[发明专利]CMOS晶体管金属栅极的制作方法

摘要

本发明揭示了一种CMOS晶体管金属栅极的制作方法，利用多层图案化的光刻胶层，先去除第一虚设栅极形成第一栅极沟槽，并形成第一功函数金属层和第一填充层，再去除第二虚设栅极形成第二栅极沟槽，并形成第二功函数金属层和第二填充层，同时去除第一填充层和第二填充层以暴露第一栅极沟槽和第二栅极沟槽，接着填充金属栅层，之后进行一次化学机械研磨工艺，即可同时形成第一金属栅极和第二金属栅极。相比于现有技术在制作CMOS晶体管金属栅极的工艺中需要采用两道化学机械研磨工艺形成两个金属栅极的方法，大大简化了工艺流程，进一步减少了化学机械研磨过程的研磨残留物，并减少了层间介质层的研磨损伤，进而提高了CMOS晶体管的性能。

主权项

一种CMOS晶体管金属栅极的制作方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有层间介质层以及位于所述层间介质层中的第一虚设栅极和第二虚设栅极；在所述层间介质层上形成第一图案化的光刻胶层，并以所述第一图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀去除所述第一虚设栅极，以形成第一栅极沟槽；去除所述第一图案化的光刻胶层，在所述第一栅极沟槽和所述层间介质层上依次形成在所述第一功函数金属层和第一填充层；在所述第一填充层上形成第二图案化的光刻胶层，并以所述第二图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀去除所述第二虚设栅极及位于其上的第一填充层和第一功函数金属层，以形成第二栅极沟槽；在所述第二栅极沟槽和所述第二图案化的光刻胶层上依次形成第二功函数金属层和第二填充层；在所述第二填充层上形成第三图案化的光刻胶层，并以所述第三图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀去除第一栅极沟槽上的第二填充层和第二功函数金属层；去除第三图案化的光刻胶层、剩余的第二填充层以及所述第一栅极沟槽上的第二图案化的光刻胶层和第一填充层，暴露所述第一栅极沟槽和第二栅极沟槽；沉积金属栅极层，覆盖层间介质层并填充第一栅极沟槽和第二栅极沟槽；进行化学机械研磨，直至暴露所述层间介质层，以在所述第一栅极沟槽和第二栅极沟槽中分别形成第一金属栅极和第二金属栅极。