三维存储器器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种三维存储器器件及其制造方法。其中，三维存储器器件包括：设置在第一衬底上的存储器件；设置在第二衬底上外围器件；一个或多个互连层，形成在所述存储器件以及所述外围器件之间；位于所述存储器件外围的隔离环；设置在所述第一衬底上，且位于所述存储器件中的外围接触孔；所述外围接触孔中的填充材料通过所述互连层与位于所述外围器件中的外围电路接触孔中的填充材料导电连接；设置在所述第一衬底上，且位于所述隔离环与所述外围接触孔之间的虚设外围接触孔。围接触孔之间的虚设外围接触孔。围接触孔之间的虚设外围接触孔。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器器件及其制造方法
[0001]本申请是申请日为2020年9月22日、申请号为202011003643.3、专利技术名称为“三维存储器器件及其制造方法”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种三维存储器器件及其制造方法。

技术介绍

[0003]实际应用中，在进行三维存储器器件的布局设计时，为了增加三维存储器器件的静电放电(ESD，Electrostatic Discharge)保护强度，在三维存储器器件的周围一般设置有隔离环(SR，Seal Ring)(也可以称为密封环)，SR与三维存储器器件之间有一定的距离，以有效间隔三维存储器器件的边缘，SR的主要作用是避免静电电荷放电对三维存储器器件内部电路造成破坏；并且在切割三维存储器器件时，保护三维存储器器件避免遭受切割应力、湿气入侵。
[0004]相关技术中，制造三维存储器器件的方法包括：形成堆叠的存储器件和外围器件、及包围所述存储器件的SR；其中，存储器件设置在第一晶圆的正面；外围器件设置在第二晶圆的正面；在第一晶圆的背面形成电引出结构，以将存储器件和外围器件中需要与外部器件(与三维存储器连接的其它器件)连接的部分电学引出。其中，在形成电引出结构时，需要在第一晶圆的背面进行减薄处理。然而，在进行减薄处理时，SR周围不能保持完整的结构、密封环境差，从而使得SR不能对三维存储器器件起到较好的保护作用。

