CN115692415A - 半导体结构及其形成方法 - Google Patents

Abstract

一种半导体结构及其形成方法，其中结构包括：衬底，衬底上具有鳍部，鳍部包括若干器件区和隔离区；第一栅极结构和第一导电结构，第一栅极结构和第一导电结构之间具有第一隔离开口；位于隔离区内的第二隔离开口；介质结构和第二导电结构，第二导电结构位于介质结构内，且介质结构封闭第一隔离开口和第二隔离开口，第一隔离开口和第二隔离开口内具有空气腔。由于第一隔离开口不是通过去除第一栅极结构形成，因此第一隔离开口的占用空间较小。另外，介质结构封闭第一隔离开口和第二隔离开口时容易形成空气腔，同时具有空气腔的隔离结构对沟道区产生的应力适中，能够提升沟道区中载流子的迁移率，进而提升最终形成的半导体结构的性能。

Description

半导体结构及其形成方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体器件集成度的提高，晶体管的关键尺寸不断缩小。然而，随着晶体管尺寸的急剧减小，栅第一介质层厚度与工作电压不能相应改变使抑制短沟道效应的难度加大，使晶体管的沟道漏电流增大。

鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)的栅极成类似鱼鳍的叉状3D架构。FinFET的沟道凸出衬底表面形成鳍部，栅极覆盖鳍部的顶面和侧壁，从而使反型层形成在沟道各侧上，可于鳍部的两侧控制电路的接通与断开。这种设计能够增加栅极对沟道区的控制，从而能够很好地抑制晶体管的短沟道效应。然而，鳍式场效应晶体管仍然存在短沟道效应。

此外，为了进一步减小短沟道效应对半导体器件的影响，降低沟道漏电流。半导体技术领域引入了应变硅技术，应变硅技术的方法包括：在栅极结构两侧的鳍部中形成凹槽；通过外延生长工艺在所述凹槽中形成源漏掺杂层。

为了防止不同晶体管的源漏掺杂层相互连接，需要在鳍部中形成隔离层，同时为了减小隔离层的面积，提高所形成半导体结构的集成度。现有技术引入了SDB(SingleDiffusion Break)技术。

然而，现有方法在形成半导体结构的过程中仍存在诸多问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够有效提升最终形成的半导体结构的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底上具有鳍部，所述鳍部沿第一方向延伸，所述鳍部包括若干器件区、以及位于相邻所述器件区之间的隔离区，所述器件区和所述隔离区沿所述第一方向排布；位于所述衬底上的隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；位于所述隔离层上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨于所述隔离区上；位于所述第一栅极结构两侧器件区内的若干源漏掺杂层；位于所述源漏掺杂层上的第一导电结构，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口；位于所述隔离区内的第二隔离开口，所述第一隔离开口暴露出所述第二隔离开口，且所述第二隔离开口顶部表面齐平于所述第一栅极结构底部表面，所述第二隔离开口底部表面齐平于或低于所述隔离层底部表面；介质结构和第二导电结构，所述第二导电结构位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

可选的，还包括：位于所述第一栅极结构侧壁的第一隔离侧墙。

可选的，还包括：位于所述第一导电结构侧壁的第二隔离侧墙。

可选的，所述第一隔离侧墙的材料与所述第二隔离侧墙的材料相同；所述第一隔离侧墙和所述第二隔离侧墙的材料包括：氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。

可选的，所述介质结构包括：第一介质层。

可选的，所述第二导电结构位于所述第一介质层内，且所述第一介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

可选的，所述介质结构包括：第一介质层和第二介质层。

可选的，所述第二导电结构位于所述第一介质层内，且所述第二介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

可选的，还包括：位于所述衬底上的若干第二栅极结构和若干第二侧墙结构，所述第二栅极结构横跨于所述器件区上，所述第二侧墙结构位于所述第二栅极结构侧壁，所述源漏掺杂层位于相邻的所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间，或者位于相邻的所述第二栅极结构之间。

