【附图说明】
[0047]图1至图7是本发明栅极结构的制作方法一实施例中各个步骤的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048]在现有技术中，在制作具有多阈值电压的CMOS器件时，通常是在去除伪栅以形成用于形成金属栅极的开口之后，采用光刻胶等遮盖层遮盖部分开口，并在未被遮盖的开口中覆盖金属层，通过每次遮盖不同开口和每次覆盖不同金属层，以分别在不同开口中形成不同的堆叠金属层，进而使形成的晶体管具有不同的阈值电压。
[0049]但是通过上述的堆叠金属层的方式调整功函数需要反复形成并去除遮盖层，这会导致制造工序步骤的增多以及工艺难度的增加
[0050]为了解决所述技术问题，本发明提供一种栅极的制作方法，包括:提供衬底；在所述衬底上形成介质材料层以及位于介质材料层中的多个伪栅结构；去除伪栅结构，形成位于层间介质层中且露出所述衬底的多个开口，所述多个开口中第一开口用于形成第一半导体器件，第二开口用于形成第二半导体器件，第三开口用于形成第三半导体器件；在所述第一开口、第二开口以及第三开口中分别形成第一金属层；对所述第一开口中的第一金属层进行第一处理，以形成处理后第一金属层；所述处理后第一金属层的功函数小于第二开口和第三开口中第一金属层的功函数；在第一处理的步骤之后，在所述第一开口中的处理后第一金属层、第二开口和第三开口中的第一金属层上分别形成第二金属层；对位于所述第二开口中的第二金属层进行第二处理，以形成处理后第二金属层；所述处理后第二金属层的功函数大于第一开口和第三开口中的第二金属层的功函数；在所述第二开口中的处理后第二金属层、第一开口和第三开口中的第二金属层上分别形成金属栅极。
[0051]通过上述步骤，直接对选定开口的第一以及第二金属层进行处理，以调整位于选定开口中第一或者第二金属层的功函数，然后形成金属栅极，以达到使形成的CMOS器件具有多个阈值电压的目的，不需要额外覆盖或堆叠新的金属层来改变叠加后的功函数，既节省了空间又简化了步骤，同时也尽量避免了额外覆盖或堆叠金属层随之可能产生的覆盖缺陷的问题。
[0052]下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。本实施例栅极结构的制作方法包括:
[0053]提供衬底，所述衬底中包括用于形成第一 PMOS器件的第一区域、用于形成第二PMOS器件的第二区域以及用于形成第三PMOS器件的第三区域。
[0054]然后，在所述PMOS器件的有源区上覆盖介质材料层，并在第一区域、第二区域以及第三区域的介质材料层中分别形成伪栅结构。
[0055]参考图1，去除所述伪栅结构，以在第一区域、第二区域以及第三区域的介质材料层(图中未示出)中分别形成露出所述衬底的第一开口 30、第二开口 20以及第三开口 10。所述第一开口 30、第二开口 20以及第三开口 10用于在后续的步骤中形成所述金属栅极。其中，所述第一开口 30用于形成第一 PMOS器件的金属栅极，所述第二开口 20用于形成第二 PMOS器件的金属栅极，所述第三开口 10用于形成第三PMOS器件的金属栅极。第一 PMOS器件、第二 PMOS器件和第三PMOS器件具有不同的阈值电压。
[0056]本实施例中，还在所述第一开口 30、第二开口 20以及第三开口 10露出的衬底40上依次形成:
[0057]栅介质材料层(IL layer)50，在本实施例中，所述栅介质材料层50采用氧化物作为材料，并通过热氧化或者化学方式的氧化反应得到，还可以是通过化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积得到，本发明对此不作限定。进一步，在本实施例中，所述栅介质材料层50的厚度为5?10埃，这样的好处在于，使栅介质材料层50具有较好的隔离性，同时不至于过厚而影响PMOS器件的整体结构。
[0058]高K介质材料层60，在本实施例中，所述高K介质材料层60可以采用如LaO、A10、BaZrO, HfZrO, HfZrON, HfLaO, HfS1, HfS1N, LaS1, AlS1, HfTaO, HfT1, (Ba, Sr)T13(BST) ,Al2O3^Si3N4或者氮氧化物等作为材料。同时，可以通过化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积得到所述高K介质材料层60，本发明对此不作限定。进一步，为了使所述高K介质材料层60不至于过薄以至于不能发挥作用，又不至于过厚导致影响PMOS器件的结构，本实施例中的高K介质材料层60的厚度在10?30埃的范围内。
