本發(fā)明屬于半導體材料與器件技術領域，特別涉及一種基于Si襯底的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構及制備方法，可用于制造高介電性能的金屬氧化物半導體場效應晶體管，和大規(guī)模集成電路的生產與制備。

背景技術：

隨著集成電路的集成度不斷減小，金屬氧化物半導體場效應晶體管MOSFET的尺寸不斷減小，相應的柵氧化物厚度也不斷減小。截止到2005年，65nm的光刻技術已經趨于成熟，在高性能的場效應晶體管器件中作為柵電介質膜的SiO₂層的厚度已減至1nm左右，即僅為幾個原子層的間距。隨著氧化物厚度的不斷減少，由電子隧穿引起的漏電呈指數增長，由此引起的高功耗和可靠性問題越來越嚴峻，同時過薄的柵氧化物也不足以擋住柵介質和襯底中雜質的擴散，會造成閾值電壓漂移，影響器件性能。為了解決上述問題，Intel公司在2007年改進65nm工藝，采用高k柵介質材料HfO₂取代傳統柵電介質膜SiO₂層，高k柵氧化層+金屬柵極結構取代傳統的SiO₂+多晶硅柵極結構被應用于其MOSFET工藝。高介電常數材料在保持電容密度不變的同時可以有較大的物理厚度，解決了SiO₂因為接近物理厚度極限而產生的漏電及可靠性等問題。

盡管鉿氧化物HfO₂已經被應用于集成電路中，然而，無摻雜的HfO₂在經過400-450℃高溫退火處理后，材料會出現結晶，導致較大的柵泄漏電流，并使得氧空位或者摻雜物通過晶粒邊界，向介質內部擴散。相比較與無摻雜的HfO₂，在HfO₂介質材料中摻入Al組分可以提高介質材料和硅襯底之間的界面穩(wěn)定性，同時能很大程度的提高介質材料的結晶溫度。并且，摻入Al后的介質材料的帶隙寬度也會有一定程度的增大。

另一方面，傳統的高k柵氧化層+金屬柵極結構直接在高k柵氧化層之上淀積重金屬作為柵電極導電層，由于重金屬離子會向高k柵氧化層擴散，且會在高k柵氧化層中引入雜質，這會嚴重影響高k柵氧化層+金屬柵極結構的總體質量，增大柵極漏電流，從而影響器件的可靠性。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于Si襯底的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構及制備方法，以提高柵介質材料的結晶溫度，減小鉿基鋁酸鹽高k柵介質薄膜與Si襯底界面處的界面層厚度，減弱重金屬離子在高k柵氧化層中的擴散，從而改善高k金屬柵結構的電學特性，提高器件的可靠性。

為實現上述目的，本發(fā)明的基于Si襯底的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構，在Si襯底上自下而上包括鉿基鋁酸鹽高k柵介質薄膜、TiN阻擋層、Ti氧元素吸附層以及重金屬Pt柵電極，該TiN阻擋層的厚度為2-3nm，用以阻擋金屬Ti及重金屬Pt向La基高k柵介質薄膜擴散；該Ti氧元素吸附層的厚度為4-6nm，用以在吸附熱退火工藝過程中鉿基鋁酸鹽高k柵介質薄膜與襯底Si界面處的氧元素。

為實現上述目的，本發(fā)明制備Si襯底的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構的方法，包括如下步驟：

1)對Si襯底進行清洗；

2)采用原子層淀積方法在Si襯底上淀積厚度為4-10nm的HfAlO₃或HfO₂/Al₂O₃疊層結構的Hf基高k柵介質薄膜；

3)將淀積鉿基高k柵介質材料的基片在500-600℃真空氛圍下進行60-90s快速熱退火；

4)熱退火后，采用電子束蒸鍍法在鉿基高k柵介質薄膜上淀積2-3nm厚的TiN薄膜；

5)采用磁控濺射方法在TiN薄膜上淀積4-6nm厚的金屬Ti薄膜；

6)采用磁控濺射方法在金屬Ti薄膜上淀積100-150nm厚的金屬Pt薄膜；

7)使用光刻工藝處理帶有金屬Pt薄膜的樣品，使樣品上淀積的金屬Pt薄膜形成柵電極；

8)將形成柵電極的樣品在300-400℃的97％N₂/3％H₂混合氣體氛圍中退火20-30分鐘，完成Si襯底的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構的制備。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明采用鉿基鋁酸鹽高k柵介質材料作為柵氧化層，由于鉿基鋁酸鹽高k柵介質材料具有比HfO₂更高的結晶溫度，因而可在后續(xù)的高溫工藝中仍保持非結晶狀態(tài)，以減小柵極泄漏電流，減小器件的功耗。

