[发明专利]CMOS晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域，所述半导体衬底表面具有介质层，位于所述NMOS区域表面的介质层内的第一凹槽，位于所述PMOS区域表面的介质层内的第二凹槽；

在所述第一凹槽、第二凹槽内壁表面以及介质层表面形成栅介质层和位于所述栅介质层表面的第一金属层；

在所述第一凹槽和第二凹槽底部的第一金属层表面以及介质层表面的第一金属层表面形成第二金属层，以及位于所述第二金属层表面的第三金属层；

在所述第二凹槽内填充覆盖层，所述覆盖层的表面低于所述介质层的表面；

以所述覆盖层为掩膜，去除位于NMOS区域上的第三金属层、第二金属层以及位于所述第一凹槽侧壁表面的部分栅介质层和所述部分栅介质层表面的部分第一金属层，去除位于PMOS区域上的介质层上的第三金属层、第二金属层以及所述覆盖层上方的第二凹槽侧壁表面的栅介质层和第一金属层，暴露出第一凹槽的侧壁表面以及未被覆盖层填充的部分第二凹槽的侧壁表面；

去除所述覆盖层；

形成填充满所述第一凹槽的第一栅极和填充满所述第二凹槽的第二栅极。

2.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述第一金属层。

3.根据权利要求2所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一金属层的材料为TiN或TaN。

4.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，采用射频物理气相沉积工艺形成所述第二金属层和第三金属层。

5.根据权利要求4所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二金属层的材料为Ta或Ti。

6.根据权利要求4所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第三金属层的材料为TiN。

7.根据权利要求6所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第三金属层的材料与第一金属层的材料相同。

8.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述覆盖层的材料为光刻胶或有机抗反射材料。

9.根据权利要求8所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述覆盖层的厚度为第二凹槽深度的1/2～3/4。

10.根据权利要求6所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，以所述覆盖层为掩膜，去除位于NMOS区域上的第三金属层、第二金属层以及位于所述第一凹槽侧壁表面的部分栅介质层和所述部分栅介质层表面的部分第一金属层，去除位于PMOS区域上的介质层表面的部分第三金属层和部分第二金属层以及所述第二凹槽的位于覆盖上方的侧壁表面的部分栅介质层和所述部分栅介质层表面的部分第一金属层的方法包括：

采用第一刻蚀工艺，同时去除位于所述NMOS区域上的第三金属层、位于所述第一凹槽侧壁表面的第一金属层以及位于所述PMOS区域上的未被覆盖层覆盖的部分第三金属层及第二凹槽内壁表面的部分第一金属层，暴露出NMOS区域上的第二金属层、第一凹槽侧壁表面的栅介质层、PMOS区域上的位于介质层表面的第二金属层、未被覆盖层覆盖的第二凹槽侧壁表面的栅介质层；

采用第二刻蚀工艺，同时去除所述NMOS区域和PMOS区域上暴露的部分第二金属层；

采用第三刻蚀工艺，同时去除第一凹槽侧壁表面的栅介质层和部分第二凹槽侧壁表面的栅介质层，暴露出第一凹槽的侧壁表面以及未被覆盖层填充的部分第二凹槽的侧壁表面。

11.根据权利要求10所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺为化学气相刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

12.根据权利要求11所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为NH₄OH、H₂O₂与H₂O的混合溶液。

13.根据权利要求10所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀工艺为化学气相刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。