[发明专利]一种含金属栅极的半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种含金属栅极的半导体器件的制备方法，包括：

提供一包含金属栅极的半导体衬底，所述金属栅极的最上层为金属材料层；

以所述金属材料层为阳极，在电解液中进行电解，在所述金属材料层表面形成具有微孔的金属氧化物材料层，以增强所述金属材料层与其上方将形成的接触孔蚀刻停止层之间的粘附性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属材料层为铝材料层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触孔蚀刻停止层为氮化硅层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液为草酸和NaCl的混合溶液。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解液中草酸的浓度为0.5-3mol/L。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解液中NaCl的浓度为0.1-1mol/L。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解电压为1-30伏。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解的电流密度为1-100A/m²。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解时间为1-10分钟。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微孔均匀分布于所述金属氧化物材料层上，所述微孔的直径为100nm-200nm。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微孔之间的间隔为300nm-500nm。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属栅极的形成方法为：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成栅堆栈层，包括依次层叠的高K介电层、TiN覆盖层、多晶硅层，以及位于所述TiN覆盖层和多晶硅层之间的阻挡层；

蚀刻所述栅堆栈层以在所述衬底上形成虚设栅极结构；

去除所述虚设栅极结构的所述多晶硅层；

在所述阻挡层上形成金属栅极。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述阻挡层为TaN或AlN层，所述阻挡层的厚度为10-50埃。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述金属栅极由依次层叠的功函数金属层、阻挡层和金属材料层组成。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述具有微孔氧化铝材料层后，进一步包含以下步骤：

在所述氧化铝材料层上形成接触孔蚀刻停止层；

在所述接触孔蚀刻停止层上形成层间介电层；

蚀刻所述层间介电层和所述接触孔蚀刻停止层形成接触孔，露出所述金属氧化物材料层；

采用金属导电材料填充所述接触孔，形成接触塞，以形成电连接。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接触孔蚀刻停止层为金属氮化物层。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述层间介电层为氧化物层。

18.一种由权利要求1至17之一所述方法制备得到的半导体器件。