[发明专利]一种金属栅极制作方法

说明书

本发明提供一种金属栅极制作方法，应用于半导体的刻蚀工艺中，在去除NMOS区域的多晶硅伪栅极时使用氮化钛作为硬掩膜，分开去除NMOS和PMOS的多晶硅伪栅极后，同步进行电极填充，简化工艺流程。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种金属栅极的制作方式。

背景技术

现有技术在28nm节点的高k介质/金属栅(high-K metal gate，HKMG)结构制造工艺中大多采用后栅集成方案(Gate Last)，在去除多晶硅伪栅极(Dummy Gate)时使用氮化钛作为硬掩膜，在提高选择比的同时保护使用氮化硅的接触刻蚀阻挡层(contact etchstop layer，CESL)和使用氧化物的层间介质隔离层(Inter Layer Dielectric，ILD)，避免损耗形成缺陷(Step)。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种金属栅极制作方法，应用于半导体的刻蚀工艺中，其特征在于，提供一形成有多晶硅伪栅极的CMOS结构，所述CMOS结构具有NMOS区域和PMOS区域，所述CMOS结构上覆盖有一层间介质隔离层，还包括以下步骤：

步骤S1、通过CMP平坦化至所述多晶硅伪栅极露出；

步骤S2、淀积一硬掩膜层，于所述硬掩膜层表面形成一第一掩膜层，图案化所述第一掩膜层，于所述PMOS区域的所述多晶硅伪栅极处形成工艺窗口；

步骤S3、通过所述第一掩膜层对所述PMOS区域进行刻蚀，去除所述PMOS区域的所述多晶硅伪栅极，形成一第一栅极沟槽；

步骤S4、去除所述第一掩膜层，依次淀积一第一刻蚀阻挡层和一第一TiN层；

步骤S5、于所述第一TiN层表面形成一第二掩膜层，图案化所述第二掩膜层，于所述NMOS区域的所述多晶硅伪栅极处形成工艺窗口；

步骤S6、通过所述第二掩膜层对所述NMOS区域进行刻蚀，去除所述NMOS区域的所述多晶硅伪栅极，形成一第二栅极沟槽；

步骤S7、去除所述第二掩膜层，依次淀积一第二刻蚀阻挡层、一TiAl层、一第二TiN层、一浸润层，随后，在所述CMOS表面淀积栅极金属；

步骤S8、对所述CMOS表面进行平坦化处理，至去除所述硬掩膜层，形成金属栅极。

其中，所述硬掩膜层为氮化钛。

其中，所述第一刻蚀阻挡层为氮化钽。

其中，所述第二刻蚀阻挡层为氮化钽。

其中，所述第一刻蚀阻挡层的厚度小于10A。

其中，所述制作方法适用于后栅极工艺。

其中，所述后栅极工艺包括先高K介质后栅极工艺。

其中，所述后栅极工艺还包括后高K介质后栅极工艺。

其中，所述步骤S6中所述图案化所述第二掩膜层时，使用牺牲材料保护所述第一TiN层。

其中，所述金属栅极为高K介质金属栅极。

有益效果：去除NMOS区域的多晶硅伪栅极时使用TiN作为硬掩膜，在分开去除NMOS和PMOS的多晶硅伪栅极后，同步进行电极填充，简化工艺流程。

附图说明

图1本发明的制作方法流程图；

图2～图7形成高k金属栅极结构的工艺结构示意图；

其中的附图标记为：