金属栅的形成方法与流程
本发明涉及半导体，特别涉及一种金属栅的形成方法。
背景技术：
1、先进制程中为了解决多晶硅耗尽效应、提升栅极控制力、增加有效电容，普遍使用金属栅（metal gate）代替传统的多晶硅栅极来控制沟道的开关。为了使金属栅极达到传统的多晶硅栅极的控制效果，工程师们通过在金属栅和沟道之间增加多层膜层材料（tin/tial/tan/hfo2等）来调控器件的电学性质。这必然会导致在后续做金属栅回刻蚀（metalgate etch back，mgeb）的过程中，干法刻蚀（dry etch）在刻蚀多种膜层材料时存在速率差异，增加调控栅极高度的难度。同时干法刻蚀对于刻蚀不同长度的栅极存在loading（负载），进一步导致了不同栅极长度对应的器件电学性质不同。因此随着器件尺寸的持续缩小，寻找一种可以做mgeb且loading较小的方案对电学性质的改善具有重要意义。
2、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种金属栅的形成方法，以解决金属栅制备过程中栅极高度难以调控的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供一种金属栅的形成方法，包括：
3、提供在晶圆表面绝缘介质层内形成有栅凹槽的晶圆；
4、在所述栅凹槽内依次沉积高k栅介质层、功函数层和阻挡层；
5、在形成有所述阻挡层的栅凹槽内填充金属层，使得所述金属层高出所述绝缘介质层表面预设厚度；
6、采用化学机械研磨的方式，去除所述绝缘介质层表面的所述高k栅介质层以及所述高k栅介质层上的其他介质层，使得所述金属层与所述绝缘介质层表面大致齐平；
7、湿法回刻所述栅凹槽内金属层及所述阻挡层，使得所述栅凹槽内金属层低于所述绝缘介质层至第一预设高度；
8、湿法回刻所述栅凹槽内所述功函数层至与所述金属层大致齐平。
9、优选地，采用第一溶液湿法回刻所述金属层和所述阻挡层，所述第一溶液含有预定比例的nh4oh和h2o2。
10、优选地，所述第一溶液为sc1溶液，所述sc1溶液包含nh4oh、h2o2和去离子水，并且体积比为nh4oh：h2o2：去离子水=1：1：5。
11、优选地，在湿法回刻所述金属层和所述阻挡层后，还对所述金属层和所述阻挡层进行清洗，去除残留的所述第一溶液。
12、优选地，采用质量分数小于20%的盐酸溶液湿法回刻所述功函数层。
13、优选地，所述金属层至少含有钨。
14、优选地，所述阻挡层至少含有钛。
15、优选地，所述功函数层的材质为tial。
16、优选地，所述阻挡层的材质为tin。
17、优选地，所述高k栅介质层的材质包括hfsio2。
18、本发明提供的金属栅的形成方法，包括提供在晶圆表面绝缘介质层内形成有栅凹槽的晶圆；在所述栅凹槽内依次沉积高k栅介质层、功函数层和阻挡层；在形成有所述阻挡层的栅凹槽内填充金属层，使得所述金属层高出所述绝缘介质层表面预设厚度；采用化学机械研磨的方式，去除所述绝缘介质层表面的所述高k栅介质层以及所述高k栅介质层上的其他介质层，使得所述金属层与所述绝缘介质层表面大致齐平；湿法回刻所述栅凹槽内金属层及所述阻挡层，使得所述栅凹槽内金属层低于所述绝缘介质层至第一预设高度；湿法回刻所述栅凹槽内所述功函数层至与所述金属层大致齐平。通过使用湿法刻蚀的方法对金属层进行刻蚀，调控各个膜层的高度，从而避免干法刻蚀使用等离子体造成对膜层的损伤，同时可以使用不同的化学品分步进行湿法刻蚀以达到精准控制金属栅区域各膜层的高度，从而自由调控器件电性参数。此外湿法刻蚀可以通过调整化学品浓度、温度、晶圆转速等手段来控制刻蚀速率，从而增大工艺窗口，调控均匀度，降低各区域的负载。
1.一种金属栅的形成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，采用第一溶液湿法回刻所述金属层和所述阻挡层，所述第一溶液含有预定比例的nh4oh和h2o2。
3.根据权利要求2所述的金属栅的形成方法，其特征在于，所述第一溶液为sc1溶液，所述sc1溶液包含nh4oh、h2o2和去离子水，并且体积比为nh4oh：h2o2：去离子水=1：1：5。
4.根据权利要求2所述的金属栅的形成方法，其特征在于，在湿法回刻所述金属层和所述阻挡层后，还对所述金属层和所述阻挡层进行清洗，去除残留的所述第一溶液。
5.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，采用质量分数小于20%的盐酸溶液湿法回刻所述功函数层。
6.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，所述金属层至少含有钨。
7.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，所述阻挡层至少含有钛。
8.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，所述功函数层的材质为tial。
9.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材质为tin。
10.根据权利要求1所述的金属栅的形成方法，其特征在于，所述高k栅介质层的材质包括hfsio2。