半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，其中半导体结构包括：衬底；位于所述衬底上的栅极结构，所述栅极结构沿第一方向延伸；隔离开口，沿第二方向贯穿所述栅极结构，所述第一方向与所述第二方向垂直；位于所述栅极结构侧壁的侧墙；位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述栅极结构和所述侧墙，且暴露出所述栅极结构和所述侧墙的顶部表面；位于所述隔离开口内的隔离结构。由于所述隔离开口仅位于所述栅极结构内，使得所述隔离结构也仅位于所述栅极结构内。进而使得后续形成在所述介质层内的导电层与所述隔离结构之间相互分立，能够保证所述导电层的完整性，避免了所述导电层被隔断或增大内部电阻的问题，以此提升器件结构的性能。以此提升器件结构的性能。以此提升器件结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的不断发展，集成电路性能的提高主要是通过不断缩小集成电路器件的尺寸以提高它的速度来实现的。目前，由于在追求高器件密度、高性能和低成本中半导体工业已经进步到纳米技术工艺节点，半导体器件的制备受到各种物理极限的限制。
[0003]在集成电路的制造过程中，需要采用栅极切断(Poly Cut)工艺对条状栅极进行切断，切断后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，能够高精度地缩小栅极切断后断开的栅极间的对接方向间距。
[0004]然而，现有技术采用栅极切断工艺仍存在诸多问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提升器件结构的性能。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成初始栅极结构、侧墙以及介质层，所述初始栅极结构沿第一方向延伸，所述侧墙位于所述初始栅极结构的侧壁，所述介质层覆盖所述初始栅极结构和所述侧墙，且暴露出所述初始栅极结构和所述侧墙的顶部表面；在所述介质层的顶部表面和所述侧墙的顶部表面形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层上形成图形化层，所述图形化层内具有图形化开口，所述图形化开口沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述图形化开口暴露出部分所述初始栅极结构以及部分所述刻蚀停止层；以所述图形化层为掩膜，刻蚀去除部分所述初始栅极结构以及部分所述衬底，形成栅极结构和隔离开口，所述隔离开口沿所述第二方向贯穿所述栅极结构；在所述隔离开口内形成隔离结构。
[0007]可选的，所述初始栅极结构、侧墙以及介质层的形成方法包括：在所述衬底上形成伪栅结构；在所述伪栅结构的侧壁形成所述侧墙；在所述衬底上形成所述介质层，所述介质层覆盖所述伪栅结构和所述侧墙，且暴露出所述伪栅结构和所述侧墙的顶部表面；去除所述伪栅结构，在所述介质层内形成栅极开口；在所述栅极开口内形成所述初始栅极结构。
[0008]可选的，在形成所述初始栅极结构、侧墙以及介质层之前，还包括：在所述衬底内形成若干源漏开口，若干所述源漏开口分别位于所述初始栅极结构两侧；在所述源漏开口内形成源漏掺杂层。
[0009]可选的，所述源漏开口的形成方法包括：以所述伪栅结构和所述侧墙为掩膜刻蚀所述衬底，形成所述源漏开口。
[0010]可选的，在形成所述隔离结构之后，还包括：去除位于所述刻蚀停止层；在所述介质层内形成导电开口，所述导电开口沿所述第一方向延伸，且所述导电开口暴露出位于所
述栅极结构一侧的若干所述源漏掺杂层；在所述导电开口内形成导电层。
[0011]可选的，所述初始栅极结构包括：位于所述栅极开口底部表面和侧壁的栅介质层、位于所述栅介质层上的功函数层、以及位于所述功函数层上的栅极层。
[0012]可选的，所述栅介质层的材料包括：高K介质材料。
[0013]可选的，所述栅介质层还位于所述介质层的顶部表面和所述侧墙的顶部表面。
[0014]可选的，所述刻蚀停止层为位于所述介质层顶部表面和所述侧墙顶部表面的所述栅介质层。
[0015]可选的，以所述图形化层为掩膜，刻蚀去除部分所述初始栅极结构以及部分所述衬底的工艺包括：干法刻蚀工艺。
[0016]可选的，所述干法刻蚀工艺的工艺参数包括：采用Cl2和CF4为主的混合气气体等离子蚀刻，腔室压力5mTorr～50mTorr,气体总流量500sccm～1500sccm。
[0017]可选的，所述衬底包括基底以及位于所述基底上的若干相互分立的鳍部，所述初始栅极结构横跨所述鳍部，且所述初始栅极结构覆盖所述鳍部的部分侧壁与顶部表面。
[0018]可选的，在形成所述初始栅极结构、侧墙以及介质层之前，还包括：在所述衬底上形成隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面。
[0019]可选的，所述隔离结构的材料包括：氮化硅、氮氧化硅、低K介质材料和超低K介质材料中的一种或多种组合。
[0020]相应的，本专利技术的技术方案中还提供了一种半导体结构，包括：衬底；位于所述衬底上的栅极结构，所述栅极结构沿第一方向延伸；隔离开口，沿第二方向贯穿所述栅极结构，所述第一方向与所述第二方向垂直；位于所述栅极结构侧壁的侧墙；位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述栅极结构和所述侧墙，且暴露出所述栅极结构和所述侧墙的顶部表面；位于所述隔离开口内的隔离结构。
[0021]可选的，所述栅极结构包括：栅介质层、位于所述栅介质层上的功函数层、以及位于所述功函数层上的栅极层。
[0022]可选的，所述栅介质层的材料包括：高K介质材料。
