半导体装置的制造方法制造方法及图纸

半导体装置的制造方法。一种制造半导体装置的方法包括：在第一源极层上方形成包括氮化物的第一牺牲层；在第一牺牲层上方形成包括氧化铝的第二牺牲层；在第二牺牲层上方形成第二源极层；在第二源极层上方形成层叠结构；形成穿过层叠结构、第二源极层、第二牺牲层和第一牺牲层的沟道层，该沟道层被存储器层包围；形成穿过层叠结构和第二源极层的狭缝；在狭缝中形成多晶硅间隔件；通过去除第一牺牲层和第二牺牲层形成开口；通过蚀刻存储器层来露出沟道层；以及在开口中形成第三源极层。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本公开的各个实施方式总体上涉及一种电子装置，并且更具体地，涉及一种半导体装置的制造方法。
技术介绍
非易失性存储器装置即使在没有电力供应的情况下也保持所存储的数据。其中存储器单元以单层形成在基板上方的二维非易失性存储器装置的集成度的增加已经受到限制。因此，已经提出了其中存储器单元沿垂直方向层叠在基板上方的三维非易失性存储器装置。三维非易失性存储器装置可以包括彼此交替层叠的层间绝缘层和栅电极以及穿过其中的沟道层，并且存储器单元可以沿着沟道层层叠。已经开发出各种结构和制造方法以提高具有三维结构的非易失性存储器装置的操作可靠性。
技术实现思路
本公开的各种实施方式涉及具有容易的制造工艺、稳定化的结构和改进的特性的半导体装置的制造方法。根据实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括：在第一源极层上方形成包括氮化物的第一牺牲层；在第一牺牲层上方形成包括氧化铝的第二牺牲层；在第二牺牲层上方形成第二源极层；在第二源极层上方形成层叠结构，该层叠结构包括交替层叠的第一材料层和第二材料层；形成穿过层叠结构、第二源极层、第二牺牲层和第一牺牲层的沟道层，该沟道层被存储器层包围；形成穿过层叠结构和第二源极层的狭缝，该狭缝露出第二牺牲层；在狭缝中形成多晶硅间隔件；通过经由狭缝去除第一牺牲层和第二牺牲层形成开口；通过经由开口蚀刻存储器层来露出沟道层；以及在开口中形成接触沟道层的第三源极层。根据实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括：形成包括第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层和第四牺牲层的牺牲结构；在牺牲结构上方形成层叠结构，该层叠结构包括交替层叠的第一材料层和第二材料层；形成穿过层叠结构和牺牲结构的沟道层，该沟道层被存储器层包围；形成穿过层叠结构和第四牺牲层的狭缝，该狭缝露出第三牺牲层；在狭缝中形成多晶硅间隔件；通过经由狭缝蚀刻第三牺牲层，露出第二牺牲层；通过经由狭缝去除第二牺牲层和第三牺牲层，形成露出存储器层的开口；去除存储器层的一部分、第一牺牲层和第四牺牲层以露出沟道层；以及在开口中形成接触沟道层的源极层。根据实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括在第一源极层上方顺序形成第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层和第四牺牲层以形成牺牲结构；在牺牲结构上方形成第二源极层；在第二源极层上方形成层叠结构，该层叠结构包括交替层叠的第一材料层和第二材料层；形成穿过层叠结构、第二源极层和牺牲结构的沟道层，并形成包围沟道层的存储器层；形成穿过层叠结构、第二源极层和第四牺牲层并露出第三牺牲层的狭缝；在狭缝中形成多晶硅间隔件；通过使用多晶硅间隔件作为保护层，蚀刻第一牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层来露出第一源极层；通过使用多晶硅间隔件作为保护层，去除第二牺牲层和第三牺牲层来形成露出存储器层的开口；去除存储器层的一部分、第一牺牲层和第四牺牲层以露出沟道层；以及在开口中形成接触沟道层的第三源极层。附图说明图1A和图1B是例示根据本公开的实施方式的半导体装置的结构的图；图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H和图2I是例示根据本公开的实施方式的制造半导体装置的方法的截面图；图3A、图3B和图3C是例示根据本公开的实施方式的制造半导体装置的方法的截面图；图4和图5是各自例示根据本公开的实施方式的存储器系统的配置的框图；以及图6和图7是各自例示根据本公开的实施方式的计算系统的配置的框图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述各种实施方式。在附图中，为了便于例示，组件的厚度和距离与实际的物理厚度和距离相比可能被夸大。在以下描述中，为了简单和简洁，可以省略对已知相关功能和构造的详细描述。在整个说明书和附图中，相似的附图标记指代相似的组件。还应注意，在本说明书中，“连接/联接”不仅指代一个组件“直接连接/联接”到另一组件，而且指代一个组件通过中间组件“间接连接/联接”到另一组件。在说明书中，当组件称为“包括”或“包含”组件时，除非说明书另有说明，否则它不可以排除其它组件，而是还可以包括其它组件。图1A和图1B是例示根据本公开的实施方式的半导体装置的结构的图。图1A是截面图，图1B是立体图。参照图1A，根据本公开的实施方式的半导体装置可以包括源极结构S、层叠结构ST和沟道结构CH。半导体装置还可以包括狭缝SL和狭缝绝缘层20。源极结构S可以具有多层结构，并且包括顺序层叠的第一源极层11、第二源极层12、第三源极层13和第四源极层14。第一源极层11、第二源极层12、第三源极层13和第四源极层14可以包括相同材料或不同材料，并且具有基本相同的电阻或不同的电阻。此外，第一源极层11、第二源极层12、第三源极层13和第四源极层14可以具有基本相同的厚度或不同的厚度。第一源极层11可以比第二源极层12、第三源极层13和第四源极层14中的每个具有更低的电阻率。第一源极层11可以包括金属，并且第二源极层12、第三源极层13和第四源极层14中的每个可以包括多晶硅。例如，第一源极层11可以是金属板，并且第二源极层12、第三源极层13和第四源极层14中的每个可以是多晶硅层。层叠结构ST可以包括彼此交替层叠的导电层15和绝缘层16。导电层15可以用作存储器单元、选择晶体管等的栅电极。绝缘层16可以被配置为使相邻层叠的导电层15彼此绝缘。导电层15可以包括多晶硅、钨、金属、金属氮化物等。绝缘层16可以包括氧化物、氮化物等。沟道结构CH可以穿过源极结构S的一部分和层叠结构ST。沟道结构CH可以包括沟道层18和包围沟道层18的存储器层17。沟道结构CH还可以在沟道层18中包括间隙填充层19。沟道层18可以被配置为形成存储器单元、选择晶体管等的沟道，并且可以包括诸如硅(Si)、锗(Ge)或硅锗(SiGe)之类的半导体材料。存储器层17可以包括隧道绝缘层、数据储存层和电荷阻挡层中的一个或更多个。数据储存层可以包括浮置栅、电荷捕获材料、纳米结构、可变电阻材料、相变材料等。间隙填充层19可以包括诸如氧化物之类的绝缘材料，并且可以在其内包括气隙。存储器层17可以包括使沟道层18的侧壁部分地露出的开口。第三源极层13可以通过存储器层17的开口接触沟道层18。换句话说，第三源极层13可以穿过存储器层17以直接联接至沟道层18。如上所述的结构可以形成从沟道层18至源极结构S的电流路径(由图1A中的虚线箭头所指示)。电流可以流动到源极结构S中具有相对低的电阻的第一源极层11。参照图1B，可以在第一方向I和与第一方向I交叉的第二方向II上布置多个沟道结构CH。在第一方向I上相邻的沟道结构CH可以在第二方向II上偏移，或者在第二方向II上相邻的沟道结构CH可以在第一方向I上偏移。另外，每个沟道结构CH可以在与第一方向I和第二方向II交叉的第三方向III上延伸。如以上参照图1A所描述的，沟道结构CH可以穿过源极结构S的一部分和层叠结构ST。然而，在图1中，为了更好地理解，省略了图1A的层叠结构ST并本文档来自技高网...