[0059]盖帽层(cap layer) 70，所述盖帽层70主要用于改善包括迁移率、电性以及栅极可靠性等的器件性能。在本实施例中，所述盖帽层70可以采用如La203、AL203，Ga2O3, In2O3, Mo0, Pt, Ru, TaCNO, Ir, TaC, MoN, WN, TixN1-X等作为材料，并通过化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积得到。本发明对此不作限定。进一步，为了使盖帽层70不至于过薄以至于不能发挥作用，又不至于过厚导致影响PMOS器件的结构，所述盖帽层70的厚度在5?20埃的范围内。
[0060]参考图2 (本图以及后续的附图中衬底均未画出)，在所述第一开口 30、第二开口20以及第三开口 10中分别形成第一金属层80。所述第一金属层80用于在后续的步骤中选择性地被处理以调整不同开口的功函数。
[0061]具体的，在本实施例中，采用钽作为所述第一金属层80的材料。所述钽材料的第一金属层80用于在后续通过第一处理进行功函数调整，同时所述钽材料的第一金属层80还可以用作金属栅极的扩散阻挡层，也就是说，在后续步骤中形成所述栅极时，不需要再额外形成一层金属层作为金属栅极的扩散阻挡层，这在一定程度上简化了工艺流程。
[0062]但是本发明对第一金属层80的材料不作限制,在本发明的其他实施例中，第一金属层80也可以采用钽的化合物，例如氮化钽或者铝化钽等其他材料，本发明对此不做限制。
[0063]相应的，为了使所述第一金属层80不至于过薄而起不到调整功函数和防止扩散的作用，同时为了使所述第一金属层80不至于过厚影响到整个PMOS器件的结构，在本实施例中，使所述第一金属层80的厚度在5?20埃的范围内。
[0064]具体地，可以采用化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积形成所述第一金属层80，本发明对形成第一金属层80的具体工艺不作限定。
[0065]在本实施例中，在执行下一步骤之前还包括以下分步骤:
[0066]在所述第一开口 30、第二开口 20以及第三开口 10中形成覆盖于所述第一金属层80上的第一牺牲层90C、90B以及90A;这样的好处在于，可以在后续对第一开口 30中的第一氧化层80进行第一处理时，保护第二、第三开口 20、10的第一金属层80尽量不受影响。
[0067]为了使所述第一牺牲层90A、90B以及90C比较好的填充于所述第一开口 30、第二开口 20以及第三开口 10内、尽量不受后续的退火步骤的影响且易于被剥除(strip)，在本实施例中，可以采用例如非晶硅、非晶碳等作为第一牺牲层90A、90B以及90C的材料，但是本发明对此不作限制，例如DU0(DUV Light Absorbing Oxide)等也可以作为所述作为第一牺牲层90A、90B以及90C的材料。
[0068]如图2所示，在形成第一牺牲层90A、90B以及90C之后，还在所述第一牺牲层90A、90B以及90C上覆盖光刻胶层41
[0069]图形化所述光刻胶层41以暴露出第一开口 30的第一牺牲层90C ;并通过刻蚀去除所述第一牺牲层90C,可以暴露出第一开口 30中的第一金属层80。此时,本实施例中所述第一金属层80还可以在刻蚀去除所述第一牺牲层90C的过程中起到刻蚀阻挡层的作用。
[0070]需要说明的是，本发明对所述第一牺牲层90A、90B以及90C的刻蚀方法也不作限制，可以根据实际情况采取干刻或者湿刻等方法。
[0071]参考图3，对位于所述第一开口 30中的第一金属层80进行第一处理，以形成处理后第一金属层；进而降低位于第一开口 30中的第一金属层80的功函数。也就是说，处理后第一金属层的功函数小于位于第二开口 20和第三开口 30中第一金属层80的功函数。
[0072]本步骤的目的在于使位于第一开口 30中第一金属层80的功函数相对于第二开口20以及第三开口 10中的第一金属层80有所降低，而功函数越低，阈值电压越高，所以在后续的步骤中形成金属栅极后，位于第一开口 30的金属栅极的阈值电压相对于第二开口 20以及第三开口 10中的金属栅极的阈值电压最高，也就是形成高阈值电压(HVT)的第一 PMOS器件。
[0073]在本实施例中，在氧气与氮气的混合气体31中对所述第一金属层进行热处理，以对所述第一金属层80进行第一处理。其中，氧气在第一处理中作为反应气体，所述氧气中的一部分氧原子掺入所述第一金属层80表面，所述氮气为用于稀释氧气的保护气体。
[0074]其中，为了使所述氧气的含量足够对所述第一金属层80进行第一处理，同时为了使所述氧气不至过多而导致第一金属层80被过分氧化，或者有过多的氧原子掺入所述第一金属层8