半导体结构及其形成方法与流程

1.本发明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。


背景技术：

2.随着半导体工艺技术的逐步发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了适应工艺节点的减小、以及半导体器件高度集成化的发展，金属氧化物半导体(mos)器件的关键尺寸也不断缩小，栅极长度和栅极间距也随之缩小至更小的尺寸，相应地，半导体器件的制作工艺也在不断的改进中，以满足人们对器件性能的要求。
3.目前形成栅极结构的工艺中，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)。


技术实现要素：

4.本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高半导体结构的工作性能。
5.为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构，包括：基底，包括衬底以及凸立于所述衬底的鳍部，所述鳍部的延伸方向为第一方向；栅极结构，位于所述衬底上且横跨所述鳍部，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁，所述栅极结构的延伸方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向相垂直；隔断开口，位于栅极切断位置处的所述栅极结构中，所述隔断开口在所述第二方向上将所述栅极结构进行分割，其中，所述隔断开口露出的栅极结构的末端沿所述第二方向朝所述隔断开口内凸出；栅极隔断结构，位于所述隔断开口中
6.相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，包括衬底以及凸立于所述衬底的鳍部，所述衬底上形成有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁，所述鳍部沿第一方向延伸，所述栅极结构沿第二方向延伸，所述第一方向和第二方向垂直；在所述栅极结构中待切断的位置处，刻蚀所述栅极结构，在所述栅极结构中形成隔断开口，所述隔断开口在所述第二方向上将所述栅极结构进行分割，且所述隔断开口露出的栅极结构的末端沿所述第二方向朝所述隔断开口内凸出。
7.与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
8.本发明实施例提供的半导体结构中，位于栅极切断位置处的所述栅极结构中，所述隔断开口在所述第二方向上将所述栅极结构进行分割，其中，所述隔断开口露出的栅极结构的末端沿所述第二方向朝所述隔断开口内凸出，从而增大了所述隔断开口露出的栅极结构末端(head)与被所述栅极结构所覆盖的相邻鳍部的距离，从而有利于提高沟道(channel)的被控制能力，进而有利于提高所述半导体结构的工作性能。
9.本发明实施例提供的形成方法中，在栅极结构中待切断的位置处，刻蚀所述栅极结构，在所述栅极结构中形成隔断开口，所述隔断开口在所述第二方向上将所述栅极结构进行分割，且所述隔断开口露出的栅极结构的末端沿所述第二方向朝所述隔断开口内凸出；通过使所述隔断开口露出的所述栅极结构末端沿所述第二方向凸出，从而增大了所述隔断开口露出的栅极结构末端与被所述栅极结构所覆盖的相邻鳍部的距离，从而有利于提高沟道的被控制能力，进而有利于提高所述半导体结构的工作性能。
附图说明
10.图1至图4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；
11.图5至图7是本发明半导体结构一实施例的结构示意图；
12.图8至图26是本发明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
13.目前半导体结构的工作性能仍有待提高。现结合一种半导体结构的形成方法分析其工作性能仍有待提高的原因。
14.参考图1至图4，示出了一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图。
