[发明专利]半导体装置及其形成方法

权利要求书

1.一种形成半导体装置的方法，该方法包括：

在衬底的第一区域上形成层叠结构和平坦化停止层，所述层叠结构包括层叠区域和阶梯区域，所述层叠区域包括平坦上表面，所述阶梯区域与所述层叠区域相邻并且包括具有阶梯形状的上表面，所述层叠结构包括多个第一层以及在垂直于所述衬底的上表面的竖直方向上与所述多个第一层交替地层叠的多个第二层，所述层叠结构的最上层是所述多个第一层中的最上一层，并且所述层叠结构在所述衬底和所述平坦化停止层之间；

在所述平坦化停止层和所述层叠结构上以及与所述衬底的第一区域相邻的所述衬底的第二区域上形成封盖绝缘层，所述封盖绝缘层包括第一封盖区域和第二封盖区域，所述第一封盖区域包括第一上表面，所述第二封盖区域包括在比第一上表面低的水平处的第二上表面；

将所述封盖绝缘层图案化以在所述衬底的第一区域上形成在水平方向上彼此间隔开的多个突起，所述水平方向平行于所述衬底的上表面，并且所述多个突起中的至少一个与所述阶梯区域交叠；

将包括所述多个突起的封盖绝缘层平坦化以形成平坦化的封盖绝缘层；

部分地蚀刻所述平坦化的封盖绝缘层以形成部分蚀刻的封盖绝缘层；

执行退火工艺以将所述部分蚀刻的封盖绝缘层转换为致密的封盖绝缘层；

在所述致密的封盖绝缘层和所述层叠结构的最上层上形成第一上绝缘层；

形成延伸穿过所述第一上绝缘层和所述层叠结构的层叠区域的沟道孔；

在所述沟道孔中形成竖直存储器结构；

在所述竖直存储器结构上形成接触插塞；以及

在所述接触插塞上形成位线。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在形成所述部分蚀刻的封盖绝缘层之后，在所述退火工艺之前，去除所述平坦化停止层以暴露所述层叠结构的最上层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述层叠结构的阶梯区域包括至少一个平坦区域以及与所述至少一个平坦区域相邻的至少一个倾斜阶梯区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个突起之一与所述至少一个倾斜阶梯区域交叠。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述封盖绝缘层平坦化期间，所述多个突起中的每一个的至少一部分被去除。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述致密的封盖层的上表面包括第一表面以及在比所述第一表面低的水平处的第二表面，并且

所述第一表面的最上端比所述层叠结构的最上层的上表面高第一高度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一高度小于所述多个第二层中的每一个的厚度。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述竖直存储器结构和所述第一上绝缘层上形成第二上绝缘层；

形成延伸穿过所述第二上绝缘层、所述第一上绝缘层和所述层叠结构并暴露所述层叠结构的所述多个第二层的分离沟槽；

分别用多个栅极层替换通过所述分离沟槽暴露的所述多个第二层；以及

在所述分离沟槽中形成分离结构，

其中，所述多个第一层中的每一个由绝缘材料形成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述封盖绝缘层图案化包括对所述封盖绝缘层顺序地执行多个蚀刻工艺，并且所述多个突起中的每一个通过执行所述多个蚀刻工艺中的相应一个蚀刻工艺来形成。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，顺序地执行所述多个蚀刻工艺包括使用第一蚀刻掩模执行第一蚀刻工艺并且在执行所述第一蚀刻工艺之后使用第二蚀刻掩模执行第二蚀刻工艺，并且

其中，所述第一蚀刻掩模的边缘在所述水平方向上与所述层叠区域和所述阶梯区域之间的界面间隔开第一距离，并且所述第二蚀刻掩模的边缘在所述水平方向上与所述层叠区域和所述阶梯区域之间的界面间隔开比所述第一距离短的第二距离。