金属栅极晶体管的形成方法技术

一种金属栅极晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在衬底正面上形成伪栅极；在衬底正面上形成第一层间介质层，进行平坦化直至露出伪栅极；去除伪栅极以形成沟槽；形成金属栅极叠层，覆盖第一层间介质层并填充沟槽，进行平坦化以在沟槽内形成金属栅极；形成金属栅极之后，对衬底正面进行边缘清洁处理，以使衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层被去除。由于增加了对衬底正面进行边缘清洁处理的步骤，使得衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层有被去除，且形成第二层间介质层之后，第二层间介质层能够牢靠地附着在衬底上，因此消除了第二层间介质层的边缘部分和金属栅极叠层剥离的问题，进而能够提高晶体管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种。
技术介绍
随着半导体技术的发展，多晶硅晶体管由于漏电流大、功耗大等问题，已经不能满足小尺寸半导体工艺的要求。因此，提出了金属栅极晶体管。现有一种包括: 如图1所示，提供衬底1，在衬底I正面上形成伪栅极2 ;如图2所示，在衬底I正面上形成第一层间介质层3，对第一层间介质层3进行化学机械研磨直至露出伪栅极2 ;如图3所示，去除伪栅极2 (结合图2所示)以形成沟槽(未标识)之后，形成金属栅极叠层4，金属栅极叠层4覆盖第一层间介质层3并填充沟槽；如图4所示，对金属栅极叠层4进行化学机械研磨直至露出第一层间介质层3，以在沟槽内形成金属栅极5 ;如图5所示，在第一层间介质层3及金属栅极5上形成第二层间介质层6。 但是，在实际应用中发现，利用现有金属栅极晶体管形成方法所形成的金属栅极晶体管性能不佳。因此，亟需提供一种改进的金属栅极晶体管形成方法来解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术要问题是:利用现有金属栅极晶体管形成方法所形成的金属栅极晶体管性能不佳。 为解决上述问题，本专利技术提供了一种改进的，包括: 提供衬底； 在所述衬底正面上形成伪栅极； 在所述衬底正面上形成第一层间介质层，对所述第一层间介质层进行平坦化直至露出所述伪栅极； 去除所述伪栅极以形成沟槽； 形成金属栅极叠层，覆盖所述第一层间介质层并填充所述沟槽，对所述金属栅极叠层进行平坦化以在所述沟槽内形成金属栅极； 形成所述金属栅极之后，对所述衬底正面进行边缘清洁处理，以使所述衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层被去除； 对所述衬底正面进行边缘清洁处理包括:形成光刻胶层，覆盖所述衬底正面和金属栅极；对所述光刻胶层进行洗边处理，以去除所述光刻胶层的边缘部分、并露出所述环形区域上的金属栅极叠层；以洗边处理后的所述光刻胶层为掩模，去除所述环形区域上的金属栅极叠层；去除所述环形区域上的金属栅极叠层之后，去除洗边处理后的所述光刻胶层。 可选的，去除所述环形区域上的金属栅极叠层的方法为:湿法刻蚀。 可选的，所述湿法刻蚀所采用的刻蚀剂为:氢氟酸溶液。 可选的，所述氢氟酸溶液的质量百分比浓度为1%至49%。 可选的，所述湿法刻蚀的工艺参数包括:刻蚀时间为2至4min，刻蚀剂的流速为I至2L/min，刻蚀温度为室温。 可选的，所述洗边处理为WEE处理或EBR处理。 可选的，去除洗边处理后的所述光刻胶层的方法为:湿法刻蚀。 可选的，所述湿法刻蚀所采用的刻蚀剂为:N-甲基-2-四氢吡咯酮。 可选的，所述预定距离大于等于3mm。 可选的，所述金属栅极叠层包括功函数层和位于功函数层上方的金属栅极层。 可选的，所述金属栅极层的材料为Al或W。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: 由于增加了对衬底正面进行边缘清洁处理的步骤，使得衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层有被去除，之后在第一层间介质层上形成第二层间介质层时，第二层间介质层能够牢靠地附着在衬底上，消除了第二层间介质层的边缘部分和金属栅极叠层剥离的问题，防止了第二层间介质层和金属栅极叠层会脱落，进而能够提高金属栅极晶体管的性能。 【附图说明】 图1至图6是现有金属栅极晶体管形成方法中金属栅极晶体管在制作过程中的剖面结构示意图； 图7至图14是本专利技术的实施例中金属栅极晶体管在制作过程中的剖面结构示意图。 【具体实施方式】 技术术语解释:衬底正面边缘为距离衬底侧壁X mm的环形区域，其中，X大于零。 专利技术人经过努力钻研，发现造成现有技术中金属栅极晶体管性能不佳的原因为: 结合图1和图2所示，在衬底I正面上形成第一层间介质层3之前，由于前序多道半导体工艺步骤的影响，衬底I的正面边缘会被刻蚀以致凹陷下去，因此，如图2所示，形成第一层间介质层3之后，第一层间介质层3的边缘也会凹陷下去，且第一层间介质层3的边缘低于伪栅极2的上表面；如图3所示，形成金属栅极叠层4之后，金属栅极叠层4的边缘会凹陷下去，且部分金属栅极叠层4低于伪栅极2的上表面；如图4所示，对金属栅极叠层4进行化学机械研磨之后，大部分金属栅极叠层4会被研磨掉，但是，低于伪栅极2上表面的金属栅极叠层4部分不会被研磨掉，因而会继续残留在第一层间介质层3上方；如图5所示，在第一层间介质层3及金属栅极5上形成第二层间介质层6之后，第二层间介质层6的边缘部分与第一层间介质层3的边缘部分之间会夹杂有金属栅极叠层4。 