停止层上的投影面积小于刻蚀停止层的横截面积。进一步地，形成第一通孔的步骤包括：在第一衬底上形成覆盖绝缘介质层的第一接触层；顺序刻蚀第一接触层和绝缘介质层，以在第一接触层中形成第一接触孔，并在绝缘介质层中形成贯穿至刻蚀停止层的第一通孔，第一通孔与第一接触孔连通。进一步地，在去除刻蚀停止层的步骤之后，在第一通孔和去除刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道，并在第一接触孔中形成与第一导电通道连接的第一接触点。进一步地，在刻蚀第一接触层和绝缘介质层的步骤中，在第一接触层中形成第二接触孔，并在绝缘介质层中形成贯穿至台阶结构的第二通孔，以使第二通孔与第二接触孔连通，在将CMOS电路与存储器阵列键合的步骤之前，制作方法还包括：在第二通孔中形成第二导电通道，并在第二接触孔中形成与第二导电通道连接的第二接触点。进一步地，将CMOS电路与存储器阵列键合的步骤包括：在第二衬底上形成覆盖CMOS电路的第二接触层；在第二接触层中形成贯穿至CMOS电路的互连接触孔；在互连接触孔中形成互连接触点，以使互连接触点与CMOS电路连接；将互连接触点分别与第一接触点和第二接触点键合。进一步地，形成贯穿触点的步骤包括：形成贯穿第一衬底并与第一导电通道连接的第三接触孔；形成覆盖第三接触孔侧壁的隔离层；在第三接触孔中形成贯穿触点，以使隔离层包裹贯穿触点。进一步地，第一导电通道具有与贯穿触点接触的导电面，贯穿触点在导电面上的投影面积小于导电面的面积。进一步地，刻蚀停止层的材料包括氮化硅。应用本专利技术的技术方案，提供了一种三维存储器的制作方法，该制作方法在形成存储器阵列的过程中同时形成一层刻蚀停止层，然后在刻蚀停止层上覆盖绝缘介质层，并在绝缘介质层中形成贯穿至刻蚀停止层的第一通孔，去除刻蚀停止层后在第一通孔和去除刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道，在将CMOS电路与存储器阵列键合后，形成与第一导电通道连接的贯穿触点，从而通过先形成刻蚀停止层，再将上述刻蚀停止层去除并在其中形成导电通道的端部，使得导电通道端部与衬底之间能够通过部分绝缘介质层实现隔离，进而在背面绕线的工艺中无需通过调整贯穿触点的尺寸来实现贯穿触点对导电通道端部完全包裹，就能够有效防止导电通道与衬底之间的漏电，降低了工艺难度。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了在本申请实施方式所提供的三维存储器的制作方法中，在第一衬底的具有台阶区和核心存储区的表面上覆盖绝缘介质层后的基体剖面结构示意图；图2示出了在图1中所示的绝缘介质层中形成贯穿至刻蚀停止层的第一通孔后的基体剖面结构示意图；图3示出了去除图2中所示的刻蚀停止层后的基体剖面结构示意图；图4示出了在图3中所示的第一通孔和去除刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道后的基体剖面结构示意图；图5示出了将图4中所示的基体翻转后的基体剖面结构示意图；图6示出了形成贯穿图5中所示的第一衬底并与第一导电通道连接的第三接触孔后的基体剖面结构示意图；图7示出了在图6中所示的第一接触孔中形成贯穿触点后的基体剖面结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、第一衬底；20、刻蚀停止层；30、绝缘介质层；40、第一通孔；50、第一导电通道；60、第三接触孔；70、贯穿触点；80、隔离层。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。...

【技术保护点】
1.一种三维存储器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供具有存储器阵列的第一衬底，所述第一衬底的具有所述存储器阵列的一侧形成有绝缘介质层以及位于所述绝缘介质层中的刻蚀停止层；/n在所述绝缘介质层中形成贯穿至所述刻蚀停止层的第一通孔；/n去除所述刻蚀停止层，并在所述第一通孔和去除所述刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道；/n提供具有CMOS电路的第二衬底，将所述CMOS电路与所述第一衬底的存储器阵列键合；/n自远离所述存储器阵列的一侧形成贯穿所述第一衬底并与所述第一导电通道连接的贯穿触点。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供具有存储器阵列的第一衬底，所述第一衬底的具有所述存储器阵列的一侧形成有绝缘介质层以及位于所述绝缘介质层中的刻蚀停止层；
在所述绝缘介质层中形成贯穿至所述刻蚀停止层的第一通孔；
去除所述刻蚀停止层，并在所述第一通孔和去除所述刻蚀停止层的区域中形成第一导电通道；
提供具有CMOS电路的第二衬底，将所述CMOS电路与所述第一衬底的存储器阵列键合；
自远离所述存储器阵列的一侧形成贯穿所述第一衬底并与所述第一导电通道连接的贯穿触点。


2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述第一衬底上沉积绝缘材料，以形成所述绝缘介质层，在沉积所述绝缘材料的过程中形成所述刻蚀停止层。


3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述存储器阵列包括核心存储区和台阶区，所述台阶区具有与所述核心存储区连接的台阶结构，在所述台阶结构远离所述核心存储区一侧的形成所述刻蚀停止层。


4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，形成所述绝缘介质层和所述刻蚀停止层的步骤包括：
在所述第一衬底上形成堆叠结构，所述堆叠结构包括栅极结构和栅极间介质层，所述栅极结构和所述栅极间介质层沿远离所述第一衬底的方向交替层叠设置；
刻蚀所述栅极结构和所述栅极间介质层，以将所述堆叠结构的一端形成所述台阶结构；
在所述第一衬底上沉积绝缘材料，以形成所述绝缘介质层，在沉积所述绝缘材料的过程中形成所述刻蚀停止层。


5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一通孔在所述刻蚀停止层上的投影面积小于所述刻蚀停止层的横截面积。


6.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，形成所述第一通孔的步骤包括：
在所述第一衬底上形成覆盖所述绝缘介质层的第一接触层；
顺序刻蚀所述第一接触层和所述绝缘介质层，以在所述第一接触层中形...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，黄攀，徐文祥，王贝寒，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42