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，包括相邻接的第一器件区和第二器件区，第一器件区和第二器件区的基底上分别形成有沟道层结构，包括一个或多个间隔的沟道层，在第一器件区和第二器件区交界处，相邻沟道层结构之间形成有覆盖沟道层结构相对侧壁的初始隔离墙；在初始隔离墙的侧壁形成盖帽层，盖帽层覆盖初始隔离墙高于沟道层结构顶面的部分侧壁，盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，盖帽层与初始隔离墙共同作为隔离墙；形成横跨沟道层结构和隔离墙栅极结构；在隔离墙顶部形成贯穿栅极结构的第一隔断开口；在第一隔断开口中形成第一栅极隔断结构。本发明专利技术增大了在隔离墙顶部形成第一隔断开口的工艺窗口。艺窗口。艺窗口。

【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，以及更高集成度的方向发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如全包围栅极(Gate
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around，GAA)晶体管和叉型栅极(Forksheet)晶体管。
[0003]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，包括相邻接的第一器件区和第二器件区；沟道层结构，分别位于所述第一器件区和第二器件区的基底上，沿所述基底表面的法线方向，所述沟道层结构包括一个或多个间隔的沟道层；初始隔离墙，凸立于所述第一器件区和第二器件区交界处的基底上，所述初始隔离墙覆盖所述第一器件区和第二器件区的沟道层结构的相对侧壁；盖帽层，位于所述初始隔离墙侧壁，并覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，所述盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，所述盖帽层与所述初始隔离墙共同作为隔离墙；栅极结构，位于所述基底上且横跨所述沟道层结构和隔离墙，所述栅极结构覆盖所述沟道层露出的顶部、底部和侧壁；栅极隔断结构，包括位于所述隔离墙顶部并贯穿所述栅极结构的第一栅极隔断结构，所述栅极隔断结构沿所述栅极结构的延伸方向将所述栅极结构分割。
[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，包括相邻接的第一器件区和第二器件区，所述第一器件区和第二器件区的基底上分别形成有沟道层结构，所述沟道层结构包括一个或多个间隔的沟道层，在所述第一器件区和第二器件区交界处，相邻所述沟道层结构之间的基底上形成有覆盖所述沟道层结构相对侧壁的初始隔离墙；在所述初始隔离墙的侧壁形成盖帽层，所述盖帽层覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，所述盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，所述盖帽层与所述初始隔离墙共同作为隔离墙；形成横跨所述沟道层结构和隔离墙的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述沟道层露出的顶部、底部和侧壁；在所述隔离墙顶部形成贯穿所述栅极结构的第一隔断开口，所述第一隔断开口沿所述栅极结构的延伸方向将所述栅极结构分
割；在所述第一隔断开口中形成第一栅极隔断结构。
[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，包括初始隔离墙，凸立于所述第一器件区和第二器件区交界处的基底上，所述初始隔离墙覆盖所述第一器件区和第二器件区的沟道层结构的相对侧壁，盖帽层位于所述初始隔离墙侧壁，并覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，所述盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，所述盖帽层与所述初始隔离墙共同作为隔离墙；随着集成电路特征尺寸持续减小，相邻器件越来越靠近，本专利技术实施例中，所述隔离墙隔离所述第一器件区和第二器件区，从而在较好地保障对相邻器件的隔离效果的情况下，使得相邻所述第一器件区和第二器件区尽可能靠近，有利于减小所述第一器件区和第二器件区的相邻沟道层结构的距离，从而形成更紧密、尺寸更小的器件，同时，所述第一栅极隔断结构位于所述隔离墙顶部并贯穿所述栅极结构，则所述盖帽层覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，有利于增大隔离墙顶部用于与所述第一栅极隔断结构接触的面积，从而增大了在所述隔离墙顶部形成第一栅极隔断结构的工艺窗口，有利于减小形成所述第一栅极隔断结构时，对所述隔离墙侧部的膜层(例如，覆盖沟道层的功函数层或沟道层)造成损伤的概率，从而提高所述半导体结构的性能。
[0009]本专利技术实施例提供的形成方法中，在所述第一器件区和第二器件区交界处，相邻所述沟道层结构之间的基底上形成有覆盖所述沟道层结构相对侧壁的初始隔离墙，在所述初始隔离墙的侧壁形成盖帽层，所述盖帽层覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，所述盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，所述盖帽层与所述初始隔离墙共同作为隔离墙；随着集成电路特征尺寸持续减小，相邻器件越来越靠近，本专利技术实施例中，所述隔离墙隔离所述第一器件区和第二器件区，从而在较好地保障对相邻器件的隔离效果的情况下，使得相邻所述第一器件区和第二器件区尽可能靠近，有利于减小所述第一器件区和第二器件区的相邻沟道层结构的距离，从而形成更紧密、尺寸更小的器件，同时，在所述隔离墙顶部形成贯穿所述栅极结构的第一隔断开口，在所述第一隔断开口中形成第一栅极隔断结构，则所述盖帽层覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，有利于增大隔离墙顶部用于与所述第一栅极隔断结构接触的面积，从而增大了在所述隔离墙顶部形成第一隔断开口的工艺窗口，有利于减小形成所述第一栅极隔断开口时，对所述隔离墙侧部的膜层(例如，覆盖沟道层的功函数层或沟道层)造成损伤的概率，从而提高所述半导体结构的性能。
附图说明
[0010]图1至图3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4是本专利技术半导体结构一实施例的结构示意图；
[0012]图5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有待提高。现结合一种半导体结构的形成方法分析其性能有待提高的原因。
[0014]图1至图3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。
[0015]参考图1，提供基底10，包括相邻接的第一器件区10A和第二器件区10B，第一器件区10A和第二器件区10B的基底10上分别形成有沟道层结构20，沟道层结构20包括一个或多个间隔的沟道层21，在第一器件区10A和第二器件区10B交界处，相邻沟道层结构20之间的基底10上形成有覆盖沟道层结构20相对侧壁的隔离墙30；形成横跨沟道层结构20和隔离墙30的栅极结构40，栅极结构40覆盖沟道层21露出的顶部、底部和侧壁。
[0016]参考图2，在隔离墙30顶部形成贯穿栅极结构40的隔断开口43，隔断开口43沿栅极结构30的延伸方向将栅极结构40分割。
[0017]参考图3，在隔断开口43中形成栅极隔断结构44。
[0018]目前，为了第一器件区10A和第二器件区10B的交界处，使相邻沟道结构20的间距更小，在第一器件区10A和第二器件区10B交界处，形成有覆盖沟道结构20侧本文档来自技高网...