可选的，还包括：位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。

可选的，所述介质层还覆盖所述第一导电结构的侧壁。

相应的，本发明的技术方案中还提了一种半导体结构形成的方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有鳍部，所述鳍部沿第一方向延伸，所述鳍部包括若干器件区、以及位于相邻所述器件区之间的隔离区，所述器件区和所述隔离区沿所述第一方向排布；在所述衬底上形成隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；形成第一栅极结构、第一导电结构和若干源漏掺杂层，所述第一栅极结构位于所述隔离层上，且横跨于所述隔离区上，若干所述源漏掺杂层位于所述第一栅极结构两侧的器件区内，所述第一导电结构位于所述源漏掺杂层上，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口；刻蚀所述第一隔离开口暴露出的隔离区，在所述隔离区内形成第二隔离开口，所述第二隔离开口顶部表面齐平于所述第一栅极结构底部表面，所述第二隔离开口底部表面齐平于或低于所述隔离层底部表面；形成介质结构和第二导电结构，所述第二导电结构位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔。

可选的，在形成所述第一栅极结构和所述第一导电结构的过程中，还包括：在所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间形成第一侧墙结构。

可选的，所述第一侧墙结构包括：位于所述第一栅极结构侧壁的第一隔离侧墙、以及位于所述第一隔离侧墙侧壁的牺牲侧墙。

可选的，所述介质结构包括：第一介质层。

可选的，所述第一隔离开口、介质结构以及第二导电结构的形成方法包括：去除所述牺牲侧墙，在所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间形成所述第一隔离开口；在所述第一栅极结构和所述第一导电结构上形成所述第一介质层，所述第一介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔；在所述第一介质层内形成所述第二导电结构。

可选的，所述第一介质层的形成工艺包括化学气相沉积工艺。

可选的，所述介质结构包括：第一介质层和第二介质层。

可选的，所述第一隔离开口、介质结构以及第二导电结构的形成方法包括：在所述第一栅极结构和所述第一导电结构上形成所述第一介质层；在所述第一介质层内形成所述第二导电结构；去除部分所述第一介质层和所述牺牲侧墙，在所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间形成所述第一隔离开口；形成所述第二介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔。

可选的，所述第二介质层的形成工艺包括化学气相沉积工艺。

可选的，所述牺牲侧墙的材料和所述第一隔离侧墙的材料不同。

可选的，所述牺牲侧墙的材料包括：氧化硅、碳化硅或氮碳硼化硅；所述第一隔离侧墙的材料包括：氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。

可选的，所述第一侧墙结构还包括：位于所述牺牲侧墙侧壁的第二隔离侧墙，所述第二隔离侧墙的材料与所述第一隔离侧墙的材料相同。

可选的，在形成所述第一栅极结构和所述第一侧墙结构的过程中，还包括：在所述衬底上形成若干第二栅极结构和若干第二侧墙结构，所述第二栅极结构横跨于所述器件区上，所述第二侧墙结构位于所述第二栅极结构侧壁，所述源漏掺杂层位于相邻的所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间，或者位于相邻的所述第二栅极结构之间。

可选的，在形成所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之前，还包括：在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。

可选的，在形成所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之前，还包括：在所述衬底上形成第一伪栅结构和若干第二伪栅结构，所述第一伪栅结构横跨于所述隔离区上，所述第一侧墙结构位于所述第一伪栅结构侧壁，所述第二伪栅结构横跨于所述器件区上，所述第二侧墙结构位于所述第二伪栅结构侧壁。

可选的，所述源漏掺杂层的形成方法包括：以所述第一伪栅结构、第一侧墙结构、第二伪栅结构以及第二侧墙结构为掩膜刻蚀所述鳍部，在所述器件区内形成若干源漏开口；在所述源漏开口内形成所述源漏掺杂层。

可选的，在形成所述源漏掺杂层之后，形成所述介质层，所述介质层覆盖所述第一伪栅结构、第一侧墙结构、第二伪栅结构以及第二侧墙结构的侧壁。

可选的，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的形成方法包括：去除所述第一伪栅结构，在所述介质层内形成第一栅极开口、以及去除所述第二伪栅结构，在所述介质层内形成第二栅极开口；在所述第一开口内形成所述第一栅极结构、以及在所述第二栅极开口内形成所述第二栅极结构。

