一种高压器件的金属栅结构及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种高压器件的金属栅结构及其制作方法，在有源区上形成栅氧层；在栅氧层上形成伪栅极；伪栅极由彼此间隔排列的多个多晶硅结构构成；在多个多晶硅结构的侧壁以及多晶硅结构之间的栅氧层上形成保护层；覆盖绝缘层以填充多晶硅结构之间的区域，被填充的区域形成绝缘结构；去除多晶硅结构形成凹槽；形成金属层；金属层覆盖绝缘结构并填充凹槽；对金属层表面进行研磨，绝缘结构、保护层以及金属层构成表面平坦化的金属栅极。本发明专利技术的金属栅结构及其制作方法，在保留高压器件金属栅大面积的前提下，同时能避免金属栅被过多研磨，消除由此产生的负效应，提高器件的性能。提高器件的性能。提高器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高压器件的金属栅结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种高压器件的金属栅结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着晶体管的尺寸不断的缩小，HKMG(高K介质金属栅极)逐步取代原有的二氧化硅绝缘层+多晶硅栅的配置，成为28nm以下制程不可或缺的一部分。
[0003]金属栅制程通常先采用PVD(物理气相沉积)或CVD(化学气相沉积)的方式沉积金属，然后通过化学机械研磨(CMP)磨去多余的金属，保留需要的金属栅部分。
[0004]而化学机械研磨制程，对于不同尺寸的金属栅，会产生不同的研磨效果(Pattern Loading)，过大的金属栅会被过多的研磨，造成碗状厚度偏低的现象(Dishing)。所以，通常在HKMG制程中，对金属栅尺寸都会有一定的限制，来避免过大的金属栅面积。
[0005]而在高压器件制程中，由于高压特殊需求，金属栅不可避免的会存在面积过大的问题，无法通过设计规则限制尺寸。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种高压器件的金属栅结构及其制作方法，用于解决现有技术中由于高压器件的金属栅结构面积大，导致研磨过程中产生过研磨，并引起器件负效应的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种高压器件的金属栅结构的制作方法，至少包括：
[0008]步骤一、提供硅基底，所述硅基底上设有有源区，在所述有源区上形成栅氧层；在所述栅氧层上形成伪栅极；所述伪栅极由彼此间隔排列的多个多晶硅结构构成；
[0009]步骤二、在所述多个多晶硅结构的侧壁以及多晶硅结构之间的栅氧层上形成保护层；
[0010]步骤三、覆盖绝缘层以填充所述多晶硅结构之间的区域，被填充的区域形成绝缘结构；
[0011]步骤四、去除所述多晶硅结构形成凹槽；
[0012]步骤五、形成金属层；所述金属层覆盖所述绝缘结构并填充所述凹槽；
[0013]步骤六、对所述金属层表面进行研磨，所述绝缘结构、所述保护层以及金属层构成表面平坦化的金属栅极。
[0014]优选地，步骤一中在所述栅氧层上形成所述伪栅极的方法为：先在所述有源区上形成覆盖所述栅氧层的多晶硅层；之后刻蚀所述多晶硅层形成所述伪栅极。
[0015]优选地，步骤二中在所述多个多晶硅结构的侧壁形成所述保护层的方法包括：一、沉积一层覆盖所述多个多晶硅结构表面及覆盖所述多晶硅结构之间的所述栅氧层表面的保护层；二、经过光刻和刻蚀去除所述多个多晶硅结构顶部的保护层，保留所述多个多晶硅
结构的侧壁及所述多晶硅结构之间的所述栅氧层表面的所述保护层。
[0016]优选地，步骤三中形成所述绝缘层之前，先在所述栅氧层两侧的所述有源区上表面还形成有NiSi层。
[0017]优选地，步骤三中的所述绝缘层为氧化硅层或氮化硅层。
[0018]优选地，步骤六中的所述研磨为化学机械研磨。
[0019]本专利技术提供一种高压器件的金属栅结构，至少包括：
[0020]硅基底；设于所述硅基底上的有源区；所述有源区上形成有栅氧层；所述栅氧层两侧的所述有源区上形成有NiSi层；所述栅氧层上形成有相互间隔的绝缘结构；所述绝缘结构之间的区域为凹槽；所述凹槽的侧壁以及所述绝缘结构的底部形成有保护层；所述凹槽中填充有金属；所述绝缘结构、所述保护层以及金属层构成表面平坦化的金属栅极。