2.本發(fā)明采用TiN薄膜作為阻擋層，TiN在高溫下化學穩(wěn)定性好，不與Pt等金屬反應，并具有良好的導電性，可以阻擋后續(xù)Pt金屬淀積及熱退火工藝中金屬Pt向柵氧化層的擴散。

3.本發(fā)明采用金屬Ti薄膜作為氧元素吸附層，金屬Ti與氧元素結合能力明顯大于Si，可以在熱退火工藝過程中通過遠程吸附作用將柵氧化層與襯底Si界面處的氧元素吸附至金屬Ti薄層，從而減少柵氧化層與襯底Si界面處的氧元素含量以達到減薄界面層厚度的目的。

附圖說明

圖1為傳統的高K金屬柵結構示意圖；

圖2為本發(fā)明鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構示意圖；

圖3為本發(fā)明制備鉿基鋁酸鹽高k柵介質材料的總流程圖；

圖4為本發(fā)明中制備HfO₂薄膜的子流程圖；

圖5為本發(fā)明中制備Al₂O₃薄膜的子流程圖；

圖6為本發(fā)明中制備HfAlO₃薄膜的子流程圖；

圖7為本發(fā)明中淀積一個循環(huán)的HfO₂脈沖時間示意圖；

圖8為本發(fā)明中淀積一個循環(huán)的Al₂O₃脈沖時間示意圖。

具體實施方式

參照圖1，傳統的高K金屬柵結構在Si襯底上自下而上包括：HfO₂柵介質薄膜1和金屬Pt柵電極2，其中：HfO₂高k柵介質薄膜1的厚度為4-10nm；金屬Pt柵電極2的厚度為100-150nm。

參照圖2，本發(fā)明的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構，在Si襯底上自下而上包括：鉿基鋁酸鹽高k柵介質薄膜1、TiN阻擋層2、Ti氧元素吸附層3以及重金屬Pt柵電極4。其中，鉿基鋁酸鹽高k柵介質薄膜1厚度為4-10nm，采用HfAlO₃或HfO₂/Al₂O₃疊層結構或Al₂O₃/HfO₂疊層結構，其主要作用是提高柵介質材料的結晶溫度；TiN阻擋層2的厚度為2-3nm，其主要作用是阻擋后續(xù)Pt金屬淀積及熱退火工藝中金屬Pt向柵氧化層的擴散；Ti氧元素吸附層3的厚度為4-6nm，其主要作用是在熱退火工藝過程中通過遠程吸附作用將柵氧化層與襯底Si界面處的氧元素吸附至金屬Ti薄層，從而減少柵氧化層與襯底Si界面處的氧元素含量以減薄界面層厚度；重金屬Pt柵電極4的厚度為100-150nm，其主要作用是作為導電柵電極。

參照圖3，以下給出本發(fā)明Si襯底的鉿基鋁酸鹽高K金屬柵結構的三種實施例。

實施例1：制備HfO₂/Al₂O₃作為高k柵氧化層材料的HKMG結構。

步驟1，清洗硅襯底。

1a)用比例為5:1:1的NH₄OH，H₂O₂和H₂O配備SC-1溶液，用比例為1:50的HF和H₂O配備HF溶液；

1b)將Si晶圓片放在溫度為75℃的SC-1溶液中一次清洗10分鐘，并用去離子水沖洗2分鐘，以除去Si片上的有機污染物或附著的顆粒；

1c)將在SC-1溶液清洗后的Si晶圓片置于HF溶液中二次清洗60秒，并用去離子水中沖洗，以除去Si晶圓表面的自然氧化層SiO₂；

1d)將二次清洗后的Si晶圓片放在去離子水中用超聲清洗5分鐘，以除去表面的吸附顆粒，再用去離子水沖洗2分鐘，并用高純氮氣吹干。

步驟2，將清洗后的Si襯底放入原子層淀積設備反應腔，采用原子層淀積方法在吹干后的Si襯底上淀積HfO₂/Al₂O₃薄膜。

2a)淀積HfO₂層：

參照圖4，本步驟的具體實現如下：

2a1)在超凈室內環(huán)境下，將清洗后的Si襯底放入原子層淀積設備反應腔，再將原子層淀積設備腔體的壓強抽真空至9hPa，溫度加熱到290℃，吹洗所用的高純氮氣流量設定為100sccm，設定淀積HfO₂的循環(huán)次數m和淀積Al₂O₃的循環(huán)次數n；

