[发明专利]一种双金属栅极的形成方法

权利要求书

1.一种双金属栅极的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01、提供一个已完成前道工艺集成的硅片，将金属前介质层减薄，直至暴露出第一多晶硅栅极以及第二多晶硅栅极；

步骤S02、去除第一多晶硅栅极、第二多晶硅栅极以及其下方的栅极氧化层，形成第一栅极沟槽以及第二栅极沟槽；

步骤S03、在硅片表面沉积一均匀厚度的高介电常数介质层，并将有机物填充至第一栅极沟槽以及第二栅极沟槽内，直至硅片表面覆盖有机物；

步骤S04、去除硅片表面以及第一栅极沟槽内的有机物，并保留第二栅极沟槽内的有机物；

步骤S05、在硅片表面沉积第一金属电极层，然后采用第一金属填充物填充至第一栅极沟槽内并覆盖硅片表面；

步骤S06、将硅片表面覆盖的第一金属填充物以及第一金属电极层去除，直至暴露出第二栅极沟槽内填充的有机物；

步骤S07、去除第二栅极沟槽内填充的有机物，在硅片表面沉积第二金属电极层，然后采用第二金属填充物填充至第二栅极沟槽内并覆盖硅片表面；

步骤S08、去除硅片表面的第二金属填充物以及第二金属电极层，直至暴露第一金属栅极以及第二金属栅极。

2.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述硅片具有NMOS晶体管和PMOS晶体管，所述NMOS晶体管为第一栅极区，具有第一多晶硅栅极，所述PMOS晶体管为第二栅极区，具有第二多晶硅栅极。

3.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S02中，采用干法刻蚀工艺去除第一多晶硅栅极以及第二多晶硅栅极，然后采用湿法刻蚀工艺去除所述栅极氧化层。

4.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S03中，所述高介电常数介质层形成后，在其表面继续沉积一金属保护层。

5.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S03中，所述有机物为含有C、H、O元素的聚合物，具有可流动性。

6.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S03中，采用旋涂工艺在硅片表面涂布一层均匀的有机物，以使所述有机物流入第一栅极沟槽和第二栅极沟槽内并将其填满。

7.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S04中，采用湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺去除硅片表面以及第一栅极沟槽内的有机物；所述步骤S07中，采用湿法刻蚀工艺去除第二栅极沟槽内的有机物。

8.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S05中，第一金属电极层的材质为功函数接近导带的单质金属、合金或多种金属复合层；所述步骤S07中，第二金属电极层的材质为功函数接近价带的单质金属、合金或多种金属复合层。

9.根据权利要求8所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，采用磁控溅射工艺或原子层沉积工艺沉积所述第一金属电极层以及第二金属电极层。

10.根据权利要求1所述的双金属栅极的形成方法，其特征在于，所述步骤S05中第一金属填充物以及步骤S07中第二金属填充物的材料为W或Al。