[發明專利]金屬柵極的形成方法

有效

• 申請號: 201210322184.4
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN103681270A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 洪中山
• 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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 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：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成若干平行的環形犧牲柵極，所述環形犧牲柵極具有第一子犧牲柵極、和第一子犧牲柵極平行的第二子犧牲柵極、以及位于第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極兩端的第三子犧牲柵極；

在所述半導體襯底上形成第一介質層，所述第一介質層的表面與環形犧牲柵極的頂部表面平齊；

在所述第一介質層上形成掩膜層，所述掩膜層具有暴露部分所述第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極的若干分立的開口；

沿開口刻蝕部分所述第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極，在第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極中形成沿長度方向分布的若干分立的凹槽；

在凹槽中填充滿金屬，形成若干分立的金屬柵極；

去除第三子犧牲柵極以及相鄰金屬柵極之間剩余的第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極，形成第三凹槽；

在第三凹槽中填充滿第二介質層。

2.如權利要求1所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述金屬柵極包括第一金屬柵極和第二金屬柵極。

3.如權利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，第一子犧牲柵極中對應形成的若干金屬柵極的類型相同或者不同。

4.如權利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，第二子犧牲柵極中對應形成的若干金屬柵極的類型相同或者不同。

5.如權利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在一個環形犧牲柵極中，第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極中形成的金屬柵極的位置相互對應，且第一子犧牲柵極和第二子犧牲柵極中同一位置形成的金屬柵極的類型相同或不同。

6.如權利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，兩相鄰的環形犧牲柵極中，兩個第一子犧牲柵極中形成的金屬柵極的位置相互對應，且兩個第一子犧牲柵極中同一位置形成的金屬柵極的類型相同或不同。

7.如權利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，兩相鄰的環形犧牲柵極中，兩個第二子犧牲柵極中形成的金屬柵極的位置相互對應，且兩個第二子犧牲柵極中同一位置形成的金屬柵極的類型相同或不同。

8.如權利要求2所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第一金屬柵極和第二金屬柵極的形成過程為：在所述第一介質層和環形犧牲柵極表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有暴露第一子犧牲柵極和/或第二子犧牲柵極部分表面的若干分立的第一開口；沿第一開口刻蝕部分所述的第一子犧牲柵極和/或第二子犧牲柵極，形成若干分立的第一凹槽；在第一凹槽中填充滿金屬，形成第一金屬柵極；去除第一掩膜層，在第一介質層、環形犧牲柵極和第一金屬柵極表面形成第二掩膜層，所述第二掩膜層具有暴露剩余的第一子犧牲柵極和/或第二子犧牲柵極部分表面的若干分立的第二開口；沿第二開口刻蝕部分所述的第一子犧牲柵極和/或第二子犧牲柵極，形成若干分立的第二凹槽；在第二凹槽中填充滿金屬，形成第二金屬柵極；去除第二掩膜層。

9.如權利要求8所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在形成第一凹槽后，還包括：在第一凹槽的底部和側壁形成第一高K介質層；在第一高K介質層表面形成第一功能層。

10.如權利要求8所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，在形成第二凹槽后，還包括：在第二凹槽的底部和側壁形成第二高K介質層；在第二高K介質層表面形成第二功能層。

11.如權利要求8所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第一開口和第二開口的寬度大于第一子犧牲柵極或第二犧牲柵極的寬度。

12.如權利要求11所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述第一開口和第二開口的寬度大于等于第一子犧牲柵極或第二犧牲柵極的寬度的1.3倍。

13.如權利要求12所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，沿第一開口和第二開口刻蝕部分所述的第一子犧牲柵極和/或第二子犧牲柵極的工藝為低偏置功率的等離子體刻蝕工藝。

14.如權利要求13所述的金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述低偏置功率的等離子刻蝕工藝的偏置功率小于等于50瓦，等離子刻蝕工藝采用的氣體為CF₄、SF₆和NF₃中的一種或幾種。