PMOS的金属栅的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种PMOS的金属栅的制造方法，包括：步骤一、形成P型功函数金属层；步骤二、采用PVD工艺沉积N型功函数金属层，在栅极沟槽的底部表面之上N型功函数金属层具有山丘状形貌；步骤三、采用保形生长工艺形成第一顶部阻挡子层，第一顶部阻挡子层将N型功函数金属层在栅极沟槽角落处的尖角区域完全填充；步骤四、采用PVD轰击处理工艺生长第二顶部阻挡子层，利用PVD轰击处理工艺的垂直轰击增强第一顶部阻挡子层的原子密度以及将中间区域的第一和第二顶部阻挡子层的材料溅射到栅极沟槽的角落处并使栅极沟槽中的开口形貌呈U型；步骤五、形成第三和第四顶部阻挡子层。步骤六、形成金属导电材料层。本发明专利技术能降低金属栅的金属材料扩散。属材料扩散。属材料扩散。

【技术实现步骤摘要】
PMOS的金属栅的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别是涉及一种PMOS的金属栅(metal gate，MG)的制造方法。

技术介绍

[0002]对于28nm/22nm技术节点的CMOS而言，后高K/金属栅极(high
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k and metal gate last)技术已经广泛地应用于CMOS器件中，其主要原因是避免高温处理工艺对器件的损伤。且缩小CMOS器件栅极介电层的等效氧化层厚度(EOT)。
[0003]然而，在目前的后高K介电层/后金属栅极技术中，金属栅的金属导电材料层通常采用铝，铝扩散一直是影响器件可靠性和性能的主要问题之一，对介质层时变击穿(Time
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Dependent Dielectric Breakdown，TDDB)、负偏压温度不稳定性(Negative
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bias temperature instability，NBTI)、正偏压温度不稳定性(Positive
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bias temperature instabi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PMOS的金属栅的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、形成P型功函数金属层，所述P型功函数金属层形成于栅极沟槽的底部表面和侧面；步骤二、采用PVD工艺沉积N型功函数金属层，所述N型功函数金属层形成于所述P型功函数金属层的表面上，在所述栅极沟槽的底部表面之上，所述N型功函数金属层具有位于所述栅极沟槽的中间区域的厚度厚以及位于所述栅极沟槽的侧面处的厚度薄的山丘状形貌，所述山丘状形貌使得所述N型功函数金属层在所述栅极沟槽的角落处具有小于90度的尖角；步骤三、采用保形生长工艺在所述N型功函数金属层的表面形成第一顶部阻挡子层，利用保形生长的特性使得所述第一顶部阻挡子层将所述N型功函数金属层在所述栅极沟槽角落处的尖角区域完全填充；步骤四、采用PVD轰击处理工艺生长第二顶部阻挡子层，所述PVD轰击处理工艺在生长所述第二顶部阻挡子层的同时增加了垂直偏压实现对所述第一顶部阻挡子层和所述第二顶部阻挡子层的垂直轰击，以增强所述第一顶部阻挡子层的原子密度并使得沉积在所述栅极沟槽的底部表面上的中间区域的所述第一顶部阻挡子层和所述第二顶部阻挡子层的材料溅射到所述栅极沟槽的角落处，以增加所述栅极沟槽的角落处的所述第一顶部阻挡子层和所述第二顶部阻挡子层的叠加层的厚度并使所述栅极沟槽中所述第二顶部阻挡子层的开口形貌呈U型；步骤五、采用PVD工艺依次形成第三顶部阻挡子层和第四顶部阻挡子层；由所述第一顶部阻挡子层、所述第二顶部阻挡子层、所述第三顶部阻挡子层和所述第四顶部阻挡子层叠加形成顶部阻挡层；步骤六、形成金属导电材料层将所述栅极沟槽完全填充。2.如权利要求1所述的PMOS的金属栅的制造方法，其特征在于：步骤二中，所述N型功函数金属层的材料包括TiAl。3.如权利要求1所述的PMOS的金属栅的制造方法，其特征在于：步骤三中，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾招钦，张瑜，方精训，鲍宇，徐建华，
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：