[发明专利]三维存储器及其堆叠层的平坦化方法

说明书

本发明提供了一种三维存储器及其堆叠层的平坦化方法。该方法包括以下步骤：提供衬底，所述半导体结构具有核心区、阶梯区和周边区；在周边区依次形成具有预设厚度的第一绝缘层和第一停止层；在所述核心区、阶梯区和周边区形成堆叠层；在所述阶梯区的堆叠层上形成阶梯结构，且至少去除所述周边区堆叠层的一部分；在所述核心区、阶梯区和周边区上形成第二绝缘层；去除所述核心区和周边区的第二绝缘层；以及对阶梯区的第二绝缘层进行平坦化。

技术领域

本发明主要涉及半导体制作方法，尤其涉及一种三维存储器及其堆叠层的平坦化方法。

背景技术

为了克服二维存储器件的限制，业界已经研发了具有三维(3D)结构的存储器件，通过将存储器单元三维地布置在衬底之上来提高集成密度。。

在例如3D NAND闪存的三维存储器件中，存储阵列可包括具有沟道结构的核心(core)区以及阶梯区(stair step,SS)。存储阵列之外可设置周边区。在三维存储器件的制作过程中，堆叠层(stack)的平坦化一直是个难点。目前普遍需要2个光刻步骤才能实现平坦化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供三维存储器及其堆叠层的平坦化方法，可以减少一个光刻步骤。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三维存储器的堆叠层的平坦化方法，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底具有核心区、阶梯区和周边区；在周边区依次形成具有预设厚度的第一绝缘层和第一停止层；在所述核心区、阶梯区和周边区形成堆叠层；在所述阶梯区的堆叠层上形成阶梯结构，且至少去除所述周边区堆叠层的一部分；在所述核心区、阶梯区和周边区上形成第二绝缘层；去除所述核心区和周边区的第二绝缘层；以及对阶梯区的第二绝缘层进行平坦化。

在本发明的一实施例中，形成所述堆叠层的步骤中，所述核心区的堆叠层的上表面与所述周边区的第一停止层的上表面大致上平齐。

在本发明的一实施例中，在所述核心区、阶梯区和周边区形成堆叠层的步骤中，所述核心区的堆叠层具有与所述周边区的第一停止层位于同一高度的第二停止层。

在本发明的一实施例中，至少去除所述周边区堆叠层的一部分的步骤是在形成所述阶梯结构的过程中执行。

在本发明的一实施例中，对阶梯区的第二绝缘层进行平坦化的步骤在所述周边区的第一停止层处停止。

在本发明的一实施例中，对阶梯区的第二绝缘层进行平坦化的步骤在所述周边区的第一停止层和所述核心区的第二停止层处停止。

在本发明的一实施例中，去除所述周边区的堆叠层时，在所述周边区的第一绝缘层的侧壁残留部分堆叠层。

在本发明的一实施例中，在周边区依次形成具有预设厚度的第一绝缘层和第一停止层的步骤包括：在所述半导体结构上依次形成具有预设厚度的第一初始绝缘层和第一初始停止层；去除所述核心区和阶梯区的第一初始停止层和第一初始绝缘层，从而得到保留在所述周边区的第一停止层和第一绝缘层。

在本发明的一实施例中，去除所述核心区和周边区的第二绝缘层的步骤包括进行光刻和刻蚀。

在本发明的一实施例中，去除所述周边区的堆叠层的步骤包括光刻和刻蚀。

本发明还提出一种三维存储器，包括核心区、阶梯区和周边区，所述阶梯区具有阶梯结构，所述周边区具有包覆周边电路的第一绝缘层，其中所述第一绝缘层面向所述阶梯结构的侧壁具有堆叠结构，所述堆叠结构与所述所述阶梯结构的高度相同。

在本发明的一实施例中，三维存储器还包括位于所述阶梯结构和所述堆叠结构之间的绝缘区域。

在本发明的一实施例中，所述堆叠结构具有面向所述阶梯结构的倾斜侧面。

在本发明的一实施例中，所述周边区还具有覆盖所述第一绝缘层的第一停止层。