[发明专利]形成包含楼梯台阶型结构的半导体装置结构的方法及相关半导体装置

说明书

本申请案涉及形成包含阶梯台阶型结构的半导体装置结构的方法及相关半导体装置。一种形成半导体装置结构的方法包括：在衬底上方形成堆叠结构，所述堆叠结构包括若干层级，所述层级各自独立地包括牺牲结构及纵向地邻近所述牺牲结构的绝缘结构。在所述堆叠结构的一部分上方形成掩蔽结构。在所述掩蔽结构上方且在所述堆叠结构的未被所述掩蔽结构覆盖的额外部分上方形成光致抗蚀剂。使所述光致抗蚀剂及所述堆叠结构经受一系列材料移除过程，以选择性地移除所述光致抗蚀剂的部分及所述堆叠结构的未被所述掩蔽结构及所述致抗蚀剂的剩余部分中的一或多者覆盖的部分，以形成楼梯台阶型结构。本发明还描述半导体装置及形成半导体装置结构的额外方法。

优先权主张

本申请案主张2016年9月21日提出申请的序列号为15/271,924的美国专利申请案“形成包含楼梯台阶型结构的半导体装置结构的方法及相关半导体装置(Methods ofForming a Semiconductor Device Structure Including a Stair Step Structure,andRelated Semiconductor Devices)”的申请日期的权益。

技术领域

在各种实施例中，本发明大体来说涉及半导体装置设计及制作领域。更具体来说，本发明涉及形成包含楼梯台阶型结构的半导体装置结构的方法以及相关半导体装置结构及半导体装置。

背景技术

半导体行业不断追求的目标是增大存储器装置(例如，非易失性存储器装置(例如，NAND快闪存储器装置))的存储密度(例如，每存储器裸片的存储器单元的数目)。增大非易失性存储器装置的存储密度的一种方式是利用垂直存储器阵列(也被称为“三维(3D)存储器阵列”)架构。典型的垂直存储器阵列包含：半导体柱，其延伸穿过导电结构(例如，字线板、控制栅极板)的层级中的开口；及电介质材料，其位于半导体柱与导电结构的每一结处。如与具有常规的平坦(例如，二维)晶体管布置的结构相比，此配置通过在裸片上向上(例如，纵向地、垂直地)构筑阵列而准许将较大数目个晶体管定位于裸片区域的单元中。

常规的垂直存储器阵列包含导电结构与存取线(例如，字线)之间的电连接，使得垂直存储器阵列中的存储器单元可被唯一地选定而进行写入、读取或擦除操作。形成此电连接的一种方法包含在导电结构层级的边缘(例如，横向端)处形成所谓的“楼梯台阶型”结构。楼梯台阶型结构包含界定导电结构的接触区的个别“台阶”，接触结构可定位于所述导电结构上以提供对所述导电结构的电存取。

用于形成楼梯台阶型结构的常规过程通常包含重复以下动作：修整上覆于交替的导电结构及绝缘结构的光致抗蚀剂，蚀刻绝缘结构的未被光致抗蚀剂的剩余部分覆盖的部分，及接着蚀刻导电结构的未被绝缘结构的剩余部分覆盖的部分。此常规过程通常致使形成所谓的展现相对且对称的楼梯台阶型结构的“体育场”结构。体育场结构的第一端上的第一楼梯台阶型结构通常镜射体育场结构的第二端上的第二楼梯台阶型结构。第一楼梯台阶型结构与第二楼梯台阶型结构通常展现基本上相同的大小及基本上相同的形状，但第一楼梯台阶型结构沿与第二楼梯台阶型结构向外延伸的方向相反的方向而向外延伸。然而，对于各种应用来说，体育场结构的仅一个楼梯台阶型结构(例如，仅第一楼梯台阶型结构或仅第二楼梯台阶型结构)用于形成电连接，且体育场结构的另一楼梯台阶型结构(例如，第二楼梯台阶型结构或第一楼梯台阶型结构)未被充分利用及/或占用本可经利用以达成另一更期望目的的空间。

因此，期望具有形成减少(如果不能消除)上述问题的半导体装置(例如，垂直存储器装置，例如3D NAND快闪存储器装置)的楼梯台阶型结构的经改进方法。

发明内容