[发明专利]半导体器件的制作方法

说明书

一种半导体器件的制作方法，在同一半导体衬底上形成均具有金属栅的第一导电类型的晶体管与第二导电类型的晶体管过程中，先去除第一导电类型晶体管的伪栅极层并填入金属栅极层，对该金属栅极层使用光刻胶覆盖，第二导电类型晶体管的伪栅极层被图案化光刻胶暴露，施以干法刻蚀以实现去除，在去除光刻胶残留物后，清洗半导体衬底，该清洗溶液中溶有臭氧。臭氧能对暴露的第一导电类型晶体管的金属栅极层表面进行氧化，生成一层致密氧化膜，该致密氧化膜一方面由于较薄，不会影响金属栅极层的电连接性，另一方面氧化膜由于比较致密，因而不会因为溶液的引入，与金属栅极层中的金属离子发生原电池反应，避免了该金属栅极层的腐蚀，提高了其电连接性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体器件的制作方法。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管、N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管或由PMOS晶体管与NMOS晶体管共同组成的互补型金属氧化物半导体(CMOS)晶体管成为构成芯片的基本器件。

近年来，随着器件集成密度提高，器件特征尺寸不断减小。在器件特征尺寸不断减小过程中，传统的二氧化硅栅极绝缘层不断变薄，栅极向衬底的漏电流越来越严重。

为解决上述问题，现有技术出现了采用比二氧化硅具有更高介电常数的高介电常数材料(High-K Material)，用以隔绝栅极与半导体衬底，大幅减小漏电量。同时，为了与高介电常数材料兼容，行业内出现了采用金属栅极替代多晶硅栅极作为栅极的解决方案，从而出现了新的晶体管栅极结构-金属栅堆叠结构。常见的金属栅堆叠结构自下而上包括：高介电常数材料层、功函数层、以及金属栅极层。

现有技术中，由于PMOS晶体管与NMOS晶体管的性能不同，因而需形成具有不同功函数层的金属栅堆叠结构，因此需要在不同的工艺步骤中形成功函数层及金属栅极层。常见的做法是先在半导体衬底上制作PMOS晶体管与NMOS晶体管的多晶硅栅极并以此作为伪栅极，接着先去除一个晶体管的多晶硅伪栅极，形成该晶体管的功函数层、金属栅极层，接着去除另一晶体管的多晶硅伪栅极极，形成该另一晶体管的功函数层、金属栅极层。

在实际研究中发现，采用上述方案制作的CMOS晶体管性能不可靠。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高CMOS晶体管的性能可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的制作方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有第一导电类型的晶体管以及具有伪栅极层的第二导电类型的晶体管，所述第二导电类型与第一导电类型相反，所述第一导电类型晶体管的栅极层至少包括金属栅极层，所述伪栅极层的材质为多晶硅；

在所述半导体衬底上形成暴露所述第二导电类型晶体管伪栅极层的图案化光刻胶，以所述图案化光刻胶为掩膜刻蚀去除相应第二导电类型晶体管的伪栅极层；

去除光刻胶残留物，并清洗所述半导体衬底，所述清洗采用的溶液里具有臭氧；

在去除伪栅极层所形成的沟槽内形成相应第二导电类型晶体管的栅极层。

可选地，所述第二导电类型的晶体管为NMOS晶体管，所述第一导电类型的晶体管为PMOS晶体管，或所述第二导电类型的晶体管为PMOS晶体管，所述第一导电类型的晶体管为NMOS晶体管。

可选地，去除所述光刻胶残留物采用NMP溶液。

可选地，所述溶液为去离子水或双氧水。

可选地，所述臭氧在溶液中的浓度范围为1ppm-100ppm。

可选地，在采用具有臭氧的溶液清洗所述半导体衬底后，采用去离子水清洗所述半导体衬底。

可选地，所述第一导电类型晶体管的栅极层还包括功函数层。