可选的，所述第一导电结构的形成方法包括：在所述介质层内形成第一导电开口，所述第一导电开口暴露出所述源漏掺杂层；在所述第一导电开口内形成所述第一导电结构，所述第一导电结构与所述源漏掺杂层电连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案的结构中，包括所述第一导电结构位于所述器件区上，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口；位于所述隔离区内的第二隔离开口，所述第一隔离开口暴露出所述第二隔离开口；介质结构和第二导电结构，所述第二导电结构位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。由于所述第一隔离开口不是通过去除所述第一栅极结构形成，因此所述第一隔离开口的占用空间较小，能够有效提升最终形成的半导体结构的集成度。

另外，由于所述第一隔离开口和所述第二隔离开口的占用空间较小，使得介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口时容易形成空气腔，具有所述空气腔的隔离结构的隔离效果较好；同时具有所述空气腔的隔离结构对沟道区产生的应力适中，能够提升沟道区中载流子的迁移率，进而提升最终形成的半导体结构的性能。

本发明的技术方案的形成方法中，形成第一栅极结构和第一导电结构，所述第一栅极结构横跨于所述隔离区上，所述第一导电结构位于所述器件区上，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口；刻蚀所述第一隔离开口暴露出的隔离区，在所述隔离区内形成第二隔离开口；形成介质结构和第二导电结构，所述第二导电结构位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔。由于所述第一隔离开口不是通过去除所述第一栅极结构形成，因此所述第一隔离开口的占用空间较小，能够有效提升最终形成的半导体结构的集成度。

另外，由于所述第一隔离开口和所述第二隔离开口的占用空间较小，使得介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口时容易形成空气腔，具有所述空气腔的隔离结构的隔离效果较好；同时具有所述空气腔的隔离结构对沟道区产生的应力适中，能够提升沟道区中载流子的迁移率，进而提升最终形成的半导体结构的性能。

进一步，所述牺牲侧墙的材料和所述第一隔离侧墙的材料不同。利用所述牺牲侧墙的材料和所述第一隔离侧墙的材料不同，通过自对准刻蚀工艺去除所述牺牲侧墙，能够降低工艺难度。

附图说明

图1和图2是一种半导体结构的结构示意图；

图3至图14是本发明一实施例的半导体结构形成方法各步骤结构示意图；

图15至图18是本发明另一实施例的半导体结构形成方法各步骤结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有方法在形成半导体结构的过程中仍存在诸多问题。以下将结合附图进行具体说明。

请参考图1，提供衬底100，所述衬底100上具有鳍部101，所述鳍部101沿第一方向X延伸，所述鳍部101包括若干器件区A1、以及位于相邻所述器件区A1之间的隔离区B1，所述器件区A1和所述隔离区B1沿所述第一方向X排布；在所述衬底100上形成第一栅极结构102、侧墙103和第一介质层104，所述第一栅极结构102沿第二方向Y横跨所述隔离区，所述第一方向X与所述第二方向Y垂直，所述侧墙103位于所述第一栅极结构102侧壁，所述第一介质层104覆盖所述第一栅极结构102和所述侧墙103的侧壁。

请参考图2，去除所述第一栅极结构102，在所述第一介质层104内形成第一隔离开口(未标示)；刻蚀所述第一隔离开口暴露出的隔离区B1，在所述隔离区B1内形成第二隔离开口(未标示)；在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成隔离结构105。

在本实施例中，通过形成所述隔离结构105，能够有效防止不同晶体管的源漏掺杂层相互连接。

在本实施例中，通过去除体积较大的所述第一栅极结构102以及所述第一栅极结构102横跨的隔离区B1，进而使得形成的所述隔离结构105的体积较大，以此提升所述隔离结构的隔离效果。然而，当所述隔离结构105的体积较大，对应的对沟道区产生的应力也较大，当对沟道区产生的应力过大时，会降低沟道区中载流子的迁移率，进而影响最终形成的半导体结构的性能。

在此基础上，本发明提供一种半导体结构及其形成方法，形成第一栅极结构和第一导电结构，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口。由于所述第一隔离开口不是通过去除所述第一栅极结构形成，因此所述第一隔离开口的占用空间较小，能够有效提升最终形成的半导体结构的集成度。另外，具有所述空气腔的隔离结构的隔离效果较好；同时具有所述空气腔的隔离结构对沟道区产生的应力适中，能够提升沟道区中载流子的迁移率，进而提升最终形成的半导体结构的性能。

