[发明专利]一种高介电常数介质-金属栅极的制造方法

权利要求书

1.一种高介电常数介质-金属栅极的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、构造一硅片；所述硅片包括一硅基底、硅基底表面的多晶硅栅极、多晶硅栅极两侧的氮化硅侧墙、多晶硅栅极两侧的硅基底上形成的源极和漏极、所述多晶硅栅极的顶面以及源极和漏极的表面覆盖的金属硅化物、源极和漏极的表面的金属硅化物的表面覆盖的层间介质层；所述层间介质层的表面与多晶硅栅极的顶面覆盖的金属硅化物的表面位于同一水平面；

B、移除多晶硅栅极及其顶面上的金属硅化物，在多晶硅栅极原有位置形成沟槽结构，在沟槽结构两侧的层间介质的上表面以及所述沟槽结构的底部和侧壁表面淀积高k介质层；

C、在高k介质层的上表面淀积底部抗反射涂层，底部抗反射涂层完全填充所述沟槽结构；

D、对硅片进行垂直方向的干蚀刻，除去位于层间介质上表面的高k介质，以及除去沿着所述沟槽结构侧壁分布的高k介质和底部抗反射涂层，保留沟槽底部水平分布的高k介质；

E、在所述层间介质的上表面、沟槽结构的侧壁以及沟槽底部的高k介质的上表面淀积金属层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层间介质为氧化硅层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

在硅基底的上表面，依次淀积栅极氧化物层和多晶硅层；对所述多晶硅层进行选择性蚀刻，形成多晶硅栅极；在多晶硅栅极两侧的硅基底上进行低浓度离子注入形成硅衬底；在多晶硅栅极两侧构造由氮化硅构成的侧墙；对多晶硅栅极两侧的硅衬底上分别进行源极和漏极离子注入，形成源极和漏极；

在所述多晶硅栅极的顶面以及源极和漏极的表面形成金属硅化物；在硅片表面淀积氧化硅形成层间介质层；对硅片进行第一次化学机械研磨CMP，当多晶硅栅极顶面上的金属硅化物露出硅片则停止第一次CMP。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：

对硅片进行第二次CMP，当位于层间介质上表面的高k介质层硅片表面时则停止第二次CMP。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤E之后，进一步包括：在所述金属层上表面淀积多晶硅层；

对硅片进行第三次CMP，当层间介质露出硅片表面时则停止第三次CMP。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对硅片进行垂直方向的干蚀刻时，硅片所在的反应室温度为10摄氏度至100摄氏度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述干蚀刻的反应气体为四氟化碳CF₄与氧气O₂的混合气体，或者六氟化硫SF₆与氮气N₂的混合气体。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述对硅片进行垂直方向的干蚀刻，除去位于层间介质上表面的高k介质，以及除去沿着所述沟槽结构侧壁分布的高k介质和底部抗反射涂层，保留沟槽底部水平分布的高k介质的步骤包括：

在所述干蚀刻的过程中，实时检测刻蚀气体的成分，当在刻蚀气体中检测不到底部抗反射涂层的成分时，结束干蚀刻过程。

9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述对硅片进行垂直方向的干蚀刻之前进一步包括：测算出所述干蚀刻对于底部抗反射涂层的刻蚀速率，以及硅片上淀积的底部抗反射涂层的高度，用所述高度除以刻蚀速率得出去除底部抗反射涂层的时间T；

则所述干蚀刻步骤的持续时间为时间T。