專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法。
背景技術(shù)：
為了控制短溝道效應(yīng)，更小的尺寸器件進(jìn)一步要求提高柵極電容。這能夠通過(guò)不 斷減小柵氧化層的厚度而實(shí)現(xiàn)，但隨之而來(lái)的是柵極漏電流的提升。尤其當(dāng)二氧化硅作為 柵氧化層，厚度低于1納米時(shí)，漏電流就變得無(wú)法忍受了。解決上述問(wèn)題的有效方法就是使 用高介電常數(shù)絕緣材料取代二氧化硅，高介電常數(shù)絕緣材料可以為鉿硅酸鹽、鉿硅氧氮化 合物、鉿氧化物等，介電常數(shù)一般都大于15，采用這種材料能夠進(jìn)一步提高柵電容，同時(shí)柵 極漏電流又能夠得到明顯的改善。對(duì)于相同的柵氧化層厚度，采用金屬柵極取代多晶硅柵 極，也就是說(shuō)，將高介電常數(shù)絕緣材料與金屬柵極搭配，柵極漏電流將會(huì)減少幾個(gè)數(shù)量級(jí)， 而且用金屬柵極取代多晶硅柵極解決了高介電常數(shù)絕緣材料與多晶硅之間不兼容的問(wèn)題。下面對(duì)基于高介電常數(shù)絕緣材料的柵氧化層與金屬柵極的半導(dǎo)體器件的制作方 法進(jìn)行詳細(xì)介紹。半導(dǎo)體器件制作是指在襯底上執(zhí)行一系列復(fù)雜的化學(xué)或物理操作，以形成半導(dǎo)體 器件的過(guò)程。圖1 圖12為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件的制作方法的過(guò)程剖面示意圖，該方法 主要包括步驟101，參見(jiàn)圖1，提供一襯底，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的淺槽隔離區(qū) (STI)、N阱和P阱。采用雙阱工藝來(lái)定義N型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOQ管和P型金屬氧化物半導(dǎo)體 (PMOS)管的有源區(qū)，從而得到N阱和P阱。然后，通過(guò)光刻和刻蝕等工藝，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的STI。步驟102，參見(jiàn)圖2，在襯底表面生長(zhǎng)柵氧化層，并淀積多晶硅，利用光刻和刻蝕等 工藝在P阱上方形成NMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，在N阱上方形成PMOS管的多晶硅柵極結(jié) 構(gòu)。本步驟中，首先進(jìn)行柵氧化層的生長(zhǎng)，柵氧化層為高介電常數(shù)絕緣材料；在柵氧化 層之上還形成一層阻擋層，阻擋層的成分為氮化鈦(TiN)，可作為柵氧化層的保護(hù)膜，厚度 約為5 50埃；然后，通過(guò)化學(xué)氣相淀積(CVD)工藝，在晶圓表面淀積一層多晶硅，厚度約 為500 2000埃；之后，通過(guò)光刻和刻蝕等工藝，制作出NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極結(jié) 構(gòu)。本發(fā)明所述多晶硅柵極結(jié)構(gòu)包括由多晶硅構(gòu)成的多晶硅柵極和位于多晶硅柵極 下方的柵氧化層和阻擋層。至此，完成了 NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的制作。需要說(shuō)明的是，在后續(xù)步驟中，多晶硅柵極會(huì)被去除，因此，本發(fā)明所涉及的多晶 硅柵極也可稱為臨時(shí)多晶硅柵極。步驟103，參見(jiàn)圖3，在NMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底上進(jìn)行輕摻雜漏(LDD)注入，在PMOS管多晶硅柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底上進(jìn)行LDD注入。在半導(dǎo)體器件微型化、高密度化、高速化和系統(tǒng)集成化等需求的推動(dòng)下，柵極結(jié)構(gòu) 的寬度不斷減小，其下方的溝道長(zhǎng)度也不斷減小，然而漏端的電壓并沒(méi)有顯著減小，這就造 成了在漏端的電場(chǎng)的增加，使得附近的電荷具有較大的能量，這些熱載流子有可能穿越柵 氧化層，引起了漏電流的增加，因此，需要采用一些手段來(lái)降低漏電流出現(xiàn)的可能性，如LDD 注入。在LDD注入之前，需要首先利用光刻定義出需要進(jìn)行LDD注入的區(qū)域；然后，利用 摻雜材料進(jìn)行LDD注入，從而使襯底的上表面成為非晶態(tài)，大質(zhì)量材料和表面非晶態(tài)有助 于維持淺結(jié)，淺結(jié)有助于減少漏電流。步驟104，參見(jiàn)圖4，在襯底表面依次淀積二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)，并采 用干法刻蝕工藝對(duì)二氧化硅和氮化硅進(jìn)行刻蝕，形成NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)
