[發明專利]半導體器件的形成方法

在審

• 申請號: 201610414246.2
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號: CN107492499A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 謝欣云
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括第一區域和第二區域，所述基底上形成有層間介質層，且所述第一區域層間介質層內形成有貫穿所述層間介質層的第一開口，所述第二區域的層間介質層內形成有貫穿所述層間介質層的第二開口；

在所述第一開口底部和側壁上、以及第二開口底部和側壁上形成高k柵介質層；

在所述高k柵介質層上形成第一功函數層；

在所述第一功函數層上形成填充滿所述第一開口和第二開口的填充層；

去除位于所述第一開口內的填充層以及第一功函數層；

去除所述第二開口內的填充層，暴露出第二開口內的第一功函數層；

形成填充滿所述第一開口和第二開口的金屬層。

2.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述填充層的材料為非晶硅。

3.如權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述填充層之后、刻蝕去除位于所述第一開口內的填充層以及第一功函數層之前，還包括步驟：對所述基底進行退火處理。

4.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述填充層的工藝步驟包括：形成填充滿所述第一開口和第二開口的填充膜，所述填充膜還位于所述層間介質層頂部上；對所述填充膜頂部表面進行平坦化處理，形成所述填充層。

5.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，去除位于所述第一開口內的填充層以及第一功函數層的工藝步驟包括：在所述第二區域的填充層上形成光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕去除位于所述第一開口內的填充層以及第一功函數層；接著，去除所述光刻膠層。

6.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一功函數層的材料為P型功函數材料。

7.如權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述P型功函數材料包括TiN、TaN、TiSiN或TaSiN。

8.如權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一區域為NMOS區域；所述第二區域為PMOS區域。

9.如權利要求8所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二開口內的金屬層位于所述第一功函數層表面；所述第一開口內的金屬層位于所述高k柵介質層表面。

10.如權利要求8所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬層之前，還包括步驟，在所述第一開口的高k柵介質層上形成第二功函數層，所述第二功函數層的材料為N型功函數材料；接著，在所述第二開口的第一功函數層上以及第一開口的第二功函數層上形成所述金屬層。

11.如權利要求10所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述第二功函數層的工藝步驟中，形成的所述第二功函數層還位于第二開口內的第一功函數層上。

12.如權利要求10所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述第二功函數層之前，還包括步驟：在所述第二開口的第一功函數層上、以及第一開口的高k柵介質層上形成第三功函數層，所述第三功函數層的材料為P型功函數材料，其中，位于所述第一開口內的第三功函數層作為阻擋層。

13.如權利要求10所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述N型功函數材料包括TiAl、TaAl、TiAlC、AlN、TiAlN或TaAlN。

14.如權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一區域為PMOS區域，所述第一區域形成的器件具有第一閾值電壓；所述第二區域為PMOS區域，所述第二區域形成的器件具有第二閾值電壓，且所述第一閾值電壓大于第二閾值電壓。

15.如權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二開口內的金屬層位于所述第一功函數層表面；所述第一開口內的金屬層位于所述高k柵介質層表面。

16.如權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬層之前，還包括步驟，在所述第二開口的第一功函數層上以及第一開口的高k柵介質層上形成第二功函數層，所述第二功函數層的材料為P型功函數材料；接著，在所述第一開口的第二功函數層上以及第二開口的第二功函數層上形成所述金屬層。