[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201911214656.2
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110783358B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊帆;胡勝
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供一具有像素區的襯底；

形成溝槽于所述像素區的襯底中，并在所述溝槽中填充填充材料，以形成溝槽填充結構，所述填充材料的側壁和所述襯底之間還夾有高K介質層；

覆蓋緩沖介質層于所述像素區的襯底表面上，且所述緩沖介質層將所述溝槽填充結構掩埋在內；

刻蝕所述緩沖介質層，以形成第一開口，所述第一開口至少暴露出所述溝槽填充結構的頂部側壁外圍的部分襯底，或者，所述第一開口至少暴露出所述溝槽填充結構的頂部側壁外圍的部分襯底和所述溝槽填充結構的至少部分頂部；

填充第一導電金屬層于所述第一開口中，所述第一導電金屬層與暴露出的所述部分襯底電性連接，或者，所述第一導電金屬層與暴露出的所述部分襯底和所述溝槽填充結構電性連接；以及，

形成金屬柵格層于所述緩沖介質層上，所述金屬柵格層與所述第一導電金屬層電性連接。

2.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述溝槽以及所述溝槽填充結構于所述像素區的襯底中的步驟包括：

覆蓋墊氧化層于所述像素區的襯底表面上；

形成第一圖案化的光刻膠層于所述墊氧化層上，以所述第一圖案化的光刻膠層為掩膜，對所述墊氧化層以及至少部分厚度的所述襯底進行刻蝕，以形成溝槽于所述像素區的襯底中；

去除所述第一圖案化的光刻膠層和墊氧化層；

依次形成第一隔離氧化層、高K介質層和第二隔離氧化層于所述溝槽和所述襯底的表面上；

填充所述填充材料于所述溝槽中，且所述填充材料還覆蓋在所述溝槽外圍的所述第二隔離氧化層上；以及，

采用刻蝕或者化學機械研磨工藝去除覆蓋于所述溝槽外圍的所述襯底的表面上的所述填充材料、第二隔離氧化層、高K介質層和第一隔離氧化層，或者，僅去除覆蓋于所述溝槽外圍的所述襯底的表面上的所述填充材料，以在所述溝槽中形成溝槽填充結構。

3.如權利要求2所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述填充材料包括第二導電金屬層，所述第二導電金屬層與所述第一導電金屬層的材質相同；所述第一開口至少暴露出所述溝槽填充結構的部分頂部的情形包括：所述第一開口圍繞所述溝槽填充結構的頂部側壁開設，以暴露出所述溝槽填充結構的頂部側壁上的第二導電金屬層，和/或，所述第一開口位于所述溝槽填充結構的頂表面上，以暴露出所述溝槽填充結構的第二導電金屬層的部分或全部的頂表面。

4.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，刻蝕所述緩沖介質層，以形成所述第一開口的步驟包括：

形成第二圖案化的光刻膠層于所述緩沖介質層上，以所述第二圖案化的光刻膠層為掩膜，對所述緩沖介質層進行刻蝕，以在所述像素區的緩沖介質層中形成所述第一開口，所述第一開口至少暴露出所述溝槽填充結構的頂部側壁外圍的部分襯底，或者，所述第一開口至少暴露出所述溝槽填充結構的頂部側壁外圍的部分襯底和所述溝槽填充結構的至少部分頂部；以及，

去除所述第二圖案化的光刻膠層。

5.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，填充所述第一導電金屬層于所述第一開口中的步驟包括：

形成第一導電金屬層覆蓋于所述緩沖介質層上，且所述第一導電金屬層將所述第一開口填滿；以及，

采用刻蝕或者化學機械研磨工藝去除覆蓋于所述襯底的表面上的第一導電金屬層，以在所述第一開口中形成所述第一導電金屬層，所述第一導電金屬層與暴露出的所述部分襯底電性連接，或者，所述第一導電金屬層與暴露出的所述部分襯底和所述溝槽填充結構電性連接。

6.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述金屬柵格層于所述緩沖介質層上的步驟包括：

形成材質不同于所述第一導電金屬層的第三導電金屬層覆蓋于所述緩沖介質層上，且所述第三導電金屬層將所述第一導電金屬層掩埋在內；

形成第三圖案化的光刻膠層于所述第三導電金屬層上，以所述第三圖案化的光刻膠層為掩膜，對所述第三導電金屬層進行刻蝕，以在所述像素區形成金屬柵格層，所述金屬柵格層與所述第一導電金屬層電性連接；以及，

去除所述第三圖案化的光刻膠層。