2a2)在Si襯底上淀積一個四乙基甲基胺基鉿脈沖，淀積時間為0.1s，如圖7中t1所示，反應生成淀積HfO₂過程中吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*和氣體副產物H[N(CH₃)(C₂H₅)]；

2a3)對未能成功在Si襯底上淀積的四乙基甲基胺基鉿和淀積飽和后未能參與淀積的四乙基甲基胺基鉿及淀積HfO₂過程中所生成的氣體副產物H[N(CH₃)(C₂H₅)]進行吹洗，吹洗時間為4.0s，如圖7中t2所示；

2a4)在淀積四乙基甲基胺基鉿后的Si襯底上再淀積一個臭氧脈沖，淀積時間為0.3s，如圖7中t3所示，使淀積HfO₂過程中吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*與臭氧中的氧原子發(fā)生交換反應，生成有機副產物、O₂和目標產物Hf-OH*；

2a5)對未成功與吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*反應和反應達到飽和后未能參與反應的臭氧以及有機副產物和O₂進行吹洗，吹洗時間為10s，如圖7中t4所示；

2a6)重復步驟2a1)-步驟2a5)m次，直到HfO₂薄膜的厚度達到5nm；

2b)淀積Al₂O₃層：

參照圖5，本步驟的具體實現如下：

2b1)在HfO₂薄膜上淀積一個三甲基鋁脈沖，該反應生成淀積Al₂O₃過程中的吸附型產物Al-O-Al-CH₃*和氣體副產物CH₄，淀積時間為0.1s，如圖8中t1所示；

2b2)對未能成功在HfO₂薄膜上淀積的三甲基鋁和淀積飽和后未能參與淀積的三甲基鋁及淀積過程中所生成的副產物CH₄進行吹洗，吹洗時間為3.0s，如圖8中t2所示；

2b3)在淀積三甲基鋁后的HfO₂薄膜上再淀積一個臭氧脈沖，淀積時間為0.5s，如圖8中t3所示，使淀積Al₂O₃過程中吸附型產物Al-O-Al-CH₃*與臭氧中的氧原子發(fā)生交換反應，生成淀積Al₂O₃過程中的氣體副產物CH₂O、O₂和目標產物Al-OH*；

