[发明专利]金属栅极的制造方法及半导体器件

权利要求书

1.一种金属栅极的制造方法，其特征在于，包括：

S1：提供一半导体衬底，在半导体衬底表面形成有多晶硅栅极结构，其中多晶硅栅极结构包括栅介质层、功函数层、电极阻挡层和多晶硅栅，栅介质层形成于半导体衬底表面，功函数层位于栅介质层上，电极阻挡层位于功函数层和多晶硅栅之间；

S2：去除多晶硅栅；

S3：在多晶硅栅去除区域形成金属层；

S4：对金属层进行平坦化工艺；

S5：在步骤S4之后对金属层利用微波热处理进行热氧化工艺，形成金属电极；以及

S6：在金属层上进行TEOS氧化层沉积工艺，形成半导体器件的金属栅极结构。

2.根据权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，步骤S5中对金属层利用微波热处理进行热氧化工艺，以在金属层的裸露表面上形成一层金属氧化层，其中金属氧化层的厚度为1nm至2nm之间。

3.根据权利要求1或2任一项所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，步骤S5中对金属层利用微波热处理进行热氧化工艺的处理温度小于等于200℃。

4.根据权利要求1或2任一项所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，步骤S5中对金属层利用微波热处理进行热氧化工艺的处理时间为5分钟至15分钟之间。

5.根据权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，步骤S3中形成的金属层为铝金属层，则步骤S5为对铝金属层利用微波热处理进行热氧化工艺，以在铝金属层的裸露表面形成一层铝氧化层。

6.根据权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，步骤S3中采用沉积工艺形成金属层。

7.根据权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，步骤S4中的平坦化工艺为化学机械研磨工艺。

8.根据权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，栅介质层包括形成于半导体衬底表面的界面层、高介电常数层和刻蚀阻挡层，界面层位于高介电常数层和半导体衬底之间，刻蚀阻挡层位于高介电常数层和功函数层之间。

9.根据权利要求8所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，刻蚀阻挡层包括氮化钛层和氮化钽层。

10.根据权利要求1所述的金属栅极的制造方法，其特征在于，电极阻挡层由TiN层和Ti层叠加而成。

11.一种半导体器件，其特征在于，半导体器件包括采用权利要求1所述的金属栅极的制造方法形成的金属栅极结构。

12.根据权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，金属栅极结构的金属电极包括主体金属层和位于主体金属层上的金属氧化层，其中金属氧化层的厚度为1nm至2nm之间。

13.根据权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述金属电极为铝电极，所述金属氧化物为铝氧化物。