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，其中方法包括：在所述衬底上形成伪栅极，所述伪栅极沿第一方向延伸，所述伪栅极包括隔离区，所述隔离区沿第二方向贯穿所述伪栅极，所述第二方向垂直于第一方向，且所述第一方向和所述第二方向均平行于衬底表面；在所述伪栅极侧壁形成牺牲侧墙；在所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层还位于所述牺牲侧墙侧壁，且暴露出所述伪栅极顶部表面；回刻所述牺牲侧墙，在所述层间介质层和所述伪栅极之间形成第一凹槽；形成所述第一凹槽后，去除所述隔离区，在所述伪栅极和层间介质层内形成隔离开口，所述隔离开口与所述第一凹槽连通；在所述隔离开口内形成栅极阻断结构，利于形成较好形貌的栅极结构。利于形成较好形貌的栅极结构。利于形成较好形貌的栅极结构。

【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]在现有的半导体领域中，鳍式场效应晶体管(FinFET)是一种新兴的多栅器件，与平面式的金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)相比，鳍式场效应晶体管具有更强的短沟道抑制能力，具有更强的工作电流，现已广泛应用于半导体各种器件中。
[0003]随着半导体技术的不断发展，集成电路持续“按比例缩小”。当半导体器件的尺寸降到纳米级别时，尤其对鳍式场效应晶体管，其对栅极的控制能力与其物理尺寸有非常紧密的关系。鳍式场效应晶体管的小几何尺寸和三维立体结构使其因工艺变化带来的器件影响也越来越严重，亟需新的方法来优化。现有技术中鳍式场效应管结构的形成方法有待提高。

