半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底包括衬底、位于所述衬底上的金属栅极，以及横切所述金属栅极的第一隔离结构，所述第一隔离结构和所述金属栅极之间形成有栅介质层；去除第一高度的所述第一隔离结构，形成横切所述金属栅极的第一隔离沟槽，所述第一隔离沟槽暴露位于所述第一隔离沟槽侧壁的所述栅介质层；去除所述第一隔离沟槽侧壁的栅介质层，形成第二隔离沟槽；形成第二隔离结构，所述第二隔离结构填充所述第二隔离沟槽。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述去除第一高度的所述第一隔离结构，形成横切所述金属栅极的第一隔离沟槽的步骤包括：形成遮挡结构，所述遮挡结构覆盖所述金属栅极且露出所述第一隔离结构；以所述遮挡结构为掩膜刻蚀所述第一隔离结构，形成第一隔离沟槽。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述去除所述第一隔离沟槽侧壁的栅介质层，形成第二隔离沟槽的步骤包括：以所述遮挡结构为掩膜，刻蚀所述第一隔离沟槽侧壁的栅介质层，形成第二隔离沟槽。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述遮挡结构包括盖帽层，所述盖帽层的形成步骤包括：回刻第二高度的所述金属栅极；在剩余的所述金属栅极上形成盖帽层，所述盖帽层露出所述第一隔离结构。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，所述第二高度的范围是5nm-50nm。6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述形成第二隔离沟槽之后，还包括：刻蚀所述盖帽层，形成第一开口，所述第一开口完全暴露所述第二隔离沟槽。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述形成第二隔离结构的步骤包括：填充所述第二隔离沟槽和所述第一开口，形成第二隔离结构。8.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述填充所述第二隔离沟槽和所述第一开口，形成第二隔离结构的步骤包括：形成第二隔离材料层，所述第二隔离材料层填充所述第二隔离沟槽和所述第一开口且覆盖所述盖帽层的顶部；以所述盖帽层为刻蚀停止层，平坦化所述第二隔离材料层，以剩余的第二隔离材料层作为第二隔离结构。9.如权利要求1-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供基底的步骤包括：提供初始基底，所述初始基底包括衬底，位于所述衬底上的伪栅极，以及横切所述伪栅极的第一隔离结构；去除所述伪栅极，形成露出所述衬底的栅极沟槽；形成栅介质层，所述栅介质层保型覆盖所述第一隔离结构的侧壁以及所述栅极沟槽露出的所述衬底；
形成金属栅极，所述金属栅极覆盖所述栅介质层且露出所述第一隔离结构。10.如权利要求1-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离结构的材料为氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、氮化硼和氮化硼碳硅中的一种或至少两种的组合，所述第二隔离结构的材料为氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、氮化硼和氮化硼碳硅中的一种或至少两种的组合。11.如权利要求1-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第一隔离沟槽侧壁的栅介质层的工艺为干法刻蚀工艺，其中，反应气体为氯气，流量为10sccm～1000sccm，反应压强为2mt～200mt，源功率为50w～1000w。12.如权利要求1-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一高度的范围为所述第一隔离结构总高度的80％～100％。13.如权利要求4-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述盖帽层的材料为氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅和氮化硼碳硅中的一种或至少两种的组合。14.如权利要求1-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除第一高度的所述第一隔离结构的工艺为干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或者湿法刻蚀与干法刻蚀的结合工艺。15.如权利要求3-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一隔离沟槽侧壁的栅介质层，形成第二隔离沟槽的工艺为各向同性工艺。16.如权利要求1-8任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为高k介质材料。17.一种半导体结构，其特征在在于，包括：基底，所述基底包括衬底、位于所述衬底上的金属栅极；第一隔离结构，所述第一隔离结构横切所述金属栅极，且所述第一隔离结构的高度低于所述金属栅极；栅介质层，位于所述第一隔离结构和所述金属栅极之间；第二隔离结构，横切所述金属栅极且覆盖部分所述栅介质层和所述第一隔离结构，所述第二隔离结构的顶面齐平于或高于所述金属栅极的顶面。18.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述第一隔离结构的高度与第二隔离结构的高度比值小于等于1:4。19.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，还包括：盖帽层，覆盖所述金属栅极，所述盖帽层开设有第二开口，所述第二隔离结构还填充所述第二开口，所述盖帽层的顶部与所述第二隔离结构的顶部齐平。20.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述第一隔离结构的材料为氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、氮化硼和氮化硼碳硅中的一种或至少两种的组合，所述第二隔离结构的材料为氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、氮化硼和氮化硼碳硅中的一种或至少两种的组合。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，所述基底包括衬底、位于所述衬底上的金属栅极，以及横切所述金属栅极的第一隔离结构，所述第一隔离结构和所述金属栅极之间形成有栅介质层；去除第一高度的所述第一隔离结构，形成横切所述金属栅极的第一隔离沟槽，所述第一隔离沟槽暴露位于所述第一隔离沟槽侧壁的所述栅介质层；去除所述第一隔离沟槽侧壁的栅介质层，形成第二隔离沟槽；形成第二隔离结构，所述第二隔离结构填充所述第二隔离沟槽。上述方法不但能够提高器件性能，而且工艺简单。简单。简单。


技术研发人员：韩秋华
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：2020.10.26
技术公布日：2022/5/16