[發明專利]一種半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202010526925.5
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111799273A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 張中;吳林春;韓玉輝
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 李新干

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底包括核心區和階梯區；

在所述襯底上形成第一堆棧，所述第一堆棧由多個層間絕緣層和多個柵極犧牲層交替層疊而成；

刻蝕位于所述階梯區的所述第一堆棧形成第一階梯結構，并形成至少覆蓋所述第一階梯結構的第一介質層；

對位于所述階梯區的所述第一堆棧，于垂直所述襯底的第一縱向形成貫穿所述第一堆棧的多個第一虛擬溝道孔，并在每個所述第一虛擬溝道孔中填充第一犧牲層；

在所述第一堆棧上形成第二堆棧，所述第二堆棧由多個所述層間絕緣層和多個所述柵極犧牲層交替層疊而成；

刻蝕位于所述階梯區的所述第二堆棧形成第二階梯結構，所述第二階梯結構與所述第一階梯結構組成連續的階梯狀，并形成至少覆蓋所述第二階梯結構的第二介質層；

對位于所述階梯區的所述第二堆棧，于所述第一縱向形成貫穿所述第二堆棧的多個第二虛擬溝道孔，所述第二虛擬溝道孔與所述第一虛擬溝道孔各個位置相對應；

去除所述第一虛擬溝道孔內的所述第一犧牲層，并在所述第一虛擬溝道孔與所述第二虛擬溝道孔內填充第一絕緣層。

2.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第一絕緣層包括氮化物、氧化物、氮化物和氧化物的復合材料、以及摻雜碳的絕緣材料其中之一。

3.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述第一堆棧上形成第二堆棧的步驟之前，還包括：

對位于所述核心區的所述第一堆棧，形成在所述第一縱向貫穿所述第一堆棧的多個第一溝道孔，并在每個所述第一溝道孔中填充所述第一犧牲層。

4.根據權利要求3所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在刻蝕位于所述階梯區的所述第二堆棧形成第二階梯結構的步驟之前，還包括：

對位于所述核心區的所述第二堆棧，于所述第一縱向形成貫穿所述第二堆棧、且與所述第一溝道孔對應的多個第二溝道孔，所述第一溝道孔和第二溝道孔連通形成所述半導體器件的存儲溝道孔；

去除所述第一溝道孔內的所述第一犧牲層，并在所述存儲溝道孔中形成存儲功能層、溝道層、以及填充第二絕緣層。

5.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，還包括：

采用多個柵極層替換所述多個柵極犧牲層；

在所述第一縱向形成貫穿所述第一介質層和/或第二介質層的字線觸點，所述字線觸點具有與所述柵極層的部分上表面連接的接觸端。

6.一種半導體器件，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底包括核心區和階梯區；

位于所述襯底上的第一堆棧，所述第一堆棧由多個層間絕緣層和多個柵極層交替層疊而成；

位于所述階梯區的第一階梯結構和至少覆蓋所述第一階梯結構的第一介質層；

在垂直所述襯底的第一縱向貫穿所述階梯區的所述第一堆棧的多個第一虛擬溝道孔；

位于所述第一堆棧上的第二堆棧，所述第二堆棧由多個所述層間絕緣層和多個所述柵極層交替層疊而成；

位于所述階梯區的第二階梯結構和至少覆蓋所述第二階梯結構的第二介質層，所述第二階梯結構與所述第一階梯結構組成連續的階梯狀；

在所述第一縱向貫穿所述階梯區的所述第二堆棧的多個第二虛擬溝道孔，所述第二虛擬溝道孔與所述第一虛擬溝道孔各個位置相對應且相連通；

位于所述第一虛擬溝道孔與所述第二虛擬溝道孔內的第一絕緣層；

其中，在所述第一虛擬溝道孔與所述第二虛擬溝道孔相連通處的壁面，形成有橫向段差。

7.根據權利要求6所述的半導體器件，其特征在于，所述第一絕緣層包括氮化物、氧化物、氮化物和氧化物的復合材料、以及摻雜碳的絕緣材料其中之一。

8.根據權利要求6所述的半導體器件，其特征在于，還包括：在所述第一縱向貫穿所述核心區的所述第一堆棧的多個第一溝道孔。