【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及一種半導體結構及其形成方法。
技術介紹
1、超先進半導體工藝需要采用超通孔和柵極切斷工藝。當柵極切斷工藝與金屬連接工藝集成時，需要考慮金屬連接結構與柵極結構之間的短路問題，金屬連接結構與柵極結構之間的距離需要足夠大才能滿足可靠性性能。
2、因此，需要改進柵極切斷工藝和金屬連接工藝的集成。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是提供一種半導體結構及其形成方法，以提升半導體結構的性能。
2、為解決上述技術問題，本專利技術技術方案提供一種半導體結構，包括：襯底；位于所述襯底上的柵極結構和層間介質層，所述層間介質層還位于所述柵極結構側壁，所述柵極結構平行于第一方向，所述第一方向平行于所述襯底表面；位于所述層間介質層內的柵隔離結構，所述柵隔離結構沿平行于襯底表面的第二方向貫穿所述柵極結構，所述第二方向與所述第一方向相互垂直，所述柵隔離結構包括第一區和位于所述第一區上的第二區，所述第一區在所述襯底表面具有第一投影，所述第二區在所述襯底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范圍內，所述第一區頂部表面低于所述柵極結構頂部表面；位于所述柵隔離結構上的連接層，所述連接層在所述襯底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范圍內。
3、可選的，所述柵極結構和所述層間介質層表面還具有保護層；所述柵隔離結構還位于所述保護層內。
4、可選的，還包括：源漏層，位于所述柵極結構在沿所述第二方向上的兩側的所述襯底
5、可選的，還包括：位于所述層間介質層表面的第一介質層；所述金屬結構還位于所述第一介質層內。
6、可選的，還包括：位于所述第一介質層表面的刻蝕停止層和位于所述刻蝕停止層表面的第二介質層；所述連接層位于所述刻蝕停止層和所述第二介質層內。
7、相應地，本專利技術技術方案還提供一種半導體結構的形成方法，包括：提供襯底；在所述襯底上形成初始柵極結構和層間介質層，所述層間介質層還位于所述初始柵極結構側壁，所述初始柵極結構平行于第一方向，所述第一方向平行于所述襯底表面；在所述層間介質層和所述初始柵極結構內形成柵隔離結構，所述柵隔離結構沿平行于襯底表面的第二方向貫穿所述初始柵極結構，形成分立的柵極結構，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述柵隔離結構包括第一區和位于所述第一區上的第二區，所述第一區在所述襯底表面具有第一投影，所述第二區在所述襯底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范圍內，所述第一區頂部表面低于所述柵極結構頂部表面；在形成所述柵隔離結構之后，在所述柵隔離結構上形成連接層，所述連接層在所述襯底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范圍內。
8、可選的，在形成所述柵隔離結構之前，且在形成所述初始柵極結構和所述層間介質層之前，還在所述初始柵極結構和所述層間介質層上形成保護層；所述柵隔離結構還位于所述保護層內。
9、可選的，所述柵隔離結構的形成方法包括：刻蝕所述保護層、所述初始柵極結構和所述層間介質層，直到暴露出所述襯底，在所述初始柵極結構和所述層間介質層內形成第一凹槽和位于所述第一凹槽上的初始第二凹槽，所述初始第二凹槽還位于所述保護層內，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與所述第一凹槽相連通；在所述第一凹槽內形成犧牲層；在形成所述犧牲層之后，刻蝕所述初始第二凹槽側壁，形成第二凹槽，所述第一凹槽在所述襯底表面的投影位于所述第二凹槽在所述襯底表面的投影范圍內；在形成所述第二凹槽之后，去除所述犧牲層，使所述第一凹槽暴露；在所述第一凹槽和所述第二凹槽內形成所述柵隔離結構。
10、可選的，所述第二凹槽的形成工藝包括干法刻蝕工藝和濕法刻蝕工藝中的一者或兩者的結合；所述干法刻蝕工藝的工藝參數包括：刻蝕氣體包括鹵族元素氣體，刻蝕功率范圍為3000w至8000w。
11、可選的，所述第二凹槽的形成方法還包括：在所述保護層表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出所述初始第二凹槽和所述初始第二凹槽相鄰的部分所述保護層表面；在形成所述掩膜層之后，刻蝕所述初始第二凹槽側壁。
12、可選的，所述犧牲層的形成方法包括：在所述第一凹槽、所述初始第二凹槽內以及所述保護層表面形成犧牲材料層；回刻蝕所述犧牲材料層，直至暴露出所述初始第二凹槽，在所述第一凹槽內形成所述犧牲層。
13、可選的，所述犧牲層的材料包括有機材料，所述有機材料包括無定形碳、無定形硅或光刻膠。
14、可選的，在形成所述柵隔離結構之前，還在所述初始柵極結構兩側的所述襯底內形成源漏層；在形成柵極隔斷結構之后，還在所述層間介質層內形成金屬結構，所述金屬結構與所述源漏層電連接，所述金屬結構平行于所述第一方向；所述連接層與所述金屬結構電連接。