15.结合参考图1和图2，图1为鳍部和栅极结构的俯视图，图2为基于图1的aa方向剖视图，提供基底，包括衬底10以及凸立于所述衬底10的鳍部11，所述衬底10上形成有横跨所述鳍部11的栅极结构20，所述栅极结构20覆盖所述鳍部11的部分顶部和部分侧壁，所述鳍部11沿第一方向(未标示)延伸，所述栅极结构20沿第二方向(未标示)延伸，所述第一方向和所述第二方向垂直。
16.结合参考图3和图4，图3为鳍部和栅极结构的俯视图，图4为基于图3的aa方向剖视图，在所述栅极结构20中待切断的位置处(如图3中虚线框处)，沿垂直于所述衬底10表面的方向对栅极结构20进行刻蚀，在所述栅极结构20中形成隔断开口42，所述隔断开口42在第二方向上将栅极结构20进行分割。
17.为了能够形成隔断开口42，隔断开口42沿第二方向的线宽尺寸的最小值容易受到限制，且随着器件特征尺寸的不断缩小，相邻鳍部11的间隔逐渐减小，相应的，形成隔断开口42后，在所述第二方向上，容易导致所述隔断开口42露出的栅极结构20末端与被所述栅极结构20所覆盖的相邻鳍部11的距离缩小，从而减弱了沟道的被控制能力，进而影响所述半导体结构的工作性能。
18.为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，包括衬底以及凸立于所述衬底的鳍部，所述衬底上形成有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁，所述鳍部沿第一方向延伸，所述栅极结构沿第二方向延伸，所述第一方向和第二方向垂直；在所述栅极结构中待切断的位置处，刻蚀所述栅极结构，在所述栅极结构中形成隔断开口，所述隔断开口在所述第二方向上将所述栅极结构进行分割，且所述隔断开口露出的栅极结构的末端沿所述第二方向朝所述隔断开口内凸出。
19.本发明实施例提供的形成方法中，通过使所述隔断开口露出的所述栅极结构末端
沿所述第二方向凸出，从而增大了所述隔断开口露出的栅极结构末端与被所述栅极结构所覆盖的相邻鳍部的距离，从而有利于提高沟道的被控制能力，进而有利于提高所述半导体结构的工作性能。
20.为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
21.结合参考图5至图7，是本发明半导体一实施例的结构示意图。其中，图5为鳍部和栅极结构的俯视图，图6为基于图5的aa方向剖视图，图7为基于图5的cc方向剖视图。
22.所述半导体结构包括：基底，包括衬底101以及凸立于所述衬底101的鳍部111，所述鳍部111的延伸方向为第一方向(如图5中x方向所示)；栅极结构201，位于所述衬底101上且横跨所述鳍部111，所述栅极结构201覆盖所述鳍部111的部分顶部和部分侧壁，所述栅极结构201的延伸方向为第二方向(如图5中y方向所示)，所述第一方向和第二方向相垂直；隔断开口(图未示)，位于栅极切断位置处的所述栅极结构201中，所述隔断开口在第二方向上将所述栅极结构201进行分割，其中，所述隔断开口露出的栅极结构201的末端431沿第二方向朝所述隔断开口内凸出；栅极隔断结构501，位于所述隔断开口中。
23.本发明实施例提供的半导体结构中，位于栅极切断位置处的所述栅极结构201中，所述隔断开口在所述第二方向上将所述栅极结构201进行分割，其中，所述隔断开口露出的栅极结构201的末端431沿所述第二方向朝所述隔断开口内凸出，从而增大了所述隔断开口露出的栅极结构201末端与被所述栅极结构201所覆盖的相邻鳍部111的距离，从而有利于提高沟道(channel)的被控制能力，进而有利于提高所述半导体结构的工作性能。
24.所述基底为所述半导体结构的形成工艺提供工艺操作基础。本实施例中，所述基底包括衬底101，所述衬底101的材料为硅。在其他实施例中，所述衬底101的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓和镓化铟中的一种或多种，所述衬底101还能够为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底等其他类型的衬底。所述衬底101的材料可以是适宜于工艺需要或易于集成的材料。
25.所述鳍部111用于提供鳍式场效应晶体管的沟道。本实施例中，所述鳍部111与衬底101为一体结构。在其他实施例中，所述鳍部111也可以是外延生长于所述衬底101的半导体层，从而达到精确控制所述鳍部101高度的目的。
