[发明专利]NMOS金属栅极晶体管的形成方法在审

专利信息
申请号: 201310342569.1 申请日: 2013-08-07
公开(公告)号: CN104347377A 公开(公告)日: 2015-02-11
发明(设计)人: 张海洋;李凤莲 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L21/28 分类号: H01L21/28;H01L21/336
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 骆苏华
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: nmos 金属 栅极 晶体管 形成 方法
【权利要求书】:

1.一种NMOS金属栅极晶体管的形成方法,其特征在于,包括:

提供衬底;

在所述衬底上形成伪栅结构,所述伪栅结构包括:栅介质层、位于栅介质层上的含氮扩散阻挡层、和位于含氮扩散阻挡层上的伪栅极;

在所述衬底上形成层间介质层,所述层间介质层和伪栅极的上表面齐平;

去除所述伪栅极,形成底部露出所述含氮扩散阻挡层的沟槽;

去除所述伪栅极之后,使所述含氮扩散阻挡层暴露于含N等离子体环境中,以对所述含氮扩散阻挡层进行等离子体处理;

进行所述等离子体处理之后,在所述沟槽内形成金属栅极。

2.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,将含N2的气体等离子体化产生所述含N等离子体。

3.根据权利要求2所述的形成方法,其特征在于,所述等离子体处理步骤是在等离子体蚀刻机台中进行,工艺参数包括:N2的流量为50至500sccm,压强为5至100mTorr,电源功率为50至500W,时间为5至600s,温度为室温。

4.根据权利要求2所述的形成方法,其特征在于,所述等离子体处理步骤是在灰化机台中进行,工艺参数包括:N2的流量为500至10000sccm,压强为100至2000mTorr,电源功率为500至5000W,时间为10至600s,温度为100至400℃。

5.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述含氮扩散阻挡层的材料为TiN。

6.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,去除所述伪栅极的方法为干法刻蚀。

7.根据权利要求6所述的形成方法,其特征在于,去除所述伪栅极之后,进行所述等离子体处理之前,还包括:对所述沟槽底部进行等离子体刻蚀,以去除所述干法刻蚀步骤在含氮扩散阻挡层表面上所形成的聚合物。

8.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,利用含氟等离子体对所述沟槽底部进行等离子体刻蚀。

9.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,所述等离子体刻蚀包括:利用含氮等离子体对所述沟槽底部进行第一等离子体刻蚀;第一等离子体刻蚀之后,利用含氟等离子体对所述沟槽底部进行第二等离子体刻蚀。

10.根据权利要求8或9所述的形成方法,其特征在于,将含氟气体等离子体化产生所述含氟等离子体,所述含氟气体至少包括CF4、NF3、SF6中的一种。

11.根据权利要求9所述的形成方法,其特征在于,将含N2的气体等离子体化,产生所述第一等离子体刻蚀步骤中的含氮等离子体。

12.根据权利要求11所述的形成方法,其特征在于,所述第一等离子体刻蚀的工艺参数包括:N2的流量为50至500sccm,压强为5至100mTorr,电源功率为50至500W,偏置功率为10至500W,时间为5至600s。

13.根据权利要求12所述的形成方法,其特征在于,将含CF4的气体等离子体化产生所述含氟等离子体,所述第二等离子体刻蚀的工艺参数包括:CF4的流量为10至200sccm,压强为2至100mTorr,电源功率为50至500W,偏置功率为0至500W,时间为5至300s。

14.根据权利要求6所述的形成方法,其特征在于,去除所述伪栅极的方法包括:

在所述层间介质层及伪栅极上形成氧化硅层、位于氧化硅层上的金属硬掩模层、和位于金属硬掩模层上的光刻胶层;

对所述光刻胶层进行图形化,以在所述光刻胶层内形成开口,所述开口与伪栅极的位置对应;

以具有开口的光刻胶层为掩模对所述金属硬掩模层及氧化硅层进行图形化,以露出所述伪栅极;

去除光刻胶层之后,以图案化的所述金属硬掩模层及图案化的氧化硅层为掩模进行干法刻蚀,以去除所述伪栅极。

15.根据权利要求6所述的形成方法,其特征在于,去除所述伪栅极的方法包

括:

在所述层间介质层及伪栅极上形成氧化硅层、和位于氧化硅层上的光刻胶层;

对所述光刻胶层及氧化硅层进行图形化,以露出所述伪栅极;

以图案化的所述光刻胶层及图案化的氧化硅层为掩模进行干法刻蚀,以去除所述伪栅极;

去除所述伪栅极之后,去除光刻胶层。

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