一种金属栅填充的改善方法技术

本发明专利技术公开了一种在后栅工艺中，优化金属栅极填充的方法。先形成一伪栅层，再形成伪栅层侧墙；再沉积双层接触刻蚀停止层。沉积层间介质层氧化层后进行化学机械研磨露出伪栅极，然后对SiN部分进行回刻，形成台阶结构。去掉伪栅极得到凹槽，在凹槽内一次填充高介电层和金属栅极，多余的金属栅极部分通过化学机械研磨去除，形成金属栅极结构。此方法通过扩大凹槽开口降低深宽比来改善金属栅填充，金属栅的栅极宽度增大部分由后续的CMP去除，不影响金属栅最终的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种金属栅填充的改善方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种金属栅填充的改善方法。
技术介绍
业界在32nm以下的高介电常数金属栅极工艺(HKMG，High-KMetalGate)中多采用后栅工艺，由于栅极尺寸变小，金属栅填充难度增加。由于工艺的改进，现有工艺中的栅极尺寸不断的缩小，在现有的金属栅电极的制作工艺中，由于栅极的长度较小，制作栅极的开口深宽比较大，因此，在将栅电极材料沉积到栅极开口较为困难。栅极开口顶部边缘处的沉积速率总是大于底部，而导致顶部边缘的栅电极材料过厚，很容易封住栅极开口，而在底部形成空洞，上述空洞将影响栅电极的电性能。因此有必要提供一种新的金属栅电极制作方法，以避免上述产生空洞的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题提出了一种能使填充的效果更佳的金属栅填充的改善方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种金属栅填充的改善方法，包括以下步骤：S1提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上图案化形成一栅氧化层；S2在所述栅氧化层上图案化形成一伪栅层和一高度低于所述伪栅层的伪栅层侧墙；S3在所述伪栅层顶面和侧面、所述伪栅层侧墙外表面和所述半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属栅填充的改善方法，其特征在于，包括以下步骤：S1提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上图案化形成一栅氧化层；S2在所述栅氧化层上图案化形成一伪栅层和一高度低于所述伪栅层的伪栅层侧墙；S3在所述伪栅层顶面和侧面、所述伪栅层侧墙外表面和所述半导体衬底裸露上表面形成一SiN侧墙层；所述SiN侧墙层的内侧面湿法刻蚀速率大于外侧面湿法刻蚀速率；S4在所述SiN侧墙层上形成一氧化层；S5化学机械研磨所述氧化层并停止于所述伪栅层中不低于所述伪栅层侧墙顶面的位置；S6对所述SiN侧墙层进行回刻至回刻停止在所述SiN侧墙层靠近伪栅层侧墙的内侧面高度不低于伪栅层侧墙顶面的位置；S7去除所述伪栅层后形成第一复...

【技术特征摘要】
1.一种金属栅填充的改善方法，其特征在于，包括以下步骤：S1提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上图案化形成一栅氧化层；S2在所述栅氧化层上图案化形成一伪栅层和一高度低于所述伪栅层的伪栅层侧墙；S3在所述伪栅层顶面和侧面、所述伪栅层侧墙外表面和所述半导体衬底裸露上表面形成一SiN侧墙层；所述SiN侧墙层的内侧面湿法刻蚀速率大于外侧面湿法刻蚀速率；S4在所述SiN侧墙层上形成一氧化层；S5化学机械研磨所述氧化层并停止于所述伪栅层中不低于所述伪栅层侧墙顶面的位置；S6对所述SiN侧墙层进行回刻至回刻停止在所述SiN侧墙层靠近伪栅层侧墙的内侧面高度不低于伪栅层侧墙顶面的位置；S7去除所述伪栅层后形成第一复合结构；S8在所述复合结构上表面形成高K介质层和金属栅层；S9对所述金属栅层进行化学机械抛光并停止于不高于所述伪栅层侧墙顶面高度的位置，并继续后续栅极工艺以形成金属栅极。2.根据权利要求1所述的金属栅填充的改善方法，其特征在于：所述SiN侧墙层为接触刻蚀停止层。3.根据权利要求2所述的金属栅填充的改善方法，其特征在于：所述SiN侧墙层至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宇，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31