105，接著在PMOS功函數(shù)金屬層105上形成底部抗反射涂層106和光刻膠層107。
[0029]如圖1B所示，圖案化所述光刻膠層107，以露出NMOS區(qū)域覆蓋PMOS區(qū)域；根據(jù)圖案化的光刻膠層107去除NMOS區(qū)域中的底部抗反射涂層106和PMOS的功函數(shù)金屬層105以露出阻擋層104，接著去除圖案化所述底部抗反射涂層106和光刻膠層107。
[0030]如圖1C所示，在半導(dǎo)體襯底上形成底部抗反射涂層108和圖案化的光刻膠層109，圖案化的光刻膠層109露出PMOS區(qū)域覆蓋NMOS區(qū)域，回刻蝕PMOS區(qū)域中溝槽內(nèi)的底部抗反射涂層，同時(shí)去除了 PMOS區(qū)域中溝槽頂部的PMOS功函數(shù)金屬層105以露出阻擋層104，再去除底部抗反射涂層108和光刻膠層109。
[0031]如圖1D所不,在半導(dǎo)體襯底上沉積形成NMOS功函數(shù)金屬層110和金屬電極層111。
[0032]如圖1E所示，采用化學(xué)機(jī)械研磨或者回刻蝕工藝去除位于層間介電層上的高K介電層102、覆蓋層103、阻擋層104、NMOS功函數(shù)金屬層110和金屬電極層111，以露出層間介電層，形成金屬柵極112A、112B
[0033]如圖1F所示，采用刻蝕工藝去除金屬柵極112AU12B中部分的金屬電極層和部分的金屬柵極堆疊結(jié)構(gòu)以形成溝槽113A、113B，部分的金屬柵極堆疊結(jié)構(gòu)包括PMOS功函數(shù)金屬層、NMOS功函數(shù)金屬層(N型功函數(shù)金屬層)、阻擋層、覆蓋層和高K介電層。
[0034]如圖1G所示，在所述半導(dǎo)體襯底上形成硬掩膜層114，硬掩膜層114填充溝槽113AU13B。由于硬掩膜層在小尺寸溝槽中的填充能力，使得形成的硬掩膜層中具有空洞115。
[0035]如圖1H所示，采用干法刻蝕或者化學(xué)機(jī)械研磨去除位于層間介電層上的硬掩膜層114,以形成金屬柵極116A、116B。
[0036]實(shí)施例一
[0037]下面將結(jié)合圖2A-2H對(duì)本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖2A所示，提供半導(dǎo)體襯底200，半導(dǎo)體襯底200可包括任何半導(dǎo)體材料，此半導(dǎo)體材料可包括但不限于:S1、SiC、SiGe、SiGeC、Ge 合金、GeAs、InAs、InP，以及其它II1- V或 II _ VI族化合物半導(dǎo)體。也是可選地,半導(dǎo)體襯底200可以包括外延層。半導(dǎo)體襯底200還可以包括有機(jī)半導(dǎo)體或者如Si/SiGe、絕緣體上硅(SOI)、或者絕緣體上SiGe(SGOI)的分層半導(dǎo)體。
[0038]半導(dǎo)體襯底200包括各種隔離結(jié)構(gòu)201，這些隔離部件可以包括不同結(jié)構(gòu)，并且由不同的處理技術(shù)來形成。例如隔離部件可以包括淺溝槽隔離部件(STI)。半導(dǎo)體襯底200還包括講。
[0039]半導(dǎo)體襯底200包括NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域，NMOS區(qū)域具有形成在均勻摻雜的溝道區(qū)上的虛擬柵極結(jié)構(gòu)，所述虛擬柵極結(jié)構(gòu)包括柵極氧化層和虛擬柵極，以及柵極氧化物層和虛擬柵極兩側(cè)形成的柵極間隙壁，PMOS區(qū)域具有形成在均勻摻雜的溝道區(qū)上的虛擬柵極結(jié)構(gòu)，所述虛擬柵極結(jié)構(gòu)包括柵極氧化層和虛擬柵極，以及柵極氧化物層和虛擬柵極兩側(cè)形成的柵極間隙壁，虛擬柵極的材料可以為多晶硅或者為氮化硅或者無定型碳，其中，虛擬柵極的材料可以選未摻雜的多晶硅，柵極間隙壁可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者他們組合構(gòu)成。在一個(gè)示例中，所述間隙壁為氧化硅、氮化硅共同組成。半導(dǎo)體襯底200還包括位于NMOS虛擬柵極和PMOS虛擬柵極兩側(cè)的源漏區(qū)。
[0040]在半導(dǎo)體襯底200上形成層間介電層202。實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝去除多余的層間介電層，露出PMOS區(qū)域和NMOS區(qū)域中的虛擬柵極。還可以采用其他的方式去除層間介電層以露出PMOS區(qū)域和NMOS區(qū)域中虛擬柵極。
[0041]實(shí)施刻蝕工藝以去除NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域中的虛擬柵極和柵極氧化層保留位于虛擬柵極和柵極氧化層兩側(cè)的柵極間隙壁203，以在NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域中形成金屬柵極溝槽?？涛g工藝可以包括干法刻蝕、濕法刻蝕或者干法刻蝕和濕法刻蝕的組合。在去除虛擬柵極以露出半導(dǎo)體襯底的表面之后，也可以采用例如稀釋的氫氟酸或其他適合工藝以去除柵極氧化層，以完全露出半導(dǎo)體襯底的表面在NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域中形成金屬柵極溝槽。
