[发明专利]半导体器件制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件制造方法，用于制造具有双功函数金属栅的CMOS晶体管，其特征在于包括如下步骤：

提供半导体衬底，在该半导体衬底上形成STI结构，并进行阱区注入，形成NMOSFET区域和PMOSFET区域；

全面性地形成第一栅极绝缘层；

全面性地形成第一栅极；

刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极的至少部分厚度；

全面性地形成铝金属层；

对所述铝金属层进行退火；

沉积金属填充层，完成CMOS晶体管的金属栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一栅极绝缘层的材料为高K栅极绝缘材料，其厚度为2-4nm；或者，所述第一栅极绝缘层的材料为SiO₂，其厚度为5-7nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一栅极的材料为TiN、MoN或TaN，厚度为2-15nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极的至少部分厚度工艺中，至少刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极的三分之一厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极的至少部分厚度工艺中，刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极的全部厚度，并且，在沉积所述金属填充层之前，全面性地形成第二栅极材料层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二栅极材料层的材料为TiN、MoN或TaN，厚度为2-15nm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极的至少部分厚度具体包括：形成掩膜层，该掩膜层覆盖NMOSFET区域而暴露出PMOSFET区域，然后，各向异性地刻蚀位于PMOSFET区域的第一栅极。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝金属层的厚度为0.1-5nm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用离子注入工艺引入所述铝金属层，注入能量为0.1-15keV，剂量为1e14-5e16/cm²。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述铝金属层进行退火的具体工艺条件为：退火温度为300-1000℃，退火时间为5s-2min。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属填充层的材料为TaN、TiAl或W。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用后栅工艺，在进行阱区注入、形成NMOSFET区域和PMOSFET区域之后，以及在全面性地形成第一栅极绝缘层之前：

形成牺牲性栅极绝缘层、牺牲性栅极，定义栅极图形；

形成栅极间隙壁，其覆盖所述牺牲性栅极和牺牲性栅极绝缘层的侧壁；

形成栅极间介质层；

去除牺牲性栅极绝缘层和牺牲性栅极，形成栅极空洞。