高深宽比结构的制作方法_3

文档序号:9922889阅读:来源:国知局
支撑结构21位于具有凹槽M2的基底1a上方时,可与基底1a形成良好的接合。并且,由于支撑结构21具有凹槽N2,使得后续形成的介电层12可嵌入于支撑结构21的凹槽N2中,进而与支撑结构21形成良好的接合。也就是说,在此实施例中,支撑结构21可同时与上方的堆叠结构201以及下方的基底1a相互嵌合,大幅提升高深宽比结构的强度以及抗倒塌性。
[0070]图3是依照本发明的又一实施例所绘示的高深宽比结构的剖面示意图。值得注意的是,图3的高深宽比结构300与图2的高深宽比结构200的差别在于基底10以及支撑结构31的结构不同。并且,高深宽比结构300还包括支撑层30。
[0071]请参阅图3所示,高深宽比结构300包括基底10、多个堆叠结构301、多个支撑结构31以及支撑层30。在此实施例中,基底10例如是未经图案化的基底。或者,基底10例如是具有平坦的表面。
[0072]支撑层30位于基底10上。支撑层30例如是位于基底10与支撑结构31之间。支撑层30可为单层或多层。支撑层30的材料可以是杨氏模量大于材料层14或材料层16的任何材料。支撑层30的材料也可以是能隙大于材料层14或材料层16的任何材料。支撑层30的材料例如是经离子植入或经掺杂的材料。支撑层30的材料也可以是氮化硅、碳化硅、类金属(如铝)或其组合。在一实施例中,支撑层30的材料例如是与上方支撑结构31的材料相同或相异,但本发明不以此为限。支撑层30的厚度例如是介于10纳米至300纳米之间。
[0073]多个支撑结构31分别设置在基底10与堆叠结构301之间。支撑结构31例如是位于支撑层30与介电层12之间。每一支撑结构31具有凹凸状表面。支撑结构31可以是包括凹凸状表面的任意结构。上述凹凸状表面包括矩形、三角形、菱形或其组合。支撑结构31的形状例如是U型。在此实施例中,每一支撑结构31包括凹槽N3。支撑结构31的凹槽N3的宽度例如是小于堆叠结构301的宽度。
[0074]另一方面,在此实施例中,介电层12例如是分别嵌入于每一支撑结构31的凹槽N3中,且覆盖支撑结构31的表面。介电层12的形状例如是T型。举例而言,以图3来看,上述T型包括覆盖支撑结构31的上部以及嵌入于支撑结构31的凹槽N3中的下部,但本发明不以此为限。
[0075]在此实施例中,由于支撑结构31具有凹槽N3,使得后续形成的介电层12可嵌入于支撑结构31的凹槽N3中,进而与支撑结构31形成良好的接合。也就是说,支撑结构31可与上方的堆叠结构301相互嵌合。并且,在基底10与支撑结构31之间设置支撑层30,更可进一步加强高深宽比结构300底部的稳定性,进而提升高深宽比结构的强度以及抗倒塌性,避免弯曲或倒塌的现象发生。
[0076]在上述实施例中,每一支撑结构具有凹凸状表面,以分别与上方的堆叠结构以及下方的基底相互嵌合。然而,本发明的支撑结构的形状不限于上述。也就是说,在具有高深宽比的沟渠的结构中,在基底与堆叠结构之间或在堆叠结构下方配置支撑结构即在本发明涵盖的范围中。
[0077]图4A至图4G是依照本发明的一实施例所绘示的高深宽比结构的制造方法的剖面示意图。
[0078]请参阅图4A及图4B所不,提供基底10。接着,图案化基底10,以形成图案化的基底10a。基底1a包括多个凹槽Ml。凹槽Ml的形状包括矩形、三角形、菱形或其组合。在图4A中,凹槽Ml例如是矩形,但不以此为限。在另一实施例中,基底1a中的凹槽也可以是V型,如图1B中的凹槽M4所示。然后,在基底1a上形成支撑材料层11a。支撑材料层Ila例如是覆盖基底1a并填满基底1a的凹槽Ml。支撑材料层Ila的材料可以是杨氏模量大于材料层14或材料层16的任何材料。支撑材料层Ila的材料例如是经离子植入或经掺杂的材料。支撑材料层Ila的材料也可以是氮化硅、碳化硅、类金属(如铝)或其组合。在一实施例中,支撑材料层Ila的材料例如是氮化硅。支撑材料层Ila的厚度例如是介于10纳米至300纳米之间。形成支撑材料层Ila的方法包括化学气相沉积法或有机金属化学气相沉积法(MOCVD)。