[0021]如上所述，本专利技术的高压器件的金属栅结构及其制作方法，具有以下有益效果：本专利技术的金属栅结构及其制作方法，在保留高压器件金属栅大面积的前提下，同时能避免金属栅被过多研磨，消除由此产生的负效应，提高器件的性能。
附图说明
[0022]图1显示为本专利技术中在硅基底上形成有源、栅氧层及伪栅极后的结构示意图；
[0023]图2显示为本专利技术中形成保护层后的结构示意图；
[0024]图3显示为本专利技术中形成绝缘结构及金属层后的结构示意图；
[0025]图4显示为本专利技术中形成表面平坦化的金属栅极后的结构示意图；
[0026]图5显示为本专利技术中的伪栅极光罩示意图。
具体实施方式
[0027]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0028]请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]本专利技术提供一种高压器件的金属栅结构的制作方法，至少包括以下步骤：
[0030]步骤一、提供硅基底，所述硅基底上设有有源区，在所述有源区上形成栅氧层；在所述栅氧层上形成伪栅极；所述伪栅极由彼此间隔排列的多个多晶硅结构构成；如图1所示，图1显示为本专利技术中在硅基底上形成有源、栅氧层及伪栅极后的结构示意图。该步骤一中的所述硅基底上设有有源区01，在所述有源区01上形成栅氧层02；在所述栅氧层02上形成伪栅极；所述伪栅极由彼此间隔排列的多个多晶硅结构03构成。
[0031]本专利技术进一步地，本实施例的步骤一中在所述栅氧层02上形成所述伪栅极的方法为：先在所述有源区01上形成覆盖所述栅氧层02的多晶硅层；之后刻蚀所述多晶硅层形成所述伪栅极。本实施例在刻蚀所述多晶硅层之前，先在所述多晶硅层上涂光刻胶，之后利用
如图5所示的光罩08进行曝光，之后进行显影，最后刻蚀形成所述多个多晶硅结构03。图5显示为本专利技术中伪栅极光罩示意图。
[0032]步骤二、在所述多个多晶硅结构的侧壁以及多晶硅结构之间的栅氧层上形成保护层；如图2所示，图2显示为本专利技术中形成保护层后的结构示意图。该步骤二中在所述多个多晶硅结构03的侧壁以及多晶硅结构03之间的栅氧层02上形成所述保护层04。
[0033]本专利技术进一步地，本实施例的步骤二中在所述多个多晶硅结构的侧壁形成所述保护层的方法包括：一、沉积一层覆盖所述多个多晶硅结构表面及覆盖所述多晶硅结构03之间的所述栅氧层02表面的保护层；二、经过光刻和刻蚀去除所述多个多晶硅结构03顶部的保护层04，保留所述多个多晶硅结构的侧壁及所述多晶硅结构之间的所述栅氧层表面的所述保护层04。
[0034]步骤三、覆盖绝缘层以填充所述多晶硅结构之间的区域，被填充的区域形成绝缘结构；如图3所示，图3显示为本专利技术中形成绝缘结构及金属层后的结构示意图。该步骤三中覆盖绝缘层以填充所述多晶硅结构之间的区域，被填充的区域形成绝缘结构06。
[0035]本专利技术进一步地，本实施例的步骤三中的所述绝缘层为氧化硅层或氮化硅层。
[0036]优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压器件的金属栅结构的制作方法，其特征在于，至少包括：步骤一、提供硅基底，所述硅基底上设有有源区，在所述有源区上形成栅氧层；在所述栅氧层上形成伪栅极；所述伪栅极由彼此间隔排列的多个多晶硅结构构成；步骤二、在所述多个多晶硅结构的侧壁以及多晶硅结构之间的栅氧层上形成保护层；步骤三、覆盖绝缘层以填充所述多晶硅结构之间的区域，被填充的区域形成绝缘结构；步骤四、去除所述多晶硅结构形成凹槽；步骤五、形成金属层；所述金属层覆盖所述绝缘结构并填充所述凹槽；步骤六、对所述金属层表面进行研磨，所述绝缘结构、所述保护层以及金属层构成表面平坦化的金属栅极。2.根据权利要求1所述的高压器件的金属栅结构的制作方法，其特征在于：步骤一中在所述栅氧层上形成所述伪栅极的方法为：先在所述有源区上形成覆盖所述栅氧层的多晶硅层；之后刻蚀所述多晶硅层形成所述伪栅极。3.根据权利要求1所述的高压器件的金属栅结构的制作方法，其特征在于：步骤二中在所述多个多晶硅结构的侧壁形成所述保护层的方法包括：一、沉积一层覆盖所述多个多晶硅结构表面及覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏禹，何志斌，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：