專利名稱：金屬柵極的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬柵極的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)節(jié)點的降低，傳統(tǒng)的柵介質(zhì)層不斷變薄，晶體管漏電量隨之增加，引起半導(dǎo)體器件功耗浪費等問題。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提供一種將金屬柵極替代多晶硅柵極的解決方案。其中，“后柵極(gate last)”工藝為形成金屬柵極的一個主要工藝。專利公開號為CN101438389A的中國專利申請?zhí)峁┮环N使用“后柵極”工藝形成金屬柵極的方法，包括提供基底，所述基底上形成有替代柵結(jié)構(gòu)、及位于所述基底上覆蓋所述替代柵結(jié)構(gòu)的層間介質(zhì)層；以所述替代柵結(jié)構(gòu)作為停止層，對所述層間介質(zhì)層進行化學(xué)機械拋光工藝；除去所述替代柵結(jié)構(gòu)后形成溝槽；最后對所述溝槽填充介質(zhì)和金屬，以形成柵介質(zhì)層和金屬柵電極層。實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，通過上述技術(shù)方案形成的半導(dǎo)體器件的可靠性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種金屬柵極的形成方法，以解決采用現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件的可靠性較低的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種金屬柵極的形成方法，包括提供基底，在所述基底上形成有柵介質(zhì)層；在所述柵介質(zhì)層上形成犧牲層，所述犧牲層具有隨犧牲層的厚度呈濃度梯度分布的摻雜離子；刻蝕所述犧牲層形成替代柵電極層，所述替代柵電極層具有傾斜側(cè)壁；在所述柵介質(zhì)層上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層表面與替代柵電極層表面齊平；去除所述替代柵電極層，形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽；采用填充物質(zhì)對所述溝槽進行填充，形成金屬柵極?？蛇x的，所述摻雜離子為磷、硼、砷、鍺或硅中的一種或多種?？蛇x的，所述梯度分布為摻雜離子的濃度隨犧牲層的厚度遞增或隨犧牲層的厚度遞減?？蛇x的，所述梯度分布為線性分布或非線性分布?？蛇x的，所述犧牲層材料為多晶硅、非晶硅、單晶硅、多晶鍺、非晶鍺、單晶鍺、鍺化
硅之一?？蛇x的，所述犧牲層的刻蝕工藝為通過干法刻蝕工藝一次性完成?？蛇x的，所述干法刻蝕的刻蝕氣體包括氯氣、溴化氫或六氟化硫中的一種或多種?？蛇x的，所述替代柵電極層的側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層表面所成銳角范圍為82°到 89°?？蛇x的，所述犧牲層的刻蝕工藝通過干法刻蝕和濕法刻蝕共同完成，包括干法刻蝕所述犧牲層形成初始替代柵電極層，所述初始替代柵電極層具有垂直于柵介質(zhì)層的側(cè)壁；濕法刻蝕所述初始替代柵電極層形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層?？蛇x的，所述濕法刻蝕的溶液為以下溶液之一氫氟酸和硝酸的混合溶液；氫氟酸溶液；氫氧化鉀溶液；四甲基氫氧化銨溶液；雙氧水；氯化氫和雙氧水的混合溶液；氨水和雙氧水的混合溶液?？蛇x的，所述替代柵電極層的側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層表面所成銳角范圍為75°到 89°?？蛇x的，所述柵介質(zhì)層為氧化硅、氮氧化硅、氮化硅之一或組合?？蛇x的，所述柵介質(zhì)層為高K介質(zhì)層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過對摻雜離子濃度呈梯度分布的犧牲層進行刻蝕，形成底部小，開口大、具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層，繼而去除替代柵電極層后形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽，避免了填充物質(zhì)后金屬柵極產(chǎn)生空隙，提高金屬柵極的質(zhì)量，避免金屬柵極的電阻值較待形成的目標電阻值偏高及偏高的電阻值導(dǎo)致功耗上升等問題，提高含有所述金屬柵極的半導(dǎo)體器件的可靠性。


