[发明专利]一种半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有虚拟栅极结构，所述虚拟栅极结构包括牺牲栅电极层，且在所述虚拟栅极结构的两侧形成有紧靠所述虚拟栅极结构的间隙壁结构；

去除所述牺牲栅电极层，以在所述间隙壁结构的中间形成一栅沟槽，且在所述栅沟槽中依次形成功函数金属层和阻挡层；

使用一牺牲层填满所述栅沟槽，并覆盖所述功函数金属层和阻挡层；

去除所述间隙壁结构顶部的所述牺牲层、阻挡层和功函数金属层；

蚀刻去除所述栅沟槽中的所述牺牲层，得到一沟槽；

在所述沟槽中形成浸润层；

实施金属栅的回填。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟栅极结构包括自下而上依次层叠的界面层、高k介电层、覆盖层和牺牲栅电极层。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，蚀刻所述虚拟栅极结构，去除所述虚拟栅极结构最上层的所述牺牲栅电极层，以形成所述栅沟槽。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺或物理气相沉积工艺形成所述功函数金属层。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述功函数金属层包括一层或多层金属。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述功函数金属层的构成材料包括氮化钛、钛铝合金或氮化钨。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺或物理气相沉积工艺形成所述阻挡层。

8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述阻挡层的材料包括氮化钽或氮化钛。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牺牲层的材料是旋涂玻璃或者多晶硅。

10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，采用旋涂工艺形成所述牺牲层。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述旋涂工艺之后，执行一烘焙处理。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述烘焙处理的温度为110-300℃。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述烘焙处理的持续时间少于两分钟。

14.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，采用低压化学气相沉积工艺或等离子增强化学气相沉积工艺形成所述牺牲层。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用化学机械研磨工艺去除所述间隙壁结构顶部的所述牺牲层、阻挡层和功函数金属层。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述化学机械研磨工艺包括：先采用硅氧化物研磨工艺或硅研磨工艺，再采用金属研磨工艺的两步研磨工艺。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用干法蚀刻或湿法蚀刻去除所述栅沟槽中的所述牺牲层。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述干法蚀刻的蚀刻气体为氟基、氯基或溴基气体。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述干法蚀刻所采用的工艺条件为压力30-100mTorr。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述干法蚀刻的持续时间为15-45s。

21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述湿法蚀刻所使用的腐蚀液为氢氟酸溶液或四甲基氢氧化铵溶液。

22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述湿法蚀刻所采用的工艺条件为温度20-80℃。

23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述湿法蚀刻的持续时间为50-120s。

24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用物理气相沉积工艺形成所述浸润层。

25.根据权利要求1或24所述的方法，其特征在于，所述浸润层的材料为钛或钛铝合金。

26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属栅的材料为铝。