[发明专利]制造金属栅极的方法

权利要求书

1.一种制造金属栅极电极的方法，所述方法包括以下步骤：

在半导体基板上形成高k介电材料；

在所述高k介电材料之上沉积高k介电帽层；

其中所述高k介电帽层是铝的阻障层；

沉积PMOS功函数层，所述PMOS功函数层具有正功函数值；

其中所述PMOS功函数层是填充层的阻障层；

沉积NMOS功函数层；

在所述NMOS功函数层之上沉积NMOS功函数帽层，其中所述NMOS帽层是填充层的阻障层；

除去至少一部分的所述PMOS功函数层或至少一部分的所述NMOS功函数层；和

沉积填充层。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：

在所述介电帽层之上沉积具有正功函数值的PMOS功函数层；

除去至少一部分的具有正功函数值的所述PMOS功函数层；

在除去至少一部分的所述PMOS功函数层后沉积NMOS功函数层；

在所述NMOS功函数层之上沉积NMOS功函数帽层；和

在所述NMOS功函数帽层之上沉积填充层。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述NMOS功函数帽层是氮化钛或氮化钛硅。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：

在所述介电帽层之上沉积NMOS功函数层；

在所述NMOS功函数层之上沉积NMOS功函数帽层；

除去至少一部分的所述NMOS功函数层；

在除去至少一部分的所述NMOS功函数层后沉积PMOS功函数层；和在所述PMOS功函数层之上沉积填充层。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述PMOS功函数层是氮化钛或氮化钛硅。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述金属栅极电极适用于鳍式场效应晶体管结构中。

7.如权利要求3所述的方法，其中沉积NMOS功函数层包括碳化钽铝、铝化钽及铝化钛的一或多者的原子层沉积，或沉积NMOS功函数层包括碳化钽铝、氮化钛硅与氮化钛铝的一或多者的原子层沉积。

8.如权利要求1所述的方法，其中沉积填充层包括元素钴、元素铝或元素钨的化学气相沉积。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

沉积氧化物吸气剂；和

除去至少一部分的所述氧化物吸气剂。

10.如权利要求9所述的方法，其中沉积所述吸气剂包括硅的RF溅射物理气相沉积或原子层沉积。

11.如权利要求9所述的方法，其中除去所述氧化物吸气剂包括干燥化学蚀刻工艺。

12.如权利要求9所述的方法，其中氧化物吸气剂的沉积及至少一部分的所述氧化物吸气剂的除去是在沉积高k介电帽层后执行。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述氧化物吸气剂的沉积及至少一部分的所述氧化物吸气剂的除去是在沉积所述NMOS功函数层后执行。

14.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：沉积蚀刻终止层。

15.如权利要求14所述的方法，其中沉积蚀刻终止层包括氮化钽的原子层沉积。

16.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：调整所述正功函数值以提供调整过的正功函数值。