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，形成方法包括：提供基底，包括衬底以及凸立于衬底的鳍部，衬底上形成有横跨鳍部的栅极结构，鳍部沿第一方向延伸，栅极结构沿第二方向延伸；在栅极结构中待切断的位置处，在栅极结构中形成隔断开口，隔断开口在第一方向上将栅极结构进行分割；对栅极结构进行第一刻蚀，刻蚀部分厚度的栅极结构，形成第一开口；沿第一开口对栅极结构进行第二刻蚀，刻蚀剩余厚度的栅极结构，形成第二开口，且第二刻蚀在第二方向上的横向刻蚀量大于第一刻蚀在第二方向上的横向刻蚀量；在隔断开口中形成隔断结构。隔断开口位于栅极结构底部位置的开口尺寸扩大，则有利于降低隔断开口位于栅极结构底部位置处具有栅极结构的残留物的概率。的残留物的概率。的残留物的概率。

【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。

技术介绍

[0002]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，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。
[0003]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(Gate Cut CD)。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高半导体结构的性能。
[0005]为解决上述问题，本专利技术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所述衬底的鳍部，所述鳍部的延伸方向为第一方向；栅极结构，位于所述衬底上且横跨所述鳍部，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁；隔断结构，贯穿栅极切断位置处的所述栅极结构，所述隔断结构在所述第一方向上将所述栅极结构进行分割，其中，沿垂直于所述衬底表面的方向，所述隔断结构包括位于部分厚度的所述栅极结构中的第一隔断结构、以及位于剩余厚度的所述栅极结构中的第二隔断结构，所述第一隔断结构的底部和第二隔断结构的顶部相接触，且所述第二隔断结构的侧壁相对于所述第一隔断结构的侧壁向所述栅极结构中凹进。
[0006]相应的，本专利技术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所述衬底的鳍部，所述衬底上形成有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁，所述鳍部沿第一方向延伸，所述栅极结构沿第二方向延伸，所述第一方向和第二方向垂直；在所述栅极结构中待切断的位置处，在所述栅极结构中形成隔断开口，所述隔断开口在所述第一方向上将所述栅极结构进行分割；其中，形成所述隔断开口的步骤包括：对所述栅极结构进行第一刻蚀，刻蚀部分厚度的所述栅极结构，形成第一开口；沿所述第一开口对所述栅极结构进行第二刻蚀，刻蚀剩余厚度的所述栅极结构，形成第二开口，且所述第二刻蚀在所述第二方向上的横向刻蚀量大于所述第一刻蚀在所述第二方向上的横向刻蚀量；在所述隔断开口中形成隔断结构。
[0007]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：
[0008]本专利技术实施例提供的半导体结构中，隔断结构，位于栅极切断位置处的所述栅极结构中，所述隔断结构在所述第一方向上将所述栅极结构进行分割，其中，沿垂直于所述衬底表面的方向，所述隔断结构包括位于部分厚度的所述栅极结构中的第一隔断结构、以及位于剩余厚度的所述栅极结构中的第二隔断结构，所述第一隔断结构的底部和第二隔断结构的顶部相接触，且所述第二隔断结构的侧壁相对于所述第一隔断结构的侧壁向所述栅极结构中凹进；在所述半导体结构的形成过程中，隔断结构通常形成于隔断开口中，所述第二隔断结构的侧壁相对于所述第一隔断结构的侧壁向所述栅极结构中凹进，因此，所述隔断开口位于所述栅极结构底部位置的开口尺寸扩大，则有利于降低所述隔断开口位于所述栅极结构底部位置处具有所述栅极结构的残留物的概率，且降低所述隔断开口对所述栅极结构隔断不完全的概率，进而提高了半导体结构的性能。
[0009]本专利技术实施例提供的半导体结构的形成方法中，在所述栅极结构中待切断的位置处，在所述栅极结构中形成隔断开口，所述隔断开口在所述第一方向上将所述栅极结构进行分割，其中，形成所述隔断开口的步骤包括：对所述栅极结构进行第一刻蚀，刻蚀部分厚度的所述栅极结构，形成第一开口；沿所述第一开口对栅极结构进行第二刻蚀，刻蚀剩余厚度的所述栅极结构，形成第二开口，且所述第二刻蚀在所述第二方向上的横向刻蚀量大于所述第一刻蚀在所述第二方向上的横向刻蚀量；因此，在形成所述第二开口的过程中，将所述隔断开口位于所述栅极结构底部位置的开口尺寸扩大，则有利于降低所述隔断开口位于所述栅极结构底部位置处具有所述栅极结构的残留物的概率，且降低所述隔断开口对所述栅极结构隔断不完全的概率，进而提高了半导体结构的性能。
附图说明
[0010]图1至图5是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；
[0011]图6至图8是本专利技术半导体结构一实施例的结构示意图；
[0012]图9至图18是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
[0013]目前半导体结构的性能仍有待提高。现结合一种半导体结构的形成方法分析半导体结构的性能仍有待提高的原因。
