[发明专利]金属栅极的形成方法在审
| 申请号： | 201910842011.7 | 申请日： | 2019-09-06 |
| 公开（公告）号： | CN110634800A | 公开（公告）日： | 2019-12-31 |
| 发明（设计）人： | 钮锋 | 申请（专利权）人： | 上海华力集成电路制造有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/8234 | 分类号： | H01L21/8234;H01L21/28 |
| 代理公司： | 31211 上海浦一知识产权代理有限公司 | 代理人： | 焦健 |
| 地址： | 201315 上海市浦东新区中国(上*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 金属栅极 填充 喇叭口形状 工艺窗口 功函数层 栅极金属 回刻 刻蚀 沉积 | ||
1.一种金属栅极的形成方法，是在后栅极工艺中形成金属栅极的制造工艺，其特征在于：包含：
第一步，虚拟多晶硅栅极去除后，先沉积一层TiN作为PMOS的功函数层，然后通过刻蚀去除掉NMOS区域的TiN层；
第二步，再沉积一层TiAl作为NMOS的功函数层；
第三步，在晶圆表面沉积一层有机材料，利用其良好的填充性，填充到金属栅极中；
第四步，第一次刻蚀，进行有机材料回刻工艺，打开金属栅极顶部区域；
第五步，第二次刻蚀，去除掉金属栅极顶部10-20nm的TiN及TiAl功函数层；
第六步，去除剩余的有机材料；
第七步，金属栅极Al填充；
第八步，金属栅极Al 化学机械研磨CMP。
2.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：所述的有机材料的厚度为1000～1500Å；所述的有机材料完全填充满形成栅极的空间。
3.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：所述第四步中，第一次刻蚀采用干法刻蚀，打开金属栅极顶部10～20nm。
4.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：所述第五步中，第二次刻蚀采用湿法刻蚀工艺，用盐酸、双氧水的混合水溶液去除金属栅极顶部10～20nm的TiN及TiAl功函数层；对于NMOS，是TiAl功函数层；对于PMOS，是TiN加TiAl功函数层；刻蚀完成后，栅极填充空间的有机材料保留。
5.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：所述的有机材料用于保护金属栅极中的功函数层。
6.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：所述第五步中，去除金属栅极顶部的功函数层，能使栅极的填充开口增大，形成喇叭口，有利于后续的金属栅极材质的填充。
7.如权利要求1所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：通过酸槽去胶工艺，去除多余的有机材料。
8.如权利要求1～7任意一项所述的金属栅极的形成方法，其特征在于：所述的有机材料为深紫外线吸收氧化材料DUO。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
