半导体结构及其制备方法、芯片、电子设备与流程

本申请涉及半导体，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法、芯片、电子设备。

背景技术：

1、在半导体制造技术工艺中，为了提高晶体管密度，通常会先形成连续的长条多晶硅（例如覆盖多个晶体管的预设位置），然后在长条多晶硅的中间形成若干个沟槽，以将长条多晶硅分割成若干个独立的虚拟栅极，避免栅极结构间不必要的电气连接。上述的沟槽即为虚拟栅极切断（poly cut, poc），虚拟栅极切断可以进一步形成虚拟栅极隔离结构，虚拟栅极隔离结构也可以作为金属栅极的隔离结构。

2、随着摩尔定律的演进，晶体管的尺寸越来越小，密度越来越高。立体式晶体管的器件结构也为poc工艺带来挑战。

技术实现思路

1、本申请实施例第一方面提供一种半导体结构的制备方法，包括如下步骤：提供衬底，所述衬底上形成有沿第一方向延伸、沿第二方向间隔分布的第一鳍和第二鳍，所述第一鳍和所述第二鳍均沿所述衬底的厚度方向突出于所述衬底的表面，所述第一方向和所述第二方向相交；在所述第一鳍和所述第二鳍之间的所述衬底上形成第一间隔物，所述第一间隔物沿所述第一方向延伸，所述第一间隔物与所述第一鳍和所述第二鳍均相互分离，所述第一间隔物的顶面低于所述第一鳍的顶面并低于所述第二鳍的顶面；形成沿所述第二方向延伸的虚拟栅结构，所述虚拟栅结构覆盖所述第一鳍、所述第二鳍以及所述第一间隔物中的各个的侧壁及顶面；在所述虚拟栅结构中形成第三沟槽，所述第三沟槽位于所述第一鳍和所述第二鳍之间，并暴露所述第一间隔物的顶面；在所述第三沟槽中形成第二间隔物，所述第二间隔物与所述第一间隔物相接触且两者材料相同，所述第二间隔与所述第一间隔共同构成虚拟栅隔离结构，所述虚拟栅隔离结构位于所述第一鳍和所述第二鳍之间，所述虚拟栅隔离结构将所述虚拟栅结构分隔为第一虚拟栅极和第二虚拟栅极，所述第一虚拟栅极覆盖所述第一鳍，所述第二虚拟栅极覆盖所述第二鳍；去除所述第一虚拟栅极并原位形成第一金属栅极，去除所述第二虚拟栅极并原位形成第二金属栅极，沿所述第二方向，所述第一金属栅极与所述第二金属栅极由所述虚拟栅隔离结构分隔。

2、本申请实施例第二方面提供一种半导体结构，包括：衬底；形成在所述衬底上的第一鳍和第二鳍，所述第一鳍和所述第二鳍均沿第一方向延伸且沿第二方向间隔分布，所述第一鳍和所述第二鳍均沿所述衬底的厚度方向突出于所述衬底的表面，所述第一方向和所述第二方向相交；形成在所述衬底上且沿所述第二方向延伸的第一金属栅极和第二金属栅极，所述第一金属栅极覆盖所述第一鳍的侧壁及顶面，所述第二金属栅极覆盖所述第二鳍的侧壁及顶面；形成在所述衬底上且位于所述第一鳍和所述第二鳍之间的虚拟栅隔离结构，所述虚拟栅隔离结构沿所述第二方向将所述第一金属栅极和所述第二金属栅极分隔，所述虚拟栅隔离结构包括第一间隔物和叠设在所述第一间隔物上的第二间隔物，所述第一间隔物与所述第二间隔物相接触且材料相同。

3、本申请实施例第三方面提供一种芯片，包括本申请实施例提供的半导体结构。

4、本申请实施例第四方面提供一种电子设备，包括本申请实施例提供的芯片。

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，沿所述第二方向，在所述第一鳍和所述第二鳍之间形成第一间隔物的步骤，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述第三沟槽的深宽比小于或等于10：1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述第一鳍及所述第二鳍均包括纳米结构沟道，所述纳米结构沟道设置为沿所述衬底的厚度方向间隔堆叠的多个纳米线或多个纳米片。

5.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述第一鳍及所述第二鳍均包括第一隔离层及第二隔离层，所述第一隔离层设置于各所述纳米结构沟道与所述衬底之间，所述第二隔离层沿所述衬底的厚度方向将各所述纳米结构沟道中的所述多个纳米线或多个纳米片分隔为两组。

6.根据权利要求5所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，沿所述衬底的厚度方向，所述第一间隔物的顶面高于所述第二隔离层的底面，并低于所述第二隔离层的顶面。

7.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在形成沿所述第二方向延伸的虚拟栅结构的步骤之后，在所述虚拟栅结构中形成第三沟槽的步骤之前，所述半导体结构的制备方法进一步包括：

8.一种半导体结构，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述第二间隔物的高宽比小于或等于10：1。

10.根据权利要求8-9任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述第一鳍及所述第二鳍均包括纳米结构沟道，所述纳米结构沟道设置为沿所述衬底的厚度方向间隔堆叠的多个纳米线或多个纳米片。

11.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述第一鳍及所述第二鳍均包括第一隔离层及第二隔离层，所述第一隔离层设置于各所述纳米结构沟道与所述衬底之间，所述第二隔离层沿所述衬底的厚度方向将各所述纳米结构沟道中的所述多个纳米线或多个纳米片分隔为两组。

12.根据权利要求11所述的半导体结构，其特征在于，沿所述衬底的厚度方向，所述第一间隔物的顶面高于所述第二隔离层的底面，并低于所述第二隔离层的顶面。

13.根据权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括多个源极和多个漏极，所述多个源极和所述多个漏极的一些沿所述第一方向形成在所述第一鳍的两侧，并与所述第一鳍中包含的所述纳米结构沟道相接触，另一些沿所述第一方向形成在所述第二鳍的两侧，并与所述第二鳍中包含的所述纳米结构沟道相接触。

14.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求8-13任一项所述的半导体结构。

15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求14所述的芯片。