直至暴露伪栅极，来形成所述层间介质层(ILD) 108，如图5所
/Jn ο
[0051]接着，去除伪栅极104，以形成开口 110，如图6所示。
[0052]伪栅极可以使用湿法刻蚀去除，本实施例中，通过四甲基氢氧化铵(TMAH)去除非晶硅，从而，在原来的伪栅极的区域形成开口 110，如图6所示。
[0053]接着，为了提高栅介质层的质量，可以进一步将伪栅极之下的栅介质层去除，而后，重新形成新的栅介质层，具体的，可以先在开口中形成界面层112，可以通过热氧化的方法形成，而后，淀积介质材料层114，例如为高k介质材料(例如，和氧化硅相比，具有高介电常数的材料)或其他合适的介质材料，高k介质材料例如铪基氧化物，HF02、HfSi0、HfSi0N、HfTaO、HfT1 等。
[0054]接着，在开口 110中形成金属栅堆叠，如图8所示。
[0055]金属栅堆叠为包含金属层的栅极堆叠，可以为例如T1、TiAlx、TiN、TaNx、HfN、TiCx、TaCx,多晶硅等他们的组合。
[0056]在本实施例中，具体的，首先，淀积第一金属层120，该第一金属层为功函数调节层，对于NMOS而言，可以选用Al、TiAl、对于PMOS而言可以选用Ta、TaN。而后，淀积扩散阻挡层，以阻挡上层金属向第一金属层及栅介质层的扩散，第一扩散阻挡层可以为Ti层124、TiN层126，接着，进行第二金属层128的填充，例如为W，如图7所示。而后，进行平坦化，例如进行化学机械研磨，直至暴露层间介质层108，从而，在开口 110中形成了金属栅堆叠，如图8所示。
[0057]而后，去除鳍之上、开口内部分厚度的金属栅堆叠，以重新形成开口 130，如图9所
/Jn ο
[0058]在本实施例中，可以采用RIE (反应离子刻蚀)的方法去除鳍之上的开口内的部分厚度的金属栅堆叠，即将开口上部的金属栅堆叠去除，重新形成部分开口 130，本实施例中，刻蚀中同时去除栅介质层114，如图9所示。
[0059]接着，重新填满开口，以形成顶部金属层138，如图11所示。
[0060]本实施例中，首先，淀积第二扩散阻挡层，第二扩散阻挡层可以为Ti层134、TiN层136,接着,淀积顶部金属层138,该顶部金属层138米用与第二金属层128相同的材料或不同的材料，如W，如图10所示。而后，进行平坦化，例如进行化学机械研磨，直至暴露层间介质层108，从而重新在开口的上部形成了顶部金属层138，如图11所示。
[0061]至此，形成了根据本发明的制造方法形成的鳍式场效应晶体管。
[0062]此外，本发明还提供了利用本发明的制造方法及实施例形成的鳍式场效应晶体管。
[0063]参考图11所示,该鳍式场效应晶体管包括:衬底，衬底上形成有鳍100 ;所述鳍的两侧形成有开口 110 ;至少在开口内鳍的表面上形成的栅介质层114 ;在开口内形成的填满开口下部的金属栅堆叠，开口下部高于鳍的高度；填满开口上部的顶部金属层138。
[0064]在上述实施例中，如图11所示，在开口的整个内壁上形成有栅介质层114，该栅介质层为高k栅介质层。
[0065]所述金属栅堆叠包括:形成在开口下部内壁上的第一金属层120 ;形成在第一金属层上的第一扩散阻挡层124、126 ;填满开口下部的第二金属层128。所述顶部金属层138与第二金属层128为相同材料或不同的材料，例如为W。
[0066]在开口上部的内壁与顶部金属层之间形成的第二扩散阻挡层134、136。
[0067]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。
[0068]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种鳍式场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底，所述衬底上形成有鳍及栅介质层、伪栅极； 去除伪栅极，以形成开口 ； 填满开口以形成金属栅堆叠； 去除鳍之上、开口内部分厚度的金属栅堆叠，以重新形成开口 ； 重新填满开口，以形成顶部金属层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在去除伪栅极的步骤中，同时去除伪栅极下的栅介质层，以形成开口，并在开口内壁上重新形成栅介质层。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成金属栅堆叠的步骤具体包括: 在开口的内壁上形成第一金属层，所述第一金属层为功函数调节层； 在第一金属层上形成扩散阻挡层； 以第二金属层填满开口，以形成金属栅堆叠。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述顶部金属层与第二金属层为相同材料。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在去除开口内部分的金属栅堆叠和形成顶部金属层之间，还包括步骤: 在重新形成的开口的内壁上形成第二扩散阻挡层。6.一种鳍式场效应晶体管，其特征在于，包括: 衬底，衬底上形成有鳍； 所述鳍的两侧形成有开口； 至少在开口内鳍的表面上形成的栅介质层； 在开口内形成的填满开口下部的金属栅堆叠，开口下部高于鳍的高度； 填满开口上部的顶部金属层。7.根据权利要求6所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，在开口的内壁上形成有栅介质层。8.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述金属栅堆叠包括: 形成在开口下部内壁上的第一金属层； 形成在第一金属层上的第一扩散阻挡层； 填满开口下部的第二金属层。9.根据权利要求8所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述顶部金属层与第二金属层为相同材料。10.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，还包括:在开口上部的内壁与顶部金属层之间形成的第二扩散阻挡层。
【专利摘要】本发明公开了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括：提供半导体衬底，所述衬底上形成有鳍及栅介质层、伪栅极；去除伪栅极，以形成开口；填满开口以形成金属栅堆叠；去除鳍之上、开口内部分厚度的金属栅堆叠，以重新形成开口；重新填满开口，以形成顶部金属层。本发明改善金属栅堆叠孔隙填充的影响，同时，减小金属栅的电阻，提高器件的性能。
【IPC分类】H01L21/28, H01L21/336, H01L29/78
【公开号】CN105206529
【申请号】CN201410274226
【发明人】赵治国, 朱慧珑, 殷华湘, 钟汇才
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月18日