本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體器件及工藝，特別是關(guān)于一種半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中，帶p型多晶硅的dti深入至p型襯底，以將p型襯底電連接至器件表面，帶n型多晶硅的mti深入至n型埋層，以將n型埋層電連接至器件表面。然而，當(dāng)mti內(nèi)的n型多晶硅濃度較大時(shí)，mti內(nèi)的n型多晶硅會(huì)出現(xiàn)橫向擴(kuò)散的問(wèn)題。為了保證耐壓以及不影響到內(nèi)部芯片，mti距離內(nèi)部芯片具有不同電壓的n型well或p型well之間的隔離距離會(huì)設(shè)計(jì)的較大，這就造成整體器件的面積較大，不利于成本，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)力不足。

2、公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，其能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體主體，所述半導(dǎo)體主體包括具有第一摻雜類型的襯底，設(shè)置在所述襯底之上的具有第二摻雜類型的埋層，以及設(shè)置在所述埋層之上的具有第一摻雜類型的外延層，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽，所述第一溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述埋層；在所述第一溝槽中形成第一溝槽結(jié)構(gòu)，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述埋層電連接至所述外延層的頂表面；在所述半導(dǎo)體主體中形成第二溝槽和至少一個(gè)第三溝槽，所述第二溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域外，所述第二溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底，至少一個(gè)所述第三溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)，所述第三溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述外延層內(nèi)或所述埋層內(nèi)，所述第三溝槽的寬度小于所述第二溝槽的寬度；在所述第三溝槽內(nèi)形成第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述第二溝槽中形成第二溝槽結(jié)構(gòu)，所述第二溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述襯底電連接至所述外延層的頂表面；在所述第三溝槽圍成的區(qū)域內(nèi)，于所述外延層中形成器件區(qū)域。

3、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)填充滿所述第三溝槽。

4、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽，包括：在所述外延層的頂表面上形成硬掩膜層；使用第一軟掩模層對(duì)所述硬掩模層和所述半導(dǎo)體主體進(jìn)行刻蝕，以在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽；剝離所述第一軟掩模層。

5、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，形成硬掩膜層包括：在所述外延層的頂表面上沉積第一氧化物層；在所述第一氧化物層上沉積第一氮化物層；以及在所述第一氮化物層上沉積第一介電層。

6、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，形成硬掩膜層包括：在所述外延層的頂表面上沉積第一氧化物層和/或第一氮化物層。

7、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述第一溝槽中形成第一溝槽結(jié)構(gòu)包括：在所述第一溝槽的側(cè)壁以及底壁上生長(zhǎng)阻擋層；刻蝕并去除所述第一溝槽底壁的阻擋層；沉積具有第二摻雜類型的第一導(dǎo)電材料，使所述第一導(dǎo)電材料填充所述第一溝槽；去除所述硬掩膜層上的第一導(dǎo)電材料以及部分所述硬掩膜層。

8、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述第一導(dǎo)電材料選自多晶硅。

9、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述阻擋層包括第二氧化物層。

10、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述阻擋層包括第二氧化物層和第二氮化物層。

11、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述第一溝槽的側(cè)壁以及底壁上生長(zhǎng)阻擋層的步驟之前，還包括：在所述第一溝槽的側(cè)壁以及底壁上生長(zhǎng)犧牲氧化層；濕法去除所述犧牲氧化層。

12、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述半導(dǎo)體主體中形成第二溝槽和至少一個(gè)第三溝槽，包括：在所述硬掩膜層上沉積第三氮化物層，所述第三氮化物層覆蓋所述第一溝槽內(nèi)的第一溝槽結(jié)構(gòu)；使用第二軟掩模層對(duì)所述第三氮化物層、硬掩膜層和所述半導(dǎo)體主體進(jìn)行刻蝕，以在所述半導(dǎo)體主體中形成第二溝槽和至少一個(gè)第三溝槽；剝離所述第二軟掩模層。

13、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)所述第三溝槽均形成于所述第一溝槽所圍成的范圍內(nèi)。

14、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述第三溝槽內(nèi)形成第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)，包括：采用熱氧化工藝在所述第三溝槽內(nèi)生長(zhǎng)第三氧化物層，所述第三氧化物至少填充于所述第三溝槽的側(cè)壁以及底壁上。