26.本实施例中，所述鳍部111的材料与所述衬底101的材料相同，所述鳍部111的材料为硅。在其他实施例中，所述鳍部111的材料还可以是锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓和镓化铟中的一种或多种，所述鳍部111的材料也可以与所述衬底101的材料不同。
27.所述栅极结构201包括器件栅极结构或伪栅结构，所述器件栅极结构包括金属栅极结构。其中，器件栅极结构用于控制鳍式场效应晶体管的沟道的开启或关断。本实施例中，所述栅极结构201为金属栅极结构，所述金属栅极结构包括高k栅介质层(图未示)、位于高k栅介质层上的功函数层(图未示)、以及位于功函数层上的栅电极层(图未示)。
28.高k栅介质层的材料为高k介质材料，其中，高k介质材料是指相对介电常数大于氧化硅相对介电常数的介电材料。具体地，所述高k栅介质层的材料可以选自hfo2、zro2、hfsio、hfsion、hftao、hftio、hfzro或al2o3等。作为一种示例，所述高k栅介质层的材料为hfo2。
29.功函数层用于调节晶体管的阈值电压。当形成pmos晶体管时，所述功函数层为p型
功函数层，p型功函数层的材料包括tin、tan、tasin、taaln和tialn中的一种或几种；当形成nmos晶体管时，所述功函数层为n型功函数层，n型功函数层的材料包括tial、mo、mon、aln和tialc中的一种或几种。
30.栅电极层用于将栅极结构201的电性引出。本实施例中，所述栅电极层的材料为al、cu、ag、au、pt、ni、ti或w。
31.在另一些实施例中，根据工艺需求，所述栅极结构也可以为多晶硅栅结构，所述多晶硅栅结构用于控制鳍式场效应晶体管的沟道的开启或关断。在其他实施例中，所述栅极结构也可以为伪栅结构，所述伪栅结构为后续形成金属栅级结构占据空间位置。其中，所述伪栅结构可以为单层结构或叠层结构，所述伪栅结构的材料包括无定形硅和多晶硅的一种或两种，或者，伪栅结构的材料还可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅或非晶碳。
32.所述隔断开口用于为栅极隔断结构501的形成提供空间位置。本实施例中，隔断开口位于栅极切断(gate cut)位置处的栅极结构201中。所述栅极切断位置为需要将栅极结构201在第二方向上分割开并互相隔离的位置。
33.所述栅极隔断结构501用于使栅极结构201之间相互绝缘。
34.需要说明的是，如果所述栅极结构201为伪栅结构，则所述栅极隔断结构501还用于为后续形成器件栅级结构提供工艺平台。
35.所述栅极隔断结构501的材料的硬度和致密度较高，从而降低所述栅极隔断结构501在所述半导体结构的形成过程中受损的概率，进而使得所述栅极隔断结构501的隔离性能得到保障。例如，在所述半导体结构的形成过程中，在形成器件栅极结构后，根据工艺需求，还可能去除部分区域的器件栅极结构，通过使所述栅极隔断结构501的材料的硬度和致密度较高，能够有效降低所述栅极隔断结构501在去除部分的器件栅极结构的过程中受损的概率，提高了所述栅极隔断结构501的完整性。
36.本实施例中，所述栅极隔断结构501的材料为氮化硅。在其他实施例中，所述栅极隔断结构还可以为其他含氮的介质材料。
37.本实施例中，所述半导体结构还包括：层间介质层231，位于所述栅极结构201侧部的衬底101上，所述层间介质层231覆盖所述栅极结构201的侧壁。
38.层间介质层231用于相邻器件之间起到隔离作用。层间介质层231的材料为绝缘材料，绝缘材料包括氧化硅、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。本实施例中，层间介质层231的材料为氧化硅。
39.本实施例中，所述半导体结构还包括：栅极开口(图未示)，贯穿隔断开口两侧的层间介质层231，栅极开口与隔断开口相连通。所述栅极开口为形成隔断开口提供工艺操作基础，同时，也为栅极隔断结构501的形成提供空间位置。
40.因此，栅极隔断结构501还位于栅极开口中。也就是说，在第一方向上，所述栅极隔断结构501贯穿栅极结构201，并延伸至部分层间介质层231中。
41.需要说明的是，在第一方向上，栅极结构201任一侧的栅极开口的线宽d侧壁的距离不能过大，也不能过小。在形成隔断开口的制程中，先形成栅极开口，再通过栅极开口对露出的栅极结构201的侧壁进行刻蚀形成隔断开口，如果栅极结构201任一侧的栅极开口的线宽d过小，则容易导致形成栅极开口和隔断开口的工艺窗口均过小，为形成隔断开口和栅
