[發(fā)明專利]具有金屬柵極的半導(dǎo)體器件的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210424674.5
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103794483A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鳳蓮;倪景華;隋運(yùn)奇
• 申請（專利權(quán)）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;H01L21/8244
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種具有金屬柵極的半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有高K介電層，所述半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管區(qū)域及第二晶體管區(qū)域，所述第一晶體管區(qū)域及第二晶體管區(qū)域中一個為PMOS晶體管區(qū)域，另一個為NMOS晶體管區(qū)域；

在所述高K介電層上形成偽柵極，所述偽柵極的一部分設(shè)置在預(yù)形成PMOS晶體管金屬柵極所在位置，另一部分設(shè)置在預(yù)形成NMOS晶體管金屬柵極所在位置；

去除所述偽柵極中對應(yīng)所述第一晶體管區(qū)域的部分，以形成第一溝槽；

進(jìn)行清洗，以去除剩余偽柵極側(cè)壁上的雜質(zhì)，在剩余偽柵極的側(cè)壁形成金屬硅化物；

在所述第一溝槽內(nèi)形成第一金屬柵極；

去除剩余偽柵極，以形成第二溝槽；

在所述第二溝槽內(nèi)形成第二金屬柵極，所述第一金屬柵極與第二金屬柵極之間被所述金屬硅化物隔開。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一溝槽的形成方法包括：

在所述偽柵極上形成硬掩模層；

對所述硬掩模層及偽柵極進(jìn)行圖形化處理，以去除所述硬掩模層及偽柵極中對應(yīng)所述第一晶體管區(qū)域的部分；

在剩余偽柵極的側(cè)壁形成金屬硅化物的方法包括：

在剩余硬掩模層及高K介電層上形成接觸金屬層；

進(jìn)行退火，與剩余偽柵極側(cè)壁接觸的接觸金屬層與剩余偽柵極發(fā)生反應(yīng)，以在剩余偽柵極的側(cè)壁形成金屬硅化物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，在剩余偽柵極的側(cè)壁形成金屬硅化物之后，去除沒有發(fā)生反應(yīng)的接觸金屬層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述硬掩模層的材料為氮化鈦或氮化鉭。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述偽柵極的材料為多晶硅。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，利用氫氟酸溶液進(jìn)行所述清洗。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述金屬硅化物為硅化鈦、硅化鈷或硅化鎳。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述金屬硅化物的厚度為1nm-10nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述第一金屬柵極的形成方法包括：

在剩余硬掩模層、金屬硅化物及第一溝槽上形成第一金屬層；

利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對所述第一金屬層及剩余硬掩模層進(jìn)行平坦化處理，剩余的填充在第一溝槽內(nèi)的第一金屬層構(gòu)成所述第一金屬柵極。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第一金屬層至少由一層金屬構(gòu)成。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二金屬柵極的形成方法包括：

在所述第一金屬柵極、金屬硅化物及第二溝槽上形成第二金屬層；

利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對所述第二金屬層進(jìn)行平坦化處理，剩余的填充在第二溝槽內(nèi)的第二金屬層構(gòu)成所述第二金屬柵極。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述第二金屬層至少由一層金屬構(gòu)成。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述高K介電層與半導(dǎo)體襯底之間形成有界面層，所述高K介電層與偽柵極之間形成有保護(hù)層。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述界面層的材料為氧化硅，所述保護(hù)層的材料為氮化鈦。