15、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述第二溝槽中形成第二溝槽結(jié)構(gòu)，包括：采用熱氧化工藝在所述第二溝槽的側(cè)壁及底壁上生長(zhǎng)第三氧化物層；沉積第二介電層，使所述第二介電層形成于所述第二溝槽的側(cè)壁和底壁上；刻蝕并去除所述第二溝槽底壁的第二介電層以及第三氧化物層；沉積具有第一摻雜類型的第二導(dǎo)電材料，使所述第二導(dǎo)電材料填充所述第二溝槽；去除所述外延層的頂表面上的第二導(dǎo)電材料、第二介電層以及硬掩膜層。

16、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，分兩次進(jìn)行所述第二導(dǎo)電材料的沉積；第二次沉積所述第二導(dǎo)電材料之前，對(duì)所述第二溝槽內(nèi)第一次沉積的第二導(dǎo)電材料進(jìn)行干法回蝕。

17、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，采用熱氧化工藝同時(shí)在所述第三溝槽內(nèi)以及所述第二溝槽的側(cè)壁及底壁上生長(zhǎng)第三氧化物層；所述第三氧化物層至少填充于所述第三溝槽的側(cè)壁以及底壁上或完全填充于所述第三溝槽內(nèi)，以形成所述第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述第二溝槽的側(cè)壁和底壁上沉積第二介電層；刻蝕并去除所述第二溝槽底壁的第二介電層以及第三氧化物層；沉積具有第一摻雜類型的第二導(dǎo)電材料，使所述第二導(dǎo)電材料填充所述第二溝槽；去除所述外延層的頂表面上的第二導(dǎo)電材料、第二介電層以及硬掩膜層，以在所述第二溝槽內(nèi)形成所述第二溝槽結(jié)構(gòu)。

18、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述外延層中形成器件區(qū)域之前，還包括：在所述外延層上形成多個(gè)淺槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第三溝槽與所述淺槽隔離結(jié)構(gòu)部分重疊。

19、本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體主體，所述半導(dǎo)體主體包括具有第一摻雜類型的襯底，設(shè)置在所述襯底之上的具有第二摻雜類型的埋層，以及設(shè)置在所述埋層之上的具有第一摻雜類型的外延層，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；在所述半導(dǎo)體主體中形成第二溝槽和至少一個(gè)第三溝槽，所述第二溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底，所述第三溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)，所述第三溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述外延層內(nèi)或所述埋層內(nèi)，所述第三溝槽的寬度小于所述第二溝槽的寬度；在所述第三溝槽內(nèi)形成第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述第二溝槽中形成第二溝槽結(jié)構(gòu)，所述第二溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述襯底電連接至所述外延層的頂表面；在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽，所述第一溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述埋層，所述第一溝槽位于所述第二溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)且位于至少一個(gè)所述第三溝槽所圍成的區(qū)域外；在所述第一溝槽中形成第一溝槽結(jié)構(gòu)，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述埋層電連接至所述外延層的頂表面；在所述第三溝槽圍成的區(qū)域內(nèi)，于所述外延層中形成器件區(qū)域。

20、本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體主體，所述半導(dǎo)體主體包括具有第一摻雜類型的襯底，設(shè)置在所述襯底之上的具有第二摻雜類型的埋層，以及設(shè)置在所述埋層之上的具有第一摻雜類型的外延層，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽和至少一個(gè)第三溝槽，至少一個(gè)所述第三溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)，所述第一溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述埋層，所述第三溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述外延層內(nèi)或所述埋層內(nèi)，所述第三溝槽的寬度小于所述第一溝槽的寬度；在所述第一溝槽中形成第一溝槽結(jié)構(gòu)，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述埋層電連接至所述外延層的頂表面；在所述第三溝槽內(nèi)形成第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述半導(dǎo)體主體中形成第二溝槽，所述第二溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域外，所述第二溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底；在所述第二溝槽中形成第二溝槽結(jié)構(gòu)，所述第二溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述襯底電連接至所述外延層的頂表面；在所述第三溝槽圍成的區(qū)域內(nèi)，于所述外延層中形成器件區(qū)域。