2b4)對未成功與三甲基鋁反應和反應達到飽和后未能參與淀積Al₂O₃反應的臭氧以及副產物CH₂O和O₂進行吹洗，吹洗時間為4.0s，如圖8中t4所示；

2b5)重復步驟2b1)-步驟2b4)n次，直至Al₂O₃薄膜的厚度達到2nm，得到HfO₂/Al₂O₃疊層薄膜。

步驟3，將完成HfO₂/Al₂O₃薄膜淀積的Si片進行退火。

3a)將完成HfO₂/Al₂O₃薄膜淀積的Si片放入快速熱退火爐腔體中，通入高純氮氣吹掃快速熱退火爐腔體內的空氣，吹掃時間為5min；

3b)將快速熱退火爐腔體的壓強抽真空至1hPa；

3c)以15℃/s的升溫速率將快速熱退火爐腔體溫度加熱到500℃，并將此溫度保持60s；

3d)向快速熱退火爐腔體中持續(xù)通入高純氮氣，直至腔體溫度降至100℃。

步驟4，采用電子束蒸鍍法在HfO₂/Al₂O₃薄膜上淀積2nm厚的TiN薄膜。

步驟5，采用磁控濺射方法在TiN薄膜上淀積4nm厚的金屬Ti薄膜。

步驟6，采用磁控濺射方法在金屬Ti薄膜上淀積100nm厚的金屬Pt薄膜。

所述磁控濺射方法，其工藝條件為：使用純度為99.999％的氬氣，濺射腔體內的真空為10mTorr，濺射功率為60W。

步驟7，通過光刻工藝，制作高K金屬柵結構的柵電極。

7a)在淀積的金屬Pt薄膜上旋轉涂光刻膠，并將光刻膠烘干；

7b)對金屬Pt薄膜上的光刻膠進行曝光并顯影，形成柵電極圖案；

7c)對曝光并顯影的光刻膠進行后烘以固化光刻膠；

7d)使用CF₄等離子體對固化光刻膠后的Si晶圓進行刻蝕，刻蝕深度至HfO₂/Al₂O₃疊層薄膜，形成柵電極；

7e)將等離子體刻蝕后的Si晶圓依次置于丙酮溶液、乙醇、去離子水中超聲清洗5min，洗掉金屬Pt薄膜上剩余的光刻膠，再用99.999％高純氮氣吹干。

步驟8，在400℃的97％N₂/3％H₂混合氣體氛圍中退火。

8a)將完成光刻工藝的Si襯底放入退火爐腔體中，持續(xù)通入97％N₂/3％H₂混合氣體；

8b)以10℃/s的升溫速率將退火爐腔體溫度加熱到400℃，并將此溫度保持20min；

8c)向快退火爐腔體中持續(xù)通入高純氮氣，直至腔體溫度降至100℃，完成高K金屬柵結構制備。

實施例2，制備Al₂O₃/HfO₂疊層結構作為高k柵氧化層材料的高K金屬柵結構。

步驟一，清洗硅襯底。

本步驟的具體實現與實施例1的步驟1相同。

步驟二，將清洗后的Si襯底放入原子層淀積設備反應腔，采用原子層淀積方法在吹干后的Si襯底上淀積Al₂O₃/HfO₂薄膜。

2.1)淀積Al₂O₃層：

參照圖5，本步驟的具體實現如下：

2.11)在超凈室內環(huán)境下，將清洗后的Si襯底放入原子層淀積設備反應腔，再將原子層淀積設備腔體的壓強抽真空至15hPa，溫度加熱到300℃，吹洗所用的高純氮氣流量設定為120sccm，設定淀積HfO₂的循環(huán)次數m和淀積Al₂O₃的循環(huán)次數n；

2.12)在Si襯底上淀積一個三甲基鋁脈沖，該反應生成淀積Al₂O₃過程中的吸附型產物Al-O-Al-CH₃*和氣體副產物CH₄，淀積時間為0.1s，如圖8中t1所示；

2.13)對未能成功在Si襯底上淀積的三甲基鋁和淀積飽和后未能參與淀積的三甲基鋁及淀積過程中所生成的副產物CH₄進行吹洗，吹洗時間為4.0s，如圖8中t2所示；

2.14)在淀積三甲基鋁后的Si襯底上再淀積一個臭氧脈沖，淀積時間為1.0s，如圖8中t3所示，使淀積Al₂O₃過程中吸附型產物Al-O-Al-CH₃*與臭氧中的氧原子發(fā)生交換反應，生成淀積Al₂O₃過程中的氣體副產物CH₂O、O₂和目標產物Al-OH*；

2.15)對未成功與三甲基鋁反應和反應達到飽和后未能參與淀積Al₂O₃反應的臭氧以及副產物CH₂O和O₂進行吹洗，吹洗時間為5.0s，如圖8中t4所示；

2.16)重復步驟2.12)-步驟2.15)n次，直至Al₂O₃薄膜的厚度達到2nm。

2.2)淀積HfO₂層：

參照圖4，本步驟的具體實現如下：

2.21)在Al₂O₃薄膜上淀積一個四乙基甲基胺基鉿脈沖，淀積時間為0.2s，如圖7中t1所示，反應生成淀積HfO₂過程中吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*和氣體副產物H[N(CH₃)(C₂H₅)]；

2.22)對未能成功在Al₂O₃薄膜上淀積的四乙基甲基胺基鉿和淀積飽和后未能參與淀積的四乙基甲基胺基鉿及淀積HfO₂過程中所生成的氣體副產物H[N(CH₃)(C₂H₅)]進行吹洗，吹洗時間為5.0s，如圖7中t2所示；

2.23)在淀積四乙基甲基胺基鉿后的Al₂O₃薄膜上再淀積一個臭氧脈沖，淀積時間為0.3s，如圖7中t3所示，使淀積HfO₂過程中吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*與臭氧中的氧原子發(fā)生交換反應，生成有機副產物、O₂和目標產物Hf-OH*；

