[发明专利]一种半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括：

步骤a)：提供半导体衬底，在所述半导体衬底的NMOS区和PMOS区上形成由自下而上层叠的界面层、高k介电层、覆盖层和牺牲栅极材料层构成的叠层结构；

步骤b)：去除位于所述PMOS区的牺牲栅极材料层以形成凹槽；

步骤c)：在所述凹槽中形成第一金属栅极；

步骤d)：部分去除位于所述NMOS区的牺牲栅极材料层；

步骤e)：采用第一远端等离子体蚀刻工艺去除位于所述NMOS区的牺牲栅极材料层的剩余部分，形成另一凹槽，所述蚀刻避免对所述覆盖层和高k介电层产生损伤，所述第一远端等离子体蚀刻的蚀刻气体包括H₂；

步骤f)：采用第二远端等离子体蚀刻工艺去除露出的所述覆盖层表面的残留物质，所述第二远端等离子体蚀刻的蚀刻气体包括NF₃和H₂；

步骤g)：在所述另一凹槽中形成第二金属栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)包括：形成仅覆盖所述NMOS区的光刻胶层；以所述光刻胶层为掩膜，采用干法蚀刻工艺实施所述去除；采用灰化工艺去除所述光刻胶层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述干法蚀刻的工艺参数包括：蚀刻气体HBr的流量为20-500sccm，压力为2-40mTorr，功率为100-2000W。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d)包括：形成仅覆盖所述PMOS区的另一光刻胶层；以所述另一光刻胶层为掩膜，采用另一干法蚀刻工艺实施所述部分去除。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述另一干法蚀刻的工艺参数包括：蚀刻气体为HBr和O₂，HBr的流量为50-100sccm，O₂的流量为0-10sccm，压力为2-20mTorr，源功率为100-1000W，偏置功率为20-200W。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，实施所述部分去除之后，剩余的所述牺牲栅极材料层的厚度为30-100埃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一远端等离子体蚀刻的工艺参数包括：蚀刻气体H₂的流量为100-2000sccm，温度为20-60℃，压力为0.5-2.0Torr，功率为500-5000W。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二远端等离子体蚀刻的工艺参数包括：蚀刻气体为NF₃和H₂，NF₃的流量为5-50sccm，H₂的流量为100-2000sccm，温度为20-60℃，压力为0.5-2.0Torr，功率为500-5000W。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤f)之后及所述步骤g)之前，还包括采用灰化工艺去除所述另一光刻胶层的步骤。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b)之前，还包括下述步骤：在所述叠层结构的两侧形成侧壁结构；在所述侧壁结构两侧的半导体衬底中形成源/漏区；在所述侧壁结构两侧的PMOS区中形成嵌入式锗硅层；在所述嵌入式锗硅层的顶部以及所述源/漏区上形成自对准硅化物；在所述半导体衬底上形成完全覆盖所述叠层结构的接触孔蚀刻停止层和层间介电层；执行化学机械研磨以露出所述叠层结构的顶部。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在分别沉积构成所述第一金属栅极和所述第二金属栅极的材料之后，还包括执行化学机械研磨的步骤，直至露出所述层间介电层时终止。