[发明专利]制作高k金属栅晶体管的接触孔的方法

说明书

本发明公开了一种制作高k金属栅晶体管的接触孔的方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有高k金属栅晶体管；在所述半导体衬底上形成覆盖所述高k金属栅晶体管的层间介电层；对所述层间介电层进行图案化，以形成仅露出所述半导体衬底的表面上的有源区的第一接触孔；以及采用强酸溶液进行清洗工艺。本发明提供的方法在层间介电层中仅形成露出半导体衬底的表面上的有源区的第一接触孔，并利用强酸溶液进行清洗，因此可以有效地去除掉落在器件上的金属聚集物，同时避免对金属栅极产生影响。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及一种制作高k金属栅晶体管的接触孔的方法。

背景技术

随着半导体元件尺寸持续微缩，传统方法中利用降低栅极层间介电层，例如降低二氧化硅层厚度，以达到最佳化目的的方法，面临到因电子的隧穿效应（tunnelingeffect）而导致漏电流过大的物理限制。为了逻辑元件的发展，高介电常数（以下简称为高k）材料因具有可有效降低物理极限厚度，并且在相同的等效氧化厚度（equivalent oxidethickness，EOT）下，有效降低漏电流并达成等效电容以控制沟道开关等优点，而被用以取代传统二氧化硅层或氮氧化硅层作为栅极层间介电层。

传统的栅极材料多晶硅则面临硼穿透（boron penetration）效应，导致元件效能降低等问题；且多晶硅栅极更遭遇难以避免的耗尽效应（depletion effect），使得等效的栅极层间介电层厚度增加、栅极电容值下降，进而导致元件驱动能力的衰退等困境。针对此问题，半导体业界更提出以新的栅极材料，例如利用具有功函数（work function）金属层的金属栅极来取代传统的多晶硅栅极，用以作为匹配高k层间介电层的控制电极。

如图1所示，衬底100上形成有金属栅极110，衬底100中形成源极和漏极（均未示出）。接触孔140和150在有源区的上方形成在层间介电层130中，其中接触孔150由金属栅110与SiGe层120共用。为了增加有源区与接触孔140和150内将填充的金属之间的接触电阻，通常在衬底100的有源区上形成有NiSi，但是在采用等离子体对层间介电层130进行刻蚀至NiSi中时，Ni的聚集物会从刻蚀腔室内掉落在器件上，掉落下来的Ni的聚集物160封住了接触孔140的开口。

目前，在接触孔140和150内填充金属之间通常会对器件进行清洗，为了避免清洗过程损坏金属栅极110，所选用的清洗剂大多为弱酸性的清洗剂，然而这些清洗剂对Ni的聚集物160不起作用，这样会导致接触孔140内无法填充金属。

因此，为了解决该问题，本发明提供一种制作高k金属栅晶体管的接触孔的方法。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种制作高k金属栅晶体管的接触孔的方法，包括：a）提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有高k金属栅晶体管；b）在所述半导体衬底上形成覆盖所述高k金属栅晶体管的层间介电层；c）对所述层间介电层进行图案化，以形成仅露出所述半导体衬底的表面上的有源区的第一接触孔；以及d）采用强酸溶液进行清洗工艺。

优选地，所述方法在所述d）步骤之后还包括：e）在所述层间介电层中形成露出所述高k金属栅晶体管的栅极的第二接触孔。

优选地，所述第一接触孔中与所述第二接触孔相邻的第一接触孔与所述第二接触孔连通，以形成共享接触孔。

优选地，所述第二接触孔的底部未到达所述半导体衬底的表面。

优选地，所述e）步骤包括：在所述第一接触孔内和所述层间介电层上形成牺牲层；以及对所述牺牲层和所述层间介电层进行图案化以形成所述第二接触孔。