为使本发明的上述目的、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地说明。

图3至图14是本发明实施例的一种半导体结构的形成过程的结构示意图。

请参考图3和图4，图3是半导体结构立体图，图4是图3中沿A-A线截面示意图，提供衬底200，所述衬底200上具有鳍部201，所述鳍部沿第一方向X延伸，所述鳍部201包括若干器件区A1、以及位于相邻所述器件区A1之间的隔离区B1，所述器件区A1和所述隔离区B1沿所述第一方向X排布。

在本实施例中，所述衬底200与所述鳍部201的形成方法包括：提供初始衬底(未图示)，所述初始衬底上具有掩膜层(未图示)，所述掩膜层暴露出部分所述初始衬底的顶部表面；以所述掩膜层为掩膜刻蚀所述初始衬底，形成所述衬底200以及位于所述衬底200上的鳍部201。

在本实施例中，所述衬底200的材料为硅；在其他实施例中，所述衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟。

在本实施例中，所述鳍部201的材料为硅；在其他的实施例中，所述鳍部的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或者镓化铟。

请参考图5，在所述衬底200上形成隔离层202，所述隔离层202覆盖所述鳍部201的部分侧壁，所述隔离层202的顶部表面低于所述鳍部201的顶部表面。

在本实施例中，所述隔离层202的形成方法包括：在所述衬底200上形成初始隔离层(未图示)；刻蚀去除部分所述初始隔离层，形成所述隔离层202，所述隔离层202顶部表面低于所述鳍部201顶部表面。

所述隔离层202的材料采用绝缘材料，所述绝缘材料包括氧化硅或氮氧化硅；在本实施例中，所述隔离层202的材料采用氧化硅。

在形成所述隔离层202之后，还包括形成第一栅极结构、第一导电结构和若干源漏掺杂层，所述第一栅极结构位于所述隔离层202上，且横跨于所述隔离区B1上，若干所述源漏掺杂层位于所述第一栅极结构两侧的器件区A1内，所述第一导电结构位于所述源漏掺杂层上，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口。具体形成过程请参考图6至图12。

请参考图6，在所述衬底200上形成第一伪栅结构203，所述第一伪栅结构203横跨于所述隔离区B1上。

在本实施例中，在形成所述第一伪栅结构203的过程中，还包括：在所述衬底200上形成若干第二伪栅结构204，所述第二伪栅结构204横跨于所述器件区A1上。

在本实施例中，所述第一伪栅结构203包括：第一伪栅介质层、以及位于所述第一伪栅介质层上的第一伪栅层(未标示)；所述第二伪栅结构204包括：第二伪栅介质层、以及位于所述第二伪栅介质层上的第二伪栅层(未标示)。

在本实施例中，所述第一栅介质层和所述第二伪栅介质层的材料采用氧化硅；在其他实施例中，所述第一栅介质层和所述第二伪栅介质层的材料还可以采用氮氧化硅。

在本实施例中，所述第一伪栅层和所述第二伪栅层的材料采用多晶硅。

请参考图7，在所述第一伪栅结构203的侧壁形成第一侧墙结构。

在本实施例中，在形成所述第一侧墙结构的过程中，还包括：在所述第二伪栅结构204的侧壁形成第二侧墙结构205。

在本实施例中，所述第一侧墙结构包括：位于所述第一栅极结构203侧壁的第一隔离侧墙206、位于所述第一隔离侧墙206侧壁的牺牲侧墙207、以及位于所述牺牲侧墙207侧壁的第二隔离侧墙208。在其他实施例中，还可以不具有所述第二隔离侧墙。

在本实施例中，所述第一隔离侧墙206和所述第二隔离侧墙208的材料相同，且所述第一隔离侧墙206和所述牺牲侧墙207的材料不同。通过所述第一隔离侧墙206和所述牺牲侧墙207的材料不同，便于后续去除所述牺牲侧墙207时，减小对所述第一隔离侧墙206和所述第二隔离侧墙208的刻蚀损伤。同时利用所述牺牲侧墙207的材料和所述第一隔离侧墙206的材料不同，通过自对准刻蚀工艺去除所述牺牲侧墙207，能够降低工艺难度。

