[发明专利]金属栅极晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种金属栅极晶体管的形成方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，多晶硅晶体管由于漏电流大、功耗大等问题，已经不能满足小尺寸半导体工艺的要求。因此，提出了金属栅极晶体管。现有一种金属栅极晶体管的形成方法包括：

如图1所示，提供衬底1，在衬底1正面上形成伪栅极2；如图2所示，在衬底1正面上形成第一层间介质层3，对第一层间介质层3进行化学机械研磨直至露出伪栅极2；如图3所示，去除伪栅极2（结合图2所示）以形成沟槽（未标识）之后，形成金属栅极叠层4，金属栅极叠层4覆盖第一层间介质层3并填充沟槽；如图4所示，对金属栅极叠层4进行化学机械研磨直至露出第一层间介质层3，以在沟槽内形成金属栅极5；如图5所示，在第一层间介质层3及金属栅极5上形成第二层间介质层6。

但是，在实际应用中发现，利用现有金属栅极晶体管形成方法所形成的金属栅极晶体管性能不佳。因此，亟需提供一种改进的金属栅极晶体管形成方法来解决以上问题。

发明内容

本发明要问题是：利用现有金属栅极晶体管形成方法所形成的金属栅极晶体管性能不佳。

为解决上述问题，本发明提供了一种改进的金属栅极晶体管的形成方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底正面上形成伪栅极；

在所述衬底正面上形成第一层间介质层，对所述第一层间介质层进行平坦化直至露出所述伪栅极；

去除所述伪栅极以形成沟槽；

形成金属栅极叠层，覆盖所述第一层间介质层并填充所述沟槽，对所述金属栅极叠层进行平坦化以在所述沟槽内形成金属栅极；

形成所述金属栅极之后，对所述衬底正面进行边缘清洁处理，以使所述衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层被去除；

对所述衬底正面进行边缘清洁处理包括：形成光刻胶层，覆盖所述衬底正面和金属栅极；对所述光刻胶层进行洗边处理，以去除所述光刻胶层的边缘部分、并露出所述环形区域上的金属栅极叠层；以洗边处理后的所述光刻胶层为掩模，去除所述环形区域上的金属栅极叠层；去除所述环形区域上的金属栅极叠层之后，去除洗边处理后的所述光刻胶层。

可选的，去除所述环形区域上的金属栅极叠层的方法为：湿法刻蚀。

可选的，所述湿法刻蚀所采用的刻蚀剂为：氢氟酸溶液。

可选的，所述氢氟酸溶液的质量百分比浓度为1%至49%。

可选的，所述湿法刻蚀的工艺参数包括：刻蚀时间为2至4min，刻蚀剂的流速为1至2L/min，刻蚀温度为室温。

可选的，所述洗边处理为WEE处理或EBR处理。

可选的，去除洗边处理后的所述光刻胶层的方法为：湿法刻蚀。

可选的，所述湿法刻蚀所采用的刻蚀剂为：N-甲基-2-四氢吡咯酮。

可选的，所述预定距离大于等于3mm。

可选的，所述金属栅极叠层包括功函数层和位于功函数层上方的金属栅极层。

可选的，所述金属栅极层的材料为Al或W。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

由于增加了对衬底正面进行边缘清洁处理的步骤，使得衬底侧壁至预定距离的环形区域上的金属栅极叠层有被去除，之后在第一层间介质层上形成第二层间介质层时，第二层间介质层能够牢靠地附着在衬底上，消除了第二层间介质层的边缘部分和金属栅极叠层剥离的问题，防止了第二层间介质层和金属栅极叠层会脱落，进而能够提高金属栅极晶体管的性能。

附图说明

图1至图6是现有金属栅极晶体管形成方法中金属栅极晶体管在制作过程中的剖面结构示意图；

图7至图14是本发明的实施例中金属栅极晶体管在制作过程中的剖面结构示意图。

具体实施方式

技术术语解释：衬底正面边缘为距离衬底侧壁X mm的环形区域，其中，X大于零。

发明人经过努力钻研，发现造成现有技术中金属栅极晶体管性能不佳的原因为：