如图5所示，由于第一层间介质层3及第二层间介质层6与金属栅极叠层4之间的黏附效果很差，导致第一层间介质层3的边缘部分、第二层间介质层6的边缘部分及金属栅极叠层4会彼此剥离开来。如图6所示，剥裂开来的边缘部分的第二层间介质层6及金属栅极叠层4，很容易一点一点地从衬底I上脱落下来，脱落下来的第二层间介质层6、金属栅极叠层4 (图6中用虚线表示)的碎屑会飞溅到衬底I正面，相当于在衬底I正面上引入了不必要的杂质，从而影响了金属栅极晶体管的性能。 例如，继续参照图6所示，形成第二层间介质层6之后，利用干法刻蚀在第二层间介质层6内形成接触孔(未标识)，接着利用离子化的物理气相沉积工艺形成覆盖第二层间介质层6、填充接触孔的Ti/TiN黏合层7。由于干法刻蚀及离子化的物理气相沉积工艺中均会存在大量高速运动的高能量离子，使得具有第一层间介质层3、金属栅极5、第二层间介质层6及金属栅极叠层4的衬底I会暴露在大量高速运动的高能量离子环境下，在高能量离子的轰击作用下，第二层间介质层6的边缘部分及金属栅极叠层4的碎屑，会飞溅到衬底正面，甚至进入接触孔内，使得在后续工艺中，接触孔内既填充有钨，还填充有第二层间介质层6及金属栅极叠层4的碎屑，或者接触孔内钨的正常填充受影响。 为了解决现有金属栅极晶体管形成方法所存在的以上问题，本专利技术提供了一种改进的金属栅极晶体管形成方法，该方法增加了对衬底正面进行边缘清洁处理的步骤，使得衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层有被去除，之后在第一层间介质层上形成第二层间介质层时，第二层间介质层能够牢靠地附着在衬底上，因此消除了第二层间介质层的边缘部分和金属栅极叠层剥离的问题，防止了第二层间介质层和金属栅极叠层会脱落，进而能够提高金属栅极晶体管的性能。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。 如图7所示，提供衬底100，在衬底100正面上形成伪栅极110。 在本实施例中，形成伪栅极110之后，还包括:在伪栅极110周围形成侧墙120，以及在伪栅极I1两侧的衬底100内形成源极130和漏极140。侧墙120、源极130和漏极140的具体形成方法可以参考现有技术，在此不再赘述。 在本实施例中，衬底100为硅衬底，伪栅极110的材料为多晶硅。在具体实施例中，伪栅极110的形成方法包括:在衬底100正面上形成多晶硅层；在所述多晶硅层上形成图形化光刻胶层；以所述图形化光刻胶层为掩模对该多晶硅层进行刻蚀，以形成伪栅极110 ；然后，去除该图形化光刻胶层。 如前所述，在形成第一层间介质层之前由于前序多道半导体工艺步骤的影响，衬底100的正面边缘会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属栅极晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底正面上形成伪栅极；在所述衬底正面上形成第一层间介质层，对所述第一层间介质层进行平坦化直至露出所述伪栅极；去除所述伪栅极以形成沟槽；形成金属栅极叠层，覆盖所述第一层间介质层并填充所述沟槽，对所述金属栅极叠层进行平坦化以在所述沟槽内形成金属栅极；形成所述金属栅极之后，对所述衬底正面进行边缘清洁处理，以使所述衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层被去除；对所述衬底正面进行边缘清洁处理包括：形成光刻胶层，覆盖所述衬底正面和金属栅极；对所述光刻胶层进行洗边处理，以去除所述光刻胶层的边缘部分、并露出所述环形区域上的金属栅极叠层；以洗边处理后的所述光刻胶层为掩模，去除所述环形区域上的金属栅极叠层；去除所述环形区域上的金属栅极叠层之后，去除洗边处理后的所述光刻胶层。

【技术特征摘要】
1.一种金属栅极晶体管的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底； 在所述衬底正面上形成伪栅极； 在所述衬底正面上形成第一层间介质层，对所述第一层间介质层进行平坦化直至露出所述伪栅极； 去除所述伪栅极以形成沟槽； 形成金属栅极叠层，覆盖所述第一层间介质层并填充所述沟槽，对所述金属栅极叠层进行平坦化以在所述沟槽内形成金属栅极； 形成所述金属栅极之后，对所述衬底正面进行边缘清洁处理，以使所述衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层被去除； 对所述衬底正面进行边缘清洁处理包括:形成光刻胶层，覆盖所述衬底正面和金属栅极；对所述光刻胶层进行洗边处理，以去除所述光刻胶层的边缘部分、并露出所述环形区域上的金属栅极叠层；以洗边处理后的所述光刻胶层为掩模，去除所述环形区域上的金属栅极叠层；去除所述环形区域上的金属栅极叠层之后，去除洗边处理后的所述光刻胶层。2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，去除所述环形区域上的金属栅极叠层的方法为:湿法刻蚀。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕新，
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