一种层叠栅极制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102446725A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102446725A(43)申请公布日2012.05.09(21)申请号201010507064.2(22)申请日2010.10.14(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人刘金华(74)专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018代理人牛峥王丽琴(51)Int.Cl.H01L21/28(2006.01)H01L21/8238(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图12页(54)发明名称一种层叠栅极制作方法(57)摘要本发明提供了一种层叠栅极制作方法，提供具有N阱、P阱和STI的硅衬底的晶片，在所述晶片器件面依次制作层间栅氧化层和高介电系数栅极电介质层，该方法包括，先在沉积的第一高介电系数栅介质覆盖层表面形成第一二氧化硅层，在P阱上方依次刻蚀形成第一保护层和n型高介电系数栅介质覆盖层后第一灰化去除第一保护层上残留的光刻胶；接着在在N阱上方形成第二保护层和p型高介电系数栅介质覆盖层后第二灰化去除光刻胶，然后湿法刻蚀去除第一、第二保护层；最后沉积金属层刻蚀形成层叠栅极。本发明在灰化去除光刻胶的过程中，由第一、第二保护层作为p型和n型高介电系数栅介质覆盖层的保护层，有效避免了光刻胶去除过程对p型高介电系数栅介质覆盖层和n型高介电系数栅介质覆盖层的破坏，减小了高介电系数栅极电介质/金属层叠栅极CMOS器件的阈值电压。CN1024675ACCNN110244672502446747A权利要求书1/2页1.一种层叠栅极制作方法，提供晶片，所述晶片的硅衬底中具有N阱、P阱和浅沟槽隔离，在所述晶片的器件面依次制造层间栅氧化层和高介电系数栅极电介质层，其特征在于，该方法包括：在所述高介电系数栅极电介质层表面依次沉积第一高介电系数栅介质覆盖层和第一二氧化硅层；在所述第一二氧化硅层上涂覆第一光刻胶，第一光刻后在P阱上方形成第一光刻图案，以第一光刻图案为掩膜依次第一刻蚀所述第一二氧化硅层和第二刻蚀所述第一高介电系数栅介质覆盖层，分别形成第一保护层和n型高介电系数栅介质覆盖层；第一灰化去除所述第一保护层上残留的第一光刻胶；在所述晶圆器件面依次沉积第二高介电系数栅介质覆盖层和第二二氧化硅层；在所述第二二氧化硅层上涂覆第二光刻胶，第二光刻后在N阱上方形成第二光刻图案，以第二光刻图案为掩膜依次第三刻蚀所述第二二氧化硅层和第四刻蚀所述第二高介电系数栅介质覆盖层，分别形成第二保护层和p型高介电系数栅介质覆盖层；第二灰化去除所述第二保护层上残留的第二光刻胶；第五刻蚀去除第一保护层和第二保护层；在所述晶圆器件面上沉积金属层，第三光刻后刻蚀形成高介电系数栅极电介质层/金属层叠栅极。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一高介电系数栅介质覆盖层是氧化镧，所述第二高介电系数栅介质覆盖层是氧化铝。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的厚度范围是50到500埃。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的沉积厚度相等。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一刻蚀是湿法刻蚀或干法刻蚀；所述第三刻蚀是湿法刻蚀或干法刻蚀；所述第五刻蚀是湿法刻蚀，所用溶液是氢氟酸。6.一种层叠栅极制作方法，提供晶片，所述晶片的硅衬底中具有N阱、P阱和浅沟槽隔离，在所述晶片的器件面依次制造层间栅氧化层和高介电系数栅极电介质层，其特征在于，该方法包括：在所述高介电系数栅极电介质层表面依次沉积第一高介电系数栅介质覆盖层和第一二氧化硅层；在所述第一二氧化硅层上涂覆第一光刻胶，第一光刻后在N阱上方形成第一光刻图案，以第一光刻图案为掩膜依次第一刻蚀所述第一二氧化硅层和第二刻蚀所述第一高介电系数栅介质覆盖层，分别形成第一保护层和p型高介电系数栅介质覆盖层；第一灰化去除所述第一保护层上残留的第一光刻胶；在所述晶圆器件面依次沉积第二高介电系数栅介质覆盖层和第二二氧化硅层；在第二二氧化硅层上涂覆第二光刻胶，第二光刻后在P阱形成第二光刻图案，以第二光刻图案为掩膜依次第三刻蚀所述第二二氧化硅层和第四刻蚀所述第二高介电系数栅介质覆盖层，分别形成第二保护层和n型高介电系数栅介质覆盖层；第二灰化去除所述第二保护层上残留的第二光刻胶；2CCNN110244672502446747A权利要求书2/2页第五刻蚀去除第一保护层和第二保护层；在所述晶圆器件面上沉积金属层，第三光刻后刻蚀形成高介电系数栅极电介质层/金属层叠栅极。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一高介电系数栅介质覆盖层是氧化铝，所述第二高介电系数栅介质覆盖层是氧化镧。8.如权利要求2所述的方法