在本实施例中，所述牺牲侧墙207的材料采用氧化硅；所述第一隔离侧墙206和所述第二隔离侧墙208的材料采用氮化硅。

在其他实施例中，所述牺牲侧墙的材料还可以采用碳化硅或氮碳硼化硅；所述第一隔离侧墙和所述第二隔离侧墙的材料还可以采用氮氧化硅或氮碳化硅。

在本实施例中，所述第二侧墙结构205和所述第一侧墙结构的构成相同，且所述第一侧墙结构和所述第二侧墙结构205同时形成。

请参考图8，在所述器件区A1内形成若干源漏掺杂层209。

在本实施例中，所述源漏掺杂层209的形成方法包括：以所述第一伪栅结构203、第一侧墙结构、第二伪栅结构205和第二侧墙结构205为掩膜刻蚀所述器件区A1，在所述器件区A1内形成若干源漏开口(未标示)；在所述源漏开口内形成所述源漏掺杂层209，所述源漏掺杂层209位于相邻的所述第一伪栅结构203和所述第二伪栅结构204之间，或者位于相邻的所述第二伪栅结构204之间。

请参考图9，在形成所述源漏掺杂层209之后，在所述衬底200上形成介质层210，所述介质层210覆盖所述第一伪栅结构203。

在本实施例中，所述介质层210还覆盖所述第二伪栅结构204的侧壁。

在本实施例中，所述介质层210的材料采用氧化硅；在其他实施例中，所述介质层的材料还可以采用低K介质材料(指相对介电常数低于3.9的介质材料)或超低K介质材料(指相对介电常数低于2.5的介质材料)。

请参考图10，在形成所述介质层210之后，在所述介质层210内形成所述第一导电结构211。

在本实施例中，所述第一导电结构211的形成方法包括：在所述介质层210内形成第一导电开口(未标示)，所述第一导电开口暴露出所述源漏掺杂层209；在所述第一导电开口内形成所述第一导电结构211，所述第一导电结构211与所述源漏掺杂层209电连接。

在本实施例中，所述第一导电结构211的顶部表面低于所述介质层210的顶部表面。因此，在形成所述第一导电结构211之后，还包括：在所述第一导电开口内形成的覆盖层219，所述覆盖层219位于所述第一导电结构211上，且所述覆盖层219的顶部表面与所述介质层210的顶部表面齐平。

请参考图11，在形成所述第一导电结构211之后，形成所述第一栅极结构212。

在本实施例中，在形成所述第一栅极结构212的过程中，还包括：形成第二栅极结构213。

在本实施例中，所述第一栅极结构212和所述第二栅极结构213的形成方法包括：去除所述第一伪栅结构203，在所述介质层210内形成第一栅极开口(未标示)、以及去除所述第二伪栅结构213，在所述介质层210内形成第二栅极开口(未标示)；在所述第一开口内形成所述第一栅极结构212、以及在所述第二栅极开口内形成所述第二栅极结构213。

在本实施例中，所述第一栅极结构212包括第一金属栅极层和第一高K介质层(未标示)；所述第二栅极结构213包括第二金属栅极层和第二高K介质层(未标示)。

所述第一金属栅极层和第二金属栅极层的材料包括金属，所述金属包括：钨、铝、铜、钛、银、金、铅或者镍。在本实施例中，所述第一金属栅极层和所述第二金属栅极层的材料采用钨。

请参考图12，去除所述牺牲侧墙207，在所述第一栅极结构212和所述第一导电结构211之间形成所述第一隔离开口214。

在本实施例中，去除所述牺牲侧墙207的方法包括：在所述介质层210上形成图形化层(未图示)，所述图形化层暴露出所述牺牲侧墙207的顶部表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述牺牲侧墙207，在所述第一栅极结构212和所述第一导电结构211之间形成所述第一隔离开口214。

在本实施例中，去除所述牺牲侧墙207的工艺采用湿法刻蚀工艺；在其他实施例中，去除所述牺牲侧墙的工艺还可以采用干法刻蚀工艺。

请参考图13，刻蚀所述第一隔离开口214暴露出的隔离区B1，在所述隔离区内形成第二隔离开口215。

在本实施例中，由于所述第一隔离开口214不是通过去除所述第一栅极结构212形成，因此所述第一隔离开口214的占用空间较小，能够有效提升最终形成的半导体结构的集成度。

