[发明专利]三维存储器的制作方法

说明书

本发明提供了一种三维存储器的制作方法。该制作方法包括以下步骤：提供衬底，衬底上具有堆叠体，堆叠体的至少一端具有台阶结构；在衬底上形成覆盖台阶结构的层间介质层；在层间介质层上形成流体薄膜，使流体薄膜远离衬底的一侧具有第一表面；将流体薄膜固化，得到具有第二表面的平坦层；沿第二表面对层间介质层进行平坦化处理。在层间介质层上形成流体薄膜后，平坦化工艺的对象由现有技术中层间介质层的倾斜表面变成流体薄膜固化后得到的平坦层的平整表面，从而降低了平坦化工艺的难度，保证了表面处理后衬底表面的平整性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种三维存储器的制作方法。

背景技术

随着对集成度和存储容量的需求不断提高，3D NAND存储器应运而生。3D NAND存储器大大节省了硅片面积，降低制造成本，增加了存储容量。

在3D NAND存储器结构中，采用垂直堆叠多层数据存储单元的方式，实现堆叠式的3DNAND存储器结构，然而，其他的电路例如解码器(decoder)、页缓冲(page buffer)和锁存器(latch)等，这些外围电路都是CMOS器件形成的，CMOS器件的工艺无法与3D NAND器件集成在一起。目前工艺中，分别采用不同的工艺形成3D NAND存储器阵列和外围电路，然后通过键合技术将两者键合在一起。在形成3D NAND存储器阵列的工艺中，先形成牺牲层和隔离层交替的堆叠体，然后将牺牲层置换为控制栅结构，得到栅极堆叠结构，栅极堆叠结构包括核心存储区以及台阶区，台阶区中形成有贯穿至衬底的伪沟道阵列，用于在牺牲层置换时对台阶区起到支撑的作用。

在目前形成3D NAND存储器的工艺中，通常在形成具有台阶结构的堆叠体之后，需要在堆叠体表面上覆盖介质材料，然后通过光刻工艺使介质材料仅保留在台阶结构上方，之后通过平坦化处理使台阶结构上方形成与堆叠体中其余部分齐平的平坦层。然而，现有技术中上述平坦化处理的工艺难度较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三维存储器的制作方法，以解决现有技术中三维存储器在制备过程中台阶机构的高度差导致平坦化处理的工艺难度增大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三维存储器的制作方法，包括以下步骤：提供衬底，衬底上具有堆叠体，堆叠体的至少一端具有台阶结构；在衬底上形成覆盖台阶结构的层间介质层；在层间介质层上形成流体薄膜，使流体薄膜远离衬底的一侧具有第一表面；将流体薄膜固化，得到具有第二表面的平坦层；沿第二表面对层间介质层进行平坦化处理。

进一步地，流体薄膜包括有机流体材料和/或无机流体材料。

进一步地，流体薄膜包括光阻剂和/或有机流体氧化硅。

进一步地，在层间介质层上形成流体薄膜的步骤之前，制作方法还包括以下步骤：在层间介质层上覆盖刻蚀缓冲层。

进一步地，沿第二表面对层间介质层进行平坦化处理的步骤包括：沿第二表面顺序刻蚀平坦层和层间介质层，以去除平坦层和部分层间介质层；对剩余的层间介质层进行平坦化处理。

进一步地，沿第二表面顺序刻蚀平坦层和层间介质层的步骤包括：沿第二表面对平坦层和层间介质层进行干法刻蚀，使剩余的层间介质层的远离衬底的一侧具有第三水平表面；湿法刻蚀去除剩余的平坦层。

进一步地，层间介质层与平坦层的刻蚀选择比为0.8～1.2：1。

进一步地，采用化学机械研磨工艺对层间介质层进行平坦化处理。

进一步地，在沿第二表面对层间介质层进行平坦化处理的步骤之后，制作方法还包括以下步骤：形成由层间介质层贯穿堆叠体至衬底的沟道阵列和伪沟道阵列，伪沟道阵列贯穿台阶结构。