圖1為本發(fā)明一個實施例的金屬柵極形成方法流程示意圖。圖2至圖8為本發(fā)明一個實施例的金屬柵極形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。圖9至圖10為本發(fā)明另一個實施例的金屬柵極形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件的可靠性較低。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體器件的可靠性較低是由于金屬柵極的電阻值較目標電阻值偏高造成，在進一步研究發(fā)現(xiàn)是因為所述金屬柵極的填充物質(zhì)內(nèi)部存在空隙，所述空隙會提高金屬柵極的電阻值，使其較目標電阻值偏高。發(fā)明人進一步發(fā)現(xiàn)，所述空隙形成的原因如下現(xiàn)有技術(shù)中，替代柵結(jié)構(gòu)的側(cè)面垂直于基底，所以去除所述替代柵結(jié)構(gòu)形成的溝槽的側(cè)壁也垂直于所述基底，且所述溝槽開口處的拐角近似為直角，所以當對溝槽進行填充時，位于開口附近的沉積速率較高，越靠近底部沉積速率越低，最后將會在金屬柵極內(nèi)出現(xiàn)空隙。隨著柵極長度的減小，溝槽的尺寸也隨之減小，將對溝槽填充愈發(fā)變得困難，愈加可能形成空隙。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種金屬柵極的形成方法，如圖1所示，包括步驟Si，提供基底，所述基底上形成有柵介質(zhì)層；步驟S2，在所述柵介質(zhì)層上形成犧牲層，所述犧牲層摻雜有離子，所述犧牲層摻雜的離子濃度隨犧牲層的厚度呈梯度分布；步驟S3，刻蝕所述犧牲層形成替代柵電極層，所述替代柵電極層具有傾斜的側(cè)壁；步驟S4，在所述柵介質(zhì)層上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層表面與替代柵電極層表面齊平；步驟S5，去除所述替代柵電極層，形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽；步驟S6，采用填充物質(zhì)對所述溝槽進行填充，形成金屬柵極。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。圖2至圖8為本發(fā)明一個實施例的金屬柵極形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，提供基底110，所述基底110上形成有柵介質(zhì)層120。所述基底110 內(nèi)還形成有隔離結(jié)構(gòu)100，用于隔離后續(xù)形成的有源區(qū)。所述基底110可以選自硅基底、絕緣層上的硅(SOI)、或者還可以是其它的材料， 例如砷化鎵等III-V族化合物。所述柵介質(zhì)層120為氧化硅、氮氧化硅、氮化硅之一或組合。繼續(xù)參考圖2，在所述柵介質(zhì)層120上形成犧牲層130。所述犧牲層130的材料為
多晶硅、非晶硅、單晶硅、多晶鍺、非晶鍺、單晶鍺、鍺化硅之一。所述犧牲層130摻雜有離子，所述摻雜離子與犧牲層130的材料對應(yīng)如下若所述犧牲層130的材料為多晶硅、非晶硅、單晶硅之一，則所述摻雜離子可以為磷、硼、砷、鍺中一種或多種；若所述犧牲層130的材料為多晶鍺、非晶鍺、單晶鍺之一，則所述摻雜離子可以為磷、硼、砷、硅中一種或多種；若所述犧牲層130的材料為鍺化硅，則所述摻雜離子可以為磷、硼、砷中的一種或多種。進一步地，所述犧牲層130內(nèi)的離子摻雜濃度隨犧牲層130的厚度呈梯度分布，所述梯度分布為離子濃度隨犧牲層130的厚度遞增或隨犧牲層130的厚度遞減。所述梯度分布還可以為線性分布或非線性分布。作為一個實施例，所述具有濃度遞增或遞減的犧牲層130可以分別通過以下方式
獲得1、通過化學(xué)氣相沉積法形成具有濃度遞增犧牲層130，具體包括沉積犧牲層130 的同時，采用摻雜氣體對犧牲層130進行離子摻雜，且隨著所述犧牲層130的沉積厚度增加，逐漸增加摻雜氣體的流量或者濃度，形成離子濃度隨犧牲層130的厚度遞增的犧牲層 130。所述犧牲層130的頂部摻雜離子濃度最大，底部摻雜離子濃度最小。以形成硼離子濃度隨多晶硅犧牲層厚度遞增的多晶硅犧牲層為例，在采用現(xiàn)有工藝形成多晶硅犧牲層的同時，采用三氟化硼(BF3)對多晶硅犧牲層進行摻雜，隨著多晶硅沉積厚度的增加，增加三氟化硼(BF3)的流量，形成硼離子濃度隨多晶硅犧牲層厚度遞增的多晶硅犧牲層。2、通過化學(xué)氣相沉積法形成具有濃度遞減犧牲層130，具體包括沉積犧牲層130 的同時，采用摻雜氣體對犧牲層130進行離子摻雜，且隨著所述犧牲層130的沉積厚度增加，逐漸減少摻雜氣體的流量或者濃度，形成離子濃度隨犧牲層130的厚度遞減的犧牲層 130。所述犧牲層130的頂部摻雜離子濃度最小，底部摻雜離子濃度最大。以形成磷離子濃度隨多晶硅犧牲層厚度遞減的多晶硅犧牲層為例，在采用現(xiàn)有工藝形成多晶硅犧牲層的同時，采用磷烷(PH3)對多晶硅犧牲層進行摻雜，隨著多晶硅沉積厚度的增加，減少磷烷(PH3)的流量，形成磷離子濃度隨多晶硅犧牲層厚度遞減的多晶硅犧牲層。