[發明專利]柵極結構的形成方法以及柵極結構

有效

• 申請號: 201410437368.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105448915B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 徐建華;張子瑩
• 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: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;駱蘇華

1.一種柵極結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底具有NMOS區域以及PMOS區域；

在所述襯底的NMOS區域以及PMOS區域上形成介質層，并在所述介質層中分別形成位于所述NMOS區域以及PMOS區域的第一開口和第二開口；在襯底以及所述第一開口和第二開口中形成第一功函數層；

去除部分第一功函數層，僅保留位于第一開口中的第一功函數層，以形成NMOS器件的功函數層；

在形成NMOS器件的功函數層的步驟之后，分別在所述第二開口中以及第一開口中的第一功函數層上形成第二功函數層，所述第二功函數層作為PMOS器件的功函數層以及NMOS區域和PMOS區域的擴散阻擋層；

形成填充所述第一開口、第二開口的柵極。

2.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成第一功函數層的步驟包括：采用鈦鋁、摻碳的鈦鋁或者摻碳的鉭鋁作為所述第一功函數層的材料。

3.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成NMOS器件的功函數層的步驟包括：采用濕法刻蝕的方式去除部分第一功函數層，以形成所述NMOS器件的功函數層。

4.如權利要求3所述的形成方法，其特征在于，濕法刻蝕的刻蝕劑中包含SC1。

5.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成第二功函數層的步驟包括，形成氮化鈦或者氮化鈦硅材料的第二功函數層。

6.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成第二功函數層的步驟包括，形成厚度范圍在25～60埃的第二功函數層。

7.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，采用原子層沉積的方式形成所述第一功函數層以及第二功函數層。

8.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成柵極的步驟包括：形成金屬柵極。

9.如權利要求8所述的形成方法，其特征在于，形成金屬柵極的步驟包括：形成鎢柵極。

10.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成第一開口、第二開口的步驟之后，形成第一功函數層的步驟之前，所述形成方法還包括：在所述第一開口、第二開口中依次形成高K介質層、蓋帽層以及停止層。

11.如權利要求10所述的形成方法，其特征在于，形成氧化鉿材料的高K介質層。

12.如權利要求10所述的形成方法，其特征在于，形成氮化鈦材料的蓋帽層。

13.如權利要求10所述的形成方法，其特征在于，形成氮化鉭材料的停止層。

14.一種柵極結構，其特征在于，所述柵極結構由權利要求1至權利要求13任意一項所述的柵極結構的形成方法形成，包括：

襯底，所述襯底具有NMOS區域以及PMOS區域；

位于襯底上的介質層，所述介質層在所述NMOS區域以及PMOS區域的部分分別具有第一開口、第二開口；

所述第一開口中具有作為NMOS器件的功函數層的第一功函數層；

位于所述第一開口中的第一功函數層上以及第二開口中的第二功函數層，所述第二功函數層用作PMOS器件的功函數層，還用作NMOS區域以及PMOS區域的擴散阻擋層；

填充于所述第一開口、第二開口的柵極。

15.如權利要求14所述的柵極結構，其特征在于，所述第一功函數層的材料為鈦鋁、摻碳的鈦鋁或者摻碳的鉭鋁。

16.如權利要求14所述的柵極結構，其特征在于，所述第二功函數層的材料為氮化鈦或者氮化鈦硅。