另外，由于所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215的占用空间较小，使得后续形成的介质结构封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215时容易形成空气腔，具有所述空气腔的隔离结构的隔离效果较好；同时具有所述空气腔的隔离结构对沟道区产生的应力适中，能够提升沟道区中载流子的迁移率，进而提升最终形成的半导体结构的性能。

请参考图14，形成介质结构和第二导电结构216，所述第二导电结构216位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215，以在所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内形成空气腔217。

在本实施例中，所述介质结构包括：第一介质层218。

在本实施例中，所述介质结构和所述第二导电结构216的形成方法包括：在所述第一栅极结构212和所述第一导电结构211上形成所述第一介质层218，所述第一介质层218封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215，以在所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内形成空气腔217；在所述第一介质层218内形成所述第二导电结构216。

在本实施例中，所述第一介质层218的形成工艺采用化学气相沉积工艺。通过化学气相沉积工艺形成所述第一介质层218，更容易在所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内形成所述空气腔217。

图15至图18是本发明另一实施例的半导体结构形成过程的结构示意图。

本实施例是在上述实施例的基础上继续对半导体结构的形成方法进行说明，本实施例和上述实施例的不同点在于：在形成所述第一栅极结构(如图11所示)之后，先形成介质结构和第二导电结构，再形成第一隔离开口，且所述介质结构包括第一介质层和第二介质层。以下将结合附图进行具体说明。

请参考图15，在形成所述第一栅极结构212之后，在所述第一栅极结构212和所述第一导电结构211上形成所述第一介质层218；在所述第一介质层218内形成所述第二导电结构216。

所述第一介质层218和所述第二导电结构216的形成具体请参考图14相关的记载，在此将不再进行赘述。

请参考图16，去除部分所述第一介质层218和所述牺牲侧墙207，在所述第一栅极结构212和所述第一导电结构211之间形成所述第一隔离开口214。

去除所述牺牲侧墙207的过程请具体参考图12的相关说明记载，在此将不再进行赘述。

请参考图17，刻蚀所述第一隔离开口214暴露出的隔离区B1，在所述隔离区B1内形成第二隔离开口215。

所述第二隔离开口215的形成过程、效果请具体参考图13的相关说明记载，在此将不再进行赘述。

请参考图18，形成所述第二介质层220封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215，以在所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内形成空气腔217。

在本实施例中，所述第二介质层220的形成工艺采用化学气相沉积工艺。通过化学气相沉积工艺形成所述第二介质层220，更容易在所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内形成所述空气腔217。

相应的，本发明的实施例中还提供了一种半导体结构，请继续参考图14，包括：衬底200，所述衬底200上具有鳍部201，所述鳍部201沿第一方向X延伸，所述鳍部201包括若干器件区A1、以及位于相邻所述器件区A1之间的隔离区B1，所述器件区A1和所述隔离区B1沿所述第一方向X排布；位于所述衬底200上的隔离层202，所述隔离层202覆盖所述鳍部201的部分侧壁，且所述隔离层202的顶部表面低于所述鳍部201的顶部表面；位于所述隔离层202上的第一栅极结构212，所述第一栅极结构212横跨于所述隔离区B1上；位于所述第一栅极结构212两侧器件区B1内的若干源漏掺杂层209；位于所述源漏掺杂层209上的第一导电结构211，所述第一栅极结构212和所述第一导电结构211之间具有第一隔离开口214；位于所述隔离区B1内的第二隔离开口215，所述第一隔离开口214暴露出所述第二隔离开口215，且所述第二隔离开口215顶部表面齐平于所述第一栅极结构212底部表面，所述第二隔离开口215底部表面齐平于或低于所述隔离层202底部表面；介质结构和第二导电结构216，所述第二导电结构216位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215，所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内具有空气腔217。

在本实施例中，由于所述第一隔离开口214不是通过去除所述第一栅极结构212形成，因此所述第一隔离开口214的占用空间较小，能够有效提升最终形成的半导体结构的集成度。

另外，由于所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215的占用空间较小，使得介质结构封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215时容易形成空气腔217，具有所述空气腔217的隔离结构的隔离效果较好；同时具有所述空气腔217的隔离结构对沟道区产生的应力适中，能够提升沟道区中载流子的迁移率，进而提升最终形成的半导体结构的性能。

