[发明专利]存储器器件及其制造方法和系统

说明书

本发明涉及存储器器件及其制造方法和系统，该存储器器件包括：提供半导体结构，半导体结构包括堆叠层，堆叠层包括交替堆叠的牺牲层和电介质层，堆叠层包括沿第一方向相邻分布的第一区域和第二区域，第二区域包括贯穿堆叠层的多个沟道结构；在堆叠层的顶部形成顶部盖层；在第一区域中形成贯穿顶部盖层的多个开口，并同时在第二区域中形成贯穿顶部盖层并到达多个沟道结构的顶端的多个第二接触孔，其中，多个开口对应于多个第一接触孔，每个第一接触孔贯穿堆叠层中的若干层而分别到达各自预定深度的牺牲层；在每个第一接触孔中形成第一接触结构，以及在每个第二接触孔中形成第二接触结构。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制造方法，尤其涉及一种存储器器件及其制造方法，和包括该存储器器件的系统。

背景技术

随着3D NAND技术的不断发展，存储器器件可以垂直堆叠的层数越来越多，从24层、32层、64层到超过400层的高阶堆叠结构，可以大幅度提高存储的密度并降低单位存储单元的价格。在3D NAND闪存的三维存储器中，包括核心(Core)区和台阶(Stair Step,SS)区。其中，核心区用于形成多个存储串，每个存储串中包括多个存储单元，台阶区用于从各层字线中引出接触结构(Contact)，在核心区也包括从存储串的顶端引出的接触结构。通过这些接触结构与控制器相连接，可以控制存储单元执行编程、读取和擦写等操作。

在台阶区的形成工艺中，需要刻蚀大面积的堆叠结构，之后再进行填充及平坦化。这种方法成本较高、生产周期长，并且存在平坦化工艺难度高的问题。这些问题限制了三维存储器向更多层、更大容量的发展。并且，目前采用不同的工艺流程处理台阶区和核心区，工艺过程复杂，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种节省工艺步骤、降低成本的存储器器件及其制造方法和系统。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种存储器器件的制造方法，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括堆叠层，所述堆叠层包括交替堆叠的牺牲层和电介质层，所述堆叠层包括沿第一方向相邻分布的第一区域和第二区域，所述第二区域包括贯穿所述堆叠层的多个沟道结构；在所述堆叠层的顶部形成顶部盖层；在所述第一区域中形成贯穿所述顶部盖层的多个开口，并同时在所述第二区域中形成贯穿所述顶部盖层并到达所述多个沟道结构的顶端的多个第二接触孔，其中，所述多个开口对应于多个第一接触孔，每个所述第一接触孔贯穿所述堆叠层中的若干层而分别到达各自预定深度的牺牲层；在每个所述第一接触孔中形成第一接触结构，以及在每个所述第二接触孔中形成第二接触结构。

在本发明的一实施例中，在所述第一区域中形成贯穿所述顶部盖层的多个开口，并同时在所述第二区域中形成贯穿所述顶部盖层并到达所述多个沟道结构的顶端的多个第二接触孔的步骤包括：在所述顶部盖层上覆盖第一硬掩模层；在所述第一硬掩模层上覆盖第一光刻胶层；以及通过所述第一光刻胶层图案化所述第一硬掩模层，以形成所述多个第二接触孔和贯穿所述顶部盖层而到达所述堆叠层顶部的牺牲层的多个开口。

在本发明的一实施例中，在形成所述多个第二接触孔和贯穿所述顶部盖层而到达所述堆叠层顶部的牺牲层的多个开口的步骤之后，还包括：在所述第一硬掩模层上覆盖第二光刻胶层；以及循环执行在所述第一方向上修整所述第二光刻胶层、暴露预定数量的所述开口和通过所述暴露的开口刻蚀预定层数的堆叠层的步骤，利用所述多个开口形成所述多个第一接触孔。

在本发明的一实施例中，在形成所述多个第一接触孔之后，还包括：去除所述第一硬掩模层；同时在所述多个第一接触孔和所述多个第二接触孔的侧壁和底部形成绝缘层；同时在所述多个第一接触孔和所述多个第二接触孔中的绝缘层内侧填充牺牲材料；在所述半导体结构的顶部形成帽盖层；沿所述第一方向形成贯穿所述堆叠层的栅线隔槽，通过所述栅线隔槽去除所述堆叠层中的所述牺牲层，以及在去除所述牺牲层之后所形成的空隙中填充导电材料形成栅极层。