的側(cè)壁層。其中，側(cè)壁層包括第一側(cè)壁層和第二側(cè)壁層，第一側(cè)壁層為刻蝕后為二氧化硅，第 二側(cè)壁層為刻蝕后的氮化硅。側(cè)壁層可用于防止后續(xù)進(jìn)行源漏注入時(shí)過(guò)于接近溝道以致發(fā)生源漏穿通，即注入 的雜質(zhì)發(fā)生擴(kuò)散從而產(chǎn)生漏電流。至此，完成了側(cè)壁層的制作。步驟105，參見(jiàn)圖5，在NMOS管多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行 離子注入，從而形成NMOS管的漏極和源極。首先利用光刻定義出要進(jìn)行離子注入的NMOS源漏區(qū)域；然后，按照定義出的區(qū)域 進(jìn)行N型離子的注入，步驟104中形成的側(cè)壁層能夠用于保護(hù)溝道。N型離子注入后形成的結(jié)深比步驟103中進(jìn)行LDD注入后形成的結(jié)深略大。步驟106，參見(jiàn)圖6，在PMOS管多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行 離子注入，從而形成PMOS管的漏極和源極。同樣，先利用光刻定義出要進(jìn)行離子注入的PMOS管源漏區(qū)域；然后，按照定義出 的區(qū)域進(jìn)行P型離子的注入，步驟104中形成的側(cè)壁層能夠用于保護(hù)溝道。P型離子注入后形成的結(jié)深比步驟103中進(jìn)行LDD注入后形成的結(jié)深略大。至此，完成了 NMOS管和PMOS管的漏極、源極的制作。步驟107，參見(jiàn)圖7，在襯底表面沉積介質(zhì)層，并采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝(CMP)將介 質(zhì)層研磨至多晶硅柵極的表面。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)沉積介質(zhì)層之前，還可進(jìn)一步沉積一層鉬化鎳(NiPt)，由于襯 底的主要材料為硅，鎳離子與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可生成硅鎳化合物，從而降低襯底表面的電 阻。步驟108，參見(jiàn)圖8，將NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極去除。采用氫氧化四甲基銨(TMAH)對(duì)多晶硅柵極進(jìn)行刻蝕，從而將NMOS管和PMOS管的 多晶硅柵極去除。步驟109，參見(jiàn)圖9，沉積第一功函數(shù)NMOS柵極金屬，并采用CMP將第一功函數(shù) NMOS柵極金屬研磨至介質(zhì)層的表面。其中，隨著第一功函數(shù)NMOS柵極金屬的沉積，第一功函數(shù)NMOS柵極金屬被填充至NMOS管和PMOS管中去除多晶硅柵后暴露的溝槽中，第一功函數(shù)NMOS柵極金屬為氮化鈦，用 于在后續(xù)步驟形成NMOS管的金屬柵極。步驟110，參見(jiàn)圖10，在NMOS管上方施加第一掩膜(圖未示出)，對(duì)PMOS管中所填 充的第一功函數(shù)NMOS柵極金屬進(jìn)行刻蝕。其中，由于NMOS上方施加有第一掩膜，采用標(biāo)準(zhǔn)清洗溶液(SCl)可將PMOS管中所 填充的第一功函數(shù)NMOS柵極金屬去除，而保留NMOS管中的第一功函數(shù)NMOS柵極金屬，需 要說(shuō)明的是，SCl為標(biāo)準(zhǔn)清洗溶液的名稱，其為氨水(NH4OH)、雙氧水(H2O2)和水(H2O)的混 合物。步驟111，參見(jiàn)圖11，沉積第二功函數(shù)PMOS柵極金屬，并采用CMP將第二功函數(shù) PMOS柵極金屬研磨至介質(zhì)層的表面。第二功函數(shù)PMOS柵極金屬為鉭鋁化合物，用于在后續(xù)步驟形成PMOS管的金屬柵 極。步驟112，參見(jiàn)圖12，沉積柵電極(gate electrode)金屬，并采用CMP將柵電極金 屬研磨至介質(zhì)層的表面。其中，柵電極金屬為金屬鋁(Al)，柵電極金屬和第一功函數(shù)NMOS柵極金屬共同構(gòu) 成NMOS管的金屬柵極，柵電極金屬和第二功函數(shù)PMOS柵極金屬共同構(gòu)成PMOS管的金屬柵 極。