极开口的工艺操作增加了困难；如果栅极结构201任一侧的栅极开口的线宽d过大，则在形成栅极开口的制程中，容易对相邻栅极结构201造成损伤。因此，在第一方向上，所述栅极结构201任一侧的所述栅极开口的线宽d为5纳米至20纳米。例如，在所述第一方向上，所述栅极结构201任一侧的栅极开口的线宽d为10纳米或15纳米。
42.还需要说明的是，作为一种示例，在第一方向上，在栅极切断位置处，仅一个栅极结构201被切断。在其他实施例中，沿第一方向，在栅极切断位置处，多个栅极结构被切断，也就是说，多个隔断开口在第一方向上相连通，相应的，所述栅极结构任一侧的所述栅极开口的线宽指的是：在第一方向上，位于最边缘的栅极开口的线宽。
43.本实施例中，所述半导体结构还包括：栅极盖帽层211，位于所述栅极结构201的顶部且延伸至所述隔断开口的顶部。所述栅极盖帽层211用于在形成栅极开口的制程中，减小对所述隔断开口所对应位置处的栅极结构201的损伤，从而降低所述隔断开口所对应位置的栅极结构201高度降低的概率，进而有利于使得所述隔断开口露出的栅极结构201的末端431形貌能够满足工艺需求。
44.本实施例中，所述栅极盖帽层211为介电材料。具体地，所述栅极盖帽层211的材料包括氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼和碳氮化硼中的一种或多种。作为一种示例，所述栅极盖帽层211的材料为氮化硅。在其他实施例中，所述栅极结构为伪栅结构，则所述栅极盖帽层为硬掩模层，还用于在形成伪栅结构的工艺制程中起到刻蚀掩膜的作用。
45.本实施例中，层间介质层231还覆盖位于栅极结构201顶部的盖帽层211的侧壁。栅极盖帽层211通过回刻蚀栅极结构201的方法形成，则覆盖栅极结构201侧壁的层间介质层231还覆盖位于栅极结构201顶部的盖帽层211的侧壁。
46.本实施例中，栅极开口中的栅极隔断结构501还覆盖位于隔断开口顶部的栅极盖帽层211侧壁，即栅极隔断结构501填充满栅极开口和隔断开口，有利于提高栅极隔断结构501顶部、层间介质层231顶部和栅极盖帽层211顶部的平坦度。
47.栅极盖帽层211的厚度不能过大，也不能过小。如果栅极盖帽层211的厚度过大，则栅极盖帽层211占据了过多的栅极结构201的空间，影响了栅极结构201的工作性能；如果栅极盖帽层211的厚度过小，则容易导致栅极盖帽层211对栅极结构201顶部的保护效果不佳。因此，本实施例中，栅极盖帽层211的厚度为5纳米至20纳米。例如，栅极盖帽层211的厚度为10纳米或15纳米。
48.本实施例中，所述半导体结构还包括侧墙221，位于栅极结构201的侧壁。所述侧墙221用于在形成所述半导体结构的制程中保护栅极结构201的侧壁。
49.本实施例中，所述隔断开口还沿所述第一方向延伸至侧墙221中，并在所述第二方向上将侧墙221进行分割。所述栅极开口与隔断开口相连通，则所述隔断开口沿第一方向延伸至侧墙221中。
50.本实施例中，所述半导体结构还包括隔离层121，位于衬底101上且覆盖鳍部111的部分侧壁。隔离层121用于实现不同器件之间的绝缘，例如在cmos制造工艺中，通常会在nmos晶体管和pmos晶体管之间形成隔离层。隔离层121的材料为绝缘材料。作为一种示例，所述隔离层121的材料为氧化硅。
51.需要说明的是，本实施例以栅极结构201为器件栅极结构为例进行说明。在其他实
施例中，当栅极结构为伪栅结构时，后续制程中，还需要去除伪栅结构，在伪栅结构的原位置处形成栅极开口，再在栅极开口中形成器件栅极结构(例如，金属栅极结构)。由于栅极结构的末端沿第二方向朝隔断开口内凸出，则栅极结构的末端沿第二方向与相邻鳍部之间的距离变大，这相应增大了栅极开口在第二方向上的侧壁至相邻鳍部的距离，在形成器件栅极结构时，易于使器件栅极结构填充至栅极开口在第二方向上的侧壁与相邻鳍部之间的空隙中，提高了形成器件栅极结构时的填充性能，进而形成质量较高的器件栅极结构，提高所述半导体结构的工作性能。尤其是，金属栅极结构通常为叠层结构，对填充性能的要求更高。
52.图8至图26是本发明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。