如圖3所示，在所述犧牲層130上形成圖案化的硬掩膜層140，所述硬掩膜層140 的圖案與后續(xù)形成的替代柵電極層位置對應(yīng)。如圖4所示，以所述硬掩膜層140為掩膜，對所述犧牲層130進行刻蝕，形成替代柵電極層150。隨著刻蝕的進行，替代柵電極層150的側(cè)壁將逐漸收縮，最終得到一個底部寬度小頂部寬度大、具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層150。經(jīng)過發(fā)明人大量的創(chuàng)造性勞動，發(fā)現(xiàn)所述替代柵電極層150的側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層120表面成的銳角范圍為82°到89°，后續(xù)的填充效果較優(yōu)。具體地，所述刻蝕氣體包括氯氣、溴化氫或六氟化硫中的一種或多種。其中，對于具有不同的離子濃度梯度分布，刻蝕氣體的選擇是不同的，具體包括1、對于離子濃度從頂部至底部遞減的犧牲層130，選擇的刻蝕氣體對離子濃度較高的犧牲層130具有較低的橫向刻蝕率，對于離子濃度越低的犧牲層130具有較高的橫向刻蝕率。通過具有橫向刻蝕率差異的刻蝕氣體對犧牲層130的刻蝕，得到頂部寬度大于底部寬度的替代柵金屬層150。作為一個實施例，以摻雜離子為磷離子，所述犧牲層130的離子濃度遞減為例，則可以選擇溴化氫氣體對所述犧牲層130進行刻蝕，隨著刻蝕進程，所述刻蝕氣體橫向刻蝕率率增加，最后形成頂部寬度大于底部寬度的替代柵電極層150。所述溴化氫氣體的流量為 50sccm至250sccm，所述刻蝕時間為10秒至100秒；所述刻蝕的腔體壓力為5毫托至50毫托；所述刻蝕功率為500瓦至1000瓦。2、對于離子濃度從頂部至底部遞增的犧牲層130，選擇的刻蝕氣體對離子濃度較低的犧牲層130具有較低的橫向刻蝕率，對于離子濃度越高的犧牲層130具有較高的橫向刻蝕率。通過所述具有橫向刻蝕率差異的刻蝕氣體對犧牲層130的刻蝕，得到頂部寬度大于底部寬度的替代柵金屬層150。如圖5所示，去除硬掩膜層140 ；接著以所述替代柵電極層150為掩膜，在所述基底110內(nèi)形成淺離子摻雜區(qū)161 ；然后，在所述替代柵電極層150兩側(cè)的基底110上形成側(cè)墻170，并以所述側(cè)墻170為掩膜，在所述基底110內(nèi)形成源/漏區(qū)162。在其他實施例中， 也可以直接對替代柵電極層150兩側(cè)的基底110進行源/漏離子注入，形成源/漏區(qū)；所述源/漏區(qū)的形成也可以參考現(xiàn)有的源/漏區(qū)形成工藝，在這里就不一一例舉。如圖6所示，在所述柵介質(zhì)層120上沉積介質(zhì)層180，所述介質(zhì)層180覆蓋所述替代柵電極層150 ；接著以所述替代柵電極層150為停止層，對所述介質(zhì)層180平坦化。如圖7所示，去除所述替代柵電極層150，形成溝槽151。因為所述替代柵電極層 150具有傾斜的側(cè)壁，所以去除替代柵電極層150后形成的溝槽151也具有傾斜的側(cè)壁。本實施例中，所述溝槽151的頂部寬度大于底部寬度，優(yōu)選的，其側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層120表面所成銳角范圍為82°到89°。所述替代柵電極層150的去除方法可以為干法刻蝕或者濕法刻蝕若為干法刻蝕，可以采用包含氯基、氟基的離子體進行刻蝕；若為濕法刻蝕，可以采用氫氧化銨溶液進行刻蝕去除，或者也可以采用硝酸和氫氟酸的混合溶液進行刻蝕去除。如圖8所示，采用填充物質(zhì)對所述溝槽151進行填充，形成金屬柵電極層190。所述柵介質(zhì)層120和金屬柵電極層190構(gòu)成金屬柵極結(jié)構(gòu)。其中，所述金屬柵電極層190的材料可以為Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN、TaN、 Ta、TaC、TaSiN、W、WN、WSi 的一種或多種。本實施例中，所述柵介質(zhì)層120為金屬柵極結(jié)構(gòu)的柵介質(zhì)層，作為其他實施例，還可以采用高K介質(zhì)作為金屬柵極的柵介質(zhì)層，具體包括在采用填充物質(zhì)對所述溝槽151進行填充前，去除所述柵介質(zhì)層120，暴露出基底110的表面；對暴露出基底110表面的溝槽151依次填充高K介質(zhì)和金屬，以形成高K柵介質(zhì)層和金屬柵極。所述高K介質(zhì)可以是二氧化鉿、氧化鉿硅、氧化鑭、氧化鑭鋁、氧化鋯、氧化鋯硅、 氧化鉭、氧化鈦、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛鈧鉭或鈮酸鉛鋅等一種。所述金屬柵電極層材料可以為Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN, TaN,Ta、TaC,TaSiN, W、WN、WSi的一種或多種。