需要說(shuō)明的是，在步驟109中，也可沉積第二功函數(shù)PMOS柵極金屬，用于在后續(xù) 步驟中形成PMOS管的金屬柵極，然后在步驟110中，在PMOS管上方施加掩膜，采用SCl對(duì) NMOS管中所填充的第二功函數(shù)PMOS柵極金屬進(jìn)行刻蝕，然后在步驟111中，沉積第一功函 數(shù)NMOS柵極金屬，用于在后續(xù)步驟中形成NMOS管的金屬柵極。至此，完成了 NMOS管和PMOS管的金屬柵極的制作。然而，在上述步驟108中，將NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極去除后，多晶硅柵極 之下的阻擋層暴露在空氣中，由于阻擋層的成分為氮化鈦，而氮化鈦容易被空氣中的氧氣 所氧化，氮化鈦被氧化后會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，當(dāng)在氮化鈦之上沉積功函數(shù)柵極金屬和金屬鋁 而形成金屬柵極后，金屬柵極的底部寬度小于上部寬度，從而降低了半導(dǎo)體器件的性能，進(jìn) 一步地，由于金屬柵極的底部寬度和上部寬度存在差異，從而難以對(duì)半導(dǎo)體器件的金屬柵 極的寬度進(jìn)行精確地控制，有可能會(huì)使得半導(dǎo)體器件之間的性能差異比較大。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，能夠提高半導(dǎo)體器件的性能， 并降低半導(dǎo)體器件之間的性能差異。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種半導(dǎo)體器件的制作方法，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的淺溝槽隔離區(qū)STI， 并在有源區(qū)分別形成N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管、P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS管的依 次位于襯底上的高介電常數(shù)柵氧化層、氮化鈦?zhàn)钃鯇雍团R時(shí)多晶硅柵極后，該方法包括形成位于NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層；在NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極的輔助側(cè)壁層兩側(cè)的襯底上進(jìn)行輕摻雜漏 LDD注入
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形成位于NMOS管和PMOS管的輔助側(cè)壁層兩側(cè)的側(cè)壁層；分別在NMOS管和PMOS管的側(cè)壁層兩側(cè)的襯底上進(jìn)行離子注入，形成NMOS管和 PMOS管的漏極和源極；在襯底上形成表面與臨時(shí)多晶硅柵極的表面高度相同的介質(zhì)層；去除NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極；在NMOS管的氮化鈦?zhàn)钃鯇由铣练e第一功函數(shù)NMOS柵極金屬；在PMOS管的氮化鈦?zhàn)钃鯇由铣练e第二功函數(shù)PMOS柵極金屬；在介質(zhì)層之上沉積柵電極金屬，并采用CMP將柵電極金屬研磨至介質(zhì)層的表面。所述柵電極金屬為金屬鋁或鋁合金。所述形成輔助側(cè)壁層的方法包括在襯底表面沉積氮化鈦或氮化鉭，并對(duì)氮化鈦 或氮化鉭進(jìn)行刻蝕。所述沉積氮化鈦或氮化鉭的方法包括采用化學(xué)氣相沉積工藝CVD、原子層沉積 工藝ALD或物理氣相沉積工藝PVD對(duì)氮化鈦或氮化鉭進(jìn)行沉積。NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層的厚度為10埃至100埃。所述形成側(cè)壁層的方法包括在襯底表面依次沉積二氧化硅和/或氮化硅，并對(duì) 二氧化硅和/或氮化硅進(jìn)行刻蝕。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的STI，并在有源區(qū)分別形 成NMOS管、PMOS管的依次位于襯底上的高介電常數(shù)柵氧化層、氮化鈦?zhàn)钃鯇雍团R時(shí)多晶硅 柵極后，形成NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層，由于阻擋層和輔助側(cè) 壁層會(huì)被空氣中的氧氣所氧化而發(fā)生收縮現(xiàn)象，當(dāng)在后續(xù)步驟中在阻擋層之上沉積功函數(shù) 柵極金屬和柵電極金屬而形成金屬柵極后，金屬柵極的底部和上部會(huì)發(fā)生相同或相近程度 的收縮，也就是說(shuō)，金屬柵極的底部寬度和上部寬度沒(méi)有差異，從而提高了半導(dǎo)體器件的性 能，同時(shí)，降低了半導(dǎo)體器件之間的性能差異。


