半导体结构及其形成方法与流程

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术：

1、随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高集成度的方向发展。晶体管作为基本半导体器件之一目前正被广泛应用。所以随着半导体器件密度和集成度的提高，晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，出现短沟道效应，引起漏电流增大，最终影响半导器件的电学性能。

2、为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面mosfet向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(finfet)。且目前形成栅极的工艺过程中，通常采用栅极切断(gate cut)技术对条状栅极进行切断，切断后的栅极与不同的晶体管相对应，可以提高晶体管的集成度。此外，多个栅极沿着延伸方向排列成一列时，通过栅极切断技术，能够高精度地缩小栅极切断后，断开的栅极间的对接方向的间距(gatecut cd)。

技术实现思路

1、本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，保障半导体结构的工作性能。

2、为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构，包括：基底，包括衬底以及凸立于衬底的鳍部，鳍部沿第一方向延伸、且沿第二方向平行排列，第一方向垂直于第二方向；栅极结构，位于衬底上且横跨鳍部，栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和部分侧壁，栅极结构沿第二方向延伸、且沿第一方向平行排列；栅极隔断结构，沿第一方向延伸且贯穿相邻鳍部之间的栅极结构，栅极隔断结构沿第二方向分割栅极结构，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断结构相间隔；源漏掺杂层，位于栅极结构两侧的鳍部中；源漏互连插塞，位于相间隔的栅极隔断结构之间，且沿第二方向延伸覆盖相邻源漏掺杂层。

3、相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，包括衬底以及凸立于衬底的鳍部，鳍部沿第一方向延伸、且沿第二方向平行排列，基底上形成有横跨鳍部的栅极结构，栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和部分侧壁，栅极结构沿第二方向延伸、且沿第一方向平行排列，栅极结构两侧的鳍部中形成有源漏掺杂层，第一方向垂直于第二方向；形成沿第一方向延伸且贯穿相邻鳍部之间的栅极结构的栅极隔断开口，栅极隔断开口沿第二方向分割栅极结构，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断开口相间隔；在栅极隔断开口中形成栅极隔断结构；在沿第一方向相间隔的栅极隔断结构之间形成源漏互连插塞，源漏互连插塞沿第二方向延伸覆盖相邻源漏掺杂层。

4、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

5、本发明实施例提供的半导体结构中，栅极隔断结构沿第一方向延伸且贯穿相邻鳍部之间的栅极结构，栅极隔断结构沿第二方向分割栅极结构，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断结构相间隔，源漏互连插塞位于相间隔的栅极隔断结构之间，且沿第二方向延伸覆盖相邻源漏掺杂层；本发明实施例中，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断结构相间隔，为源漏互连插塞的形成留有空间，源漏互连插塞位于相间隔的栅极隔断结构之间，减小栅极隔断结构对源漏互连插塞的形成的影响，有利于形成将沿第二方向相邻的源漏掺杂层较好的互连的源漏互连插塞，从而有利于保障半导体结构的工作性能。

6、本发明实施例提供的形成方法中，形成沿第一方向延伸且贯穿相邻鳍部之间的栅极结构的栅极隔断开口，栅极隔断开口沿第二方向分割栅极结构，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断开口相间隔，在栅极隔断开口中形成栅极隔断结构，在沿第一方向相间隔的栅极隔断结构之间形成源漏互连插塞，源漏互连插塞沿第二方向延伸覆盖相邻源漏掺杂层；本发明实施例中，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断结构相间隔，为源漏互连插塞的形成留有空间，源漏互连插塞形成于相间隔的栅极隔断结构之间，减小了栅极隔断结构对源漏互连插塞的形成的影响，有利于形成将沿第二方向相邻的源漏掺杂层较好的互连的源漏互连插塞，从而有利于保障半导体结构的工作性能。

