[發明專利]金屬柵極和MOS晶體管的形成方法

無效

• 申請號: 201110247739.9
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102956465A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 何永根
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/283
• 分類號: H01L21/283;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種金屬柵極的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，在所述襯底表面形成替代柵極結構；

在襯底上形成層間介質層，且所述層間介質層表面與替代柵極結構頂部齊平；

以層間介質層為掩膜，去除替代柵極結構，形成溝槽；

用氫氣對溝槽內的襯底表面進行處理后，在溝槽底部的襯底上形成柵介質層；

于柵介質層上形成高K介質層；

在高K介質層上形成填充滿溝槽的金屬柵極。

2.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述氫氣的流量為3slm～50slm。

3.根據權利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述氫氣處理的工藝參數為：溫度700℃～1100℃，壓力為5托～700托，時間為5秒～90秒。

4.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述柵介質層的材料為二氧化硅或氮氧化硅。

5.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成柵介質層的方法為原位沉積法或熱氧化法。

6.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，用氫氣對柵介質層表面進行處理之前，還包括步驟：對柵介質層表面進行RCA清洗。

7.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，用氫氣對柵介質層表面進行處理之后，還包括步驟：對柵介質層進行退火工藝。

8.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述金屬柵極的材料為Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN、TaN、Ta、TaC、TaSiN、W、WN、WSi的一種或多種。

9.一種MOS晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，在所述襯底表面形成替代柵極結構；

以替代柵極結構為掩膜，在襯底內形成源/漏極；

在襯底上形成層間介質層，且所述層間介質層表面與替代柵極結構頂部齊平；

以層間介質層為掩膜，去除替代柵極結構，形成溝槽；

用氫氣對溝槽內的襯底表面進行處理后，在溝槽底部的襯底上形成柵介質層；

于柵介質層上形成高K介質層；

在高K介質層上形成填充滿溝槽的金屬柵極。

10.一種金屬柵極的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

用氫氣對襯底表面進行處理后，在襯底上形成柵介質層；

于柵介質層上形成高K介質層；

在所述高K介質層上形成替代柵極；

在襯底上形成層間介質層，且所述層間介質層表面與替代柵極頂部齊平；

以層間介質層為掩膜，去除替代柵極，形成溝槽；

在高K介質層上形成填充滿溝槽的金屬柵極。

11.根據權利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述氫氣的流量為3slm～50slm。

12.根據權利要求11所述的形成方法，其特征在于，所述氫氣處理的工藝參數為：溫度700℃～1100℃，壓力為5托～700托，時間為5秒～90秒。

13.根據權利要求10所述的形成方法，其特征在于，用氫氣對柵介質層表面進行處理之前，還包括步驟：對柵介質層表面進行RCA清洗。

14.根據權利要求10所述的形成方法，其特征在于，用氫氣對柵介質層表面進行處理之后，還包括步驟：對柵介質層進行退火工藝。

15.一種MOS晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

用氫氣對襯底表面進行處理后，在襯底上形成柵介質層；

于柵介質層上形成高K介質層；

在所述高K介質層上形成替代柵極；

以替代柵極為掩膜，在襯底內形成源/漏極；

在襯底上形成層間介質層，且所述層間介質層表面與替代柵極頂部齊平；

以層間介質層為掩膜，去除替代柵極，形成溝槽；

在高K介質層上形成填充滿溝槽的金屬柵極。