圖1 圖12為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件的制作方法的過(guò)程剖面示意圖。圖13為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體器件的制作方法的流程圖。圖14 圖沈本發(fā)明中半導(dǎo)體器件的制作方法的實(shí)施例的過(guò)程剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明所述方案作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。圖13為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體器件的制作方法的流程圖。如圖13所示，該 方法包括以下步驟步驟201，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的STI，并在有源區(qū)分別形成NMOS管、 PMOS管的依次位于襯底上的高介電常數(shù)柵氧化層、氮化鈦?zhàn)钃鯇雍团R時(shí)多晶硅柵極后，形 成NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層。步驟202，在NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的襯底上進(jìn)行LDD注入。步驟203，形成位于NMOS管和PMOS管的輔助側(cè)壁層兩側(cè)的側(cè)壁層。
步驟204，分別在NMOS管和PMOS管的側(cè)壁層兩側(cè)的襯底上進(jìn)行離子注入，形成 NMOS管和PMOS管的漏極和源極。步驟205，在襯底上形成表面與臨時(shí)多晶硅柵極的表面高度相同的介質(zhì)層。步驟206，去除NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極。步驟207，在NMOS管的氮化鈦?zhàn)钃鯇由铣练e第一功函數(shù)NMOS柵極金屬。步驟208，在PMOS管的氮化鈦?zhàn)钃鯇由铣练e第二功函數(shù)PMOS柵極金屬。步驟209，在介質(zhì)層之上沉積柵電極金屬，并采用CMP將柵電極金屬研磨至介質(zhì)層 的表面。至此，本流程結(jié)束。下面通過(guò)一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖14 圖沈?yàn)楸景l(fā)明中半導(dǎo)體器件的制作方法的實(shí)施例的過(guò)程剖面示意圖，該 方法主要包括步驟301，參見(jiàn)圖14，提供一襯底，在襯底上形成N阱、P阱以及STI。步驟302，參見(jiàn)圖15，在襯底表面生長(zhǎng)高介電常數(shù)絕緣材料作為柵氧化層，在柵氧 化層之上沉積阻擋層，阻擋層的成分氮化鈦，然后在阻擋層之上沉積多晶硅，利用光刻、刻 蝕和離子注入等工藝在P阱上方形成NMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，在N阱上方形成PMOS管 的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述多晶硅柵極結(jié)構(gòu)包括由多晶硅構(gòu)成的多晶硅柵極以及位于多晶硅柵 極下方的柵氧化層和阻擋層。至此，完成了 NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的制作。需要說(shuō)明的是，在后續(xù)步驟中，多晶硅柵極會(huì)被去除，因此，本發(fā)明所涉及的多晶 硅柵極也可稱為臨時(shí)多晶硅柵極。步驟303，參見(jiàn)圖16，在襯底表面沉積氮化鈦或氮化鉭，并對(duì)氮化鈦或氮化鉭進(jìn)行 刻蝕，形成NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的輔助側(cè)壁層。在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用化學(xué)氣相沉積工藝(CVD)、原子層沉積工藝(ALD)或物理 氣相沉積工藝(PVD)對(duì)氮化鈦或氮化鉭進(jìn)行沉積。所沉積的氮化鈦或氮化鉭的厚度為10埃至100埃。