[发明专利]金属栅极的制造方法

权利要求书

1.一种金属栅极的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在半导体衬底表面形成多个伪栅结构，在各所述伪栅结构的侧面依次形成第一侧墙和第二侧墙并由所述第一侧墙和所述第二侧墙叠加组成侧墙；

在所述伪栅结构两侧的所述半导体衬底表面形成源区和漏区；

在所述伪栅结构之间的所述侧墙侧面和所述半导体衬底表面形成接触孔刻蚀停止层；在所述接触孔刻蚀停止层表面形成第一层层间膜，所述第一层层间膜将所述伪栅之间的区域完全填充且所述第一层层间膜的表面和所述接触孔刻蚀停止层的表面都和各所述伪栅结构的表面相平；

在横向上，所述第二侧墙位于所述第一侧墙和所述接触孔刻蚀停止层之间，所述第二侧墙的材料的刻蚀速率不同于所述第一侧墙的材料的刻蚀速率以及所述接触孔刻蚀停止层的材料的刻蚀速率；

步骤二、利用所述第二侧墙和所述第一侧墙以及所述接触孔刻蚀停止层的材料的刻蚀速率的差异，自对准刻蚀去除所述第二侧墙并在所述第二侧墙去除位置处形成第一间隙；

步骤三、淀积第三介质层填充所述第一间隙，利用所述第三介质层在所述第一间隙的顶角位置处形成速率比在所述第一间隙的底部的形成速率快的特点使所述第三介质层在所述第一间隙的顶部产生封口，在所述第一间隙的底部保留有未填充所述第三介质层的空隙，由填充于所述第一间隙顶部的所述第三介质层和底部保留的空隙组成间隙侧墙，通过所述间隙侧墙降低所述侧墙的介电常数；

步骤四、去除所述伪栅结构；

步骤五、进行所述金属栅的金属沉积，所述金属栅的金属将所述伪栅结构去除的区域完全填充并延伸到所述伪栅结构外的所述第一层层间膜表面；

步骤六、进行所述金属化学机械研磨工艺对所述金属栅的金属进行平坦化，由平坦化后仅位于所述伪栅结构去除的区域的金属组成所述金属栅；

步骤七、形成第二层层间膜，形成接触孔，所述金属栅顶部的接触孔穿过所述第二层层间膜和所述金属栅接触；所述源区顶部的接触孔以及所述漏区顶部的接触孔都穿过所述第二层层间膜和所述第一层层间膜。

2.如权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。

3.如权利要求2所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：所述伪栅结构由第一栅介质层和多晶硅栅叠加而成。

4.如权利要求3所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：所述第一栅介质层为栅氧化层。

5.如权利要求3所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：所述第一侧墙的材料为氮化硅；所述第二侧墙的材料为氧化硅；所述接触孔刻蚀停止层的材料为氮化硅。

6.如权利要求3所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：所述第一层层间膜的材料为氧化硅。

7.如权利要求3所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：步骤一包括如下分步骤：

步骤11、在所述半导体衬底表面依次形成第一栅介质层和多晶硅栅，对所述多晶硅栅和所述第一栅介质层进行光刻刻蚀形成各所述伪栅结构；

步骤12、采用沉积加全面刻蚀的工艺方法在各所述伪栅结构的侧面形成所述第一侧墙和所述第二侧墙；

步骤13、沉积所述接触孔刻蚀停止层，所述接触孔刻蚀停止层覆盖在所述多晶硅栅表面、所述侧墙的侧面和所述侧墙之间的所述半导体衬底表面；

步骤14、沉积所述第一层层间膜，所述第一层层间膜将所述伪栅结构之间的区域完全填充并延伸到所述伪栅结构的顶部；

步骤15、进行以所述多晶硅栅为停止层的化学机械研磨工艺将所述多晶硅栅顶部的所述第一层层间膜和所述接触孔刻蚀停止层都去除并使所述伪栅结构之间的所述第一层层间膜的表面和所述接触孔刻蚀停止层的表面都和各所述伪栅结构的表面相平。

8.如权利要求5所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：步骤二中采用湿法刻蚀工艺自对准刻蚀去除所述第二侧墙。

9.如权利要求5所述的金属栅极的制造方法，其特征在于：所述第三介质层的材料为氧化硅。