[发明专利]非对称阶梯结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种非对称阶梯结构及其制造方法，该非对称阶梯结构包括：叠层的多层单元层及m个(m≥2)区域，其中每个区域中有不同部分的单元层其各自有一部分未被上方相邻的单元层覆盖，且该不同部分的单元层其两两间隔为m层单元层，而形成阶差为m层单元层的阶梯，并且任两区域中的两不同部分的单元层不重复。

技术领域

本发明是有关于一种适用于集成电路的结构及其制造方法，特别是有关于一种非对称阶梯结构，以及其制造方法。

背景技术

多层元件结构，例如三维(3D)元件阵列(例如3D内存)的各层元件的导线皆需要电性连接，所以其接触区中各层导电层皆需露出以供电性连接，从而形成阶梯状的接触垫结构。

在现有技术中，上述阶梯结构是通过先后形成且渐次缩小的多个光刻胶层，以及其间交替进行的多次一层刻蚀步骤及至少一次光刻胶削减步骤而形成。图1绘示使用4道掩模先后形成4个图案化光刻胶层，每一光刻胶层形成后交替进行4次刻蚀一层单元层102的步骤及3次光刻胶削减步骤的例子，其中以第一/二/三/四光刻胶层为掩模时所蚀去的部分为112/114/116/118，最后形成16个梯级。

然而，如此定义出的对称阶梯结构很宽，其中每一单元层都有两部分分别被暴露在阶梯结构的两个半部，而该两部分中有一个部分即一半的面积用不到，所以会造成芯片面积的浪费。

发明内容

本发明提供一种非对称阶梯结构，其至少可将阶梯结构的宽度减少一半，而可避免芯片面积的浪费。

本发明并提供一种非对称阶梯结构的制造方法，其可用来制造本发明的非对称阶梯结构。

本发明的非对称阶梯结构包括：叠层的多层单元层及m个(m≥2)区域，其中每个区域中有不同部分的单元层其各自有一部分未被上方相邻的单元层覆盖，且该不同部分的单元层其两两间隔为m层单元层，而形成阶差为m层单元层的阶梯，并且任两区域中的两不同部分的单元层不重复。例如，m＝2时其中一区露出奇数层单元层，另一区露出偶数层单元层。

在一实施例中，单元层的总层数为N(N≥4)，且当这些单元层由下至上编号为第1至第N单元层时，第i(i＝1～m)区域中的该不同部分的单元层的编号为N-(i-1)-0×m、N-(i-1)-1×m...N-(i-1)-k_i×m，其中k_i为不使N-(i-1)-k_i×m小于1的最大整数。

在一实施例中，所述m个区域的阶梯排列形成峰状。在另一实施例中，所述m个区域的阶梯排列形成谷状。

在一实施例中，所述m个区域中至少有两个区域的阶梯的由低至高的走向不同或相反。在另一实施例中，所述m个区域中至少有两个区域的阶梯的由低至高的走向相同。

在一实施例中，每一单元层包括第一材料层及第二材料层，且这些单元层的这些第一材料层及这些第二材料层交替叠层。在一相关实施例中，这些单元层叠层在一衬底上，每一单元层中第二材料层位于第一材料层上，且最低的单元层与衬底之间还有一层第二材料层，其覆盖衬底或者未覆盖衬底的一部分，其中衬底的该部分位于该m个区域中的至少一个区域中。

在一实施例中，单元层的总层数或N值为m值的整数倍。

本发明的非对称阶梯结构的制造方法包括：在衬底上形成包括多层单元层的叠层结构；阶形产生程序，包括光刻、掩模削减及刻蚀操作，以在m个(m≥2)区域各自中产生阶差为m层单元层的阶梯形状；以及m-1次局部刻蚀程序，分别对第2至第m区域进行，其中对第i区域(i＝2～m)进行的局部刻蚀程序除去第i区域中的i-1层单元层。其中，所述阶差产生步骤与m-1次局部刻蚀程序这m个程序的顺序为任意。

在一实施例中，在经过局部刻蚀程序的所述第2至第m区域中，至少有一个区域在经过阶差产生步骤及对应的局部刻蚀程序之后会有所述衬底的一部分暴露出来。