[发明专利]具有金属栅电极的半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括如下工序：

制备具有第一区域和第二区域的半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成绝缘层，所述绝缘层形成为包含具有分别配置在所述第一区域和第二区域内的第一槽和第二槽的层间绝缘层和至少覆盖所述第一槽和第二槽的底面的栅绝缘层；

在具有所述绝缘层的衬底的整个表面上形成层叠金属层；

在所述层叠金属层上形成具有非感光性的平坦化层，所述平坦化层形成为填充所述第一槽和第二槽；以及

使用干法刻蚀工艺来选择性地去除所述第一区域内的平坦化层，以暴露所述第一区域内的层叠金属层并形成覆盖所述第二区域内的层叠金属层的平坦化层图案。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，

所述第一区域包含N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管区域，所述第二区域包含P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管区域。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，

形成所述绝缘层的工序包括：

在具有所述第一区域和第二区域的半导体衬底上依次形成栅绝缘层和伪导电层；

对所述伪导电层和所述栅绝缘层进行图案化，形成依次层叠在所述第一区域内的第一栅绝缘层和第一伪栅电极、以及依次层叠在所述第二区域内的第二栅绝缘层和第二伪栅电极；

在具有所述第一伪栅电极和第二伪栅电极的衬底的整个表面上形成层间绝缘层；

平坦化所述层间绝缘层来暴露所述第一伪栅电极和第二伪栅电极；以及

通过去除所述暴露的第一伪栅电极和第二伪栅电极来形成分别暴露所述第一栅绝缘层和第二栅绝缘层的第一槽和第二槽。

4.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，

形成所述绝缘层的工序包括：

在具有所述第一区域和第二区域的所述半导体衬底上形成伪材料层；

对所述伪材料层进行图案化来在所述第一区域和第二区域内分别形成第一伪栅电极图案和第二伪栅电极图案；

在具有所述第一伪栅电极图案和第二伪栅电极图案的衬底上形成层间绝缘层；

平坦化所述层间绝缘层来暴露所述第一伪栅电极图案和第二伪栅电极图案；

去除所述暴露的第一伪栅电极图案和第二伪栅电极图案来在所述第一区域和第二区域内分别形成第一槽和第二槽；以及

在具有所述第一槽和第二槽的衬底的整个表面上形成共形栅绝缘层，

其中，所述层叠金属层形成在所述栅绝缘层上。

5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，

所述非感光性平坦化层由旋涂硬掩模层或者非晶体碳层形成，

干法刻蚀所述第一区域内的平坦化层的工序使用包含氧气和氮气的工艺气体来进行。

6.如权利要求5所述的半导体器件的制造方法，

所述工艺气体还包含氩气。

7.如权利要求5所述的半导体器件的制造方法，

所述旋涂硬掩模层由碳基旋涂硬掩模层或者硅基旋涂硬掩模层形成。

8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，

形成所述旋涂硬掩模层的工序包括：

在所述层叠金属层上涂敷树脂溶液来填充所述第一槽和第二槽；以及

烘焙所述树脂溶液来形成固化的树脂层。

9.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，

在所述第一区域内选择性去除所述平坦化层图案的工序包括：

在所述平坦化层上形成暴露所述第一区域内的平坦化层的无机抗反射层图案；

将所述无机抗反射层图案用作刻蚀掩模来干法刻蚀暴露的平坦化层；以及

去除所述无机抗反射层图案。

10.如权利要求9所述的半导体器件的制造方法，

形成所述无机抗反射层图案的工序包括：

在所述平坦化层上形成无机抗反射层；

在所述无机抗反射层上形成覆盖所述第二区域的感光层图案；

干法刻蚀所述第一区域内的无机抗反射层来选择性地暴露所述第一区域内的平坦化层；以及

去除所述感光层图案。

11.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，

形成所述层叠金属层的工序包含依次形成第一金属层至第三金属层的工序。