半导体装置和制造半导体装置的方法制造方法及图纸

本公开涉及一种半导体装置和制造半导体装置的方法。一种制造半导体装置的方法可以包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物，形成穿过层叠物的第一开口，在第一开口中形成阻挡层，在阻挡层中形成数据储存层，形成穿过层叠物的狭缝，通过经由狭缝选择性地去除第二材料层来形成第二开口，选择性地在第一材料层的暴露的表面上形成保护层，通过第二开口蚀刻阻挡层，氧化保护层以及在第二开口中形成绝缘层。及在第二开口中形成绝缘层。及在第二开口中形成绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置和制造半导体装置的方法


[0001]本公开涉及一种电子装置，并且更具体地，涉及一种半导体装置和制造该半导体装置的方法。

技术介绍

[0002]半导体装置的集成度主要由单位存储器单元占用的面积决定。近来，随着在基板上以单层形成存储器单元的半导体装置的集成度达到极限，正在提出其中存储器单元层叠在基板上的三维半导体装置。此外，为了提高半导体装置的操作可靠性，正在开发各种结构和制造方法。

技术实现思路

[0003]根据本公开的实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物；形成穿过层叠物的第一开口；在第一开口中形成阻挡层；在阻挡层中形成数据储存层；形成穿过层叠物的狭缝；通过经由狭缝选择性地去除第二材料层来形成第二开口；选择性地在第一材料层的暴露的表面上形成保护层；通过第二开口蚀刻阻挡层；氧化保护层；以及在第二开口中形成绝缘层。
[0004]根据本公开的实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物；形成穿过层叠物的第一开口；在第一开口中形成牺牲层；在牺牲层中形成存储器层；通过选择性去除第二材料层来形成第二开口；通过第二开口蚀刻牺牲层；选择性地在第一材料层的暴露的表面上形成保护层；氧化保护层；通过第二开口蚀刻存储器层；以及在第二开口中形成绝缘层。
[0005]根据本公开的实施方式，一种制造半导体装置的方法可以包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物；形成穿过层叠物的第一开口；在第一开口中形成存储器层；在层叠物上形成覆盖绝缘层；形成穿过覆盖绝缘层的初步狭缝；在覆盖绝缘层的表面上形成保护图案；形成连接到初步狭缝的狭缝，狭缝穿过层叠物；通过经由狭缝选择性蚀刻第二材料层来形成第二开口；蚀刻通过第二开口暴露的存储器层；以及在第二开口中形成第二绝缘层。
[0006]根据本公开的实施方式，一种半导体装置可以包括：源极结构；层叠物，层叠物布置在源极结构上，层叠物具有交替层叠的导电层与绝缘层；沟道层，沟道层穿过层叠物并且延伸到源极结构；覆盖绝缘层，覆盖绝缘层位于层叠物上；以及狭缝结构，狭缝结构穿过覆盖绝缘层和层叠物，并且绝缘层的侧壁比覆盖绝缘层的侧壁更远地朝向狭缝结构突出。
附图说明
[0007]图1A至图1D是示出根据本公开的实施方式的半导体装置的结构的图。
[0008]图2A至图2M是示出根据本公开的实施方式的制造半导体装置的方法的图。
[0009]图3A至图3G是示出根据本公开的实施方式的制造半导体装置的方法的图。
[0010]图4A至图8A和图4B至图8B是示出根据本公开的实施方式的制造半导体装置的方法的图。
[0011]图9是示出根据本公开的实施方式的存储器系统的图。
[0012]图10是示出根据本公开的实施方式的存储器系统的图。
[0013]图11是示出根据本公开的实施方式的存储器系统的图。
[0014]图12是示出根据本公开的实施方式的存储器系统的图。
[0015]图13是示出根据本公开的实施方式的存储器系统的图。
具体实施方式
[0016]对根据本说明书或申请中公开的构思的实施方式的具体结构或功能描述的说明仅用于描述根据本公开的构思的实施方式。根据本公开的构思的实施方式可以以各种形式执行并且不限于本说明书或申请中描述的实施方式。
[0017]本公开的实施方式提供了一种具有稳定结构和提高的特性的半导体装置，以及制造该半导体装置的方法。
[0018]可以通过以三维层叠存储器单元来提高半导体装置的集成度。此外，可以提供具有稳定的结构和提高的可靠性的半导体装置。
[0019]图1A至图1D是示出根据本公开的实施方式的半导体装置的结构的图。
[0020]参照图1A至图1D，半导体装置可以包括源极结构10、层叠物ST和沟道结构CH。半导体装置还可以包括保护层19、覆盖绝缘层20、支撑件23、隔离绝缘结构24、接触插塞25或狭缝结构SLS，或者还可以包括它们的组合。
[0021]源极结构10可以是单层或可以包括多层。作为一个实施方式，源极结构10可以包括第一源极层10A和第二源极层10B。第二源极层10B可以插置在第一源极层10A和层叠物ST之间。源极结构10可以包括诸如多晶硅、钨或金属的导电材料。
[0022]层叠物ST可以被布置在源极结构10上。层叠物ST可以包括交替层叠的导电层11和绝缘层12。导电层11可以是诸如存储器单元或选择晶体管的栅极。导电层11可以包括诸如多晶硅、钨、钼或其它金属的导电材料。绝缘层12可以使层叠的导电层11彼此绝缘。绝缘层12可以包括诸如氧化物、氮化物和气隙的绝缘材料。
[0023]层叠物ST可以包括单元区域CR和接触区域CTR。单元区域CR和接触区域CTR可以在第一方向I上彼此相邻。单元区域CR可以是存储器串所布置在的区域。接触区域CTR可以是互连结构所布置在的区域。互连结构可以包括接触插塞和导线(wire)等。存储器串可以包括层叠的存储器单元，并且可以通过互连结构向各个层叠的存储器单元的栅极施加偏压。
[0024]覆盖绝缘层20可以被布置在层叠物ST上。覆盖绝缘层20可以覆盖沟道结构CH的上表面和支撑件23的上表面。覆盖绝缘层20可以包括诸如氧化物、氮化物和气隙的绝缘材料。互连结构可以形成在覆盖绝缘层20中。
[0025]接触插塞25可以被布置在接触区域CTR中。作为一个实施方式，层叠物ST的接触区域CTR可以具有阶梯形状，并且可以通过阶梯形状暴露每个导电层11。接触插塞25可以穿过覆盖绝缘层20并且可以电连接到导电层11。接触插塞25可以被排布在第一方向I和第二方向II上，并且第二方向II可以与第一方向I交叉。第二方向II可以与第一方向I垂直。