[0014]参考图1至图5，示出了一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图。
[0015]结合参考图1和图2，图1为鳍部和栅极结构的俯视图，图2为基于图1的AA方向剖视图，提供基底(未标示)，包括衬底10以及凸立于所述衬底10的鳍部12，所述衬底10上形成有横跨所述鳍部12的栅极结构20，所述栅极结构20覆盖所述鳍部12的部分顶部和部分侧壁，所述鳍部12沿第一方向(如图1中X方向所示)延伸，所述栅极结构20沿第二方向(如图1中Y方向所示)延伸，所述第一方向和第二方向垂直。
[0016]所述栅极结构20上还形成有硬掩模层30，作为后续刻蚀所述栅极结构20的刻蚀掩膜。
[0017]参考图3，图形化所述掩膜层30，在所述栅极结构20中待切断位置处的掩膜层30中
形成掩膜开口33，露出所述栅极结构20的顶部。
[0018]参考图4，以所述掩模层30为掩模，刻蚀所述掩膜开口33露出的所述栅极结构20，在所述栅极结构20中形成隔断开口40，所述隔断开口40在所述第一方向上将所述栅极结构20进行分割。
[0019]参考图5，在所述隔断开口40(如图4所示)中形成隔断结构50。
[0020]其中，在形成隔断结构50的过程中，去除了所述掩膜层30(如图4所示)。
[0021]在形成所述隔断开口40的过程中，由于受到刻蚀工艺的影响，沿所述栅极结构20顶部指向底部的方向上，所述隔断开口40的开口尺寸逐渐减小，容易出现无法完全切断栅极结构20的情况，所述隔断开口40位于所述栅极结构20底部的位置处，容易造成所述栅极结构20的残留，或者，导致在所述隔断开口40的切断位置处，所述栅极结构20的底部沿所述第二方向向所述隔断开口40内凸出(如图4中虚线圈所示)，进而导致容易出现所述隔断开口40对所述栅极结构20隔断不完全的问题，上述问题均会影响所述半导体结构的性能。
[0022]为了解决所述技术问题，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：基底，包括衬底以及凸立于所述衬底的鳍部，所述鳍部的延伸方向为第一方向；栅极结构，位于所述衬底上且横跨所述鳍部，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁；隔断结构，贯穿栅极切断位置处的所述栅极结构，所述隔断结构在所述第一方向上将所述栅极结构进行分割，其中，沿垂直于所述衬底表面的方向，所述隔断结构包括位于部分厚度的所述栅极结构中的第一隔断结构、以及位于剩余厚度的所述栅极结构中的第二隔断结构，所述第一隔断结构的底部和第二隔断结构的顶部相接触，且所述第二隔断结构的侧壁相对于所述第一隔断结构的侧壁向所述栅极结构中凹进。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极结构的延伸方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向相垂直；沿所述第二方向，所述第二隔断结构的底部尺寸大于所述第一隔断结构的顶部尺寸。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二隔断结构的底部尺寸与所述第一隔断结构的顶部尺寸的差值为1纳米至3纳米。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，位于所述栅极结构中的所述第二隔断结构沿垂直于所述衬底表面方向的高度为10纳米至30纳米。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述隔断结构沿垂直于所述衬底表面方向延伸至部分厚度的所述衬底中。6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，在所述栅极切断位置处，所述隔断结构沿垂直于所述衬底表面方向的总高度为90纳米至150纳米。7.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二隔断结构中形成有空气间隙。8.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：层间介质层，位于所述基底上，且覆盖所述栅极结构的侧壁；所述隔断结构还沿所述第一方向延伸至所述栅极结构两侧的层间介质层中。9.如权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，在所述第一方向上的相邻所述隔断结构相接触。10.如权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，沿垂直于所述衬底表面方向，位于所述层间介质层中的隔断结构的底部高于所述隔离结构底部，低于所述隔离结构顶部。11.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述隔断结构的材料包括含氮的介质材料或含氧的介质材料，所述含氮的介质材料包括氮化硅，所述含氧的介质材料包括氧化硅。12.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极结构包括金属栅极结构。13.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，包括衬底以及凸立于所述衬底的鳍部，所述衬底上形成有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，肖杏宇，纪世良，张海洋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：