[发明专利]具有金属栅极叠层的半导体器件的制作方法

权利要求书

1.一种具有金属栅极叠层的半导体器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在半导体衬底上形成至少两个浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构顶部高于半导体衬底表面，在所述半导体衬底上形成栅介质层；

在所述浅沟槽隔离结构、栅介质层上形成填充层，所述填充层覆盖所述浅沟槽隔离结构顶部，去除部分所述填充层以使所述浅沟槽隔离结构顶部与相邻两个浅沟槽隔离结构之间的填充层表面位于同一高度；

在所述填充层及浅沟槽隔离结构上形成多晶硅层，去除部分所述多晶硅层以在所述浅沟槽隔离结构及相邻两个浅沟槽隔离结构之间的填充层上形成多晶硅虚拟栅极，在所述多晶硅虚拟栅极的两侧形成侧墙；

在所述栅介质层、多晶硅虚拟栅极及其侧墙上依次形成硬掩膜层、氧化硅层，依次去除部分氧化硅层、硬掩膜层直至露出所述多晶硅虚拟栅极的顶部；

去除所述多晶硅虚拟栅极，在所述氧化硅层及多晶硅虚拟栅极上依次形成高K栅介质层、金属层，使所述高K栅介质层、金属层填充在所述多晶硅虚拟栅极去除后所形成的沟槽内，去除部分所述金属层、高K栅介质层直至所述硬掩膜层顶部露出，以形成金属栅极叠层。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述去除部分填充层步骤中包括：利用化学机械抛光工艺去除所述填充层直至所述浅沟槽隔离结构顶部露出，利用适于选择性地刻蚀所述填充层的研磨液来进行所述化学机械抛光过程。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述填充层的材质为多晶硅。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述浅沟槽隔离结构包括形成在半导体衬底内的浅沟槽及填充在所述浅沟槽内的氧化硅。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述化学机械抛光过程中，对材质为多晶硅的填充层的刻蚀速率与对所述浅沟槽隔离结构中的氧化硅的刻蚀速率之比大于10。

6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述研磨液为氧化硅研磨液或氧化铈研磨液。

7.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述填充层的材质为多晶硅，所述化学机械抛光过程中，抛光速度低于抛光压力低于2psi，磨头、转盘的转速低于30rpm。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述去除部分氧化硅层、硬掩膜层步骤中包括：利用化学机械抛光工艺去除所述氧化硅层、硬掩膜层直至所述多晶硅虚拟栅极的顶部露出，所述化学机械抛光过程中包括一次或多次抛光过程。

9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述金属层包括一层金属或多层材质不同的金属。