技术实现思路

[0004]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，以提高形成的半导体结构的性能。
[0005]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；位于衬底上的层间介质层内的栅极开口和栅极阻断结构，所述栅极开口沿第一方向延伸，所述栅极阻断结构沿第二方向贯穿所述栅极开口，所述第二方向垂直于第一方向，且所述第一方向和所述第二方向均平行于衬底表面；位于所述层间介质层内，且位于所述栅极开口侧壁的第一凹槽，所述第一凹槽与所述栅极开口连通，且所述第一凹槽底部暴露出所述衬底，所述第一凹槽侧壁暴露出所述层间介质层；位于所述栅极开口和所述第一凹槽内的栅极结构。
[0006]可选的，包括：所述衬底包括基底和位于所述基底上的若干鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸；所述栅极结构横跨所述鳍部，且位于所述鳍部部分侧壁和顶部表面；所述栅极阻断结构位于相邻的鳍部之间。
[0007]可选的，所述衬底还包括位于所述基底上的隔离结构，所述隔离结构位于所述鳍部部分侧壁表面，且所述隔离结构顶部表面低于所述鳍部顶部表面；所述栅极结构还位于部分所述隔离结构表面；所述栅极阻断结构位于所述隔离结构表面。
[0008]相应的，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；在所述衬底上形成伪栅极，所述伪栅极沿第一方向延伸，所述伪栅极包括隔离区，所述隔离区沿第二方向贯穿所述伪栅极，所述第二方向垂直于第一方向，且所述第一方向和所述第二方向均平行于衬底表面；在所述伪栅极侧壁形成牺牲侧墙；在所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层还位于所述牺牲侧墙侧壁，且暴露出所述伪栅极顶部表面；回刻所述牺牲侧墙，在所述层间介质层和所述伪栅极之间形成第一凹槽；形成所述第一凹槽后，去除所述隔离区，在所述伪栅极和层间介质层内形成隔离开口，所述隔离开口与所述第一凹槽连通；
在所述隔离开口内形成栅极阻断结构。
[0009]可选的，还包括：形成所述栅极阻断结构后，去除所述伪栅极，在所述层间介质层内形成栅极开口；在所述栅极开口内形成栅极结构。
[0010]可选的，所述第一凹槽暴露出所述衬底表面；所述栅极结构还位于所述第一凹槽内。
[0011]可选的，所述第一凹槽未暴露出所述衬底表面，以保留的所述牺牲侧墙为第二侧墙；所述栅极阻断结构还位于所述隔离开口侧壁的所述第一凹槽中，所述方法还包括：形成所述栅极阻断结构后，还去除所述栅极开口侧壁的所述第二侧墙，形成所述层间介质层内且位于所述栅极开口侧壁的第二凹槽；所述栅极结构还位于所述第二凹槽内。
[0012]可选的，包括：所述衬底包括基底和位于所述基底上的若干鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸；所述伪栅极横跨所述鳍部，且位于所述鳍部部分侧壁和顶部表面；所述隔离区位于相邻的鳍部之间。
[0013]可选的，包括：形成所述层间介质层前，在所述牺牲侧墙表面形成第一侧墙；所述第一凹槽位于所述第一侧墙和所述伪栅极之间。
[0014]可选的，所述第一侧墙的形成方法包括：在所述衬底表面、所述伪栅极侧壁和顶部表面形成侧墙材料层；回刻所述侧墙材料层直到暴露出所述衬底表面和所述伪栅极顶部表面。
[0015]可选的，所述牺牲侧墙的材料与所述第一侧墙的材料不同；所述牺牲侧墙的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅和碳氮氧化硅中的一种或多种；所述第一侧墙的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅和碳氮氧化硅中的一种或多种。
[0016]可选的，所述牺牲侧墙的材料包括碳化硅，所述第一侧墙的材料包括氮化硅。
[0017]可选的，还包括：形成所述第一侧墙后，形成所述层间介质层前，还在所述伪栅极两侧的所述鳍部内形成源漏层。
[0018]可选的，所述伪栅极顶部表面还具有硬掩膜层。
[0019]可选的，所述硬掩膜层包括第一硬掩膜层和位于所述第一硬掩膜层表面的第二硬掩膜层；所述第一硬掩膜层的材料包括氮化硅；所述第二硬掩膜层的材料包括氧化硅。
[0020]可选的，所述栅极阻断结构的形成方法包括：在所述隔离开口内和所述层间介质层表面形成介质材料层；平坦化所述介质材料层，直到暴露出所述伪栅极表面，形成所述栅极阻断结构。
[0021]可选的，所述衬底还包括位于所述基底上的隔离结构，所述隔离结构位于所述鳍部部分侧壁表面，且所述隔离结构顶部表面低于所述鳍部顶部表面；所述栅极结构还位于部分所述隔离结构表面；所述栅极阻断结构位于所述隔离结构表面。
[0022]可选的，所述第一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。
[0023]可选的，所述隔离开口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。
[0024]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0025]本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，回刻所述牺牲侧墙，在所述层
间介质层和所述伪栅极之间形成第一凹槽，所述第一凹槽使所述伪栅极的隔离区与层间介质层之间具有一定距离，为去除所述隔离区提供空间，减少所述隔离区的伪栅极材料的残留，利于形成较好隔离开口，减少后续形成的栅极结构产生足部的情况，利于形成较好形貌的栅极结构，从而提高所形成的器件的性能。
[0026]进一步，形成所述层间介质层前，在所述牺牲侧墙表面形成第一侧墙；所述第一凹槽位于所述第一侧墙和所述伪栅极之间，所述第一侧墙用于在形成所述第一凹槽的刻蚀工艺过程中，保护所述层间介质层不受刻蚀损伤。
附图说明
[0027]图1至图5是一种半导体结构形成过程的结构示意图；
[0028]图6至图21是本专利技术一实施例中的半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。
具体实施方式
[0029]需要注意的是，本说明书中的“表面”、“上”，用于描述空间的相对位置关系，并不限定于是否直接接触。
[0030]如
技术介绍
所述，采用现有的FinFET技术形成的半导体结构，性能亟需提升。现结合一种半导体结构进行说明分析。
[0031]图1至图5是一种半导体结构形成过程的结构示意图。
[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：衬底；位于衬底上的层间介质层内的栅极开口和栅极阻断结构，所述栅极开口沿第一方向延伸，所述栅极阻断结构沿第二方向贯穿所述栅极开口，所述第二方向垂直于第一方向，且所述第一方向和所述第二方向均平行于衬底表面；位于所述层间介质层内，且位于所述栅极开口侧壁的第一凹槽，所述第一凹槽与所述栅极开口连通，且所述第一凹槽底部暴露出所述衬底，所述第一凹槽侧壁暴露出所述层间介质层；位于所述栅极开口和所述第一凹槽内的栅极结构。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，包括：所述衬底包括基底和位于所述基底上的若干鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸；所述栅极结构横跨所述鳍部，且位于所述鳍部部分侧壁和顶部表面；所述栅极阻断结构位于相邻的鳍部之间。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底还包括位于所述基底上的隔离结构，所述隔离结构位于所述鳍部部分侧壁表面，且所述隔离结构顶部表面低于所述鳍部顶部表面；所述栅极结构还位于部分所述隔离结构表面；所述栅极阻断结构位于所述隔离结构表面。4.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成伪栅极，所述伪栅极沿第一方向延伸，所述伪栅极包括隔离区，所述隔离区沿第二方向贯穿所述伪栅极，所述第二方向垂直于第一方向，且所述第一方向和所述第二方向均平行于衬底表面；在所述伪栅极侧壁形成牺牲侧墙；在所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层还位于所述牺牲侧墙侧壁，且暴露出所述伪栅极顶部表面；回刻所述牺牲侧墙，在所述层间介质层和所述伪栅极之间形成第一凹槽；形成所述第一凹槽后，去除所述隔离区，在所述伪栅极和层间介质层内形成隔离开口，所述隔离开口与所述第一凹槽连通；在所述隔离开口内形成栅极阻断结构。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：形成所述栅极阻断结构后，去除所述伪栅极，在所述层间介质层内形成栅极开口；在所述栅极开口内形成栅极结构。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，所述第一凹槽暴露出所述衬底表面；所述栅极结构还位于所述第一凹槽内。7.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽未暴露出所述衬底表面，以保留的所述牺牲侧墙为第二侧墙；所述栅极阻断结构还位于所述隔离开口侧壁的所述第一凹槽中，所述方法还包括：形成所述栅极阻断结构后，还去除所述栅极开口侧壁的所述第二侧墙，形成所述层间介质层内且位于所述栅极开口侧壁的第二凹槽；所述栅极结构还位于所述第二凹槽内。8.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君红，
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：