[0042]在層間介電層202上、柵極間隙壁203上、金屬柵極溝槽的底部及層面上沉積高K(HK)介電層204，高K電介質(zhì)的材料可以選擇為但不限于La0、BaZr0、A10、HfZr0、HfZr0N、HfLaO, HfS1N、HfS1、LaS1、AlS1、HfTaO, HfT1, (Ba, Sr) T13 (BST)、Al2O3' Si3N4、氮氧化物或者其他適合的材料?？梢圆捎肅VD、ALD或者PVD等適合的工藝形成高K介電層。高K介電層的厚度范圍為10埃至30埃。
[0043]在高K介電層204上形成覆蓋層205，覆蓋層205的材料可以為La2O3、AL2O3、Ga2O3、Ir^O^MoO'Pt'RiuTaCNOUrJaC^Mo^WNJiA x或者其他適合的薄膜層?？梢圆捎肅VD、ALD或者PVD等適合的工藝形成覆蓋層。覆蓋層的厚度范圍為5埃至20埃。在覆蓋層205上沉積形成阻擋層206，阻擋層的材料可以選擇為但不限于TaN、Ta、TaAl或者其他適合的薄膜層?？梢圆捎肅VD、ALD或者PVD等適合的工藝形成阻擋層。阻擋層的厚度范圍為5埃至20埃。在阻擋層206上形成P型功函數(shù)金屬層207，P型功函數(shù)金屬層為PMOS功函數(shù)金屬可調(diào)層，P型功函數(shù)金屬層(PWF)的材料可以選擇為但不限于TixN1 x，，TaC，MoN，TaN或者其他適合的薄膜層?？梢圆捎肅VD、ALD或者PVD等適合的工藝形成P型功函數(shù)金屬層。P型功函數(shù)金屬層的厚度范圍為10埃至580埃。
[0044]接著，在P型功函數(shù)金屬層207上沉積形成犧牲層208，所述犧牲層208的材料可以選底部抗反射涂層，形成的底部抗反射涂層填充完剩余的金屬柵極溝槽，底部抗反射涂層208覆蓋半導(dǎo)體襯底200。底部抗反射涂層有兩種涂層材料:有機(jī)抗反射涂層(Organic)，在石圭片表面旋涂，依靠有機(jī)層直接接收掉入射光線；無機(jī)抗反射涂層(Inorganic),在娃片表面利用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成。一般材料為:TiN或SiN。通過特定波長相位相消而起作用，最重要的參數(shù)有:材料折射率、薄膜厚度等。
[0045]如圖2B所示，執(zhí)行回刻蝕工藝去除部分的位于NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域中的金屬溝槽頂部附近的P型功函數(shù)金屬層207和底部抗反射涂層208以露出部分的阻擋層206，以形成溝槽209?；乜涛g工藝可以采用濕法刻蝕或者干法刻蝕。所述刻蝕工藝具有P型功函數(shù)金屬層207對(duì)低于阻擋層206的高刻蝕選擇比。
[0046]在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，可以采用干法刻蝕執(zhí)行回刻蝕工藝，干法蝕刻工藝包括但不限于:反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。例如采用等離子體刻蝕，刻蝕氣體可以采用基于氧氣(02-based)的氣體。具體的，采用較低的射頻能量并能產(chǎn)生低壓和高密度的等離子體氣體來實(shí)現(xiàn)干法刻蝕。作為一個(gè)實(shí)例，采用等離子體刻蝕工藝，采用的刻蝕氣體為基于氧氣(02-based)的氣體，刻蝕氣體的流量范圍可為50立方厘米/分鐘(sccm)?150立方厘米/分鐘(sccm),反應(yīng)室內(nèi)壓力可為5毫托(mTorr)?20毫托(mTorr)。其中，干法刻蝕的刻蝕氣體還可以是溴化氫氣體、四氟化碳?xì)怏w或者三氟化氮?dú)怏w。需要說明的是上述蝕刻方法僅僅是示例性的，并不局限與該方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以選用其他常用的方法。
[0047]如圖2C所示，在阻擋層206，溝槽209的底部以及側(cè)壁上形成底部抗反射涂層210和圖案化的光刻膠層211，圖案化的光刻膠層211露出NMOS區(qū)域覆蓋PMOS區(qū)域。將底部抗反射涂層210涂覆在光刻膠211的底部來減少底部光的反射。
[0048]如圖2D所示，根據(jù)圖案化的光刻膠層211刻蝕去除NMOS區(qū)域中的底部抗反射涂層208、底部抗反射涂層210和PMOS功函數(shù)金屬層207，以露出阻擋層206。去除NMOS區(qū)域中的PMOS功函數(shù)金屬層207以露出阻擋層206的刻蝕工藝可以采用濕法刻蝕或者干法刻蝕，所述刻蝕工藝具有P型功函數(shù)金屬層207對(duì)低于阻擋層206的高刻蝕選擇比。
[0049]在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，以所述被圖形化的光刻膠層為掩膜，采用干法刻蝕工藝，在通入氯化硼和氯氣的刻蝕條件下，對(duì)底部抗反射涂層和PMOS功函數(shù)金屬層進(jìn)行刻蝕，反應(yīng)室內(nèi)壓力可為5?