15、可選的，在形成所述柵極隔斷結構之后，且在形成所述金屬結構之前，在所述層間介質層表面形成第一介質層；所述金屬結構還位于所述第一介質層內。
16、可選的，所述金屬結構的形成方法包括：在所述第一介質層和所述層間介質層內形成第三凹槽，所述第三凹槽暴露出所述源漏層；在所述第三凹槽內形成所述金屬結構。
17、可選的，在形成所述金屬結構之后，且在形成所述連接層之前，在所述第一介質層表面形成刻蝕停止層和位于所述刻蝕停止層表面的第二介質層；所述連接層位于所述刻蝕停止層和所述第二介質層內。
18、可選的，所述連接層的形成方法包括：在所述第二介質層、所述刻蝕停止層和所述第一介質層內形成第四凹槽，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屬結構表面；在所述第四凹槽內形成所述連接層。
19、與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有以下有益效果：
20、本專利技術技術方案提供的半導體結構的形成方法中，所述柵隔離結構包括第一區和位于所述第一區上的第二區，所述第一區在所述襯底表面具有第一投影，所述第二區在所述襯底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范圍內，所述第一區頂部表面低于所述柵極結構頂部表面，在形成所述柵隔離結構之后，在所述柵隔離結構上形成連接層，所述連接層在所述襯底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范圍內，所述柵隔離結構的形狀增大了柵極結構和連接層之間的距離，利于降低連接層和所述柵極結構之間漏電的風險，提高了器件性能。
21、本專利技術技術方案提供的半導體結構中，所述柵隔離結構包括第一區和位于所述第一區上的第二區，所述第一區在所述襯底表面具有第一投影，所述第二區在所述襯底表面具有第二投影，所述第一投影位于所述第二投影范圍內，所述第一區頂部表面低于所述柵極結構頂部表面，在形成所述柵隔離結構之后，在所述柵隔離結構上形成連接層，所述連接層在所述襯底表面具有第三投影，所述第三投影位于所述第二投影范圍內，所述柵隔離結構的形狀增大本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種半導體結構，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述柵極結構和所述層間介質層表面還具有保護層；所述柵隔離結構還位于所述保護層內。
3.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，還包括：源漏層，位于所述柵極結構在沿所述第二方向上的兩側的所述襯底內；金屬結構，位于所述層間介質層內，所述金屬結構與所述源漏層電連接，且平行于所述第一方向；所述連接層與所述金屬結構電連接。
4.如權利要求3所述的半導體結構，其特征在于，還包括：位于所述層間介質層表面的第一介質層；所述金屬結構還位于所述第一介質層內。
5.如權利要求4所述的半導體結構，其特征在于，還包括：位于所述第一介質層表面的刻蝕停止層和位于所述刻蝕停止層表面的第二介質層；所述連接層位于所述刻蝕停止層和所述第二介質層內。
6.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：
7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述柵隔離結構之前，且在形成所述初始柵極結構和所述層間介質層之前，還在所述初始柵極結構和所述層間介質層
8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵隔離結構的形成方法包括：刻蝕所述保護層、所述初始柵極結構和所述層間介質層，直到暴露出所述襯底，在所述初始柵極結構和所述層間介質層內形成第一凹槽和位于所述第一凹槽上的初始第二凹槽，所述初始第二凹槽還位于所述保護層內，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與所述第一凹槽相連通；在所述第一凹槽內形成犧牲層；在形成所述犧牲層之后，刻蝕所述初始第二凹槽側壁，形成第二凹槽，所述第一凹槽在所述襯底表面的投影位于所述第二凹槽在所述襯底表面的投影范圍內；在形成所述第二凹槽之后，去除所述犧牲層，使所述第一凹槽暴露；在所述第一凹槽和所述第二凹槽內形成所述柵隔離結構。
9.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成工藝包括干法刻蝕工藝和濕法刻蝕工藝中的一者或兩者的結合；所述干法刻蝕工藝的工藝參數包括：刻蝕氣體包括鹵族元素氣體，刻蝕功率范圍為3000W至8000W。
10.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成方法還包括：在所述保護層表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出所述初始第二凹槽和所述初始第二凹槽相鄰的部分所述保護層表面；在形成所述掩膜層之后，刻蝕所述初始第二凹槽側壁。
