[发明专利]具有金属栅电极的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，包括：

提供具有第一区和第二区的衬底，其中所述第一区包括第一开口并且所述第二区包括第二开口；

以阻挡材料填充所述第二开口并形成阻挡层，其中所述阻挡材料包括非晶硅、旋涂玻璃、二氧化硅、和氮化硅(Si₃N₄)中的至少一种；

当所述阻挡材料填充所述第二开口时，在所述第一开口中形成第一栅电极，其中在所述第一开口中形成所述第一栅电极包括：

直接在栅极介电层上形成第一功函数层；

直接在所述第一功函数层上形成第一填充金属层；以及

平坦化所述第一填充金属层使得其顶面与所述第二开口中的所述阻挡材料的顶面共面；

在形成所述第一栅电极之后去除所述阻挡材料；以及

在所述第二开口中形成第二栅电极，其中，所述第二栅电极包括第二功函数层并且不包括所述第一功函数层，并且所述第一栅电极包括所述第一功函数层并且不包括所述第二功函数层，并且其中，在所述第二开口中形成所述第二栅电极包括：

直接在所述栅极介电层上形成所述第二功函数层；以及

直接在所述第二功函数层上形成第二填充金属层。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述衬底的所述第一区中形成第一伪栅极结构，并且在所述衬底的所述第二区中形成第二伪栅极结构；以及

去除所述第一伪栅极结构和所述第二伪栅极结构，以形成所述第一开口和所述第二开口，其中，所述第一开口和所述第二开口形成在设置于所述衬底上的层中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一功函数层是n型功函数层，所述第二功函数层是p型功函数层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一栅电极包括：形成所述第一功函数层，所述第一功函数层具有选自由Ti、Ag、Al、TaAl、TaAlC、TiAlN、TaC、TaCN、TaSiN、Mn、和Zr所构成的组的材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述第二栅电极包括：形成所述第二功函数层，所述第二功函数层具有选自由TiN、TaN、Ru、Mo、WN、ZrSi₂、MoSi₂、TaSi₂、NiSi₂、和WN所构成的组的材料。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一填充金属层和所述第二填充金属层具有相同的组分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阻挡层包括在所述第二开口中的二氧化硅。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阻挡层包括在所述第二开口中的旋涂玻璃(SOG)层。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，去除所述阻挡层包括：应用包括NH₄OH、稀HF(DHF)或磷酸中的至少一种的溶液或溶剂。

10.一种制造半导体器件的方法，包括：

在衬底上形成第一开口和第二开口；

在所述第一开口中沉积阻挡层，其中阻挡材料选自由旋涂玻璃、二氧化硅、和氮化硅(Si₃N₄)所构成的组；

平坦化所述阻挡层使得其选自旋涂玻璃、二氧化硅、和氮化硅(Si₃N₄)中的一种的顶面与所述第一开口的顶面共面；

在所述平坦化之后，在所述阻挡层位于所述第一开口中时，在所述第二开口中形成第二金属栅电极，其中，形成所述第二金属栅电极包括形成n型功函数层；

在形成所述第二金属栅电极之后，从所述第一开口中去除所述阻挡层；以及

在去除所述阻挡层之后，在所述第一开口中形成第一金属栅电极，其中，形成所述第一金属栅电极包括形成p型功函数层。