【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，包括相邻接的第一器件区和第二器件区；沟道层结构，分别位于所述第一器件区和第二器件区的基底上，沿所述基底表面的法线方向，所述沟道层结构包括一个或多个间隔的沟道层；初始隔离墙，凸立于所述第一器件区和第二器件区交界处的基底上，所述初始隔离墙覆盖所述第一器件区和第二器件区的沟道层结构的相对侧壁；盖帽层，位于所述初始隔离墙侧壁，并覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，所述盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，所述盖帽层与所述初始隔离墙共同作为隔离墙；栅极结构，位于所述基底上且横跨所述沟道层结构和隔离墙，所述栅极结构覆盖所述沟道层露出的顶部、底部和侧壁；栅极隔断结构，包括位于所述隔离墙顶部并贯穿所述栅极结构的第一栅极隔断结构，所述栅极隔断结构沿所述栅极结构的延伸方向将所述栅极结构分割。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述盖帽层还延伸覆盖所述初始隔离墙的顶面。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一器件区和第二器件区构成第三器件区；所述栅极隔断结构还包括：第二栅极隔断结构，位于相邻接的所述第三器件区交界处的基底上，并贯穿所述栅极结构。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述初始隔离墙的材料包括SiBCN或SiN。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述盖帽层的材料包括SiC。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，位于所述初始隔离墙侧壁的盖帽层的宽度为10nm至26nm。7.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SiN。8.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述沟道层的材料包括硅、锗、锗化硅或
Ⅲ‑Ⅴ
族半导体材料。9.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层和位于所述栅介质层上的栅电极层；所述栅介质层的材料包括HfO2、ZrO2、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、Al2O3、SiO2和La2O3中的一种或多种；所述栅电极层的材料包括TiN、TaN、Ta、Ti、TiAl、W、Al、TiSiN和TiAlC中的一种或多种。10.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，包括相邻接的第一器件区和第二器件区，所述第一器件区和第二器件区的基底上分别形成有沟道层结构，所述沟道层结构包括一个或多个间隔的沟道层，在所述第一器件区和第二器件区交界处，相邻所述沟道层结构之间的基底上形成有覆盖所述沟道层结构相对侧壁的初始隔离墙；在所述初始隔离墙的侧壁形成盖帽层，所述盖帽层覆盖所述初始隔离墙高于所述沟道层结构顶面的部分侧壁，所述盖帽层底部与最顶部的沟道层之间具有间隔，所述盖帽层与
所述初始隔离墙共同作为隔离墙；形成横跨所述沟道层结构和隔离墙的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述沟道层露出的顶部、底部和侧壁；在所述隔离墙顶部形成贯穿所述栅极结构的第一隔断开口，...

【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：