53.结合参考图8至图10，其中，图8为鳍部和栅极结构的俯视图，图9为基于图8的aa方向剖视图，图10为基于图8的cc方向剖视图，提供基底(未标示)，包括衬底100以及凸立于所述衬底100的鳍部110，所述衬底100上形成有横跨所述鳍部110的栅极结构200，所述栅极结构200覆盖所述鳍部110的部分顶部和部分侧壁，所述鳍部110沿第一方向(如图8中x方向所示)延伸，所述栅极结构200沿第二方向(如图8中y方向所示)延伸，所述第一方向和第二方向垂直。
54.所述基底为所述半导体结构的形成工艺提供工艺操作基础。本实施例中，所述基底包括衬底100，所述衬底100的材料为硅，在其他实施例中，所述衬底100的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓和镓化铟中的一种或多种，所述衬底100还能够为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底等其他类型的衬底。所述衬底100的材料可以是适宜于工艺需要或易于集成的材料。
55.所述鳍部110用于提供鳍式场效应晶体管的沟道。本实施例中，所述鳍部110与衬底100为一体结构。在其他实施例中，所述鳍部110也可以是外延生长于所述衬底100的半导体层，从而达到精确控制所述鳍部100高度的目的。
56.本实施例中，所述鳍部110的材料与衬底100的材料相同，所述鳍部110的材料为硅。在其他实施例中，鳍部的材料还可以是锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓和镓化铟中的一种或多种，所述鳍部的材料也可以与所述衬底的材料不同。
57.所述栅极结构200包括器件栅极结构或伪栅结构，所述器件栅极结构包括金属栅极结构。其中，器件栅极结构用于控制鳍式场效应晶体管的沟道的开启或关断。本实施例中，所述栅极结构200为金属栅极结构，所述金属栅极结构包括高k栅介质层(图未示)、位于高k栅介质层上的功函数层(图未示)、以及位于功函数层上的栅电极层(图未示)。
58.高k栅介质层的材料为高k介质材料，其中，高k介质材料是指相对介电常数大于氧化硅相对介电常数的介电材料。具体地，所述高k栅介质层的材料可以选自hfo2、zro2、hfsio、hfsion、hftao、hftio、hfzro或al2o3等。作为一种示例，所述高k栅介质层的材料为hfo2。
59.功函数层用于调节晶体管的阈值电压。当形成pmos晶体管时，所述功函数层为p型功函数层，p型功函数层的材料包括tin、tan、tasin、taaln和tialn中的一种或几种；当形成nmos晶体管时，所述功函数层为n型功函数层，n型功函数层的材料包括tial、mo、mon、aln和tialc中的一种或几种。
60.栅电极层用于将栅极结构200的电性引出。本实施例中，所述栅电极层的材料为al、cu、ag、au、pt、ni、ti或w。
61.在另一些实施例中，根据工艺需求，所述栅极结构也可以为多晶硅栅结构，多晶硅栅结构用于控制鳍式场效应晶体管的沟道的开启或关断。在其他实施例中，所述栅极结构也可以为伪栅结构，所述伪栅结构为后续形成金属栅级结构占据空间位置。其中，所述伪栅结构可以为单层结构或叠层结构，所述伪栅结构的材料包括无定形硅和多晶硅的一种或两种，或者，伪栅结构的材料还可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅或非晶碳。
62.本实施例中，所述栅极结构200侧部的衬底100上形成有层间介质层230，所述层间介质层230覆盖所述栅极结构200的侧壁。所述层间介质层230用于对相邻器件之间起到隔离作用。所述层间介质层230的材料为绝缘材料，所述绝缘材料包括氧化硅、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。作为一种示例，所述层间介质层230的材料为氧化硅。
63.本实施例中，所述栅极结构200的侧壁上形成有侧墙220。所述侧墙220用于在工艺制程中保护所述栅极结构200的侧壁。作为一种示例，所述侧墙220的材料为氮化硅。
