半导体器件及其制作方法、及存储器系统与流程

【】本申请涉及半导体，具体涉及一种半导体器件及其制作方法、及存储器系统。

背景技术

0、背景技术：

1、三维存储器(3d nand)是一种新兴的存储器类型，其垂直堆叠了多层存储单元。基于该技术，可打造出存储容量比同类nand技术高达数倍的存储设备。该技术可支持在更小的空间内容纳更高的存储容量，进而带来很大的成本节约、能耗降低以及大幅的性能提升。

2、但是，随着堆叠层数的不断增加，在制作台阶区的接触结构时，接触孔的刻蚀深度很难控制，容易击穿台阶区的栅极，从而影响存储器的工作性能。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本申请在于提供一种半导体器件及其制作方法、及存储器系统，能在制作接触结构时避免击穿台阶区的栅极。

2、一方面，本申请实施例提供了一种半导体器件的制作方法，包括：

3、形成堆叠层，所述堆叠层包括栅牺牲层，且包括台阶区，所述台阶区包括多级台阶；

4、在所述堆叠层的所述台阶区上形成第一绝缘层；

5、在所述第一绝缘层背离所述堆叠层的一侧形成第一牺牲层，所述第一牺牲层沿堆叠方向的厚度大于所述栅牺牲层沿所述堆叠方向的厚度；

6、在所述堆叠层靠近所述第一牺牲层的一侧形成平坦层，所述平坦层覆盖所述第一牺牲层；

7、形成沿所述堆叠方向贯穿各级所述台阶上的所述平坦层且延伸至所述第一绝缘层的中间结构，所述中间结构包括第二牺牲层；

8、将所述栅牺牲层置换为栅极层，且将所述第一牺牲层置换为第二绝缘层；

9、去除所述第二牺牲层，得到第一孔；

10、通过所述第一孔形成接触结构，所述接触结构沿所述堆叠方向贯穿所述台阶区上的所述平坦层并延伸至所述栅极层内。

11、另一方面，本申请实施例还提供了一种半导体器件，包括：

12、堆叠结构，所述堆叠结构包括栅极层，且包括台阶结构，所述台阶结构包括多级台阶；

13、位于所述台阶结构上的第一绝缘层；

14、位于所述第一绝缘层背离所述台阶结构一侧的第二绝缘层；

15、位于所述堆叠结构靠近所述第二绝缘层一侧的平坦层，所述平坦层覆盖所述第二绝缘层；

16、沿堆叠方向贯穿各级所述台阶上对应的所述平坦层并延伸至对应的所述栅极层内的接触结构，所述第二绝缘层沿所述堆叠方向的厚度大于所述栅极层沿所述堆叠方向的厚度。

17、另一方面，本申请实施例还提供了一种存储器系统，包括至少一个如上所述的半导体器件、以及与所述半导体器件耦合的控制器，所述控制器用于控制所述半导体器件存储数据。

18、本申请实施例提供的半导体器件及其制作方法、及存储器系统，通过在堆叠层的台阶区上形成第一绝缘层；在第一绝缘层背离堆叠层的一侧形成第一牺牲层，第一牺牲层沿堆叠方向的厚度大于栅牺牲层沿堆叠方向的厚度；在堆叠层靠近第一牺牲层的一侧形成平坦层，平坦层覆盖第一牺牲层；形成沿堆叠方向贯穿各级台阶上的平坦层且延伸至第一绝缘层的中间结构，中间结构包括第二牺牲层；将栅牺牲层置换为栅极层，且将第一牺牲层置换为第二绝缘层；去除第二牺牲层，得到第一孔；通过第一孔形成接触结构，接触结构沿堆叠方向贯穿台阶区上的平坦层并延伸至栅极层内，从而能确保接触结构延伸至栅极层内且不会贯穿栅极层，有效提升了半导体器件的可靠性。

技术特征：

1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述形成沿所述堆叠方向贯穿各级所述台阶上的所述平坦层且延伸至所述第一绝缘层的中间结构，包括：

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述在所述第三孔中形成所述中间结构，包括：

4.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述将所述栅牺牲层置换为栅极层，且将所述第一牺牲层置换为第二绝缘层，包括：

5.根据权利要求4所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述栅牺牲层和所述第一牺牲层具有相同的材料。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述通过所述第一孔形成接触结构，包括：

7.根据权利要求1-5中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一牺牲层的材料包括氮化硅。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第二牺牲层的材料包括多晶硅或碳。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一牺牲层的材料不同于所述平坦层的材料和所述第一绝缘层的材料。

10.一种半导体器件，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层包裹位于所述平坦层和所述第二绝缘层中的所述接触结构。

12.根据权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述第一绝缘层的材料、所述第二绝缘层的材料和/或所述第三绝缘层的材料包括氧化物。

13.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述第二绝缘层中所述接触结构沿所述堆叠方向的最大截面宽度大于所述接触结构中其余部分沿所述堆叠方向的截面宽度。

14.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，所述第二绝缘层中所述接触结构沿所述堆叠方向的最大截面宽度大于所述平坦层中所述接触结构沿所述堆叠方向的最大截面宽度。

15.一种存储器系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求10-14中任一项所述的半导体器件、以及与所述半导体器件耦合的控制器，所述控制器用于控制所述半导体器件存储数据。

技术总结本申请提供一种半导体器件及其制作方法、及存储器系统，该方法包括：在堆叠层的台阶区上形成第一绝缘层；在第一绝缘层背离堆叠层的一侧形成第一牺牲层，第一牺牲层沿堆叠方向的厚度大于栅牺牲层沿堆叠方向的厚度；在堆叠层靠近第一牺牲层的一侧形成平坦层，平坦层覆盖第一牺牲层；形成沿堆叠方向贯穿各级台阶上的平坦层且延伸至第一绝缘层的中间结构，中间结构包括第二牺牲层；将栅牺牲层置换为栅极层，且将第一牺牲层置换为第二绝缘层；去除第二牺牲层，得到第一孔；通过第一孔形成接触结构，接触结构沿堆叠方向贯穿台阶区上的平坦层并延伸至栅极层内，从而能确保接触结构延伸至栅极层内且不会贯穿栅极层，有效提升了半导体器件的可靠性。技术研发人员：杨永刚受保护的技术使用者：长江存储科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23