需要說(shuō)明的是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，增加了輔助側(cè)壁層，輔助側(cè)壁層和阻擋層的成分 相同或相近，輔助側(cè)壁層也會(huì)被空氣中的氧氣所氧化而發(fā)生收縮現(xiàn)象，當(dāng)在阻擋層之上沉 積功函數(shù)柵極金屬和金屬鋁而形成金屬柵極后，金屬柵極的底部和上部會(huì)發(fā)生相同或相近 程度的收縮，也就是說(shuō)，金屬柵極的底部寬度和上部寬度沒(méi)有差異，這樣，就可根據(jù)輔助側(cè) 壁層和阻擋層受到氧化后的收縮特性，預(yù)先對(duì)所定義的金屬柵極的寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦龃螅?從而提高了半導(dǎo)體器件的性能，同時(shí)，同一批產(chǎn)品中每個(gè)半導(dǎo)體器件的金屬柵極的寬度都 可控，降低了半導(dǎo)體器件之間的性能差異。即使預(yù)先對(duì)金屬柵極的寬度沒(méi)有進(jìn)行地增大，由于金屬柵極的上部寬度和下部寬 度沒(méi)有差異，半導(dǎo)體器件的性能基本也未收到影響。步驟304，參見(jiàn)圖17，在NMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行LDD 注入，在PMOS管多晶硅柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行LDD注入。步驟305，參見(jiàn)圖18，在襯底表面依次沉積二氧化硅和/或氮化硅，并對(duì)二氧化硅和/或氮化硅進(jìn)行刻蝕，形成NMOS管和PMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁層。其中，側(cè)壁層包括第一側(cè)壁層和第二側(cè)壁層，第一側(cè)壁層為二氧化硅，第二側(cè)壁層 為刻蝕后的氮化硅。至此，完成了側(cè)壁層的制作。步驟306，參見(jiàn)圖19，在NMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上 進(jìn)行離子注入，從而形成NMOS管的漏極和源極。步驟307，參見(jiàn)圖20，在PMOS管的多晶硅柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上 進(jìn)行離子注入，從而形成PMOS管的漏極和源極。至此，完成了 NMOS管和PMOS管的漏極、源極的制作。步驟308，參見(jiàn)圖21，在襯底表面沉積介質(zhì)層，并采用CMP將介質(zhì)層研磨至多晶硅 柵極的表面。步驟309，參見(jiàn)圖22，采用TMAH同時(shí)對(duì)NMOS管PMOS管的多晶硅柵極進(jìn)行刻蝕。步驟310，參見(jiàn)圖23，沉積第一功函數(shù)NMOS柵極金屬，并采用CMP將第一功函數(shù) NMOS柵極金屬研磨至介質(zhì)層的表面。第一功函數(shù)NMOS柵極金屬為氮化鈦，用于在后續(xù)步驟形成NMOS的金屬柵極。步驟311，參見(jiàn)圖M，在NMOS上方施加第二掩膜(圖未示出)，對(duì)PMOS中所填充的 第一功函數(shù)NMOS柵極金屬進(jìn)行刻蝕。其中，采用SCl對(duì)第一功函數(shù)NMOS柵極金屬進(jìn)行刻蝕。步驟312，參見(jiàn)圖25，沉積第二功函數(shù)PMOS柵極金屬，并采用CMP將第二功函數(shù) PMOS柵極金屬研磨至介質(zhì)層的表面。第二功函數(shù)PMOS柵極金屬為鉭鋁化合物，用于在后續(xù)步驟形成PMOS管的金屬柵 極。步驟313，參見(jiàn)圖26，沉積柵電極金屬，并采用CMP將柵電極金屬研磨至介質(zhì)層的表面。其中，柵電極金屬為金屬鋁或鋁合金，當(dāng)柵電極金屬為金屬鋁時(shí)，金屬鋁和第一功 函數(shù)NMOS柵極金屬共同構(gòu)成NMOS的金屬柵極，金屬鋁和第二功函數(shù)PMOS柵極金屬共同構(gòu) 成PMOS管的金屬柵極。以上步驟305至303與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不予贅述。至此，本流程結(jié)束。