【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在第一源极层上方形成包括氮化物的第一牺牲层；/n在所述第一牺牲层上方形成包括氧化铝的第二牺牲层；/n在所述第二牺牲层上方形成第二源极层；/n在所述第二源极层上方形成层叠结构，所述层叠结构包括交替层叠的第一材料层和第二材料层；/n形成穿过所述层叠结构、所述第二源极层、所述第二牺牲层和所述第一牺牲层的沟道层，所述沟道层被存储器层包围；/n形成穿过所述层叠结构和所述第二源极层的狭缝，所述狭缝露出所述第二牺牲层；/n在所述狭缝中形成多晶硅间隔件；/n通过经由所述狭缝去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层来形成开口；/n通过经由所述开口蚀刻所述存储器层来露出所述沟道层；以及/n在所述开口中形成接触所述沟道层的第三源极层。/n

【技术特征摘要】
20190430 KR 10-2019-00506391.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：
在第一源极层上方形成包括氮化物的第一牺牲层；
在所述第一牺牲层上方形成包括氧化铝的第二牺牲层；
在所述第二牺牲层上方形成第二源极层；
在所述第二源极层上方形成层叠结构，所述层叠结构包括交替层叠的第一材料层和第二材料层；
形成穿过所述层叠结构、所述第二源极层、所述第二牺牲层和所述第一牺牲层的沟道层，所述沟道层被存储器层包围；
形成穿过所述层叠结构和所述第二源极层的狭缝，所述狭缝露出所述第二牺牲层；
在所述狭缝中形成多晶硅间隔件；
通过经由所述狭缝去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层来形成开口；
通过经由所述开口蚀刻所述存储器层来露出所述沟道层；以及
在所述开口中形成接触所述沟道层的第三源极层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，当去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层时，所述第一材料层和所述第二材料层由所述多晶硅间隔件保护。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，当部分地蚀刻所述存储器层时，所述第一材料层和所述第二材料层由所述多晶硅间隔件保护。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述多晶硅间隔件的步骤包括以下步骤：
在所述狭缝中形成多晶硅材料层；以及
蚀刻所述多晶硅材料层和所述第二牺牲层，以露出所述第一牺牲层。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述多晶硅间隔件的步骤包括以下步骤：
在所述狭缝中形成多晶硅材料层；以及
蚀刻所述多晶硅材料层、所述第二牺牲层和所述第一牺牲层，以露出所述第一源极层。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，形成第三源极层的步骤包括以下步骤：
在所述开口和所述狭缝中沉积多晶硅层；以及
通过湿法蚀刻工艺蚀刻所述狭缝中的所述多晶硅层来形成所述第三源极层。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，当通过所述湿法蚀刻工艺蚀刻所述多晶硅层时，在所述第一源极层的上表面处形成凹槽。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述凹槽位于所述狭缝下方。


9.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
通过所述狭缝用第三材料层替换所述第一材料层；以及
在所述狭缝中形成绝缘层。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一牺牲层的厚度比所述第二牺牲层的厚度大。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一源极层形成在金属源极层上方。


12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一源极层、所述第二源极层和所述第三源极层中的每个包括多晶硅。


13.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宣荣，李南宰，
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