技术实现思路

[0005]为解决相关技术问题，本专利技术实施例提出一种三维存储器器件及其制造方法。
[0006]本专利技术实施例提供了一种三维存储器器件，包括：
[0007]设置在第一衬底上的存储器件；
[0008]设置在第二衬底上外围器件；
[0009]一个或多个互连层，形成在所述存储器件以及所述外围器件之间；
[0010]位于所述存储器件外围的隔离环；
[0011]设置在所述第一衬底上，且位于所述存储器件中的外围接触孔；所述外围接触孔中的填充材料通过所述互连层与位于所述外围器件中的外围电路接触孔中的填充材料导电连接；
[0012]设置在所述第一衬底上，且位于所述隔离环与所述外围接触孔之间的虚设外围接触孔。
[0013]上述方案中，多个所述外围接触孔形成至少一个外围接触孔列；
[0014]多个所述虚设外围接触孔形成至少一个虚设外围接触孔列；其中，一个虚设外围接触孔列中包含的虚设外围接触孔的数量与一个外围接触孔列中包含的外围接触孔的数量相同。
[0015]上述方案中，所述虚设外围接触孔列与所述外围接触孔列平行。
[0016]上述方案中，所述虚设外围接触孔位于靠近所述隔离环的位置处。
[0017]上述方案中，所述外围接触孔中填充有第一材料；所述虚设外围接触孔中填充有第二材料；其中，所述第一材料与所述第二材料不同，所述第二材料的介电常数低于所述第一材料的介电常数。
[0018]本专利技术实施例又提供了一种三维存储器器件的制造方法，包括：
[0019]在第一衬底上形成存储器件；
[0020]在所述存储器件外围形成隔离环；
[0021]在第二衬底上形成外围器件；
[0022]在所述存储器件以及所述外围器件之间形成一个或多个互连层；
[0023]其中，在形成所述存储器件的过程中，在所述第一衬底上形成外围接触孔；所述外围接触孔中的填充材料通过所述互连层与位于所述外围器件中的外围电路接触孔中的填充材料导电连接；在形成所述外围接触孔的过程中，在所述第一衬底上，且所述隔离环与所述外围接触孔之间形成虚设外围接触孔。
[0024]上述方案中，在所述第一衬底上形成多个外围接触孔及多个虚设外围接触孔；其中，所述多个外围接触孔形成至少一个外围接触孔列；所述多个虚设外围接触孔形成至少一个虚设外围接触孔列；一个虚设外围接触孔列中包含的虚设外围接触孔的数量与一个外围接触孔列中包含的外围接触孔的数量相同。
[0025]上述方案中，所述虚设外围接触孔列与所述外围接触孔列平行。
[0026]上述方案中，所述虚设外围接触孔位于所述隔离环与所述接触孔之间，且靠近所述隔离环的位置处。
[0027]上述方案中，所述方法还包括：
[0028]在所述虚设外围接触孔上形成第一阻挡层；
[0029]在所述外围接触孔中填充第一材料；
[0030]去除所述第一阻挡层；
[0031]在所述外围接触孔上形成第二阻挡层；
[0032]在所述虚设外围接触孔中填充第二材料；其中，所述第一材料与所述第二材料不同，所述第二材料的介电常数低于预设介电常数；
[0033]去除所述第二阻挡层。
[0034]本专利技术实施例提供的三维存储器器件及其制造方法，在第一衬底上形成存储器件；在所述存储器件外围形成SR；在第二衬底上形成外围器件；在所述存储器件以及所述外围器件之间形成一个或多个互连层；其中，在形成所述存储器件的过程中，在所述第一衬底上形成第一接触孔；所述第一接触孔中的填充材料通过所述互连层与位于所述外围器件中的外围电路接触孔中的填充材料导电连接；在形成所述第一接触孔的过程中，在所述第一衬底上，且所述隔离环与所述第一接触孔之间形成虚设外围电路接触孔。本专利技术实施例中的三维存储器器件在制造时，在存储器件中既制造了用于将外围器件中需要与外部器件连接的部分连接到电引出结构的外围接触孔，又制造了位于所述SR与所述外围接触孔之间的虚设外围接触孔。形成的虚设外围接触孔并非用作导电连接，而是用于缓解第一衬底中的应力，使得后续在形成电引出结构而对第一衬底的背面进行减薄处理时，SR周围不会出现
破损，即SR周围能够保持完整的结构、封闭环境好，从而SR能够对三维存储器器件起到较好的保护作用。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例一种三维存储器的剖面示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例一种对晶圆背面进行减薄处理的过程示意图；
[0037]图3a为相关技术中进行磨削步骤后第一晶圆中出现破损的示意图；
[0038]图3b为相关技术中进行湿法刻蚀步骤后第一晶圆中出现破损的示意图；
[0039]图4a为相关技术中通过扫描电子显微镜观察到的第一晶圆中的破损的示意图；
[0040]图4b为相关技术中通过透射电子显微镜观察到的第一晶圆中的破损的示意图；
[0041]图5为本专利技术实施例中两片相邻芯片中划片槽处的局部剖视示意图；
[0042]图6为本专利技术实施例中一片芯片中SR、外围导电孔及台阶结构之间位置的定量关系示意图；
[0043]图7为本专利技术实施例中第一晶圆中的应力分布的模拟分析结果示意图；
[0044]图8为本专利技术实施例中三维存储器器件的制造方法流程示意图；
[0045]图9a为本专利技术实施例提供的一种在SR和外围导电孔之间增加一列虚设外围导电孔时的位置对应关系示意图；
[0046]图9b为本专利技术实施例提供的一种在S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器器件，其特征在于，包括：设置在第一衬底上的存储器件；设置在第二衬底上外围器件；位于所述存储器件外围的隔离环；设置在所述第一衬底上的外围接触结构；其中，所述外围接触结构与位于所述外围器件中的外围电路接触结构导电连接；设置在所述第一衬底上，且位于所述隔离环与所述外围接触结构之间的至少一个虚设外围接触结构。2.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其特征在于，所述外围接触结构包括多个，多个所述外围接触结构包括具有第一数目的外围接触结构的外围接触结构列；所述虚设外围接触结构包括多个，多个所述虚设外围接触结构包括具有第二数目的虚设外围接触结构的虚设外围接触结构列；其中，所述第一数目和所述第二数目为正整数。3.根据权利要求2所述的三维存储器器件，其特征在于，所述虚设外围接触结构列与所述外围接触结构列之间的距离为第一距离，所述虚设外围接触结构列与所述隔离环之间的距离为第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。4.根据权利要求2所述的三维存储器器件，其特征在于，所述虚设外围接触结构列包括一个虚设外围接触结构列；所述隔离环包括第一隔离环及第二隔离环；所述外围接触结构列包括第一外围接触结构列及第二外围接触结构列。5.根据权利要求2所述的三维存储器器件，其特征在于，所述虚设外围接触结构列包括第一虚设外围接触结构列及第二虚设外围接触结构列；所述隔离环包括第一隔离环及第二隔离环；所述外围接触结构列包括第一外围接触结构列及第二外围接触结构列。6.根据权利要求5所述的三维存储器器件，其特征在于，所述第一外围接触结构列与所述第一隔离环之间的距离为d，所述第一虚设外围接触结构列与所述第一隔离环之间的距离为0.25d，所述第二虚设外围接触结构列与所述第一隔离环之间的距离为0.2d，所述第一隔离环与所述存储器件的台阶结构之间的距离为1.3d，所述第二隔离环与所述台阶结构之间的距离为1.27d，所述第二外围接触结构列在所述第一外围接触结构列与所述台阶结构之间。7.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其特征在于，所述外围接触结构包括第一材料；所述虚设外围接触结构包括第二材料；其中，所述第一材料与所述第二材料均为导电材料。8.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其特征在于，所述外围接触结构包括第一材料；所述虚设外围接触结构包括第二材料；其中，所述第一材料为导电材料，所述第二材料为介电材料。9.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其特征在于，所述存储器件包括台阶结构，其中，所述外围接触结构位于所述台阶结构以及所述隔离环之间。10.根据权利要求1所述的三维存储器器件，其特征在于，所述第一衬底包括：用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，陈明，蔡正義，詹冬武，
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：