[發明專利]垂直半導體裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 201911291878.4
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111696988A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 金恩鎬;丁垠朱;柳宗鉉;尹基準;李圣勛
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L27/11556;H01L27/11582
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

1.一種制造垂直半導體裝置的方法，該方法包括以下步驟：

通過在基板上方交替地層疊介電層和犧牲層來形成包括下多層層疊物和上多層層疊物的交替層疊物；

形成將所述上多層層疊物劃分為多個虛設層疊物的垂直溝槽；以及

形成從所述垂直溝槽向下延伸以將所述下多層層疊物劃分為焊盤層疊物和虛設焊盤層疊物的不對稱階梯溝槽，

其中，形成所述不對稱階梯溝槽的步驟包括以下步驟：

形成限定在所述焊盤層疊物的邊緣處的第一階梯側壁；以及

形成限定在所述虛設焊盤層疊物的邊緣處并占據比所述第一階梯側壁小的面積的第二階梯側壁。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二階梯側壁形成為具有比所述第一階梯側壁陡的傾斜度。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一階梯側壁包括多個第一臺階，并且所述第二階梯側壁包括多個第二臺階，并且

所述第二臺階形成為具有比所述第一臺階大的高度。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一階梯側壁和所述第二階梯側壁具有相同的高度。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第一階梯側壁包括多個第一臺階，并且所述第二階梯側壁包括多個第二臺階，并且

所述第二臺階的數量小于所述第一臺階的數量。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述第一臺階和所述第二臺階中的每一個包括介電層和犧牲層層疊的介電層和犧牲層層疊物，并且

所述第一臺階包括一對所述介電層和所述犧牲層的層疊物，并且所述第二臺階包括至少兩對所述介電層和所述犧牲層的層疊物。

7.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟：

在形成所述不對稱階梯溝槽之后，形成填充所述垂直溝槽和所述不對稱階梯溝槽的層間介電層；

將所述層間介電層平坦化以暴露所述虛設層疊物的上表面；

利用導電層替換所述虛設層疊物、所述焊盤層疊物和所述虛設焊盤層疊物的各個犧牲層；以及

通過穿透所述層間介電層來形成聯接到所述焊盤層疊物的所述導電層的接觸插塞。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，形成將所述上多層層疊物劃分為多個所述虛設層疊物的所述垂直溝槽的步驟包括以下步驟：

通過蝕刻所述上多層層疊物來形成對稱階梯溝槽；

將所述對稱階梯溝槽構圖為初始不對稱階梯溝槽；

形成包括暴露所述初始不對稱階梯溝槽的開口的掩模；以及

蝕刻所述初始不對稱階梯溝槽以在所述上多層層疊物中形成所述垂直溝槽。

9.根據權利要求8所述的方法，該方法還包括以下步驟：

在蝕刻所述初始不對稱階梯溝槽之后，蝕刻所述下多層層疊物以在所述下多層層疊物中形成所述不對稱階梯溝槽，

其中，所述不對稱階梯溝槽具有與所述初始不對稱階梯溝槽的形狀相同的形狀。

10.根據權利要求8所述的方法，其中，使用所述掩模作為蝕刻屏障通過回蝕工藝來蝕刻所述初始不對稱階梯溝槽和所述下多層層疊物，并且

在所述回蝕工藝期間，所述初始不對稱階梯溝槽被蝕刻并被構圖為所述垂直溝槽。

11.根據權利要求8所述的方法，其中，暴露所述初始不對稱階梯溝槽的所述開口包括：

第一側壁，其通過第一寬度暴露所述初始不對稱階梯溝槽的最上臺階的一側；以及第二側壁，其通過小于所述第一寬度的第二寬度暴露所述初始不對稱階梯溝槽的所述最上臺階的另一側。

12.根據權利要求8所述的方法，其中，通過蝕刻所述上多層層疊物來形成所述對稱階梯溝槽的步驟包括以下步驟：

重復地執行使用第一減薄掩模的對所述上多層層疊物的蝕刻工藝以及對所述第一減薄掩模的減薄工藝。