[0023]可选的，还包括：位于所述衬底内的若干源漏开口，若干所述源漏开口分别位于所述栅极结构两侧；位于所述源漏开口内的源漏掺杂层。
[0024]可选的，还包括：位于所述介质层内的导电开口，所述导电开口沿所述第一方向延伸，且所述导电开口暴露出位于所述栅极结构一侧的若干所述源漏掺杂层；位于所述导电开口内的导电层。
[0025]可选的，所述衬底包括基底以及位于所述基底上的若干相互分立的鳍部，所述栅极结构横跨所述鳍部，且所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分侧壁与顶部表面。
[0026]可选的，还包括：位于在所述衬底上的隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面。
[0027]可选的，所述隔离结构的材料包括：氮化硅、氮氧化硅、低K介质材料和超低K介质材料中的一种或多种组合。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0029]本专利技术技术方案的形成方法中，通过在所述介质层的顶部表面和所述侧墙的顶部
表面形成刻蚀停止层，使得在形成所述隔离开口时不会刻蚀所述介质层和所述侧墙，使得形成的所述隔离结构仅位于所述栅极结构内。进而使得后续形成在所述介质层内的导电层与所述隔离结构之间相互分立，能够保证所述导电层的完整性，避免了所述导电层被隔断或增大内部电阻的问题，以此提升器件结构的性能。
[0030]进一步，所述刻蚀停止层为位于所述介质层顶部表面和所述侧墙顶部表面的所述栅介质层。通过位于所述介质层顶部表面和所述侧墙顶部表面的所述栅介质层作为所述刻蚀停止层，避免额外工艺形成所述刻蚀停止层，能够有效减少制程步骤，提供制程效率。
[0031]本专利技术技术方案的结构中，包括：隔离开口，沿第二方向贯穿所述栅极结构；位于所述隔离开口内的隔离结构。由于所述隔离开口仅位于所述栅极结构内，使得所述隔离结构也仅位于所述栅极结构内。进而使得后续形成在所述介质层内的导电层与所述隔离结构之间相互分立，能够保证所述导电层的完整性，避免了所述导电层被隔断或增大内部电阻的问题，以此提升器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成初始栅极结构、侧墙以及介质层，所述初始栅极结构沿第一方向延伸，所述侧墙位于所述初始栅极结构的侧壁，所述介质层覆盖所述初始栅极结构和所述侧墙，且暴露出所述初始栅极结构和所述侧墙的顶部表面；在所述介质层的顶部表面和所述侧墙的顶部表面形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层上形成图形化层，所述图形化层内具有图形化开口，所述图形化开口沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述图形化开口暴露出部分所述初始栅极结构以及部分所述刻蚀停止层；以所述图形化层为掩膜，刻蚀去除部分所述初始栅极结构以及部分所述衬底，形成栅极结构和隔离开口，所述隔离开口沿所述第二方向贯穿所述栅极结构；在所述隔离开口内形成隔离结构。2.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述初始栅极结构、侧墙以及介质层的形成方法包括：在所述衬底上形成伪栅结构；在所述伪栅结构的侧壁形成所述侧墙；在所述衬底上形成所述介质层，所述介质层覆盖所述伪栅结构和所述侧墙，且暴露出所述伪栅结构和所述侧墙的顶部表面；去除所述伪栅结构，在所述介质层内形成栅极开口；在所述栅极开口内形成所述初始栅极结构。3.如权利要求2所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述初始栅极结构、侧墙以及介质层之前，还包括：在所述衬底内形成若干源漏开口，若干所述源漏开口分别位于所述初始栅极结构两侧；在所述源漏开口内形成源漏掺杂层。4.如权利要求3所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述源漏开口的形成方法包括：以所述伪栅结构和所述侧墙为掩膜刻蚀所述衬底，形成所述源漏开口。5.如权利要求3所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述隔离结构之后，还包括：去除位于所述刻蚀停止层；在所述介质层内形成导电开口，所述导电开口沿所述第一方向延伸，且所述导电开口暴露出位于所述栅极结构一侧的若干所述源漏掺杂层；在所述导电开口内形成导电层。6.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述初始栅极结构包括：位于所述栅极开口底部表面和侧壁的栅介质层、位于所述栅介质层上的功函数层、以及位于所述功函数层上的栅极层。7.如权利要求6所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料包括：高K介质材料。8.如权利要求6所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述栅介质层还位于所述介质层的顶部表面和所述侧墙的顶部表面。9.如权利要求7所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止层为位于所述介质层顶部表面和所述侧墙顶部表面的所述栅介质层。10.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，以所述图形化层为掩膜，刻蚀去除部分所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂武涛，丁凤，栗佳佳，邱晶，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：