64.本实施例中，所述提供基底的步骤中，所述栅极结构200的顶部形成有栅极盖帽层210(如图10所示)。后续制程还包括：在栅极结构200中待切断的位置处(如图8中虚线框所示位置)，在栅极结构200两侧形成贯穿层间介质层230的栅极开口，所述栅极开口露出栅极结构200中待切断的位置处的侧壁；通过所述栅极开口，沿第一方向对栅极结构200的侧壁进行各向同性的横向刻蚀，在栅极结构中形成隔断开口，所述隔断开口与栅极开口相连通。其中，所述栅极盖帽层210用于在形成栅极开口的制程中，减小对隔断开口所对应位置的栅极结构200的损伤，从而降低所述栅极结构200高度降低的概率，进而有利于使得后续隔断开口露出的栅极结构200的末端形貌能够满足工艺需求。
65.本实施例中，所述栅极盖帽层210为介电材料。本实施例中，所述栅极盖帽层210的材料包括氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼和碳氮化硼中的一种或多种。
66.在其他实施例中，所述栅极结构为伪栅结构，则所述栅极盖帽层为硬掩模层，用于在形成伪栅结构的工艺制程中起到刻蚀掩膜的作用。
67.本实施例中，所述层间介质层230还覆盖栅极盖帽层210的侧壁。具体地，形成所述栅极盖帽层210的步骤包括：回刻蚀部分厚度的所述栅极结构200，形成由所述栅极结构200和层间介质层230围成的凹槽(图未示)；在所述凹槽中形成栅极盖帽层210，所述栅极盖帽层210覆盖所述栅极结构200的顶部。
68.所述凹槽为形成所述栅极盖帽层210提供空间位置，从而提高所述栅极盖帽层210和层间介质层230的顶面平坦度。
69.本实施例中，采用各向异性的干法刻蚀工艺，回刻蚀部分厚度的栅极结构200。采用各向异性的干法刻蚀，有利于控制回刻蚀的厚度，同时，各向异性的干法刻蚀工艺更具刻蚀方向性，有利于提高凹槽侧壁的形成质量和尺寸精度。
70.所述凹槽的深度不能过大，也不能过小。如果所述凹槽的深度过大，则形成的所述栅极盖帽层210的厚度过大，则所述栅极盖帽层210占据了过多的所述栅极结构200的空间，
影响了所述栅极结构200的工作性能；如果所述凹槽的深度过小，则形成的所述栅极盖帽层210的厚度过小，则容易导致所述栅极盖帽层210对栅极结构200顶部的保护效果不佳。因此，本实施例中，回刻蚀部分厚度的所述栅极结构200的步骤中，所述凹槽的深度为5纳米至20纳米。例如，所述凹槽的深度为10纳米或15纳米。
71.结合参考图9至图20，在所述栅极结构200中待切断的位置处，刻蚀所述栅极结构200，在所述栅极结构200中形成隔断开口420，所述隔断开口420在所述第二方向上将所述栅极结构200进行分割，且所述隔断开口420露出的栅极结构200的末端430沿所述第二方向朝所述隔断开口420内凸出。
72.其中，通过使隔断开口420露出的栅极结构200末端430沿第二方向凸出，从而增大了隔断开口420露出的栅极结构200末端430与被栅极结构200所覆盖的相邻鳍部110的距离，从而有利于提高沟道的被控制能力，进而有利于提高所述半导体结构的工作性能。本实施例中，如图8中虚线框所示，所述栅极切断位置为需要将所述栅极结构200在第二方向上分割开并互相隔离的位置。
73.所述隔断开口420用于为后续形成栅极隔断结构提供空间位置。
74.本实施例中，刻蚀栅极结构200的步骤包括：沿第一方向对栅极结构200的侧壁进行各向同性的横向刻蚀。其中，在对栅极结构200的侧壁进行各向同性的横向刻蚀的过程中，栅极结构200的侧壁会逐渐向内凹陷，直至夹断栅极结构200，这使得在形成隔断开口420后，在第二方向上，隔断开口420露出的栅极结构200末端430会沿第二方向凸出。
75.本实施例中，横向刻蚀的工艺包括各向同性的干法刻蚀工艺、远程等离子体刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种。各向同性的干法刻蚀工艺、远程等离子体(remote plasma)刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺具有较好的各向同性特性，有利于获得隔断开口420露出的栅极结构200末端430沿第二方向凸出的效果。远程等离子体刻蚀工艺还具有较好的刻蚀选择性，从而在刻蚀的过程中，减小对其他膜层的损耗。远程等离子体刻蚀工艺的原理是在刻蚀腔室外部形成等离子体(例如，通过远程等离子发生器产生等离子体)，然后引入刻蚀腔室中并利用等离子体与被刻蚀层的化学反应进行刻蚀，因而可以实现各向同性的刻蚀效果，且因为没有离子轰击，因而可以减小对其他膜层的损耗。在干法刻蚀工艺中，通过减小偏置功率(bias power)，易于实现各向同性刻蚀的效果。
