[发明专利]双金属栅极结构的形成方法及CMOS晶体管

权利要求书

1.一种双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供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由下至上依次覆盖高K介电质层和蚀刻阻挡层；

在所述蚀刻阻挡层表面形成蚀刻阻挡层的氧化物层；

在所述蚀刻阻挡层的氧化物层上沉积第一金属层；

去除位于所述第二区域的所述第一金属层；

在剩余的所述第一金属层以及第二区域上沉积第二金属层。

2.根据权利要求1所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述第一区域为PMOS区域，所述第二区域为NMOS区域。

3.根据权利要求1所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述蚀刻阻挡层为TaN层或TaSiN层。

4.根据权利要求1所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述蚀刻阻挡层的厚度为10~50埃。

5.根据权利要求2所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述第一金属层为PMOS功函数金属层。

6.根据权利要求5所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述PMOS功函数金属层为TiN层、TiAlN层或TiSiN层。

7.根据权利要求1所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度为10~100埃。

8.根据权利要求1所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，形成所述蚀刻阻挡层的氧化物层包括，采用臭氧溶液或是双氧水溶液清洗所述蚀刻阻挡层表面，以氧化所述蚀刻阻挡层表面形成所述蚀刻阻挡层的氧化物层。

9.根据权利要求8所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述臭氧溶液或双氧水溶液的浓度为20~100ppm。

10.根据权利要求9所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，采用所述臭氧溶液或是双氧水溶液持续清洗所述蚀刻阻挡层10~100s。

11.根据权利要求10所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，采用所述臭氧溶液或是双氧水溶液在20℃~100℃温度下清洗所述蚀刻阻挡层。

12.根据权利要求11所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述蚀刻阻挡层的氧化物层的厚度为1~6埃。

13.根据权利要求1所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，采用湿法化学蚀刻法去除位于所述第二区域的所述第一金属层。

14.根据权利要求13所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，采用NH₃.H₂O和H₂O₂的混合溶液实施所述湿法化学蚀刻。

15.根据权利要求14所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述混合溶液中，V(NH₃.H₂O):V(H₂O₂):V(H₂O)为1:2:50至1:1:5。

16.根据权利要求15所述的双金属栅极结构的形成方法，其特征在于，所述湿法化学蚀刻在25℃~100℃下进行。

17.一种CMOS晶体管，其特征在于，包括建立于同一衬底上的PMOS晶体管和NMOS晶体管；

所述PMOS晶体管由下至上依次包括高K介电质层、蚀刻阻挡层、位于所述蚀刻阻挡层表面的蚀刻阻挡层的氧化物层、PMOS功函数金属层；

所述NMOS晶体管由下至上依次包括高K介电质层、蚀刻阻挡层、位于所述蚀刻阻挡层表面的蚀刻阻挡层的氧化物层、NMOS功函数金属层。

18.根据权利要求17所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述蚀刻阻挡层为TaN层或TaSiN层。

19.根据权利要求17所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述PMOS功函数金属层为TiN层、TiAlN层或TiSiN层。

20.根据权利要求17所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述PMOS功函数金属层的厚度为10~100埃；所述蚀刻阻挡层的氧化物层的厚度为1~6埃。