21、本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體主體，所述半導(dǎo)體主體包括具有第一摻雜類型的襯底，設(shè)置在所述襯底之上的具有第二摻雜類型的埋層，以及設(shè)置在所述埋層之上的具有第一摻雜類型的外延層，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽，所述第一溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述埋層；在所述第一溝槽中形成第一溝槽結(jié)構(gòu)，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述埋層電連接至所述外延層的頂表面；在所述半導(dǎo)體主體中形成第二溝槽、至少一個(gè)第三溝槽以及第四溝槽，所述第二溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域外，所述第二溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底，至少一個(gè)所述第三溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)，所述第三溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述外延層內(nèi)或所述埋層內(nèi)，所述第三溝槽的寬度小于所述第二溝槽的寬度，所述第四溝槽位于所述第二溝槽和所述第一溝槽之間，所述第四溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底，且所述第四溝槽的深度小于所述第二溝槽的深度；在所述第三溝槽內(nèi)形成第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述第二溝槽中形成第二溝槽結(jié)構(gòu)，所述第二溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述襯底電連接至所述外延層的頂表面；在所述第四溝槽中形成第四溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第四溝槽隔離結(jié)構(gòu)被配置為隔離所述第二溝槽結(jié)構(gòu)和所述第一溝槽結(jié)構(gòu)；在所述第三溝槽圍成的區(qū)域內(nèi)，于所述外延層中形成器件區(qū)域。

22、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，在所述半導(dǎo)體主體中形成第一溝槽之前，還包括在所述外延層的頂表面上形成硬掩膜層的步驟。

23、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，采用熱氧化工藝同時(shí)在所述第三溝槽內(nèi)以及所述第二溝槽的側(cè)壁及底壁、所述第四溝槽的側(cè)壁及底壁上生長(zhǎng)第三氧化物層；所述第三氧化物層至少填充于所述第三溝槽的側(cè)壁以及底壁上或完全填充于所述第三溝槽內(nèi)，以形成所述第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述第二溝槽的側(cè)壁和底壁、所述第四溝槽的側(cè)壁和底壁上沉積第二介電層；刻蝕并去除所述第二溝槽底壁的第二介電層以及第三氧化物層；沉積具有第一摻雜類型的第二導(dǎo)電材料，使所述第二導(dǎo)電材料填充所述第二溝槽和所述第四溝槽內(nèi)；去除所述外延層的頂表面上的第二導(dǎo)電材料、第二介電層以及硬掩膜層，以在所述第二溝槽內(nèi)形成所述第二溝槽結(jié)構(gòu)，在所述第四溝槽內(nèi)形成所述第四溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

24、本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體主體、第一溝槽、第一溝槽結(jié)構(gòu)、第二溝槽、第二溝槽結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)第三溝槽以及第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體主體包括具有第一摻雜類型的襯底，設(shè)置在所述襯底之上的具有第二摻雜類型的埋層，以及設(shè)置在所述埋層之上的具有第一摻雜類型的外延層，所述外延層中形成有器件區(qū)域，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；所述第一溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述埋層；所述第一溝槽結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一溝槽中，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述埋層電連接至所述外延層的頂表面；所述第二溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域外，所述第二溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底；所述第二溝槽結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第二溝槽中，所述第二溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述襯底電連接至所述外延層的頂表面；所述第三溝槽位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)且位于所述器件區(qū)域的外圍，所述第三溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述外延層內(nèi)或所述埋層內(nèi)且不貫穿所述埋層，所述第三溝槽的寬度小于所述第二溝槽的寬度；所述第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第三溝槽內(nèi)，所述第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)被配置為隔離所述第一溝槽結(jié)構(gòu)和所述外延層中的器件區(qū)域。

25、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述外延層內(nèi)形成有多個(gè)淺槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第三溝槽與所述淺槽隔離結(jié)構(gòu)部分重疊。

26、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)包括具有第二摻雜類型的第一導(dǎo)電材料，所述第一導(dǎo)電材料選自多晶硅。

27、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述器件包括多個(gè)第三溝槽；多個(gè)所述第三溝槽均設(shè)置于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)。

