[发明专利]场效应晶体管的金属栅电极

权利要求书

1.一种用于场效应晶体管的金属栅电极，包括：

下部，由第一金属材料形成，其中，所述下部具有凹部、底部和侧壁部，其中每个所述侧壁部具有第一宽度，以及

上部，由第二金属材料形成，其中，所述上部具有突出部和本体部，其中所述本体部具有第二宽度，其中所述突出部延伸至所述凹部内，其中所述第二宽度与所述第一宽度的比值是约5至10。

2.根据权利要求1所述的金属栅电极，其中，所述下部基本上是U形的，所述上部基本上是T形的，所述下部的最大高度与所述上部的最小高度的比值是0.1至0.9。

3.根据权利要求1所述的金属栅电极，其中，所述第一金属材料包括选自TiN、TaN和WN的组的材料。

4.根据权利要求1所述的金属栅电极，其中，所述第二金属材料包括N型功函数金属，其中所述N型功函数金属包括选自Ti、Ag、Al、TiAl、TiAlN、TaC、TaCN、TaSiN、Mn和Zr的组的金属，其中所述第二金属材料进一步包括位于所述N型功函数金属上方的信号金属。

5.根据权利要求1所述的金属栅电极，其中，所述第二金属材料包括功函数金属，其中所述功函数金属包括底部和侧壁部，所述底部具有第一厚度，所述侧壁部具有小于所述第一厚度的第二厚度，其中，所述第二厚度与所述第一厚度的比值是0.5至0.9。

6.根据权利要求1所述的金属栅电极，其中，所述第二金属材料包括P型功函数金属，其中，所述P型功函数金属包括选自TiN、WN、TaN和Ru的组的金属，其中，所述第二金属材料进一步包括位于所述P型功函数金属上方的信号金属。

7.根据权利要求1所述的金属栅电极，其中，所述第二金属材料包括功函数金属，其中所述功函数金属包括底部和侧壁部，所述底部具有第一厚度，所述侧壁部具有基本上等于所述第一厚度的第二厚度。

8.一种制造场效应晶体管的金属栅电极的方法，包括：

提供包括隔离区的衬底，所述隔离区围绕有源区；

在所述有源区上方形成介电层；

在所述介电层中形成开口；

用高介电常数材料部分地填充所述开口；

在所述高介电常数材料上方用共形第一金属材料部分地填充所述开口；

在所述第一金属材料上方用保护层填充所述开口；

将所述保护层平坦化至所述高介电常数材料；

采用湿式蚀刻工艺以包含H₂O₂、NH₄OH、HCl、H₂SO4、和稀HF的溶液部分地去除所述开口中的所述第一金属材料和所述保护层；

采用湿式蚀刻工艺以包含NH₄OH和稀HF的溶液完全去除所述开口中的剩余的所述保护层；

在所述开口中在剩余的所述第一金属材料上方沉积第二金属材料；以及

平坦化所述第二金属材料。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一金属材料包括选自TiN、TaN和WN的组的材料。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二金属材料包括功函数金属，其中所述功函数金属包括底部和侧壁部，所述底部具有第一厚度，所述侧壁部具有小于所述第一厚度的第二厚度；或者

其中，所述第二金属材料包括功函数金属，其中所述功函数金属包括底部和侧壁部，所述底部具有第一厚度，所述侧壁部具有基本上等于所述第一厚度的第二厚度，其中所述第二金属材料包括N型功函数金属；或者

其中所述第二金属材料包括P型功函数金属。