[0026]支撑件23可以被布置在单元区域CR或接触区域CTR中，或者可以被布置在单元区
域CR和接触区域CTR中。参照图1D，支撑件23可以穿过层叠物ST并且可以延伸到覆盖绝缘层20。支撑件23可以与沟道结构CH具有基本相同的高度或者可以具有与沟道结构CH的高度不同的高度。支撑件23可以与源极接触结构SCT具有基本相同的高度或者可以具有与源极接触结构SCT的高度不同的高度。支撑件23可以包括诸如氧化物、氮化物和气隙的绝缘材料。支撑件23可以与沟道结构CH具有基本相同的结构和材料或者可以与源极接触结构SCT具有基本相同的结构和材料。
[0027]沟道结构CH可以穿过层叠物ST的单元区域CR。沟道结构CH可以在第三方向III上穿过层叠物ST。第三方向III可以是与第一方向I和第二方向II交叉的方向。第三方向III可以与第一方向I和第二方向II两者都垂直。作为一个实施方式，第三方向III可以是导电层11和绝缘层12进行层叠的方向。
[0028]每个沟道结构CH可以包括沟道层17、存储器图案MP和绝缘芯18。沟道层17可以是在存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物；形成穿过所述层叠物的第一开口；在所述第一开口中形成阻挡层；在所述阻挡层中形成数据储存层；形成穿过所述层叠物的狭缝；通过经由所述狭缝选择性地去除所述第二材料层来形成第二开口；选择性地在所述第一材料层的暴露的表面上形成保护层；通过所述第二开口蚀刻所述阻挡层；氧化所述保护层；以及在所述第二开口中形成绝缘层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成所述保护层的步骤之后蚀刻所述阻挡层，并且其中，在蚀刻所述阻挡层的步骤之后氧化所述保护层。3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在氧化所述保护层的步骤之后，通过所述第二开口蚀刻所述数据储存层。4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在形成所述阻挡层的步骤之前，在所述第一开口中形成牺牲层；以及通过所述第二开口蚀刻所述牺牲层以暴露所述阻挡层。5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括以下步骤：通过经由所述狭缝去除所述第一材料层而形成第三开口；蚀刻通过所述第三开口暴露的所述牺牲层；以及在所述第三开口中形成导电层。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述牺牲层包括相对于所述第一材料层和所述第二材料层具有高蚀刻选择性的材料。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一材料层包括氮化物，所述第二材料层包括氧化物，并且所述牺牲层包括多晶硅。8.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在形成所述狭缝的步骤之前，在所述层叠物上形成覆盖绝缘层；形成穿过所述覆盖绝缘层的初步狭缝；以及在所述覆盖绝缘层的表面上形成保护图案。9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过将所述初步狭缝延伸到所述层叠物中来形成所述狭缝。10.根据权利要求8所述的方法，其中，在形成所述第二开口时，所述覆盖绝缘层被所述保护图案保护。11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述保护图案包括相对于所述第二材料层具有高蚀刻选择性的材料。12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一材料层包括氮化物，所述第二材料层包括氧化物，并且所述保护图案包括氮化物或多晶硅。
13.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括以下步骤：通过所述狭缝去除所述保护图案和所述第一材料层；以及在去除了所述第一材料层的区域中形成导电层。14.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物；形成穿过所述层叠物的第一开口；在所述第一开口中形成牺牲层；在所述牺牲层中形成存储器层；通过选择性去除所述第二材料层来形成第二开口；通过所述第二开口蚀刻所述牺牲层；选择性地在所述第一材料层的暴露的表面上形成保护层；氧化所述保护层；通过所述第二开口蚀刻所述存储器层；以及在所述第二开口中形成绝缘层。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述存储器层包括数据储存层。16.根据权利要求14所述的方法，其中，在蚀刻所述牺牲层的步骤之后氧化所述保护层，并且其中，在氧化所述保护层的步骤之后蚀刻所述存储器层。17.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤：通过去除所述第一材料层来形成第三开口；蚀刻通过所述第三开口暴露的所述牺牲层；以及在所述第三开口中形成导电层。18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述牺牲层包括相对于所述第二材料层具有高蚀刻选择性的材料。19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一材料层包括氮化物，所述第二材料层包括氧化物，并且所述牺牲层包括多晶硅。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述保护层包括多晶硅。21.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：形成具有交替层叠的第一材料层和第二材料层的层叠物；形成穿过所述层叠物的第一开口；在所述第一开口中形成存储器层；在所述层叠物上形成覆盖绝缘层；形成穿过所述覆盖绝缘层的初步狭缝；在所述覆盖绝缘层的表面上形成保护图案；形成连接到所述初步狭缝的狭缝，所述狭缝穿过所述层叠物...

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