76.结合参考图9至图14，进行所述横向刻蚀之前，还包括：在所述栅极结构200中待切断的位置处，在所述栅极结构200两侧形成贯穿层间介质层230的栅极开口410，所述栅极开口410露出栅极结构200中待切断的位置处的侧壁。
77.栅极开口410为后续沿第一方向对栅极结构200的侧壁进行各向同性的横向刻蚀提供工艺操作基础，同时，也为后续形成栅极隔断结构提供空间位置。
78.具体地，结合参考图9和图10，其中，图9是基于图8的aa方向剖视图，图10是基于图8的cc方向剖视图，在所述栅极结构200两侧形成贯穿层间介质层230的栅极开口410之前，还包括：形成覆盖层间介质层230的掩膜层300。
79.后续图形化掩膜层300后，所述掩膜层300用于作为后续形成栅极开口410的掩膜。
80.本实施例中，掩膜层300为叠层结构，掩膜层300包括平坦化层310以及位于所述平坦化层310上的光刻胶层320。本实施例中，所述平坦化层310的材料为旋涂碳(spin on carbon，soc)。其中，所述掩膜层300还可以包括位于平坦化层310和光刻胶层320之间的抗
反射涂层(图未示)，抗反射图层的材料可以为si-arc(含硅的抗反射涂层)材料。
81.结合参考图11和图12，其中，图11是基于图9的剖视图，图12是基于图10的剖视图，图形化所述掩膜层300，在所述栅极结构200中待切断的位置处的掩膜层300中形成掩膜开口330，所述掩膜开口330沿第一方向向栅极结构200两侧延伸，并露出所述栅极结构200两侧的部分层间介质层230顶部。
82.形成掩膜开口330，并露出栅极结构200两侧的部分层间介质层230顶部，用于为后续形成栅极开口410做准备。其中，掩膜开口330沿第一方向向栅极结构200两侧延伸，并露出栅极结构200两侧的部分层间介质层230顶部，与掩膜开口仅位于栅极结构200顶部的方案相比，本实施例使得形成掩膜开口330的光刻工艺的工艺窗口较大。本实施例中，图形化光刻胶层320后，以所述光刻胶层320为掩膜，刻蚀所述平坦化层310，形成位于所述掩膜层中的开口330。
83.结合参考图13和图14，其中，图13为基于图11的剖视图，图14为基于图12的剖视图，在栅极结构200两侧形成贯穿层间介质层230的栅极开口410的步骤包括：以掩膜层300为掩膜，去除掩膜开口330露出的层间介质层230。
84.以掩膜层300为掩膜，去除掩膜开口330露出的层间介质层230，有利于将掩模开口330的图形传递精确。本实施例中，形成所述栅极开口410的步骤包括：采用各向异性的干法刻蚀工艺，在栅极结构200中待切断的位置处，刻蚀层间介质层230。采用各向异性的干法刻蚀工艺，有利于减小刻蚀过程中对栅极开口410底部隔离层120的损伤，同时，所述各向异性的干法刻蚀工艺更具方向性，有利于提高栅极开口410侧壁的形貌质量和尺寸精度，从而减小对相邻其它不希望被横向刻蚀的栅极结构200侧壁的损伤。
85.栅极结构200任一侧的栅极开口410的线宽d不能过大，也不能过小。在形成隔断开口420的制程中，先形成栅极开口410，再通过栅极开口410露出的栅极结构200的侧壁进行刻蚀形成隔断开口420，如果栅极结构200任一侧的栅极开口410的线宽d过小，则容易导致形成栅极开口410的工艺窗口过小，为形成栅极开口410和隔断开口的工艺操作增加了困难；如果栅极结构200任一侧的栅极开口410的线宽d过大，则在形成栅极开口410的制程中容易对相邻栅极结构200造成损伤。因此，在第一方向上，所述栅极结构200任一侧的栅极开口410的线宽d为5纳米至20纳米。例如，在第一方向上，所述栅极结构200任一侧的栅极开口410的线宽d为10纳米或15纳米。
86.还需要说明的是，作为一种示例，在第一方向上，在栅极切断位置处，仅一个栅极结构200被切断。在其他实施例中，沿第一方向，在栅极切断位置处，多个栅极结构被切断，也就是说，多个隔断开口在第一方向上相连通，相应的，所述栅极结构任一侧的所述栅极开口的线宽指的是：在第一方向上，位于最边缘的栅极开口的线宽。
87.本实施例中，在栅极结构200两侧形成贯穿层间介质层230的栅极开口410之后，还包括：去除掩膜层300。去除掩膜层300用于为后续工艺制程提供平台基础。作为一种示例，后续在栅极结构200中形成隔断开口之后，再去除掩膜层300，从而使得掩膜层300仍能够对除栅极结构200中待切断的位置之外的其他区域起到保护作用，进而提高工艺可靠性。
