[发明专利]具改善阈值电压表现的取代金属栅极的集成电路及其制法

权利要求书

1.一种制造集成电路的方法，该方法包括：

提供覆于半导体基板上的介电层，该介电层具有第一凹槽和第二凹槽；

在该第一凹槽和该第二凹槽中形成栅极介电层；

形成覆于该栅极介电层上的第一阻障层；

在该第一凹槽和该第二凹槽内形成功函数材料层；

将该功函数材料层和该第一阻障层凹陷至该第一凹槽和该第二凹槽中，其中，该功函数材料层和该第一阻障层相对于该半导体基板的平坦表面形成凹形表面；

将该栅极介电层凹陷至该第一凹槽和该第二凹槽中；

沉积导电栅极电极材料，使得该导电栅极电极材料填充该第一凹槽和该第二凹槽；以及

将该导电栅极电极材料凹陷至该第一凹槽和该第二凹槽中。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在形成该第一阻障层后形成第二阻障层，其中，该第二阻障层在该第一凹槽中覆于该第一阻障层的一部分上，但该第二凹槽中没有该第二阻障层。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成该第二阻障层包括：

形成该第二阻障层覆于该第一阻障层上；

在该第二阻障层上形成掩模；

在该掩模上形成光阻；

图案化该光阻以形成图案化光阻；

使用该图案化光阻作为蚀刻掩模而蚀刻该掩模；

从该第二凹槽和该第一凹槽的一部分移除该第二阻障层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，形成该第二阻障层包括形成氮化钛层。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，提供该介电层包括提供氧化铪层，以及其中，凹陷该栅极介电层包括使用干等离子蚀刻法蚀刻栅极介电层桁条。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积该第一阻障层包括沉积氮化钛层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，沉积该第一阻障层包括沉积覆于该氮化钛层上的氮化钽层。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，形成该功函数材料层包括形成钛铝。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，凹陷该功函数材料层和该第一阻障层包括：

在形成该功函数材料层后，沉积覆于该功函数材料层上的掩模材料；

在该掩模材料上形成图案化光阻；

使用该图案化光阻作为蚀刻掩模而蚀刻该掩模材料，其中，该掩模材料保留在该第一凹槽和该第二凹槽中；

使用该掩模材料、该第一阻障层和该栅极介电层作为蚀刻掩模而移除该功函数材料层的一部分；以及

使用该掩模材料、该功函数材料层和该栅极介电层作为蚀刻掩模而移除该第一阻障层的一部分。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积该导电栅极电极材料包括沉积钨。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，提供覆于该半导体基板上的该介电层包括提供覆于后续形成的FinFET装置的鳍片结构上的该介电层。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，该栅极介电层与侧壁间隔件实际接触。

13.一种制造集成电路的方法，该方法包括：

提供覆于半导体基板上的介电层，该介电层具有第一凹槽和第二凹槽；

在该第一凹槽和该第二凹槽中形成栅极介电层；

形成覆于该栅极介电层上的第一阻障金属层；

沉积覆于该第一阻障金属层上的第二阻障金属层；

形成图案化掩模，使得该图案化掩模部分地填充该第一凹槽以及覆于该第二阻障金属层的第一部分上，以及其中，暴露该第二阻障金属层的第二部分；

移除该第二阻障金属层的该第二部分；

移除该图案化掩模；

在该第一凹槽和该第二凹槽内形成功函数材料层；

在该第一凹槽和该第二凹槽内形成掩模材料；

蚀刻该掩模材料，使得该掩模材料填充该第一凹槽的一部分和该第二凹槽的一部分；

非等向性蚀刻该功函数材料层的一部分和该第一阻障金属层的一部分；

蚀刻该栅极介电层的一部分；

从该第一凹槽和该第二凹槽移除该掩模材料；

沉积导电栅极材料覆于该第一凹槽和该第二凹槽中的该功函数材料层上；以及

移除该第一凹槽和该第二凹槽内的该导电栅极材料的一部分。