金属栅极的形成方法技术

技术编号:10052761 阅读:273 留言:0更新日期:2014-05-16 00:46
一种金属栅极的形成方法,包括:提供半导体衬底;在半导体衬底表面依次形成界面材料层、高K介质层和多晶硅层;对多晶硅层表面进行第一氮化处理,在多晶硅层表面形成氮硅化合物;第一氮化处理后,在多晶硅层上形成硬掩膜层,硬掩膜层具有暴露多晶硅层表面的氮硅化合物的开口;沿开口刻蚀所述多晶硅层、高K介质层和界面材料层,形成界面层、高K栅介质层和伪栅;在半导体衬底表面形成层间介质层,层间介质层的表面与伪栅顶部表面齐平;去除所述伪栅,形成凹槽;在凹槽中填充满金属,形成金属栅极。氮硅化合物能阻止氧元素穿过多晶硅层与半导体衬底表面的硅反应形成氧化硅,使界面材料层的厚度保持不变。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种,包括:提供半导体衬底;在半导体衬底表面依次形成界面材料层、高K介质层和多晶硅层;对多晶硅层表面进行第一氮化处理,在多晶硅层表面形成氮硅化合物;第一氮化处理后,在多晶硅层上形成硬掩膜层,硬掩膜层具有暴露多晶硅层表面的氮硅化合物的开口;沿开口刻蚀所述多晶硅层、高K介质层和界面材料层,形成界面层、高K栅介质层和伪栅;在半导体衬底表面形成层间介质层,层间介质层的表面与伪栅顶部表面齐平;去除所述伪栅,形成凹槽;在凹槽中填充满金属,形成金属栅极。氮硅化合物能阻止氧元素穿过多晶硅层与半导体衬底表面的硅反应形成氧化硅,使界面材料层的厚度保持不变。【专利说明】
本专利技术涉及半导体制作领域,特别涉及一种。
技术介绍
随着集成电路制造技术的不断发展,MOS晶体管的特征尺寸也越来越小,为了降低MOS晶体管栅极的寄生电容,提高器件速度,高K栅介电层与金属栅极的栅极叠层结构被引入到MOS晶体管中。为了避免金属栅极的金属材料对晶体管其他结构的影响,所述金属栅极与高K栅介电层的栅极叠层结构通常采用“后栅(gate last)”工艺制作。图广图4为现有技术使用“后栅”工艺形成金属栅极的方法剖面结构示意图。首先请参考图1,提供半导体衬底100,在所述半导体衬底100上依次形成界面材料层101、高K介质层102和多晶硅层103 ;在所述多晶硅层103上形成硬掩膜层104,所述硬掩膜层104具有暴露多晶娃层103表面的开口。所述界面层101的材料为氧化娃。接着,请参考图2,以所述硬掩膜层104为掩膜,依次刻蚀所述多晶硅层103、高K介质层102和界面材料层101,形成位于所述半导体衬底100上的界面层105、位于界面层105表面的高K栅介质层106、位于高K栅介质层106表面的伪栅107。接着,请参考图3,去除所示硬掩膜层104 (参考图2);在所述半导体衬底100上形成介质层108,介质层108的表面与伪栅107的表面齐平。然后,请参考图4,去除所述伪栅107(参考图3),形成凹槽;在凹槽中填充满金属,形成金属栅极109。但是,现有技术形成的界面材料层(或界面层)的厚度易发生变化,影响晶体管的稳定性。更多关于金属栅极的制作方法,请参考【专利技术者】禹国宾 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属栅极的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底;在所述半导体衬底表面依次形成界面材料层、高K介质层和多晶硅层;对所述多晶硅层表面进行第一氮化处理,在多晶硅层表面形成氮硅化合物;第一氮化处理后,在多晶硅层上形成硬掩膜层,所述硬掩膜层具有暴露多晶硅层表面的氮硅化合物的开口;沿开口刻蚀所述多晶硅层、高K介质层和界面材料层,形成位于半导体衬底表面的界面层、位于界面层上的高K栅介质层和位于高K介质层上的伪栅;在所述半导体衬底表面形成层间介质层,层间介质层的表面与伪栅顶部表面齐平;去除所述伪栅,形成凹槽;在凹槽中填充满金属,形成金属栅极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:禹国宾
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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