2.24)對未成功與吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*反應和反應達到飽和后未能參與反應的臭氧以及有機副產物和O₂進行吹洗，吹洗時間為10s，如圖7中t4所示；

2.25)重復步驟2.21)-步驟2.24)m次，直到HfO₂薄膜的厚度達到4nm，得到Al₂O₃/HfO₂疊層薄膜。

步驟三，將完成Al₂O₃/HfO₂薄膜淀積的Si片進行退火。

3.1)將完成Al₂O₃/HfO₂薄膜淀積的Si片放入快速熱退火爐腔體中，通入高純氮氣吹掃快速熱退火爐腔體內的空氣，吹掃時間為5min；

3.2)將快速熱退火爐腔體的壓強抽真空至1hPa；

3.3)以15℃/s的升溫速率將快速熱退火爐腔體溫度加熱到550℃，并將此溫度保持90s；

3.4)向快速熱退火爐腔體中持續(xù)通入高純氮氣，直至腔體溫度降至100℃。

步驟四，采用電子束蒸鍍法在Al₂O₃/HfO₂薄膜上淀積2.5nm厚的TiN薄膜。

步驟五，采用磁控濺射方法在TiN薄膜上淀積5nm厚的金屬Ti薄膜。

步驟六，采用磁控濺射方法在金屬Ti薄膜上淀積120nm厚的金屬Pt薄膜。

所述磁控濺射方法的工藝條件為：使用純度為99.999％的氬氣，濺射腔體內的真空為10mTorr，濺射功率為70W。

步驟七，通過光刻工藝，制作高K金屬柵結構的柵電極。

7.1)在淀積的金屬Pt薄膜上旋轉涂光刻膠，并將光刻膠烘干；

7.2)對金屬Pt薄膜上的光刻膠進行曝光并顯影，形成柵電極圖案；

7.3)對曝光并顯影的光刻膠進行后烘以固化光刻膠；

7.4)使用CF₄等離子體對固化光刻膠后的Si晶圓進行刻蝕，刻蝕深度至Al₂O₃/HfO₂疊層薄膜，形成柵電極；

7.5)將等離子體刻蝕后的Si晶圓依次置于丙酮溶液、乙醇、去離子水中超聲清洗5min，洗掉金屬Pt薄膜上剩余的光刻膠，再用高純氮氣吹干。

步驟八，在350℃的97％N₂/3％H₂混合氣體氛圍中退火。

8.1)將完成光刻工藝的Si片放入退火爐腔體中，并持續(xù)通入97％N₂/3％H₂混合氣體；

8.2)以5℃/s的升溫速率將退火爐腔體溫度加熱到350℃，并將此溫度保持25min；

8.3)向快退火爐腔體中持續(xù)通入高純氮氣，直至腔體溫度降至100℃，完成高K金屬柵結構制備。

實施例3，制備HfAlO₃作為高k柵氧化層材料的高K金屬柵結構。

步驟A，清洗硅襯底。

本步驟的具體實現與實施例1的步驟1相同。

步驟B，將清洗后的Si襯底放入原子層淀積設備反應腔，采用原子層淀積方法在吹干后的Si襯底上淀積HfAlO₃薄膜。

參照圖6，本步驟的具體實現如下：

B1.在超凈室內環(huán)境下，將預處理過的清洗后的Si襯底放入原子層淀積設備反應腔，再將腔體壓強抽真空至20hPa，將溫度加熱到310℃，設定吹洗所用的高純氮氣流量為150sccm，設定淀積HfO₂的循環(huán)次數m＝1，淀積Al₂O₃的循環(huán)次數n＝1；

B2.在Si襯底上，淀積一個四乙基甲基胺基鉿脈沖，淀積時間為0.3s，如圖7中t1所示，該反應生成淀積HfO₂過程中吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*和氣體副產物H[N(CH₃)(C₂H₅)]；

B3.對未能成功在Si襯底上淀積的四乙基甲基胺基鉿和淀積飽和后未能參與淀積的四乙基甲基胺基鉿及淀積HfO₂過程中所生成的氣體副產物H[N(CH₃)(C₂H₅)]進行吹洗，吹洗時間為6.0s，如圖7中t2所示；

B4.在淀積四乙基甲基胺基鉿后的Si襯底上再淀積一個臭氧脈沖，淀積時間為0.5s，如圖7中t3所示，使淀積HfO₂過程中吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*與臭氧中的氧原子發(fā)生交換反應，生成有機副產物、O₂和目標產物Hf-OH*；