7、可选方案中，以第二掩膜层为掩膜图形化第一掩膜层，形成沿第一方向延伸的多个第一开口，位于第二掩膜层两侧的第一开口通过第二掩膜层底部的第一掩膜层相隔开，沿第一开口图形化栅极结构和第一介质层，形成栅极隔断开口；本发明实施例中，采用第二掩膜层作为隔断，有利于避免采用一张光罩直接图形化形成的相间隔的栅极隔断开口相连通的情况，同时有利于避免采用多个光罩形成相间隔的栅极隔断开口时，工艺窗口较小而导致图形化偏差的情况，因此，本发明实施例实现了采用一张光罩即可形成相间隔的栅极隔断开口，有利于实现较大的工艺窗口，且节约光罩，节约工艺成本。

技术特征：

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：第一介质层，位于所述基底上，且覆盖所述栅极结构侧壁、栅极隔断结构侧壁、以及源漏掺杂层；

3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，沿所述第一方向，贯穿相邻所述栅极结构的相间隔的栅极隔断结构之间的间距为相邻所述栅极结构之间间距的0.4倍至0.6倍。

4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极隔断结构的材料包括氮化硅、碳化硅或碳氮化硅。

5.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供所述基底的步骤中，所述基底上还形成有第一介质层，所述第一介质层覆盖所述栅极结构的侧壁和源漏掺杂层；

7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述栅极隔断开口的步骤包括：形成覆盖所述第一介质层和栅极结构顶部的第一掩膜层；

8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二掩膜层的厚度为至

9.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层的材料包括氮化硅。

10.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，以所述第二掩膜层为掩膜图形化所述第一掩膜层的步骤中，对所述第一掩膜层和第二掩膜层的刻蚀选择比大于或等于20。

11.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述栅极隔断开口后，在同一步骤中去除所述第一掩膜层和第二掩膜层。

12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用化学机械研磨工艺，在同一步骤中去除所述第一掩膜层和第二掩膜层。

13.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一掩膜层上形成沿所述第二方向延伸的第二掩膜层的步骤包括：形成覆盖所述第一掩膜层的掩膜材料层；

14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述掩膜材料层的材料包括硅。

15.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，通过所述第二开口对所述掩膜材料层进行离子注入的步骤中，所述离子注入中注入的离子包括硼或氟化硼。

16.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述离子掺杂层周围的掩膜材料层的步骤中，对所述离子掺杂层周围的掩膜材料层和所述离子掺杂层的刻蚀选择比大于或等于100。

17.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺去除所述离子掺杂层周围的掩膜材料层。

18.如权利要求17所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液包括氨水。

19.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在沿所述第一方向相间隔的栅极隔断结构之间形成源漏互连插塞的步骤包括：形成覆盖所述第一介质层、栅极结构顶部、以及栅极隔断结构顶部的第二介质层；

20.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，沿所述第一方向，贯穿相邻所述栅极结构的相间隔的栅极隔断开口之间的间距为相邻所述栅极结构之间间距的0.4倍至0.6倍。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，方法包括：提供基底，包括衬底以及凸立于衬底的鳍部，鳍部沿第一方向延伸、且沿第二方向平行排列，基底上形成有横跨鳍部的栅极结构，栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和部分侧壁，栅极结构沿第二方向延伸、且沿第一方向平行排列，栅极结构两侧的鳍部中形成有源漏掺杂层；形成沿第一方向延伸且贯穿相邻鳍部之间的栅极结构的栅极隔断开口，栅极隔断开口沿第二方向分割栅极结构，沿第一方向，贯穿相邻栅极结构的栅极隔断开口相间隔；在栅极隔断开口中形成栅极隔断结构；在沿第一方向相间隔的栅极隔断结构之间形成源漏互连插塞，源漏互连插塞沿第二方向延伸覆盖相邻源漏掺杂层。本发明有利于保障半导体结构的工作性能。

技术研发人员：陈天锐,张辰睿,王英明,涂武涛,栗佳佳
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25