[發明專利]制造金屬柵極半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201210281316.3
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN103367132A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 鐘升鎮;朱鳴;林俊銘;楊寶如;莊學理
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

1.一種方法，包括：

提供襯底，在所述襯底上設置有柵極介電層；

在所述柵極介電層上形成三層元件，其中，所述三層元件包括第一保護層、第二保護層以及介于所述第一保護層和所述第二保護層之間的金屬柵極層；以及

利用所述三層元件形成nFET柵極結構和pFET柵極結構中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，利用所述三層元件形成柵極結構包括圖案化所述第一保護層并將經圖案化的第一保護層用作掩模元件來圖案化所述金屬柵極層。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述nFET柵極結構和所述pFET柵極結構中的至少一種包括形成具有所述金屬柵極層和所述第二保護層的柵極結構。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，形成柵極結構包括形成具有所述柵極介電層、所述金屬柵極層和所述第二保護層的nFET柵極結構。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，形成柵極結構包括形成具有I/O氧化物層、所述金屬柵極層和所述第二保護層的輸入/輸出(I/O)柵極結構。

6.一種半導體器件制造方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成高k介電層；

在所述高k介電層上形成多個層，所述多個層包括第一保護層、第二保護層以及介于所述第一保護層和所述第二保護層之間的金屬柵極層；

圖案化所述第一保護層；

利用經圖案化的第一保護層來圖案化所述金屬柵極層，從而提供第一部件；

同時蝕刻所述第一保護層和所述第二保護層，在蝕刻之后，在所述金屬柵極層的所述第一部件下方設置所述第二保護層；以及

形成柵極結構，所述柵極結構包括所述高k介電層、所述金屬柵極層的所述第一部件以及所述第二保護層。

7.根據權利要求6所述的方法，還包括：

形成第三保護層，其中，所述第三保護層位于所述高k介電層下方。

8.根據權利要求6所述的方法，還包括：

在蝕刻所述第一保護層和所述第二保護層之后，形成第三保護層，其中，所述第三保護層位于所述高k柵極介電層上方。

9.一種半導體器件制造方法，包括：

提供襯底，在所述襯底上具有柵極介電層；

形成第一層，所述第一層包含氧化鑭和氧化鋁中的至少一種；

在所述第一層上形成金屬柵極層；

在所述金屬柵極層上形成第二層，其中，所述第二層與所述第一層具有基本上相同的組分；

圖案化所述第二層，使得所述第二層設置在所述襯底的第一區域上；

將經圖案化的第二層用作掩模元件來蝕刻所述金屬柵極層，其中，在所述襯底的所述第一區域中設置蝕刻后的金屬柵極層；

在蝕刻所述金屬柵極層之后，從所述襯底的所述第一區域移除所述第二層，并從所述襯底的第二區域移除所述第一層；以及

在所述第一區域中形成第一柵極結構，其中，所述第一柵極結構包括所述柵極介電層、所述金屬柵極層和所述第一層。

10.根據權利要求9所述的方法，還包括：

在所述襯底的所述第二區域中的所述柵極介電層上沉積第三層，其中，所述第三層設置在所述襯底的所述第二區域中的所述柵極介電層上；以及

在所述第二區域中形成第二柵極結構，其中，所述第二柵極結構包括所述柵極介電層和所述第三層，所述第二柵極結構提供nFET柵極結構和pFET柵極結構中的一種，而所述第一柵極結構提供nFET柵極結構和pFET柵極結構中的另一種。