0%?30%。
[0075]在本發(fā)明的其他實施例中，當(dāng)半導(dǎo)體襯底上形成有第一偽柵和第二偽柵時，形成凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，去除第一偽柵后形成第一凹槽，去除第二偽柵后形成第二凹槽。
[0076]參考圖10，形成填充滿凹槽210 (參考圖9)的金屬柵極213。
[0077]所述金屬柵極213包括位于凹槽210 (參考圖9)側(cè)壁和底部表面的高K柵介質(zhì)層211和位于高K柵介質(zhì)層211上的金屬柵電極212，所述金屬柵電極212填充滿凹槽。
[0078]高K 柵介質(zhì)層 211 的材料為 Hf02、Ti02、HfZr0、HfSiN0、Ta205、Zr02、ZrSi02、Al203、SrT13或BaSrT1。本實施例中，所述高K柵介質(zhì)層211的材料為Hf02。
[0079]金屬柵電極212的材料為W、Al、Cu、T1、Ag、Au、Pt、Ni中的一種或幾種。本實施例中，金屬柵電極212的材料為W。
[0080]在本發(fā)明的其他實施例中，當(dāng)半導(dǎo)體襯底上形成有第一偽柵和第二偽柵時，形成凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，去除第一偽柵后形成第一凹槽，去除第二偽柵后形成第二凹槽，相應(yīng)的形成的金屬柵極包括第一金屬柵極和第二金屬柵極，所述第一金屬柵極填充滿第一凹槽，第二金屬柵極填充滿第二凹槽。
[0081 ] 在本發(fā)明的其他實施例中，在形成高K柵介質(zhì)層后，在所述高K柵介質(zhì)層形成功能金屬層，以調(diào)節(jié)晶體管的功函數(shù)；然后在功能金屬層上形成金屬柵電極。
[0082] 雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種金屬柵極的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成若干偽柵，每個偽柵包括位于半導(dǎo)體襯底上的底層填充層，位于底層填充層上的刻蝕停止層，位于刻蝕停止層上的頂層填充層； 在所述偽柵的側(cè)壁上形成側(cè)墻； 形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和側(cè)墻表面的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的表面與偽柵的頂部表面齊平； 采用第一干法刻蝕工藝去除所述頂層填充層，以刻蝕停止層作為停止層； 采用第二干法刻蝕工藝去除所述刻蝕停止層，暴露出底層填充層的表面； 采用濕法刻蝕工藝去除所述底層填充層，形成凹槽，所述凹槽暴露出半導(dǎo)體襯底表面； 形成填充滿凹槽的金屬柵極。2.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述刻蝕停止層的材料與頂層填充層和底層填充層的材料不相同。3.如權(quán)利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述底層填充層的材料與頂層填充層的材料相同或不相同。4.如權(quán)利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述刻蝕停止層的材料為SiN或S1N,頂層填充層的材料為多晶娃或無定形娃,底層填充層的材料為多晶娃或無定形硅。5.如權(quán)利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述頂層填充層的厚度大于刻蝕停止層和底層填充層的總厚度。6.如權(quán)利要求5所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述頂層填充層的厚度為400?600埃，刻蝕停止層的厚度為25?50埃，底層填充層的厚度為50?100埃。7.如權(quán)利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，頂層填充層厚度為偽柵總厚度的1/8?1/6。8.如權(quán)利要求1或6所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第一干法刻蝕采用的氣體為HBr和O2, HBr流量為10sccm至500sccm, O2流量為Isccm至50sccm,反應(yīng)腔室壓強為I _托至50 _托，源功率為300瓦至1500瓦，偏置功率為50瓦至200瓦。9.如權(quán)利要求1或6所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第二干法刻蝕的參數(shù)采用的氣體為CHF3和O2, CHF3流量為50sccm至400sccm, O2流量為Isccm至50sccm,反應(yīng)腔室壓強為I毫托至100毫托，源功率為500瓦至1500瓦，偏置功率為50瓦至200瓦。10.如權(quán)利要求1或6所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕采用的刻蝕溶液為TMAH，TMAH的質(zhì)量百分比濃度為20%?30%。11.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述偽柵的形成過程為:在所述半導(dǎo)體襯底上形成底層填充材料層；在所述底層填充材料層上形成刻蝕停止材料層；在所述刻蝕停止材料層上形成頂層填充材料層；在所述底層填充材料層上形成圖形化的硬掩膜層；以所述圖形化的硬掩膜層為掩膜，依次刻蝕所述頂層填充材料層、刻蝕停止材料層和底層填充材料層，在所述半導(dǎo)體襯底上形成偽柵，所述偽柵包括位于半導(dǎo)體襯底上的底層填充層，位于底層填充層上的刻蝕停止層，位于刻蝕停止層上的頂層填充層。