[0079]请参阅图4C所示,在支撑材料层Ila上形成介电层12a。介电层12a的材料包括氧化物、氮化物、氮氧化物或是介电常数小于4的低介电常数材料。介电层12a的材料与支撑材料层Ila不同。在一实施例中,支撑材料层Ila例如是碳化娃,介电层12a的材料例如是氧化硅。介电层12a的厚度例如是介于10纳米至900纳米之间。介电层12a的形成方法例如是热氧化法或化学气相沉积法。
[0080]请参阅图4D所示,在介电层12a上形成多个复合层18a。形成复合层18a的方法包括先在介电层12a上形成材料层14a,再在材料层14a上形成材料层16a,但本发明不以此为限。在另一实施例中,形成复合层18a的方法包括在介电层12a上依序形成多个材料层14a以及多个材料层16a。本实施例以在介电层12a上形成16层复合层18a为例,即在介电层12a上形成32层相互交替的材料层14a以及材料层16a。
[0081]材料层14a包括导体层、介电层、绝缘层或其组合。材料层14a例如是多晶硅或是掺杂的多晶硅。或者,材料层14a也可以是氮化层。材料层14a的厚度例如是介于100埃至1000埃之间。在一实施例中,材料层14a的厚度例如是200埃。材料层14a的形成方法包括化学气相沉积法。材料层16a包括导体层、介电层、绝缘层或其组合。材料层16a可包括氧化层或是介电常数小于4的低介电常数材料。材料层16a的厚度例如是介于200埃至1000埃之间。在一实施例中,材料层16a的厚度例如是450埃。材料层16a的形成方法例如是热氧化法或化学气相沉积法。
[0082]之后,在最上层的复合层18a上形成支撑材料层20a。支撑材料层20a包括氮化层,其材料例如是氮化硅或其他合适的材料。支撑材料层20a的材料可与支撑材料层Ila相同或不相同。在一实施例中,支撑材料层20a的材料与介电层12a、材料层16a不同。支撑材料层20a的厚度例如是介于10纳米至200纳米之间。形成支撑材料层20a的方法包括化学气相沉积法或有机金属化学气相沉积法。
[0083]然后,在支撑材料层20a上依序形成先进图案化薄膜(advanced patterning film, APF) 52、介电抗反射层(dielectric ant1-reflective coating fi lm, DARC) 54、底部抗反射层(bottom ant1-reflective coating film, BARC) 56 以及图案化的光阻层 58。
[0084]请同时参阅图4D及图4E所示,以图案化的光阻层58为罩幕,对底部抗反射层56、介电抗反射层54、先进图案化薄膜52以及支撑材料层20a进行蚀刻工艺,以将图案化的光阻层58的图案转移至支撑材料层20a。蚀刻工艺包括非等向性蚀刻,例如是干式蚀刻法。干式蚀刻法可以是溅镀蚀刻、反应性离子蚀刻等。接着,移除经蚀刻的先进图案化薄膜52、介电抗反射层54、底部抗反射层56以及图案化的光阻层58。然后,以图案化的支撑材料层20a为罩幕,对多个材料层16a、多个材料层14a、介电层12a、支撑材料层Ila以及基底1a进行蚀刻工艺,以形成多个堆叠结构501、多个沟渠T以及多个支撑结构11。
[0085]图1A所示的高深宽比结构10a的制造方法例如是如上所述,但不限于上述步骤。举例而言,可在形成如图4E所示的结构后,再依照元件所需形成其他部件,如下述图4F至图4G的步骤。然而,本发明不以此为限。
[0086]请参阅图4F所示,在一实施例中,可在基底1a与多个堆叠结构501上以及多个支撑结构11的侧壁上形成电荷储存层72。电荷储存层72可以是单层,或是多层所构成的复合层。电荷储存层72的材料包括氮化硅及氧化硅。在一实施例中,电荷储存层72例如是由氧化层/氮化层所构成的复合层。在另一实施例中,电荷储存层72例如是由氧化层/氮化层/氧化层所构成的复合层。电荷储存层72的形成方法包括化学气相沉积法或热氧化法。
[0087]请参阅图4G所示,分别在多个沟渠T中形成导电柱74。导电柱74的材料例如是多晶娃、N
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