【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
1、超先进半导体工艺需要采用超通孔和栅极切断工艺。当栅极切断工艺与金属连接工艺集成时，需要考虑金属连接结构与栅极结构之间的短路问题，金属连接结构与栅极结构之间的距离需要足够大才能满足可靠性性能。
2、因此，需要改进栅极切断工艺和金属连接工艺的集成。
技术实现思路
1、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，以提升半导体结构的性能。
2、为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构，包括：衬底；位于所述衬底上的栅极结构和层间介质层，所述层间介质层还位于所述栅极结构侧壁，所述栅极结构平行于第一方向，所述第一方向平行于所述衬底表面；位于所述层间介质层内的栅隔离结构，所述栅隔离结构沿平行于衬底表面的第二方向贯穿所述栅极结构，所述第二方向与所述第一方向相互垂直，所述栅隔离结构包括第一区和位于所述第一区上的第二区，所述第一区在所述衬底表面具有第一投影，所述第二区在所述衬底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范围内，所述第一区顶部表面低于所述栅极结构顶部表面；位于所述栅隔离结构上的连接层，所述连接层在所述衬底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范围内。
3、可选的，所述栅极结构和所述层间介质层表面还具有保护层；所述栅隔离结构还位于所述保护层内。
4、可选的，还包括：源漏层，位于所述栅极结构在沿所述第二方向上的两侧的所述衬底
5、可选的，还包括：位于所述层间介质层表面的第一介质层；所述金属结构还位于所述第一介质层内。
6、可选的，还包括：位于所述第一介质层表面的刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层表面的第二介质层；所述连接层位于所述刻蚀停止层和所述第二介质层内。
7、相应地，本专利技术技术方案还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和层间介质层，所述层间介质层还位于所述初始栅极结构侧壁，所述初始栅极结构平行于第一方向，所述第一方向平行于所述衬底表面；在所述层间介质层和所述初始栅极结构内形成栅隔离结构，所述栅隔离结构沿平行于衬底表面的第二方向贯穿所述初始栅极结构，形成分立的栅极结构，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述栅隔离结构包括第一区和位于所述第一区上的第二区，所述第一区在所述衬底表面具有第一投影，所述第二区在所述衬底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范围内，所述第一区顶部表面低于所述栅极结构顶部表面；在形成所述栅隔离结构之后，在所述栅隔离结构上形成连接层，所述连接层在所述衬底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范围内。
8、可选的，在形成所述栅隔离结构之前，且在形成所述初始栅极结构和所述层间介质层之前，还在所述初始栅极结构和所述层间介质层上形成保护层；所述栅隔离结构还位于所述保护层内。
9、可选的，所述栅隔离结构的形成方法包括：刻蚀所述保护层、所述初始栅极结构和所述层间介质层，直到暴露出所述衬底，在所述初始栅极结构和所述层间介质层内形成第一凹槽和位于所述第一凹槽上的初始第二凹槽，所述初始第二凹槽还位于所述保护层内，所述第一凹槽和所述初始第二凹槽均平行于所述第二方向，且所述初始第二凹槽与所述第一凹槽相连通；在所述第一凹槽内形成牺牲层；在形成所述牺牲层之后，刻蚀所述初始第二凹槽侧壁，形成第二凹槽，所述第一凹槽在所述衬底表面的投影位于所述第二凹槽在所述衬底表面的投影范围内；在形成所述第二凹槽之后，去除所述牺牲层，使所述第一凹槽暴露；在所述第一凹槽和所述第二凹槽内形成所述栅隔离结构。
10、可选的，所述第二凹槽的形成工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一者或两者的结合；所述干法刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括卤族元素气体，刻蚀功率范围为3000w至8000w。
11、可选的，所述第二凹槽的形成方法还包括：在所述保护层表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出所述初始第二凹槽和所述初始第二凹槽相邻的部分所述保护层表面；在形成所述掩膜层之后，刻蚀所述初始第二凹槽侧壁。
12、可选的，所述牺牲层的形成方法包括：在所述第一凹槽、所述初始第二凹槽内以及所述保护层表面形成牺牲材料层；回刻蚀所述牺牲材料层，直至暴露出所述初始第二凹槽，在所述第一凹槽内形成所述牺牲层。
13、可选的，所述牺牲层的材料包括有机材料，所述有机材料包括无定形碳、无定形硅或光刻胶。
14、可选的，在形成所述栅隔离结构之前，还在所述初始栅极结构两侧的所述衬底内形成源漏层；在形成栅极隔断结构之后，还在所述层间介质层内形成金属结构，所述金属结构与所述源漏层电连接，所述金属结构平行于所述第一方向；所述连接层与所述金属结构电连接。
