The present invention provides a method of forming a high K metal gate devices, through the use of LPCVD technology to replace the method of thermal oxidation of forming a sacrificial oxide layer, reduces the fit between the density of the sacrificial oxide layer and the substrate, the sacrificial oxide layer is removed in the wet etching time will be reduced and the concentration of wet acid corrosion will be reduced, thus reducing the interlayer dielectric layer damage, and reduce the negative impact on the substrate interface layer, high K metal gate and substrate insulation increases, improve the high carrier mobility of K metal gate devices.
【技术实现步骤摘要】
形成高K金属栅极器件的方法
本专利技术涉及半导体制造领域,且特别涉及一种形成高K金属栅极器件的方法。
技术介绍
随着晶体管尺寸的不断缩小,高K金属栅极(HKMG)技术几乎已经成为45纳米以下级别制程的必备技术。不过在制作HKMG结构晶体管的工艺方面,业内却存在两大各自固执己见的不同阵营,分别是以IBM为代表的前栅极(Gate-first)工艺流派和以Intel为代表的后栅极(Gate-last)工艺流派,尽管两大阵营均自称只有自己的工艺才是最适合制作HKMG晶体管的技术,但一般来说使用Gate-first工艺实现HKMG结构的难点在于如何控制沟道金属氧化物半导体管的门限电压;而Gate-1ast工艺的难点则在于工艺较复杂,芯片的管芯密度同等条件下要比Gate-first工艺低,需要设计方积极配合修改电路设计才可以达到与Gate-first工艺相同的管芯密度级别。不管使用Gate-first和Gate-1ast哪一种工艺,制造出的高介电(high_k)绝绝缘层对提升晶体管的性能均有重大的意义。high-k技术不仅能够大幅减小栅极的漏电量,而且由于high-k绝缘层的等效氧化物厚度较薄,因此还能有效降低栅极电容。这样晶体管的关键尺寸便能得到进一步的缩小,而管子的驱动能力也能得到有效的改善。不过采用high-k绝缘层的晶体管与采用硅氧化物绝缘层的晶体管相比,在改善沟道载流子迁移率方面稍有不利。现有的高K金属栅极器件的制作工艺的主要步骤如下:提供半导体衬底;使用热氧化工艺方法形成牺牲氧化层;在牺牲氧化层上生长多晶硅层;通过干法刻蚀形成多晶硅虚拟栅极结构;在 ...
【技术保护点】
一种形成高K金属栅极器件的方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,采用LPCVD工艺在所述半导体衬底上形成牺牲氧化层;在所述牺牲氧化层上形成多晶硅层;依次刻蚀所述多晶硅层、牺牲氧化层,形成由剩余的牺牲氧化层和多晶硅层堆叠的多晶硅虚拟栅极结构;在所述的多晶硅虚拟栅极的两侧形成侧墙;对所述多晶硅虚拟栅极结构两侧的半导体衬底进行源/漏极离子注入,形成源/漏极;在所述半导体衬底上形成层间介电层,所述层间介电层暴露出所述侧墙及多晶硅虚拟栅极结构的顶部;依次移除所述多晶硅虚拟栅极结构中的多晶硅层和牺牲氧化层,采形成一开口;在所述开口中依次填充氧化层、高K介质层和金属层,形成高K金属栅极结构。
【技术特征摘要】
1.一种形成高K金属栅极器件的方法,其特征在于,包括: 提供半导体衬底,采用LPCVD工艺在所述半导体衬底上形成牺牲氧化层; 在所述牺牲氧化层上形成多晶硅层; 依次刻蚀所述多晶硅层、牺牲氧化层,形成由剩余的牺牲氧化层和多晶硅层堆叠的多晶硅虚拟栅极结构; 在所述的多晶硅虚拟栅极的两侧形成侧墙; 对所述多晶硅虚拟栅极结构两侧的半导体衬底进行源/漏极离子注入,形成源/漏极; 在所述半导体衬底上形成层间介电层,所述层间介电层暴露出所述侧墙及多晶硅虚拟栅极结构的顶部; 依次移除所述多晶硅虚拟栅极结构中的多晶硅层和牺牲氧化层,采形成一开口 ; 在所述开口中依次填充氧化层、高K介质层和金属层,形成高K金属栅极结构。2.如权利要求1所述的形成高K金属栅极器件的方法,其特征在于:所述牺牲氧化层是氧化硅,厚度为5?25埃。3.如权利要求1所述的形成高K金属栅极器件的方法,其特征在于:所述LPCVD工艺的气压为3?8torr、温度为380?500摄氏度、反应物为TEOS和03。4.如权利要求1所述的形成高K金属栅极器件的方法,其特征在于:所述刻蚀多晶硅层的方法为干法刻蚀。5.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢欣云,
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:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。