B5.對未成功與吸附型產物Hf-O-Hf-[N(CH₃)(C₂H₅)]*反應和反應達到飽和后未能參與淀積HfO₂過程中反應的臭氧以及有機副產物和O₂進行吹洗，吹洗時間為8s，如圖7中t4所示；

B6.在完成步驟B5的Si襯底上淀積一個三甲基鋁脈沖，該反應生成淀積Al₂O₃過程中的吸附型產物Al-O-Al-CH₃*和氣體副產物CH₄，淀積時間為0.1s，如圖8中t1所示；

B7.對未能成功在Si襯底上淀積的三甲基鋁和淀積飽和后未能參與淀積的三甲基鋁及淀積Al₂O₃過程中所生成的CH₄進行吹洗，吹洗時間為3.0s，如圖8中t2所示；

B8.在淀積三甲基鋁后的Si襯底上再淀積一個臭氧脈沖，淀積時間為0.5s，如圖8中t3所示，使淀積Al₂O₃過程中吸附型產物Al-O-Al-CH₃*與臭氧中的氧原子發(fā)生交換反應，生成淀積Al₂O₃過程中的氣體副產物CH₂O、O₂和目標產物Al-OH*；

B9.對未成功與三甲基鋁反應和反應達到飽和后未能參與淀積Al₂O₃反應的臭氧以及CH₂O和O₂進行吹洗，吹洗時間為5.0s，如圖8中t4所示；

B10.重復步驟B2至B9，直到HfAlO₃薄膜的厚度達到8nm。

步驟C，將完成HfAlO₃薄膜淀積的Si襯底進行退火。

C1.將完成HfAlO₃薄膜淀積的Si襯底放入快速熱退火爐腔體中，通入高純氮氣吹掃快速熱退火爐腔體內的空氣，吹掃時間為5min；

C2.將快速熱退火爐腔體的壓強抽真空至1hPa；

C3.以15℃/s的升溫速率將快速熱退火爐腔體溫度加熱到600℃，并將此溫度保持90s；

C4.向快速熱退火爐腔體中持續(xù)通入高純氮氣，直至腔體溫度降至100℃。

步驟D，采用電子束蒸鍍法在HfAlO₃薄膜上淀積3nm的TiN薄膜。

步驟E，采用磁控濺射方法在TiN薄膜上淀積6nm的金屬Ti薄膜。

步驟F，采用磁控濺射方法在金屬Ti薄膜上淀積150nm的金屬Pt薄膜。

所述磁控濺射方法，其工藝參數如下：使用純度為99.999％的氬氣，濺射腔體內的真空為10mTorr，濺射功率為80W。

步驟G，通過光刻工藝，制作高K金屬柵結構的柵電極。

G1.在淀積的金屬Pt薄膜上旋轉涂光刻膠，并將光刻膠烘干；

G2.對金屬Pt薄膜上的光刻膠進行曝光并顯影，形成柵電極圖案；

G3.對曝光并顯影的光刻膠進行后烘以固化光刻膠；

G4.使用CF₄等離子體對固化光刻膠后的Si晶圓進行刻蝕，刻蝕深度至HfAlO₃高k柵介質薄膜，形成柵電極；

G5.將等離子體刻蝕后的Si晶圓依次置于丙酮溶液、乙醇、去離子水中超聲清洗5min，洗掉金屬Pt薄膜上剩余的光刻膠，再用高純氮氣吹干。

步驟H，在400℃的97％N₂/3％H₂混合氣體氛圍中退火。

H1.將完成光刻工藝的Si襯底放入退火爐腔體中，并持續(xù)通入97％N₂/3％H₂混合氣體；

H2.以5℃/s的升溫速率將退火爐腔體溫度加熱到400℃，并將此溫度保持30min；

H3.向快退火爐腔體中持續(xù)通入高純氮氣，直至腔體溫度降至100℃，完成高K金屬柵結構制備。

以上描述僅是本發(fā)明的三個具體實施例，不構成對本發(fā)明的任何限制。顯然對于本領域的專業(yè)人員來說，在了解本發(fā)明內容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明的原理、結構的情況下，進行形式和細節(jié)上的各種修正和改變，但是這些發(fā)明思想的修正和改變仍在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。