[发明专利]CMOS全硅化物金属栅制备方法有效

申请号：	201210206298.2	申请日：	2012-06-20
公开（公告）号：	CN103515318A	公开（公告）日：	2014-01-15
发明（设计）人：	肖海波;鲍宇;平延磊	申请（专利权）人：	中芯国际集成电路制造（上海）有限公司
主分类号：	H01L21/8238	分类号：	H01L21/8238;H01L21/28
代理公司：	上海思微知识产权代理事务所(普通合伙) 31237	代理人：	屈蘅;李时云
地址：	201203 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	cmos 全硅化物金属制备方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种CMOS(互补金属氧化物半导体)全硅化物金属栅制备方法。

背景技术

互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)通常使用于超大规模集成电路(VLSI)装置中。降低CMOS的尺寸有有利于改善集成电路的速度性能、密度以及每单位功能的成本，所以降低CMOS的尺寸已成为目前的发展趋势。随着特征尺寸的不断缩小，特别是特征尺寸小到45nm或以下时，传统的多晶硅栅极结构会出现栅极漏电等问题，所以出现了新型金属栅极技术来取代传统的多晶硅栅极技术。

目前CMOS全硅化物金属栅分为两种：1.第一全硅化物金属栅极和第二全硅化物金属栅极为材质不同的全硅化物金属栅；2.第一全硅化物金属栅极和第二全硅化物金属栅极为材质相同但金属浓度不同的全硅化物金属栅。现有技术中这两种全硅化物金属栅的制备方法都存在一定问题，首先，第一种全硅化物金属栅的制备方法需要分别沉积两种材质不同的金属层，工艺繁琐；其次，第二种全硅化物金属栅因为只有一种金属，所以不需要积两种材质不同的金属层，但为了实现不同的金属浓度，往往通过制备不同高度的多晶硅栅极，再经过热退火进行硅化过程来实现，这种方法制备的第一全硅化物金属栅极和第二全硅化物金属栅极高度不同，不利于后续工艺的进行。

所以，如何提供一种可以克服以上问题的CMOS全硅化物金属栅的制备方法，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有的CMOS全硅化物金属栅制备方法工艺复杂，及全硅化物金属栅极高度不同的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS全硅化物金属栅制备方法，包括：

提供基底，所述基底包括第一装置制造区和第二装置制造区，在所述第一装置制造区上形成第一多晶硅栅极，在所述第二装置制造区上形成第二多晶硅栅极；

在所述基底上沉积电介质层，以覆盖所述第一多晶硅栅极和第二多晶硅栅极；

去除部分所述电介质层，以分别在所述第一多晶硅栅极和第二多晶硅栅极上形成开口，所述第一多晶硅栅极上的开口的尺寸小于所述第二多晶硅栅极上的开口的尺寸；

沉积金属层，同时在所述第一多晶硅栅极的开口和第二多晶硅栅极的开口中形成金属层，其中在所述第一多晶硅栅极上的开口中沉积的金属层的厚度小于在所述第二多晶硅栅极上的开口中沉积的金属层的厚度；

进行第一次热退火，所述金属层与所述第一多晶硅栅极和所述第二多晶硅栅极反应，使所述第一多晶硅栅极和所述第二多晶硅栅极部分金属化；

去除在第一次热退火过程之后未反应的所述金属层；

进行第二次热退火，使所述第一多晶硅栅极和所述第二多晶硅栅极全部金属化，以分别形成第一全硅化物金属栅极和第二全硅化物金属栅极，所述第一全硅化物金属栅极和第二全硅化物金属栅极的功函数不同。

进一步的，在去除部分所述电介质层步骤中，包括：去除位于所述第一多晶硅栅极上的电介质层，以在所述第一多晶硅栅极上形成开口，并去除所述第二装置制造区上的电介质层，以在所述第二多晶硅栅极上形成开口。