一种三维存储器件的制造方法及其器件结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107706183A(43)申请公布日2018.02.16(21)申请号201710726096.3(22)申请日2017.08.22(71)申请人长江存储科技有限责任公司地址430074湖北省武汉市洪山区东湖开发区关东科技工业园华光大道18号7018室(72)发明人骆中伟华文宇夏志良张帜霍宗亮(74)专利代理机构北京辰权知识产权代理有限公司11619代理人董李欣(51)Int.Cl.H01L27/11521(2017.01)H01L27/11551(2017.01)H01L27/11524(2017.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种三维存储器件的制造方法及其器件结构(57)摘要本发明提供一种三维存储器件的制造方法及其器件结构，在进行化学机械抛光操作以平坦化三维存储器件表面的步骤之前，无需沉积氮化硅阻挡层作为化学机械抛光终止信号的操作，可以通过将位于三维存储器件区和外围电路区上方的氧化物绝缘层的厚度设置为比所述三维存储器件的堆叠层的厚度更厚，并通过监测位于所述堆叠层的核心平台区上方的氧化物绝缘层的厚度来确定后续化学机械抛光的时间，从而省略了传统的通过沉积氮化硅阻挡层来作为化学机械抛光停止操作的步骤，并且减少了化学机械抛光工艺后残留的各种缺陷问题，降低了制造成本和时间，提高工艺的稳定性和产品良率。CN107706183ACN107706183A权利要求书1/2页1.一种三维存储器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一基板，所述基板上分别形成三维存储器件区以及位于所述三维存储器件区周围的外围电路区，所述三维存储器件区包括位于所述基板上依次形成的多层存储器堆叠结构，所述堆叠结构包括核心平台区以及位于所述核心平台区至少一侧的台阶区，所述堆叠结构的核心平台区的高度高于所述外围电路区的高度；在所述基板上沉积绝缘层，以覆盖整个所述基板以及所述基板上的所述三维存储器件区和所述外围电路区，所述绝缘层的总厚度大于所述堆叠结构的总厚度；利用微影和刻蚀工艺在所述绝缘层中形成开口，以打开所述外围电路区和所述堆叠结构的核心平台区；对所述绝缘层的表面进行平坦化操作；以形成平整的器件表面。2.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述形成三维存储器件区以及位于所述三维存储器件区周围的外围电路区的步骤包括：在所述基板上顺序形成电路层和多层存储器对叠层，利用微影和刻蚀工艺分别形成包括核心平台区和台阶区的所述堆叠结构，以及所述外围电路区。3.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述三维存储器件的堆叠结构与所述外围电路区的高度差为3微米至8微米。4.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述三维存储器件的堆叠结构的层数大于等于48层。5.如权利要求4所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述三维存储器件的堆叠结构的层数为48层、64层、80层，96层，112层或128层。6.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述沉积绝缘层的步骤包括：先沉积缓冲层，再在所述缓冲层上沉积介质层，其中所述缓冲层为利用高密度等离子体(HDP)工艺制备的二氧化硅层，所述介质层为利用正硅酸乙酯(TEOS)为原料的化学气相沉积工艺制备的二氧化硅层。7.如权利要求6所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述沉积绝缘层的步骤中不含有沉积作为后续平坦化操作的阻挡层的步骤。8.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述绝缘层的总厚度比所述堆叠结构的总厚度大约1微米至3微米。9.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述利用微影和刻蚀工艺在所述绝缘层中形成开口的步骤包括：首先利用微影和刻蚀工艺在对所述外围电路区上方的所述绝缘层进行第一刻蚀的操作，再利用微影和刻蚀工艺对所述核心平台区上方的所述绝缘层进行第二刻蚀的操作，所述第二刻蚀的深度为2微米至5微米。10.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：所述对所述绝缘层的表面进行平坦化操作的工艺包括化学机械抛光(CMP)工艺，所述平坦化操作后位于所述核心平台区上方的留下的绝缘层的厚度约为0.1微米至1微米。11.如权利要求1所述的三维存储器件的制造方法，其特征在于：在所述对所述绝缘层的表面进行平坦化操作之后，还包括在所述基板上进一步沉积一层二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度约为100埃至1000埃。12.一种三维存储器件，其特征在于，所述三维存储器件由如权利要求1至11的任意一2CN107706183A权利要求书2/2页项所述的方法制成。3CN107706183A说明书1/5页一种三维存储器件的制造方法及其器件结构技术领域[0001