11.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的形成方法包括：在所述第一凹槽、所述初始第二凹槽內以及所述保護層表面形成犧牲材料層；回刻蝕所述犧牲材料層，直至暴露出所述初始第二凹槽，在所述第一凹槽內形成所述犧牲層。
12.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料包括有機材料，所述有機材料包括無定形碳、無定形硅或光刻膠。
13.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述柵隔離結構之前，還在所述初始柵極結構兩側的所述襯底內形成源漏層；在形成柵極隔斷結構之后，還在所述層間介質層內形成金屬結構，所述金屬結構與所述源漏層電連接，所述金屬結構平行于所述第一方向；所述連接層與所述金屬結構電連接。
14.如權利要求13所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述柵極隔斷結構之后，且在形成所述金屬結構之前，在所述層間介質層表面形成第一介質層；所述金屬結構還位于所述第一介質層內。
15.如權利要求14所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述金屬結構的形成方法包括：在所述第一介質層和所述層間介質層內形成第三凹槽，所述第三凹槽暴露出所述源漏層；在所述第三凹槽內形成所述金屬結構。
16.如權利要求15所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬結構之后，且在形成所述連接層之前，在所述第一介質層表面形成刻蝕停止層和位于所述刻蝕停止層表面的第二介質層；所述連接層位于所述刻蝕停止層和所述第二介質層內。
17.如權利要求16所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述連接層的形成方法包括：在所述第二介質層、所述刻蝕停止層和所述第一介質層內形成第四凹槽，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屬結構表面；在所述第四凹槽內形成所述連接層。
...【技術特征摘要】
1.一種半導體結構，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述柵極結構和所述層間介質層表面還具有保護層；所述柵隔離結構還位于所述保護層內。
3.如權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，還包括：源漏層，位于所述柵極結構在沿所述第二方向上的兩側的所述襯底內；金屬結構，位于所述層間介質層內，所述金屬結構與所述源漏層電連接，且平行于所述第一方向；所述連接層與所述金屬結構電連接。
4.如權利要求3所述的半導體結構，其特征在于，還包括：位于所述層間介質層表面的第一介質層；所述金屬結構還位于所述第一介質層內。
5.如權利要求4所述的半導體結構，其特征在于，還包括：位于所述第一介質層表面的刻蝕停止層和位于所述刻蝕停止層表面的第二介質層；所述連接層位于所述刻蝕停止層和所述第二介質層內。
6.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：
7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述柵隔離結構之前，且在形成所述初始柵極結構和所述層間介質層之前，還在所述初始柵極結構和所述層間介質層上形成保護層；所述柵隔離結構還位于所述保護層內。
8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵隔離結構的形成方法包括：刻蝕所述保護層、所述初始柵極結構和所述層間介質層，直到暴露出所述襯底，在所述初始柵極結構和所述層間介質層內形成第一凹槽和位于所述第一凹槽上的初始第二凹槽，所述初始第二凹槽還位于所述保護層內，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與所述第一凹槽相連通；在所述第一凹槽內形成犧牲層；在形成所述犧牲層之后，刻蝕所述初始第二凹槽側壁，形成第二凹槽，所述第一凹槽在所述襯底表面的投影位于所述第二凹槽在所述襯底表面的投影范圍內；在形成所述第二凹槽之后，去除所述犧牲層，使所述第一凹槽暴露；在所述第一凹槽和所述第二凹槽內形成所述柵隔離結構。
9.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成工藝包括干法刻蝕工藝和濕法刻蝕工藝中的一者或兩者的結合；所述干法刻蝕工藝的工藝參數包括：刻蝕氣體包括鹵族元素氣體，刻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭雯，于海龍，韓靜利，彭軒懿，董開拓，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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