15、可选的，在形成所述栅极隔断结构之后，且在形成所述金属结构之前，在所述层间介质层表面形成第一介质层；所述金属结构还位于所述第一介质层内。
16、可选的，所述金属结构的形成方法包括：在所述第一介质层和所述层间介质层内形成第三凹槽，所述第三凹槽暴露出所述源漏层；在所述第三凹槽内形成所述金属结构。
17、可选的，在形成所述金属结构之后，且在形成所述连接层之前，在所述第一介质层表面形成刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层表面的第二介质层；所述连接层位于所述刻蚀停止层和所述第二介质层内。
18、可选的，所述连接层的形成方法包括：在所述第二介质层、所述刻蚀停止层和所述第一介质层内形成第四凹槽，所述第四凹槽平行于所述第二方向；所述第四凹槽暴露出所述金属结构表面；在所述第四凹槽内形成所述连接层。
19、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
20、本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，所述栅隔离结构包括第一区和位于所述第一区上的第二区，所述第一区在所述衬底表面具有第一投影，所述第二区在所述衬底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范围内，所述第一区顶部表面低于所述栅极结构顶部表面，在形成所述栅隔离结构之后，在所述栅隔离结构上形成连接层，所述连接层在所述衬底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范围内，所述栅隔离结构的形状增大了栅极结构和连接层之间的距离，利于降低连接层和所述栅极结构之间漏电的风险，提高了器件性能。
21、本专利技术技术方案提供的半导体结构中，所述栅隔离结构包括第一区和位于所述第一区上的第二区，所述第一区在所述衬底表面具有第一投影，所述第二区在所述衬底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范围内，所述第一区顶部表面低于所述栅极结构顶部表面，在形成所述栅隔离结构之后，在所述栅隔离结构上形成连接层，所述连接层在所述衬底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范围内，所述栅隔离结构的形状增大本文档来自技高网...
【技术保护点】
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，所述栅极结构和所述层间介质层表面还具有保护层；所述栅隔离结构还位于所述保护层内。
3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：源漏层，位于所述栅极结构在沿所述第二方向上的两侧的所述衬底内；金属结构，位于所述层间介质层内，所述金属结构与所述源漏层电连接，且平行于所述第一方向；所述连接层与所述金属结构电连接。
4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述层间介质层表面的第一介质层；所述金属结构还位于所述第一介质层内。
5.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一介质层表面的刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层表面的第二介质层；所述连接层位于所述刻蚀停止层和所述第二介质层内。
6.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
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，在形成所述栅隔离结构之前，且在形成所述初始栅极结构和所述层间介质层之前，还在所述初始栅极结构和所述层间介质层
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，所述栅隔离结构的形成方法包括：刻蚀所述保护层、所述初始栅极结构和所述层间介质层，直到暴露出所述衬底，在所述初始栅极结构和所述层间介质层内形成第一凹槽和位于所述第一凹槽上的初始第二凹槽，所述初始第二凹槽还位于所述保护层内，所述第一凹槽和所述初始第二凹槽均平行于所述第二方向，且所述初始第二凹槽与所述第一凹槽相连通；在所述第一凹槽内形成牺牲层；在形成所述牺牲层之后，刻蚀所述初始第二凹槽侧壁，形成第二凹槽，所述第一凹槽在所述衬底表面的投影位于所述第二凹槽在所述衬底表面的投影范围内；在形成所述第二凹槽之后，去除所述牺牲层，使所述第一凹槽暴露；在所述第一凹槽和所述第二凹槽内形成所述栅隔离结构。
9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一者或两者的结合；所述干法刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括卤族元素气体，刻蚀功率范围为3000W至8000W。
10.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成方法还包括：在所述保护层表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出所述初始第二凹槽和所述初始第二凹槽相邻的部分所述保护层表面；在形成所述掩膜层之后，刻蚀所述初始第二凹槽侧壁。