在本实施例中，还包括：位于所述第一栅极结构212侧壁的第一隔离侧墙206。

在本实施例中，还包括：位于所述第一导电结构211侧壁的第二隔离侧墙208。

在本实施例中，所述第一隔离侧墙206的材料与所述第二隔离侧墙208的材料相同；所述第一隔离侧墙206和所述第二隔离侧墙208的材料采用氮化硅。

在其他实施例中，所述第一隔离侧墙和所述第二隔离侧墙的材料还可以采用氮氧化硅或氮碳化硅。

在本实施例中，所述介质结构包括：第一介质层218；所述第二导电结构216位于所述第一介质层218内，且所述第一介质层218封闭所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215，所述第一隔离开口214和所述第二隔离开口215内具有空气腔217。

在其他实施例中，所述介质结构包括：第一介质层和第二介质层；所述第二导电结构位于所述第一介质层内，且所述第二介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

在本实施例中，还包括：位于所述衬底200上的若干第二栅极结构213和若干第二侧墙结构205，所述第二栅极结构213横跨于所述器件区A1上，所述第二侧墙结构205位于所述第二栅极结构213侧壁，所述源漏掺杂层209位于相邻的所述第一栅极结构212和所述第二栅极结构213之间，或者位于相邻的所述第二栅极结构213之间。

在本实施例中，还包括：位于所述衬底200上的介质层210，所述介质层210覆盖所述第一栅极结构212和所述第二栅极结构213的侧壁。

在本实施例中，所述介质层210还覆盖所述第一导电结构211的侧壁，且所述第一导电结构210与所述源漏掺杂层209电连接。

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。

Claims (30)

1.一种半导体结构，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底上具有鳍部，所述鳍部沿第一方向延伸，所述鳍部包括若干器件区、以及位于相邻所述器件区之间的隔离区，所述器件区和所述隔离区沿所述第一方向排布；

位于所述衬底上的隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；

位于所述隔离层上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨于所述隔离区上；

位于所述第一栅极结构两侧器件区内的若干源漏掺杂层；

位于所述源漏掺杂层上的第一导电结构，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口；

位于所述隔离区内的第二隔离开口，所述第一隔离开口暴露出所述第二隔离开口，且所述第二隔离开口顶部表面齐平于所述第一栅极结构底部表面，所述第二隔离开口底部表面齐平于或低于所述隔离层底部表面；

介质结构和第二导电结构，所述第二导电结构位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

2.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一栅极结构侧壁的第一隔离侧墙。

3.如权利要求2所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一导电结构侧壁的第二隔离侧墙。

4.如权利要求3所述半导体结构，其特征在于，所述第一隔离侧墙的材料与所述第二隔离侧墙的材料相同；所述第一隔离侧墙和所述第二隔离侧墙的材料包括：氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。

5.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，所述介质结构包括：第一介质层。

6.如权利要求5所述半导体结构，其特征在于，所述第二导电结构位于所述第一介质层内，且所述第一介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

7.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，所述介质结构包括：第一介质层和第二介质层。

8.如权利要求7所述半导体结构，其特征在于，所述第二导电结构位于所述第一介质层内，且所述第二介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内具有空气腔。

9.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述衬底上的若干第二栅极结构和若干第二侧墙结构，所述第二栅极结构横跨于所述器件区上，所述第二侧墙结构位于所述第二栅极结构侧壁，所述源漏掺杂层位于相邻的所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间，或者位于相邻的所述第二栅极结构之间。

10.如权利要求9所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。

11.如权利要求10所述半导体结构，其特征在于，所述介质层还覆盖所述第一导电结构的侧壁。

12.一种半导体结构形成的方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底上具有鳍部，所述鳍部沿第一方向延伸，所述鳍部包括若干器件区、以及位于相邻所述器件区之间的隔离区，所述器件区和所述隔离区沿所述第一方向排布；

在所述衬底上形成隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；

形成第一栅极结构、第一导电结构和若干源漏掺杂层，所述第一栅极结构位于所述隔离层上，且横跨于所述隔离区上，若干所述源漏掺杂层位于所述第一栅极结构两侧的器件区内，所述第一导电结构位于所述源漏掺杂层上，所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间具有第一隔离开口；

