[發(fā)明專利]柵極結(jié)構(gòu)的形成方法以及柵極結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410437368.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105448915B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐建華;張子瑩
• 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: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;駱蘇華

本發(fā)明提供一種柵極結(jié)構(gòu)的形成方法以及柵極結(jié)構(gòu)，柵極結(jié)構(gòu)的形成方法包括提供襯底，在襯底上形成介質(zhì)層，并在介質(zhì)層中形成第一開口、第二開口；形成第一功函數(shù)層；僅保留位于第一開口中的第一功函數(shù)層，以形成NMOS器件的功函數(shù)層；分別在第二開口中以及第一開口中的第一功函數(shù)層上形成第二功函數(shù)層；形成柵極。柵極結(jié)構(gòu)包括襯底、介質(zhì)層、位于介質(zhì)層中的第一開口、第二開口；第一功函數(shù)層、第二功函數(shù)層、柵極。本發(fā)明的有益效果在于，先形成NMOS器件的功函數(shù)層有利于加快工藝進度，減少刻蝕過程中對其他半導(dǎo)體器件的影響；省去一道形成擴散阻擋層的工藝；增加了第一開口、第二開口的空間，進而有利于柵極的形成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種柵極結(jié)構(gòu)的形成方法以及柵極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步，半導(dǎo)體器件的特征尺寸逐漸變小。而半導(dǎo)體器件特征尺寸的逐漸變小給半導(dǎo)體制造工藝提出了更高的要求。

以互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件為例，這種器件包括PMOS器件以及NMOS器件，這兩種器件之間由于性質(zhì)不同，在形成柵極時的要求也不同，所以制作工藝中通常需要分別形成PMOS器件以及NMOS器件中的柵極，步驟比較復(fù)雜，這給整個CMOS器件的制作造成了影響。

因此，如何簡化并加快形成柵極結(jié)構(gòu)工藝，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種柵極結(jié)構(gòu)的形成方法以及柵極結(jié)構(gòu)，以使制作柵極結(jié)構(gòu)的工藝變得相對簡單快速。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種柵極結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供襯底，所述襯底具有NMOS區(qū)域以及PMOS區(qū)域；

在所述襯底的NMOS區(qū)域以及PMOS區(qū)域上形成介質(zhì)層，并在所述介質(zhì)層中分別形成位于所述NMOS區(qū)域以及PMOS區(qū)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(shù)層；

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

在形成NMOS器件的功函數(shù)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(shù)層上形成第二功函數(shù)層，所述第二功函數(shù)層作為PMOS器件的功函數(shù)層以及NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域的擴散阻擋層；

形成填充所述第一開口、第二開口的柵極。

可選的，形成第一功函數(shù)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(shù)層的材料。

可選的，形成NMOS器件的功函數(shù)層的步驟包括：采用濕法刻蝕的方式去除部分第一功函數(shù)層，以形成所述NMOS器件的功函數(shù)層。

可選的，濕法刻蝕的刻蝕劑中包含SC1。

可選的，形成第二功函數(shù)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(shù)層。

可選的，形成第二功函數(shù)層的步驟包括，形成厚度范圍在25～60埃的第二功函數(shù)層。

可選的，采用原子層沉積的方式形成所述第一功函數(shù)層以及第二功函數(shù)層。

可選的，形成柵極的步驟包括：形成金屬柵極。

可選的，形成金屬柵極的步驟包括：形成鎢柵極。

可選的，形成第一開口、第二開口的步驟之后，形成第一功函數(shù)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(zhì)層、蓋帽層以及停止層。

可選的，形成氧化鉿材料的高K介質(zhì)層。

可選的，形成氮化鈦材料的蓋帽層。