88.结合参考图15至图17，其中，图15为鳍部和栅极结构的俯视图，图16为基于图15的aa方向剖视图，图17为基于图15的cc方向剖视图，形成隔断开口420的步骤还包括：通过栅极开口410，沿所述第一方向对栅极结构200进行各向同性的横向刻蚀之前，在栅极结构200
中待切断的位置处，沿第一方向对侧墙220进行各向同性的横向刻蚀，直至露出所述栅极结构200的侧壁。
89.沿第一方向对侧墙220进行各向同性的横向刻蚀，露出栅极结构200的侧壁，用于为后续沿第一方向继续对栅极结构200侧壁进行横向刻蚀做准备。本实施例中，通过沿第一方向对所述侧墙220进行各向同性的横向刻蚀，从而能够依次对侧墙220和栅极结构200进行横向刻蚀。
90.结合参考图18至图20，其中，图18为鳍部和栅极结构的俯视图，图19为基于图18的aa方向剖视图，图20为基于图18的cc方向剖视图，通过所述栅极开口410，沿所述第一方向对所述栅极结构200的侧壁进行各向同性的横向刻蚀，所述隔断开口420与所述栅极开口410相连通。
91.所述隔断开口420与栅极开口410相连通，有利于有效确保所述栅极结构200在待切断的位置处完全断开。
92.本实施例中，沿第一方向对侧墙220进行各向同性的横向刻蚀后，调整工艺参数，继续沿第一方向对栅极结构200的侧壁进行各向同性的横向刻蚀，逐层刻蚀栅极结构200中的各膜层。
93.本实施例中，在形成隔断开口420之后，保留栅极结构200中待切断的位置处的栅极盖帽层210，从而省去了去除该位置的所述栅极盖帽层210的步骤。在另一些实施例中，根据实际情况，在横向刻蚀的过程中，去除栅极结构中待切断的位置处的栅极盖帽层。在其他实施例中，在形成隔断开口之后，根据工艺需求，也可以去除栅极结构中待切断的位置处的栅极盖帽层。
94.结合参考图21至图23，其中，图21为鳍部和栅极结构的俯视图，图22为基于图21的aa方向剖视图，图23为基于图21的cc方向剖视图，在所述栅极结构200中形成隔断开口420之后，去除所述掩膜层300。
95.在栅极结构200中形成隔断开口420之后，去除掩膜层300，则掩膜层300可以在形成隔断开口420时，对层间介质层230起到保护作用，同时有利于保持栅极开口410的形貌精度；去除掩膜层300，则用于为后续工艺操作做准备。
96.结合参考图24至图26，其中，图24为鳍部和栅极结构的俯视图，图25为基于图24的aa方向剖视图，图26为基于图24的cc方向剖视图，形成所述隔断开口420之后，还包括：在所述隔断开口420中形成栅极隔断结构500。
97.所述栅极隔断结构501用于使所述栅极结构201之间相互绝缘。
98.栅极隔断结构500的材料的硬度和致密度较高，从而降低栅极隔断结构500在所述半导体结构的形成过程中受损的概率，进而使得栅极隔断结构500的隔离性能得到保障。例如，在所述半导体结构的形成过程中，在形成器件栅极结构后，根据工艺需求，还可能去除部分区域的器件栅极结构，通过使栅极隔断结构500的材料的硬度和致密度较高，能够有效降低栅极隔断结构500在去除部分器件栅极结构的过程中受损的概率，提高了栅极隔断结构500的完整性。
99.本实施例中，所述栅极隔断结构500的材料为氮化硅。在其他实施例中，所述栅极隔断结构还可以为其他含氮的介质材料。
100.需要说明的是，本实施例以栅极结构200为器件栅极结构为例进行说明。在其他实
施例中，当栅极结构为伪栅结构时，栅极隔断结构还用于为后续形成金属栅级结构提供工艺平台。而且，当栅极结构为伪栅结构时，后续制程中，还需要去除伪栅结构，在伪栅结构的原位置处形成栅极开口，再在栅极开口中形成器件栅极结构。其中，所述栅极结构的末端沿第二方向朝隔断开口内凸出，则栅极结构的末端沿第二方向与相邻鳍部之间的线宽尺寸变大，这相应增大了栅极开口在第二方向上的侧壁至相邻鳍部的距离，在形成器件栅极结构时，易于使器件栅极结构填充至栅极开口在第二方向上的侧壁与相邻鳍部之间的空隙中，提高了形成器件栅极结构时的填充性能，进而形成质量较高的所述器件栅极结构，提高所述半导体结构的工作性能。
101.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。