[發明專利]半導體裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 202010517566.7
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN112563279A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 盧載潤;金兌京;廉孝燮;李晶允
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L27/11556;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 崔卿虎

提供了半導體裝置及其制造方法。半導體裝置包括：堆疊結構，其包括以交替方式堆疊的多個層間絕緣層和多個柵極導電層；至少一個支撐結構，其以實質上垂直的方式穿透堆疊結構，至少一個支撐結構形成在接觸區域中；接觸插塞，其以實質上垂直的方式穿透堆疊結構，接觸插塞形成在接觸區域中，接觸插塞連接到設置在堆疊結構的底部上的接觸焊盤。至少一個支撐結構由氧化物層形成。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年9月25日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請號10-2019-0118206的優先權，其全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開一般地涉及電子裝置，并且更具體地涉及半導體裝置及其制造方法。

背景技術

非易失性存儲器裝置是無論電源是接通還是關斷都保留所存儲的數據的存儲器裝置。提高二維非易失性存儲器裝置的集成密度、在襯底之上的單個層中形成存儲器單元已經很難。因此，已提出了三維非易失性存儲器裝置，其中存儲器單元在垂直方向上堆疊在襯底之上。

三維存儲器裝置包括以交替方式堆疊的層間絕緣層和柵極電極。三維存儲器裝置還包括穿透層間絕緣層和柵極電極的溝道層以及沿溝道層堆疊的存儲器單元。已開發了各種結構和制造方法來改進三維非易失性存儲器裝置的操作可靠性。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供了一種半導體裝置，包括：堆疊結構，其包括以交替方式堆疊的多個層間絕緣層和多個柵極導電層的；至少一個支撐結構，其以實質上垂直的方式穿透堆疊結構，至少一個支撐結構形成在接觸區域中；第一阻擋層，其形成在至少一個支撐結構的每一個的側壁上；以及接觸插塞，其以實質上垂直的方式穿透堆疊結構，接觸插塞形成在接觸區域中，接觸插塞連接到設置在堆疊結構的底部上的接觸焊盤，其中至少一個支撐件結構可以由氧化物層形成。

根據本公開的另一方面，提供了一種制造半導體裝置的方法，該方法包括：形成其中多個層間絕緣層和多個犧牲層以交替方式堆疊的堆疊結構；通過蝕刻堆疊結構來同時形成用于形成穿透堆疊結構的接觸插塞的第一孔和用于形成支撐結構的第二孔；通過利用阻擋層和用于柵極的導電層填充第一孔來形成接觸插塞；在填充第一孔時，同時利用阻擋層和用于柵極的導電層填充第三孔；在堆疊結構的頂部上形成包括第一開口的掩模圖案，第二孔的區域通過第一開口而暴露；通過使用掩模圖案執行第一蝕刻過程來去除第二孔中的用于柵極的導電層；以及通過利用絕緣層填充第二孔來形成支撐結構。

根據本公開的又一方面，提供了一種制造半導體裝置的方法，該方法包括：形成堆疊結構，在堆疊結構中多個層間絕緣層和多個犧牲層以交替方式堆疊在半導體襯底上，半導體襯底由單元區域和接觸區域限定；通過在單元區域中蝕刻堆疊結構來形成用于溝道插塞的第一孔，第一孔穿透堆疊結構；通過利用存儲器層和溝道層填充第一孔來形成溝道插塞；通過在接觸區域中蝕刻堆疊結構來形成用于形成接觸插塞的第二孔和用于形成支撐結構的第三孔；通過利用阻擋層和用于柵極的導電層填充第二孔來形成接觸插塞；在填充第二孔時，同時利用阻擋層和用于柵極的導電層來填充第三孔；在堆疊結構的頂部上形成掩模圖案，掩模圖案包括第一開口和第二開口，第三孔的區域通過第一開口被暴露，溝道插塞之間的部分區域通過第二開口被暴露；通過使用掩模圖案執行第一蝕刻過程來去除第三孔中的用于柵極的導電層，并形成第一狹縫，第一狹縫以實質上垂直的方式穿透至少一個層間絕緣層和至少一個犧牲層，至少一個犧牲層和至少一個層間絕緣層被設置在溝道插塞之間的堆疊結構的上端部處；以及通過利用絕緣層填充第一狹縫和第二孔來形成第一垂直結構和支撐結構。

附圖說明

現在將在下文中參考附圖來更全面地描述示例實施例；然而，示例實施例可以以不同的形式體現，并且不應被解釋為限于本文闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完整的，并且將示例實施例的范圍完全傳達給本領域技術人員。