12.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在形成介質(zhì)層之前，還包括:以所述偽柵和側(cè)墻為掩膜，對所述偽柵和側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底進行離子注入，在偽柵和側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源/漏區(qū)。13.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在形成介質(zhì)層之前，還包括:以所述偽柵和側(cè)墻為掩膜，刻蝕偽柵和側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底，在偽柵和側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)形成應(yīng)力源/漏區(qū)。14.如權(quán)利要求13所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述應(yīng)力源/漏區(qū)為壓應(yīng)力源/漏區(qū)或拉應(yīng)力源/漏區(qū)。15.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括高K柵介質(zhì)層和位于高K柵介質(zhì)層上的金屬柵電極。16.如權(quán)利要求15所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，高K柵介質(zhì)層的材料為HfO2, Ti02、HfZrO, HfSiNO, Ta2O5> ZrO2, ZrS12, Al2O3' SrT13 或 BaSrT1017.如權(quán)利要求15所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，金屬柵電極的材料為W、Al、Cu、T1、Ag、Au、Pt、Ni 中的一種或幾種。18.如權(quán)利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述偽柵包括第一偽柵和第二偽柵，若干第一偽柵位于第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底上；在形成介質(zhì)層之前，還包括:以所述第一偽柵和側(cè)墻為掩膜，對所述第一偽柵和側(cè)墻兩側(cè)的第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底進行第一離子注入，在第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底形成第一源/漏區(qū)，第一源/漏區(qū)被注入第一類型的雜質(zhì)離子，在第一注入過程中第一偽柵的頂層填充層中也會被注入第一類型的雜質(zhì)離子；以所述第二偽柵和側(cè)墻為掩膜，對所述第二偽柵和側(cè)墻兩側(cè)的第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底進行第二離子注入，在第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底形成第二源/漏區(qū)，第二源/漏區(qū)被注入第二類型的雜質(zhì)離子，在第二離子注入過程中第二偽柵的頂層填充層中也會被注入第二類型雜質(zhì)離子。19.如權(quán)利要求18所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，第一區(qū)域上第一偽柵的密度與第二區(qū)域上第二偽柵的密度不相同。20.如權(quán)利要求18所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，第一區(qū)域的不同位置的第一偽柵的密度不相同，第二區(qū)域的不同位置的第二偽柵的密度不相同。
【專利摘要】一種金屬柵極的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成若干偽柵，每個偽柵包括位于半導(dǎo)體襯底上的底層填充層，位于底層填充層上的刻蝕停止層，位于刻蝕停止層上的頂層填充層；在所述偽柵的側(cè)壁上形成側(cè)墻；形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和側(cè)墻表面的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的表面與偽柵的頂部表面齊平；采用第一干法刻蝕工藝去除所述頂層填充層，以刻蝕停止層作為停止層；采用第二干法刻蝕工藝去除所述刻蝕停止層，暴露出底層填充層的表面；采用濕法刻蝕工藝去除所述底層填充層，形成凹槽，所述凹槽暴露出半導(dǎo)體襯底表面；形成填充滿凹槽的金屬柵極。本發(fā)明的方法提高去除偽柵的刻蝕工藝的穩(wěn)定性和均勻性。
【IPC分類】H01L21/28
【公開號】CN105575788
【申請?zhí)枴緾N201410553899
【發(fā)明人】毛剛
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月17日