28、本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體主體，所述半導(dǎo)體主體包括具有第一摻雜類型的襯底，設(shè)置在所述襯底之上的具有第二摻雜類型的埋層，以及設(shè)置在所述埋層之上的具有第一摻雜類型的外延層，所述外延層中形成有器件區(qū)域，所述第二摻雜類型與所述第一摻雜類型相反；第一溝槽，從所述外延層的頂表面延伸到所述埋層；第一溝槽結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第一溝槽中，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述埋層電連接至所述外延層的頂表面；第二溝槽，位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域外，所述第二溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底；第二溝槽結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第二溝槽中，所述第二溝槽結(jié)構(gòu)被配置為將所述襯底電連接至所述外延層的頂表面；第四溝槽，位于所述第二溝槽和所述第一溝槽之間，所述第四溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述襯底，所述第四溝槽的深度小于所述第二溝槽的深度；第四溝槽隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第四溝槽中，所述第四溝槽隔離結(jié)構(gòu)被配置為隔離所述第二溝槽結(jié)構(gòu)和所述第一溝槽結(jié)構(gòu)；至少一個(gè)第三溝槽，位于所述第一溝槽所圍成的區(qū)域內(nèi)且位于所述器件區(qū)域的外圍，所述第三溝槽從所述外延層的頂表面延伸到所述外延層內(nèi)或所述埋層內(nèi)且不貫穿所述埋層，所述第三溝槽的寬度小于所述第二溝槽的寬度；第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述第三溝槽內(nèi)，所述第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)被配置為隔離所述第一溝槽結(jié)構(gòu)和所述外延層中的器件區(qū)域。

29、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述第一溝槽結(jié)構(gòu)包括具有第二摻雜類型的第一導(dǎo)電材料，所述第一導(dǎo)電材料選自多晶硅。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件及其制作方法，在不增加成本及工藝復(fù)雜度的前提下，在制作dti(第二溝槽)的同時(shí)，在mti(第一溝槽)與內(nèi)部器件區(qū)域之間增加一個(gè)或多個(gè)寬度較窄的第三溝槽并填充第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該寬度較窄的第三溝槽深度較淺，不會(huì)影響原有n型埋層的連接，而且該寬度較窄的第三溝槽將完全由第三溝槽隔離結(jié)構(gòu)-熱氧化硅層填充，耐壓性能優(yōu)異，可以有效提高mti與內(nèi)部器件區(qū)域的隔離，防止mti內(nèi)的導(dǎo)電材料橫向擴(kuò)散于器件區(qū)域連接，影響器件性能。同時(shí)，進(jìn)一步的，還能縮小原有mti與內(nèi)部器件區(qū)域之間最小設(shè)計(jì)距離，且無(wú)需增加額外工藝，降低芯片成本，提高芯片競(jìng)爭(zhēng)力。

31、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件及其制作方法，是基于現(xiàn)有單個(gè)深溝槽隔離工藝結(jié)構(gòu)，利用溝槽的深度與溝槽寬度相關(guān)理論：寬度越小，溝槽越淺的特性，在不增加成本的情況下形成兩種不同深度的溝槽結(jié)構(gòu)制備；其中，新增加的寬度較窄的第三溝槽完全由熱氧化硅層填充，相比原有工藝的淺溝槽隔離(sti)，耐壓將會(huì)顯著提升。

32、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件及其制作方法，在mti(第一溝槽)和內(nèi)部器件區(qū)域之間增加了比sti更深的氧化溝槽，有助于器件隔離；并且與現(xiàn)有器件相比，可以減少?gòu)膍ti到內(nèi)部器件區(qū)域的空間，從而節(jié)省面積和成本；同時(shí)，工藝與原始工藝完全相同，無(wú)需額外成本。

33、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件及其制作方法，由于寬度較窄的第三溝槽內(nèi)的第三氧化物層是通過(guò)熱氧化工藝生長(zhǎng)而成的，其質(zhì)量?jī)?yōu)于沉積的氧化物；此外，新的第三溝槽的深度比sti溝槽的深度更深；從這兩個(gè)方面來(lái)看，新的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以有效地提高隔離度，同時(shí)也可以縮小芯片尺寸以降低成本。