刻蚀所述第一隔离开口暴露出的隔离区，在所述隔离区内形成第二隔离开口，所述第二隔离开口顶部表面齐平于所述第一栅极结构底部表面，所述第二隔离开口底部表面齐平于或低于所述隔离层底部表面；

形成介质结构和第二导电结构，所述第二导电结构位于所述介质结构内，且所述介质结构封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔。

13.如权利要求12所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第一栅极结构和所述第一导电结构的过程中，还包括：在所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间形成第一侧墙结构。

14.如权利要求13所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙结构包括：位于所述第一栅极结构侧壁的第一隔离侧墙、以及位于所述第一隔离侧墙侧壁的牺牲侧墙。

15.如权利要求14所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述介质结构包括：第一介质层。

16.如权利要求15所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离开口、介质结构以及第二导电结构的形成方法包括：去除所述牺牲侧墙，在所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间形成所述第一隔离开口；在所述第一栅极结构和所述第一导电结构上形成所述第一介质层，所述第一介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔；在所述第一介质层内形成所述第二导电结构。

17.如权利要求15所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的形成工艺包括化学气相沉积工艺。

18.如权利要求14所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述介质结构包括：第一介质层和第二介质层。

19.如权利要求18所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离开口、介质结构以及第二导电结构的形成方法包括：在所述第一栅极结构和所述第一导电结构上形成所述第一介质层；在所述第一介质层内形成所述第二导电结构；去除部分所述第一介质层和所述牺牲侧墙，在所述第一栅极结构和所述第一导电结构之间形成所述第一隔离开口；形成所述第二介质层封闭所述第一隔离开口和所述第二隔离开口，以在所述第一隔离开口和所述第二隔离开口内形成空气腔。

20.如权利要求18所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二介质层的形成工艺包括化学气相沉积工艺。

21.如权利要求14所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲侧墙的材料和所述第一隔离侧墙的材料不同。

22.如权利要求21所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲侧墙的材料包括：氧化硅、碳化硅或氮碳硼化硅；所述第一隔离侧墙的材料包括：氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。

23.如权利要求14所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙结构还包括：位于所述牺牲侧墙侧壁的第二隔离侧墙，所述第二隔离侧墙的材料与所述第一隔离侧墙的材料相同。

24.如权利要求13所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第一栅极结构和所述第一侧墙结构的过程中，还包括：在所述衬底上形成若干第二栅极结构和若干第二侧墙结构，所述第二栅极结构横跨于所述器件区上，所述第二侧墙结构位于所述第二栅极结构侧壁，所述源漏掺杂层位于相邻的所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间，或者位于相邻的所述第二栅极结构之间。

25.如权利要求24所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之前，还包括：在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的侧壁。

26.如权利要求25所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之前，还包括：在所述衬底上形成第一伪栅结构和若干第二伪栅结构，所述第一伪栅结构横跨于所述隔离区上，所述第一侧墙结构位于所述第一伪栅结构侧壁，所述第二伪栅结构横跨于所述器件区上，所述第二侧墙结构位于所述第二伪栅结构侧壁。

27.如权利要求26所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述源漏掺杂层的形成方法包括：以所述第一伪栅结构、第一侧墙结构、第二伪栅结构以及第二侧墙结构为掩膜刻蚀所述鳍部，在所述器件区内形成若干源漏开口；在所述源漏开口内形成所述源漏掺杂层。

28.如权利要求26所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述源漏掺杂层之后，形成所述介质层，所述介质层覆盖所述第一伪栅结构、第一侧墙结构、第二伪栅结构以及第二侧墙结构的侧壁。

29.如权利要求28所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构的形成方法包括：去除所述第一伪栅结构，在所述介质层内形成第一栅极开口、以及去除所述第二伪栅结构，在所述介质层内形成第二栅极开口；在所述第一开口内形成所述第一栅极结构、以及在所述第二栅极开口内形成所述第二栅极结构。

30.如权利要求25所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一导电结构的形成方法包括：在所述介质层内形成第一导电开口，所述第一导电开口暴露出所述源漏掺杂层；在所述第一导电开口内形成所述第一导电结构，所述第一导电结构与所述源漏掺杂层电连接。

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