[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：在介质层内形成第一开口，所述第一开口横跨相邻栅极结构；在第一开口侧壁表面形成第一掩膜层，且第一掩膜层横跨相邻栅极结构；在第一掩膜层表面形成填充满第一开口的牺牲层，且第一掩膜层的材料耐刻蚀性大于牺牲层的材料耐刻蚀性；在介质层表面、牺牲层表面以及第一掩膜层表面形成具有第二开口的第二掩膜层，所述第二开口横跨所述牺牲层以及第一掩膜层；以第二掩膜层为掩膜，沿第二开口刻蚀被牺牲层和第一掩膜层暴露出的介质层，在相邻栅极结构之间的介质层内形成分立的接触孔；形成填充满接触孔的导电插塞。本发明提高形成的接触孔侧壁位置精确度和形貌精确度，进而改善形成的半导体结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，例如高K栅介质层的引入、应力工程技术、口袋离子注入以及材料和器件结构的不断优化，半导体器件的尺寸不断缩小。但是当器件的特征尺寸进一步下降时，由于短沟道效应越发显著、制程变异、可靠性下降导致平面晶体管面临巨大的挑战。与平面晶体管相比，鳍式场效应晶体管具有全耗尽的鳍部、更低的掺杂离子浓度波动、更高的载流子迁移率提高、更低的寄生结电容以及更高的面积使用效率，从而受到广泛的关注。

在集成电路制造过程中，如在衬底上形成半导体器件结构后，需要使用多个金属化层将各半导体器件连接在一起形成电路，金属化层包括互连线和形成在接触孔内的导电插塞，接触孔内的导电插塞连接半导体器件，互连线将不同半导体器件上的导电插塞连接起来形成电路。晶体管上形成的接触孔包括栅极表面的接触孔，以及连接源漏极的接触孔。随着集成电路工艺节点不断缩小，相邻栅极之间的间距逐渐减小，无法通过直接光刻和刻蚀形成位于相邻栅极之间的源漏极表面的接触孔，此时，通常采用自对准工艺形成所述连接源漏极的接触孔。

现有技术在半导体结构的形成过程中，采用自对准工艺形成的接触孔的尺寸容易与设计值发生偏差，导致形成的导电插塞的连接性能受到影响，影响形成的半导体结构的性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高形成的接触孔侧壁的位置精确度和形貌精确度，进而改善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的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有若干分立的栅极结构，所述基底表面还形成有覆盖栅极结构的介质层，且介质层顶部高于栅极结构顶部；在所述介质层内形成第一开口，所述第一开口横跨相邻栅极结构；在所述第一开口侧壁表面形成第一掩膜层，且所述第一掩膜层投影于基底表面的投影图形位于相邻栅极结构之间；在所述第一掩膜层表面形成填充满所述第一开口的牺牲层，所述牺牲层和第一掩膜层横跨相邻栅极结构，且所述第一掩膜层的材料耐刻蚀性大于牺牲层的材料耐刻蚀性；在所述介质层表面、牺牲层表面以及第一掩膜层表面形成具有第二开口的第二掩膜层，所述第二开口横跨所述牺牲层以及第一掩膜层，且所述第二开口位于相邻栅极结构之间的介质层的上方；以所述第二掩膜层为掩膜，沿所述第二开口刻蚀被牺牲层和第一掩膜层暴露出的介质层，直至暴露出基底表面，在所述相邻栅极结构之间的介质层内形成分立的接触孔；去除所述第一掩膜层、第二掩膜层以及牺牲层；形成填充满所述接触孔的导电插塞。

可选的，在平行于相邻栅极结构排列方向上，所述第一开口的宽度大于或等于相邻栅极结构之间的介质层的宽度。

可选的，所述第一掩膜层位于第一开口的整个侧壁表面；所述第一掩膜层投影于基底表面的投影图形除位于相邻栅极结构之间外，所述第一掩膜层投影于基底表面的投影图形还位于栅极结构所在区域内。

可选的，所述第一掩膜层还覆盖第一开口的底部表面。

可选的，所述牺牲层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或碳氮氧化硅。

可选的，所述第一掩膜层的材料为氮化钛、氮化铜、氮化铝或氮化硼中的一种或多种。