本實施例中，所述溝槽151的形成方法為通過一步干法刻蝕形成， 其工藝步驟簡單，節(jié)省工藝成本，但是一步干法刻蝕常常面臨刻蝕精度不高的問題，刻蝕進程較難控制，本發(fā)明還提供一種金屬柵極的形成方法，以進一步提高溝槽刻蝕精度。圖9至圖10為本發(fā)明另一個實施例的金屬柵極形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，執(zhí)行步驟Sl S4，所述步驟的具體實施例可以參考前述，同時參考圖2 3。形成如圖3所示結(jié)構(gòu)，包括基底110，位于所述基底110的柵介質(zhì)層120和犧牲層130，及位于所述犧牲層上圖案化的硬掩膜層140，所述硬掩膜層140的圖案與后續(xù)形成的替代柵電極層位置對應(yīng)。所述基底110內(nèi)還形成有隔離結(jié)構(gòu)100，用于隔離后續(xù)形成的有源區(qū)。如圖9所示，以所述硬掩膜層140為掩膜，對所述犧牲層130進行刻蝕，形成初始替代柵電極層210。所述初始替代柵電極層210的側(cè)壁垂直于所述柵介質(zhì)層120。所述刻蝕工藝可以為現(xiàn)有的刻蝕工藝，具體地，選擇的刻蝕氣體可以是氯氣、溴化氫或六氟化硫中的一種或多種。所述刻蝕氣體對犧牲層130的離子濃度梯度不敏感，刻蝕形成側(cè)壁垂直于所述柵介質(zhì)層120。如圖10所示，對所述初始替代柵電極層210進行修正，形成替代柵電極層250。所述修正為濕法刻蝕。所述替代柵電極層250具有傾斜側(cè)壁，其底部寬度小頂部寬度大。其中，所述替代柵電極層250的側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層120表面所成銳角范圍為75°到89°。還需要說明的是，本實施例中采用先刻蝕形成垂直側(cè)壁的替代柵電極層，再采用濕法刻蝕工藝形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層，具有刻蝕精準，形成的具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層精密度高的優(yōu)點。且與一步干法刻蝕形成的側(cè)壁相比，所述采用先干法刻蝕后濕法刻蝕形成的側(cè)壁與柵介質(zhì)層所成的銳角范圍更大。所述濕法刻蝕的溶液為以下溶液之一氫氟酸和硝酸的混合溶液；氫氟酸溶液； 氫氧化鉀溶液；四甲基氫氧化銨溶液；雙氧水；氯化氫和雙氧水的混合溶液；氨水和雙氧水的混合溶液。其中，對于具有不同的離子濃度梯度分布，所述刻蝕溶液的選擇是不同的，具體包括1、對于離子濃度從頂部至底部遞減的犧牲層130，選擇的刻蝕溶液對離子濃度較高的犧牲層130具有較低的橫向刻蝕率，對于離子濃度較低的刻蝕犧牲層130具有較高的橫向刻蝕率。通過具有橫向刻蝕率差異的刻蝕溶液對犧牲層130的刻蝕，得到頂部寬度大于底部寬度的替代柵金屬層150。作為一個實施例，以摻雜離子為磷離子，所述犧牲層130的離子濃度從頂部至底部遞減為例，則可以選擇氫氟酸和硝酸的混合溶液對所述犧牲層130進行刻蝕，隨著刻蝕進程，氫氟酸和硝酸的混合溶液具有橫向刻蝕率差異，最后形成頂部寬度大于底部寬度的替代柵電極層150。所述氫氟酸和硝酸的混合溶液中的混合比為5 1，所述刻蝕時間為10 秒至100秒。2、對于離子濃度從頂部至底部遞增的犧牲層130，選擇的刻蝕溶液對離子濃度較低的犧牲層130具有較低的橫向刻蝕率，對于離子濃度較高的犧牲層130具有較高的橫向刻蝕率。通過所述具有橫向刻蝕率差異的刻蝕溶液對犧牲層130的刻蝕，得到頂部寬度大于底部寬度的替代柵金屬層150。形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層250之后，還包括在所述柵介質(zhì)層上沉積介質(zhì)層、去除替代柵電極層形成溝槽、采用填充物質(zhì)填充溝槽形成金屬柵電極層等步驟，所述步驟可以參考前述，此處就不詳細描述。本發(fā)明通過對摻雜離子濃度呈梯度分布的犧牲層進行刻蝕，同時利用刻蝕氣體或刻蝕溶液對離子濃度呈梯度分布的犧牲層具有與離子濃度相關(guān)的橫向刻蝕率的差異，形成底部小，開口大、具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層，繼而去除替代柵電極層后形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽，避免了填充物質(zhì)后金屬柵極產(chǎn)生空隙，提高金屬柵極的質(zhì)量。進一步地，本發(fā)明采用刻蝕工藝一次形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層，具有工藝簡單，工藝步驟節(jié)約的優(yōu)點，提高生產(chǎn)效率；本發(fā)明采用先刻蝕形成垂直側(cè)壁的替代柵電極層，再采用濕法刻蝕工藝形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層，具有刻蝕精準，形成的具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層精密度高的優(yōu)點。在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