11.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的形成方法包括：在所述第一凹槽、所述初始第二凹槽内以及所述保护层表面形成牺牲材料层；回刻蚀所述牺牲材料层，直至暴露出所述初始第二凹槽，在所述第一凹槽内形成所述牺牲层。
12.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括有机材料，所述有机材料包括无定形碳、无定形硅或光刻胶。
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，在形成所述栅隔离结构之前，还在所述初始栅极结构两侧的所述衬底内形成源漏层；在形成栅极隔断结构之后，还在所述层间介质层内形成金属结构，所述金属结构与所述源漏层电连接，所述金属结构平行于所述第一方向；所述连接层与所述金属结构电连接。
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，在形成所述栅极隔断结构之后，且在形成所述金属结构之前，在所述层间介质层表面形成第一介质层；所述金属结构还位于所述第一介质层内。
15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述金属结构的形成方法包括：在所述第一介质层和所述层间介质层内形成第三凹槽，所述第三凹槽暴露出所述源漏层；在所述第三凹槽内形成所述金属结构。
16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述金属结构之后，且在形成所述连接层之前，在所述第一介质层表面形成刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层表面的第二介质层；所述连接层位于所述刻蚀停止层和所述第二介质层内。
17.如权利要求16所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述连接层的形成方法包括：在所述第二介质层、所述刻蚀停止层和所述第一介质层内形成第四凹槽，所述第四凹槽平行于所述第二方向；所述第四凹槽暴露出所述金属结构表面；在所述第四凹槽内形成所述连接层。
...【技术特征摘要】
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，所述栅极结构和所述层间介质层表面还具有保护层；所述栅隔离结构还位于所述保护层内。
3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：源漏层，位于所述栅极结构在沿所述第二方向上的两侧的所述衬底内；金属结构，位于所述层间介质层内，所述金属结构与所述源漏层电连接，且平行于所述第一方向；所述连接层与所述金属结构电连接。
4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述层间介质层表面的第一介质层；所述金属结构还位于所述第一介质层内。
5.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一介质层表面的刻蚀停止层和位于所述刻蚀停止层表面的第二介质层；所述连接层位于所述刻蚀停止层和所述第二介质层内。
6.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
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，在形成所述栅隔离结构之前，且在形成所述初始栅极结构和所述层间介质层之前，还在所述初始栅极结构和所述层间介质层上形成保护层；所述栅隔离结构还位于所述保护层内。
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，所述栅隔离结构的形成方法包括：刻蚀所述保护层、所述初始栅极结构和所述层间介质层，直到暴露出所述衬底，在所述初始栅极结构和所述层间介质层内形成第一凹槽和位于所述第一凹槽上的初始第二凹槽，所述初始第二凹槽还位于所述保护层内，所述第一凹槽和所述初始第二凹槽均平行于所述第二方向，且所述初始第二凹槽与所述第一凹槽相连通；在所述第一凹槽内形成牺牲层；在形成所述牺牲层之后，刻蚀所述初始第二凹槽侧壁，形成第二凹槽，所述第一凹槽在所述衬底表面的投影位于所述第二凹槽在所述衬底表面的投影范围内；在形成所述第二凹槽之后，去除所述牺牲层，使所述第一凹槽暴露；在所述第一凹槽和所述第二凹槽内形成所述栅隔离结构。
9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一者或两者的结合；所述干法刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括卤族元素气体，刻...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭雯，于海龙，韩静利，彭轩懿，董开拓，
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：
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