可見(jiàn)，在本發(fā)明中，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的STI，并在有源區(qū)分別形成 NMOS管、PMOS管的依次位于襯底上的高介電常數(shù)柵氧化層、氮化鈦?zhàn)钃鯇雍团R時(shí)多晶硅柵 極后，形成NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層，由于阻擋層和輔助側(cè) 壁層會(huì)被空氣中的氧氣所氧化而發(fā)生收縮現(xiàn)象，當(dāng)在后續(xù)步驟中在阻擋層之上沉積功函數(shù) 金屬和柵電極金屬而形成金屬柵極后，金屬柵極的底部和上部會(huì)發(fā)生相同或相近程度的收 縮，也就是說(shuō)，金屬柵極的底部寬度和上部寬度沒(méi)有差異，從而提高了半導(dǎo)體器件的性能， 同時(shí)，降低了半導(dǎo)體器件之間的性能差異。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制作方法，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的淺溝槽隔離區(qū)STI， 并在有源區(qū)分別形成N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管、P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS管的依 次位于襯底上的高介電常數(shù)柵氧化層、氮化鈦?zhàn)钃鯇雍团R時(shí)多晶硅柵極后，其特征在于，該 方法包括形成NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層；在NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極的輔助側(cè)壁層兩側(cè)的襯底上進(jìn)行輕摻雜漏LDD 注入形成位于NMOS管和PMOS管的輔助側(cè)壁層兩側(cè)的側(cè)壁層；分別在NMOS管和PMOS管的側(cè)壁層兩側(cè)的襯底上進(jìn)行離子注入，形成NMOS管和PMOS 管的漏極和源極；在襯底上形成表面與臨時(shí)多晶硅柵極的表面高度相同的介質(zhì)層；去除NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極；在NMOS管的氮化鈦?zhàn)钃鯇由铣练e第一功函數(shù)NMOS柵極金屬；在PMOS管的氮化鈦?zhàn)钃鯇由铣练e第二功函數(shù)PMOS柵極金屬；在介質(zhì)層之上沉積柵電極金屬，并采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝CMP將柵電極金屬研磨至介 質(zhì)層的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述柵電極金屬為金屬鋁或鋁合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成輔助側(cè)壁層的方法包括在襯底 表面沉積氮化鈦或氮化鉭，并對(duì)氮化鈦或氮化鉭進(jìn)行刻蝕。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述沉積氮化鈦或氮化鉭的方法包括采 用化學(xué)氣相沉積工藝CVD、原子層沉積工藝ALD或物理氣相沉積工藝PVD對(duì)氮化鈦或氮化鉭 進(jìn)行沉積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè) 的輔助側(cè)壁層的厚度為10埃至100埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成側(cè)壁層的方法包括在襯底表面 依次沉積二氧化硅和/或氮化硅，并對(duì)二氧化硅和/或氮化硅進(jìn)行刻蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，在襯底內(nèi)形成用于隔離有源區(qū)的淺溝槽隔離區(qū)STI，并在有源區(qū)分別形成N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管、P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS管的依次位于襯底上的高介電常數(shù)柵氧化層、氮化鈦?zhàn)钃鯇雍团R時(shí)多晶硅柵極后，形成NMOS管和PMOS管的臨時(shí)多晶硅柵極兩側(cè)的輔助側(cè)壁層。采用該方法能夠提高半導(dǎo)體器件的性能，同時(shí)，降低半導(dǎo)體器件之間的性能差異。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102097382SQ20091020149
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者寧先捷 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司