權(quán)利要求
1.一種金屬柵極的形成方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底上形成有柵介質(zhì)層；在所述柵介質(zhì)層上形成犧牲層，所述犧牲層具有隨犧牲層的厚度呈濃度梯度分布的摻雜離子；刻蝕所述犧牲層形成替代柵電極層，所述替代柵電極層具有傾斜側(cè)壁；在所述柵介質(zhì)層上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層表面與替代柵電極層表面齊平；去除所述替代柵電極層，形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽；采用填充物質(zhì)對所述溝槽進行填充，形成金屬柵極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述摻雜離子為磷、硼、砷、 鍺或硅中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述梯度分布為摻雜離子的濃度隨犧牲層的厚度遞增或隨犧牲層的厚度遞減。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述梯度分布為線性分布或非線性分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述犧牲層材料為多晶硅、 非晶硅、單晶硅、多晶鍺、非晶鍺、單晶鍺、鍺化硅之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的刻蝕工藝為通過干法刻蝕工藝一次性完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕的刻蝕氣體包括氯氣、溴化氫或六氟化硫中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述替代柵電極層的側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層表面所成銳角范圍為82°到89°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的刻蝕工藝通過干法刻蝕和濕法刻蝕共同完成，包括干法刻蝕所述犧牲層形成初始替代柵電極層，所述初始替代柵電極層具有垂直于柵介質(zhì)層的側(cè)壁；濕法刻蝕所述初始替代柵電極層形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的溶液為以下溶液之一氫氟酸和硝酸的混合溶液；氫氟酸溶液；氫氧化鉀溶液；四甲基氫氧化銨溶液；雙氧水；氯化氫和雙氧水的混合溶液；氨水和雙氧水的混合溶液。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述替代柵電極層的側(cè)壁與所述柵介質(zhì)層表面所成銳角范圍為75°到89°。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層為氧化硅、 氮氧化硅、氮化硅之一或組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬柵極的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層為高K介質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬柵極的形成方法，包括提供形成有柵介質(zhì)層的基底；在所述柵介質(zhì)層上形成犧牲層，所述犧牲層摻雜有隨其厚度呈濃度梯度分布的離子；刻蝕犧牲層形成替代柵電極層，所述替代柵電極層具有傾斜側(cè)壁；在柵介質(zhì)層上形成與替代柵電極層表面齊平的介質(zhì)層；去除所述替代柵電極層，形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽；采用填充物質(zhì)對溝槽進行填充，形成金屬柵極。本發(fā)明通過對摻雜離子濃度呈梯度分布的犧牲層進行刻蝕，形成具有傾斜側(cè)壁的替代柵電極層，繼而去除替代柵電極層后形成具有傾斜側(cè)壁的溝槽，解決金屬柵極的電阻值較待形成的目標電阻值偏高，及偏高的電阻值導(dǎo)致功耗上升等問題，提高所述金屬柵極形成的半導(dǎo)體器件的可靠性。
文檔編號H01L21/28GK102386080SQ20101027518
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者洪中山 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司