[发明专利]用于制造半导体器件的方法

说明书

本公开涉及用于制造半导体器件的方法。一种方法包括：形成栅极电介质层；在栅极电介质层的底部部分上方形成金属栅极条带；以及对金属栅极条带执行第一蚀刻工艺以移除金属栅极条带的一部分。第一蚀刻工艺是各向异性地执行的。在第一蚀刻工艺之后，对金属栅极条带执行第二蚀刻工艺以移除金属栅极条带的残留部分。第二蚀刻工艺包括各向同性蚀刻工艺。将电介质材料填充到由金属栅极条带的经蚀刻的部分和经蚀刻的残留部分留下的凹槽中。

技术领域

本发明涉及用于制造半导体器件的方法。

背景技术

金属氧化物半导体(MOS)器件是集成电路中的基本构建元件。现有的MOS器件通常具有栅极电极，该栅极电极具有使用诸如离子注入或热扩散之类的掺杂操作掺杂有p型或n型杂质的多晶硅。栅极电极的功函数被调整为硅的带边缘(band-edge)。对于n型金属氧化物半导体(NMOS)器件，功函数可以被调整为接近硅的导带(conduction band)。对于P型金属氧化物半导体(PMOS)器件，功函数可以被调整为接近硅的价带(valence band)。可以通过选择适当的杂质来调节多晶硅栅极电极的功函数。

具有多晶硅栅极电极的MOS器件表现出载流子耗尽效应，其也称为多晶硅耗尽效应。当所施加的电场将载流子从靠近栅极电介质的栅极区域扫空并且形成耗尽层时，就会发生多晶硅耗尽效应。在n掺杂的多晶硅层中，耗尽层包括电离的非移动供体位点，其中，在p掺杂的多晶硅层中，耗尽层包括电离的非移动受体位点。耗尽效应产生有效栅极电介质厚度的增加，使得更难在半导体的表面处创建反型层(inversion layer)。

多晶硅耗尽问题可以通过以下方式来解决：形成金属栅极电极，使得在NMOS器件和PMOS器件中使用的金属性栅极也可以具有带边缘功函数。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：形成栅极电介质层；在所述栅极电介质层的底部部分上方形成金属栅极条带；对所述金属栅极条带执行第一蚀刻工艺以移除所述金属栅极条带的一部分，其中，所述第一蚀刻工艺是各向异性地执行的；在所述第一蚀刻工艺之后，对所述金属栅极条带执行第二蚀刻工艺以移除所述金属栅极条带的残留部分，其中，所述第二蚀刻工艺包括各向同性蚀刻工艺；以及将电介质材料填充到由所述金属栅极条带的经蚀刻的所述一部分和经蚀刻的所述残留部分留下的凹槽中。

根据本公开的另一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在电介质虚设鳍上方并且与所述电介质虚设鳍接触地形成栅极堆叠，其中，所述栅极堆叠包括：第一部分，位于所述电介质虚设鳍的第一侧上；第二部分，位于所述电介质虚设鳍的第二侧上；第三部分，与所述栅极堆叠重叠，其中，所述第三部分使所述第一部分和所述第二部分互连；蚀刻所述第三部分以露出所述电介质虚设鳍的顶表面和侧壁，其中，在所述蚀刻之后，所述第三部分的残留部分被留下，并且所述残留部分使所述第一部分和所述第二部分互连；以及蚀刻所述残留部分。

根据本公开的又一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：形成金属栅极条带；在所述金属栅极条带上方形成非晶层；在所述非晶层上方形成经图案化的硬掩模；使用所述经图案化的硬掩模作为蚀刻掩模来蚀刻所述非晶层，其中，所述金属栅极条带被露出；蚀刻所述金属栅极条带以在所述金属栅极条带中形成凹槽，其中，所述凹槽具有低于下方的电介质虚设鳍的顶表面的底表面，并且所述下方的电介质虚设鳍的所述顶表面和相对侧壁被暴露于所述凹槽；执行热蚀刻工艺以移除所述金属栅极条带的残留部分；以及将电介质材料填充到所述凹槽中。

附图说明

在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各方面。应当注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。