[发明专利]金属栅极的形成方法

权利要求书

1.一种金属栅极的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一晶体管区和第二晶体管区；

在所述半导体衬底上形成替代栅结构，所述替代栅结构同时位于所述第一晶体管区和第二晶体管区内；

对第一晶体管区的替代栅结构进行离子注入；

利用四甲基氢氧化铵溶液除去未被离子注入的第二晶体管区的替代栅结构，形成第二沟槽，并在所述第二沟槽内形成第二金属栅极；

除去被离子注入的第一晶体管区的替代栅结构，形成第一沟槽，并在所述第一沟槽内形成第一金属栅极。

2.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述离子注入垂直地注入到第一晶体管区的替代栅结构中，使得所述替代栅结构中离子注入的区域和未被离子注入的区域的边界与半导体衬底表面垂直。

3.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述离子注入的深度等于或大于所述替代栅结构的厚度。

4.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述离子注入的杂质离子为硼、铟、氮、磷、砷、锑、碳、氟、氯、氦、氩其中一种或几种。

5.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述替代栅结构和半导体衬底之间形成有栅介质层，所述栅介质层为氧化硅层或高K介质层。

6.如权利要求5所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，还包括，在所述栅介质层和替代栅结构之间形成阻挡层。

7.如权利要求6所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料为TiN、TaN其中的一种或两者的叠层结构。

8.如权利要求6所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，在分别除去所述第一晶体管区和第二晶体管区的替代栅结构后，所述阻挡层仍覆盖在所述对应的栅介质层的表面。

9.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述替代栅结构的材料为多晶硅。

10.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述除去第一晶体管区的替代栅结构的方法包括湿法刻蚀或干法刻蚀。

11.如权利要求10所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述除去第一晶体管区的替代栅结构的湿法刻蚀溶液为KOH溶液。

12.如权利要求10所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述除去第一晶体管区的替代栅结构的干法刻蚀为物理和化学机理共同作用的干法刻蚀工艺。

13.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述第一金属栅极和第二金属栅极为单一覆层时，所述第一金属栅极和第二金属栅极的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni其中一种或几种。

14.如权利要求1或6所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，当所述第一金属栅极和第二金属栅极为多层堆叠结构时，所述第一金属栅极和第二金属栅极包括功能层和位于功能层表面的金属栅电极层。

15.如权利要求14所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述功能层为阻挡层。

16.如权利要求14所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述功能层包括：位于栅介质层表面的所述阻挡层、位于所述阻挡层表面的补充功能层。

17.如权利要求14所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述功能层的材料为Ti、Ta、TiN、TaN、TiAl、TaC、TaSiN其中一种或几种。

18.如权利要求14所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述金属栅电极层的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni其中一种或几种。

19.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述第一晶体管区为PMOS晶体管区，所述第二晶体管区为NMOS晶体管区。

20.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于，所述第一晶体管区为NMOS晶体管区，所述第二晶体管区为PMOS晶体管区。