[发明专利]高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法

权利要求书

1.一种高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，包括：

提供一半导体基板；

形成一栅极结构于该半导体基板之上，该栅极结构包括一虚置介电层及一虚置栅极设置于该虚置介电层之上；

自该栅极结构移除该虚置栅极和虚置介电层，由此形成一沟槽；

形成一界面层于该半导体基板上；

形成一高介电常数介电层于该界面层之上，部分地填入该沟槽；

形成一阻挡层于该高介电常数介电层之上，部分地填入该沟槽；

形成一顶盖层于该阻挡层之上，部分地填入该沟槽；

实施一退火工艺；

移除该顶盖层；

形成一金属层于该阻挡层之上，且填入该沟槽的剩余部分；以及

实施一化学机械研磨法以移除该沟槽外部的各层。

2.如权利要求1所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该顶盖层具有一厚度不大于100埃。

3.如权利要求1所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该顶盖层形成于一温度环境中低于约530℃。

4.如权利要求3所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该顶盖层包括一非晶硅层、一氮化硅层、以及一旋转涂布介电层的其中之一。

5.如权利要求1所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该顶盖层为顺应性地形成于该阻挡层之上。

6.如权利要求1所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该金属层包括一p-型功函数金属层和一n-型功函数金属层的其中之一。

7.如权利要求1所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该退火工艺实施于一温度范围介于约700℃至约1000℃。

8.一种高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，包括：

提供一半导体基板；

形成一栅极结构于该半导体基板之上，该栅极结构包括一虚置介电层及一虚置栅极设置于该虚置介电层之上；

形成一层间介电层于该半导体基板和该栅极结构之上；

实施一第一化学机械研磨法于该层间介电层，以露出该虚置栅极；

自该栅极结构移除该虚置栅极和虚置介电层，由此形成一沟槽；

形成一界面层位于该沟槽的一底部部分；

形成一高介电常数介电层于该界面层之上，部分地填入该沟槽；

形成一阻挡层于该高介电常数介电层之上，部分地填入该沟槽；

形成一顺应顶盖层于该阻挡层之上；

之后实施一退火工艺；

移除该顶盖层；

形成一金属层于该阻挡层之上，且填入该沟槽的剩余部分；以及

实施一第二化学机械研磨法以移除该沟槽外部的各层，由此形成一金属栅极。

9.如权利要求8所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该顶盖层形成于一温度低于约530℃，以及一实质上无氧的环境中。

10.如权利要求8所述的高介电常数介电层和/或金属栅极元件的制造方法，其中该沟槽具有一开口低于约28纳米。