[发明专利]以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法

权利要求书

1.一种以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，该方法包括：

在半导体衬底上依次形成界面SiO₂层、高K栅介质层、Mo基金属栅电极层、AlN势垒层、硅栅层和硬掩膜层；

对形成界面SiO₂层、高K栅介质层、Mo基金属栅电极层、AlN势垒层、硅栅层和硬掩膜层的半导体衬底进行光刻和硬掩膜的刻蚀；

去胶，以硬掩膜为掩蔽，采用干法刻蚀工艺对硅栅层进行高选择比的各向异性刻蚀；

采用干法刻蚀工艺对AlN势垒层、Mo基金属栅和高K介质进行各向异性刻蚀。

2.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述高K栅介质层由HfO₂、HfON、HfAlO、HfAlON、HfTaO、HfTaON、HfSiO、HfSiON、HfLaO或者HfLaON形成。

3.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述Mo基金属栅电极层由Mo、MoN、MoAlN或者MoAlN、MoN、Mo中任意两种材料的叠层结构构成。

4.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述AlN势垒层通过物理气相淀积工艺制备，其厚度为2至10纳米。

5.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述硅栅层由多晶硅或非晶硅构成。

6.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述硬掩膜层由氧化硅、氮化硅或氧化硅/氮化硅叠层结构构成。

7.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述采用干法刻蚀工艺对AlN势垒层、Mo基金属栅和高K介质进行各向异性刻蚀，是采用BCl₃基刻蚀气体对AlN势垒层、Mo基金属栅和高K介质进行高选择比的各向异性刻蚀。

8.根据权利要求7所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述BCl₃基刻蚀气体除了包括BCl₃外，还包括Cl₂、O₂、Ar中的一种或几种气体作为刻蚀气体。

9.根据权利要求8所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述BCl₃基刻蚀气体中Cl₂与BCl₃的比率为0～1∶4，O₂与BCl₃的比率为0～1∶8，Ar与BCl₃的比率为1∶5到1∶2。

10.根据权利要求1所述的以氮化铝为势垒层的Mo基金属栅叠层结构的刻蚀方法，其特征在于，所述AlN势垒层、Mo基金属栅和高K介质叠层结构的干法刻蚀工艺条件为：上电极功率为140～450W，下电极功率为30～120W，压强为4～15mt，BCl₃基刻蚀气体的总流量为50～130sccm，腔体和电极的温度控制在50～80度。