[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，所述NMOS区域表面的介质层内具有第一凹槽，所述PMOS区域表面的介质层内具有第二凹槽；

在所述第一凹槽和第二凹槽的内壁表面以及介质层表面依次形成栅介质材料层、位于栅介质材料层表面的第一金属层、位于所述第一金属层表面的第二金属层、位于所述第二金属层表面的第三金属层；

形成填充所述第一凹槽和第二凹槽的覆盖材料层，所述覆盖材料层的材料为绝缘介质材料；

去除NMOS区域上的覆盖材料层；

去除第二凹槽内部分厚度的覆盖材料层，形成覆盖层，使所述第二凹槽内的覆盖层的表面低于介质层的表面；

以所述覆盖层为掩膜，去除第一凹槽内、介质层上方以及所述覆盖层上方的第二凹槽内的第三金属层、第二金属层；

去除所述覆盖层，然后在所述第一凹槽内形成第一栅极，在第二凹槽内形成第二栅极。

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，采用溅射工艺形成所述覆盖材料层。

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，所述溅射工艺采用单晶硅作为靶材，氧气作为反应气体，氩气为溅射气体，沉积温度为10℃～50℃，氧气的流速为1sccm～2000sccm，氩气的流速为1sccm～2000sccm。

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，采用物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述覆盖材料层。

5.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栅介质材料层、第一金属层、第二金属层和第三金属层。

6.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一金属层的材料为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，所述第二金属层的材料为TaN。

8.根据权利要求7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。

9.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二金属层的材料与第一金属层的材料不相同。

10.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第三金属层的材料与第一金属层的材料相同。

11.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述覆盖材料层还覆盖所述介质层上的第三金属层表面。

12.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述覆盖材料层的材料为SiO₂、SiN、SiON或SiCN。

13.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述掩膜层的材料为光刻胶或底部抗发射材料。

14.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述覆盖层的表面距离半导体衬底表面的距离为第二凹槽深度的1/2～3/4。

15.根据权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第三金属层和第二金属层。

16.根据权利要求8所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第三金属层采用的刻蚀溶液为NH₄OH、H₂O₂与H₂O的混合溶液。

17.根据权利要求8所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第二金属层采用的刻蚀溶液为HCl、H₂O₂与H₂O的混合溶液。

18.根据权利要求7所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一栅极和第二栅极为单层金属结构或者多层金属堆叠结构。