本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，特別涉及一種集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、深溝槽隔離（deep?trench?isolation，dti）是半導(dǎo)體器件中的一種關(guān)鍵的三維隔離結(jié)構(gòu)，其核心作用是實(shí)現(xiàn)器件間的電學(xué)隔離，尤其適用于高壓、高密度、抗干擾需求強(qiáng)的器件結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的深溝槽隔離集成工序主要是在制備淺溝槽隔離（shallow?trenchisolation，sti）前后，制備步驟繁多，增加工藝復(fù)雜度和制備成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)于一方面公開了一種集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件制備方法，其包括：
2、提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括基底、層疊于基底表面的柵極材料層和層疊于所述柵極材料層的掩膜層，所述基底中形成有半導(dǎo)體器件的功能元件；
3、于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成深溝槽，所述深溝槽貫穿所述掩膜層、所述柵極材料層并深入所述基底；
4、對(duì)所述深溝槽進(jìn)行填充，形成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括填充結(jié)構(gòu)，所述填充結(jié)構(gòu)不高于所述基底表面；
5、圖案化刻蝕所述柵極材料層，形成柵極結(jié)構(gòu)；
6、去除所述掩膜層。
7、可能的實(shí)施方式中，所述去除所述掩膜層之后，所述制備方法還包括：
8、形成層疊于所述基底表面和所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)表面，并覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的隔離層；
9、于所述隔離層上形成層間介質(zhì)層，并基于所述層間介質(zhì)層形成金屬互連層。
10、可能的實(shí)施方式中，所述基于所述層間介質(zhì)層形成金屬互連層包括：
11、于所述層間介質(zhì)層中形成貫穿所述層間介質(zhì)層和所述隔離層的多個(gè)接觸孔，所述多個(gè)接觸孔分別延伸至所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)和所述柵極結(jié)構(gòu)；
12、于所述多個(gè)接觸孔中填充導(dǎo)電材料，形成多個(gè)接觸插塞結(jié)構(gòu)；
13、于所述層間介質(zhì)層上方形成與所述接觸插塞結(jié)構(gòu)接觸的第一金屬層，所述多個(gè)接觸插塞結(jié)構(gòu)電性連接所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)與所述第一金屬層，以及電性連接所述柵極結(jié)構(gòu)和所述第一金屬層。
14、可能的實(shí)施方式中，所述基底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述深溝槽位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)處且縱向貫穿所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
15、可能的實(shí)施方式中，所述基底中具有位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下方的摻雜埋層，所述深溝槽的槽底低于所述摻雜埋層，所述深溝槽和所述摻雜埋層用于隔離相鄰器件模塊。
16、可能的實(shí)施方式中，所述于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成深溝槽包括：
17、形成層疊于所述柵極材料層的第一遮蔽層；
18、對(duì)所述第一遮蔽層進(jìn)行圖案化處理，以暴露所述深溝槽對(duì)應(yīng)的掩膜層區(qū)域；
19、刻蝕暴露的掩膜層區(qū)域、暴露的柵極材料層區(qū)域和暴露的基底區(qū)域，形成所述深溝槽。
20、可能的實(shí)施方式中，所述對(duì)所述深溝槽進(jìn)行填充，形成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：
21、形成覆蓋所述深溝槽槽壁并層疊于所述掩膜層上的隔離氧化層；
22、回刻所述隔離氧化層以暴露所述深溝槽的槽底；
23、于所述深溝槽的槽底底部形成摻雜區(qū)；
24、淀積可導(dǎo)電的非金屬材料以得到填充所述深溝槽的填充結(jié)構(gòu)，形成所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
25、可能的實(shí)施方式中，所述淀積可導(dǎo)電的非金屬材料以得到填充所述深溝槽的填充結(jié)構(gòu)，形成所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：
26、淀積可導(dǎo)電的非金屬材料，形成填充所述深溝槽并層疊于所述隔離氧化層上的填充材料層；
27、去除所述掩膜層上的填充材料層區(qū)域和隔離氧化層區(qū)域；
28、回刻深溝槽中的填充材料層區(qū)域和隔離氧化層區(qū)域，至殘留的填充材料層和殘留的隔離氧化層不高于所述基底表面，形成包括所述填充結(jié)構(gòu)的所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
29、可能的實(shí)施方式中，可導(dǎo)電的非金屬材料為柵極材料。
30、可能的實(shí)施方式中，所述圖案化刻蝕所述柵極材料層，形成柵極結(jié)構(gòu)包括：
31、形成第二遮蔽層，所述第二遮蔽層遮蔽所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)表面和所述柵極結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的掩膜層區(qū)域；
32、刻蝕所述掩膜層，以去除所述第二遮蔽層未遮蔽的掩膜層區(qū)域；
33、刻蝕所述基底表面暴露的柵極材料層區(qū)域，并去除所述第二遮蔽層，形成所述柵極結(jié)構(gòu)。
34、本申請(qǐng)于另一方面還公開了一種集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件，包括：
35、基底，形成有半導(dǎo)體器件的功能元件；
36、深溝槽，位于所述基底中；
37、深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，填充于所述深溝槽，包括填充結(jié)構(gòu)，所述填充結(jié)構(gòu)不高于所述基底表面，所述填充結(jié)構(gòu)的材料為可導(dǎo)電的非金屬材料；
38、柵極結(jié)構(gòu)，位于所述基底表面。
39、本申請(qǐng)于另一方面還公開了一種集成電路，所述集成電路包括上述的集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件。
40、本申請(qǐng)于另一方面還公開了一種電子裝置，其包括上述的集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件。
41、基于上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)具有以下有益效果：
42、本申請(qǐng)的技術(shù)方案在基底上形成柵極材料層和層疊于所述柵極材料層的掩膜層后，進(jìn)行深溝槽刻蝕和可導(dǎo)電的非金屬材料填充，然后圖案化刻蝕柵極材料層，形成柵極結(jié)構(gòu)，從而以掩膜層作為深溝槽刻蝕和柵極結(jié)構(gòu)制備的阻擋層，不僅將深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備工序整合至bcd等器件的柵極結(jié)構(gòu)制備的標(biāo)準(zhǔn)工藝中，而且無需額外引入深溝槽隔離結(jié)構(gòu)制備所需的掩膜工序，簡化深溝槽隔離的集成工藝并降低制備成本。并且，將深溝槽隔離結(jié)構(gòu)集成至前段制程（front-end-of-line,?feol）中，能夠利用前段制程的已有的刻蝕和材料填充工藝進(jìn)行深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備，無需更換機(jī)臺(tái)或額外引入其它工藝。同時(shí)，深溝槽隔離結(jié)構(gòu)基于可導(dǎo)電的非金屬材料填充制備，與基底的熱膨脹系數(shù)相似，降低加熱工藝導(dǎo)致的熱膨脹變形和器件損傷風(fēng)險(xiǎn)。
1.一種集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述去除所述掩膜層之后，所述制備方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述基于所述層間介質(zhì)層形成金屬互連層包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述深溝槽位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)處且縱向貫穿所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述基底中具有位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下方的摻雜埋層，所述深溝槽的槽底低于所述摻雜埋層，所述深溝槽和所述摻雜埋層用于隔離相鄰器件模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成深溝槽包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述對(duì)所述深溝槽進(jìn)行填充，形成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述淀積可導(dǎo)電的非金屬材料以得到填充所述深溝槽的填充結(jié)構(gòu)，形成所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述圖案化刻蝕所述柵極材料層，形成柵極結(jié)構(gòu)包括：
10.一種集成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的器件，其特征在于，包括：