[发明专利]半导体器件的制作方法及半导体器件

说明书

本申请公开了一种半导体器件的制作方法及半导体器件。其中，半导体器件的制作方法包括：提供半导体基体，半导体基体具有第一区域和第二区域，且第一区域和第二区域上分别形成有多晶硅栅极和围绕多晶硅栅极设置的介质层；形成覆盖多晶硅栅极和介质层的第一金属硬掩膜；进行退火处理，以使第一金属硬掩膜和多晶硅栅极反应生成金属硅化物；去除第一区域中的多晶硅栅极和金属硅化物以形成凹槽，并在凹槽中形成金属栅极。上述制作方法中，由于金属硅化物中键能大于多晶硅栅极中键能，使得金属硅化物的刻蚀速率小于多晶硅栅极的刻蚀速率，因此金属硅化物能够作为多晶硅栅极的保护层，减少了金属栅极的制作过程对多晶硅栅极造成的损伤。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件的制作方法及半导体器件。

背景技术

随着晶体管的特征尺寸不断缩小，在半导体器件的制作过程中经常采用金属栅极取代多晶硅栅极。这是由于采用金属栅极所形成晶体管具有有效栅氧化层厚度(EOT)较小、栅极漏电流较低以及能耗低等优点。因此，半导体器件的制作过程中，通常需要在性能要求高的器件区上形成金属栅极，而在其他器件区上形成多晶硅栅极。

图1至图3示出了现有半导体器件的制作过程，包括以下步骤：首先，提供包括第一区域11′和第二区域13′的半导体基体，该第一区域11′又包括第一器件区111′和第二器件区113′，其中第一器件区111′上形成有第一多晶硅栅极21′，第二器件区113′上形成有第二多晶硅栅极23′，第二区域13′上形成有第三多晶硅栅极25′，且各第一多晶硅栅极21′、第二多晶硅栅极23′和第三多晶硅栅极25′被介质层30′围绕，其结构如图1所示；然后，刻蚀去除第一多晶硅栅极21′，以在第一多晶硅栅极21′的位置上形成第一凹槽，并在第一凹槽中形成第一金属栅极41′，进而形成如图2所示的基体结构；最后，刻蚀去除第二多晶硅栅极23′，以在第二多晶硅栅极23′的位置上形成第二凹槽，并在第二凹槽中形成第二金属栅极43′，进而形成如图3所示的基体结构。

其中，在上述第一凹槽中形成第一金属栅极41′的步骤包括：形成覆盖第一凹槽的第一金属栅极41′预备层，以及平坦化去除位于介质层30′上的第一金属栅极41′预备层，并将位于第一凹槽中的第一金属栅极41′预备层作为第一金属栅极41′。在上述第二凹槽中形成第二金属栅极43′的步骤包括：形成覆盖第二凹槽的第二金属栅极43′预备层，平坦化去除位于介质层30′上的第二金属栅极43′预备层，并将位于第二凹槽中的第二金属栅极43′预备层作为第二金属栅极43′。上述两次平坦化工艺会对第三多晶硅栅极25′造成损伤，例如产生凹坑等缺陷。这些缺陷使得半导体器件中容易产生漏电流等，进而降低了半导体器件的性能。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。

发明内容

本申请旨在提供一种半导体器件的制作方法及半导体器件，以减少金属栅极的制作过程对多晶硅栅极造成的损伤，进而提高半导体器件的性能。

为了实现上述目的，本申请提供了一种半导体器件的制作方法，该制作方法包括：提供半导体基体，半导体基体具有第一区域和第二区域，且第一区域和第二区域上分别形成有多晶硅栅极和围绕多晶硅栅极设置的介质层；形成覆盖多晶硅栅极和介质层的第一金属硬掩膜；进行退火处理，以使第一金属硬掩膜和多晶硅栅极反应生成金属硅化物；去除第一区域中的多晶硅栅极和金属硅化物以形成凹槽，并在凹槽中形成金属栅极。

进一步地，上述制作方法中，退火处理的步骤中，处理温度为250～450℃，处理时间为1～30s。

进一步地，上述制作方法中，在凹槽中形成金属栅极的步骤包括：在凹槽中和第一金属硬掩膜上形成金属栅极预备层；对金属栅极预备层和第一金属硬掩膜进行平坦化处理至暴露出介质层的表面，并将剩余金属栅极预备层作为金属栅极。