[發明專利]用于MOS器件的金屬柵極結構及其制作方法

無效

• 申請號: 200910303980.1
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN101599436A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 王文武;陳世杰;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/283;H01L29/78;H01L29/49
• 代理公司: 北京市德權律師事務所
• 代理人: 王建國

1.一種用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟A：在襯底上形成界面層；

步驟B：在所述界面層上形成高介電常數柵介質層；

步驟C：在所述高介電常數柵介質層上形成金屬柵極材料層；

步驟D：對所述界面層、高介電常數柵介質層和金屬柵極材料層進行金屬化后退火處理，形成金屬柵極結構。

2.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，在所述金屬化后退火處理中，退火溫度為400-1100℃。

3.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，在所述金屬化后退火處理中，退火時間為1-60秒。

4.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，在所述金屬化后退火處理中，退火氣氛為氮氣氛、惰性氣體氣氛或氮氫混合氣氛。

5.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，

所述界面層的厚度為0.3-1.0nm；和/或

所述高介電常數柵介質層的厚度為2-10nm；和/或

所述金屬柵極材料層的厚度為1-100nm。

6.

根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，所述高介電常數柵介質層和/或所述金屬柵極材料層為單層或多層的結構。

7.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，所述高介電常數柵介質層通過HfO2、HfSiOx、HfON、HfSiON、HfAlOx、Al2O3、ZrO2、ZrSiOx、Ta2O5、La2O3、Y2O3、HfLaOx、LaAlOx、LaSiOx、稀土元素氧化物、稀土元素氮化物、SiNx和SiON中的一種或幾種形成。

8.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，所述金屬柵極材料層通過TiN、TaN、MoN、HfN、TaAlN、TiAlN、MoAlN、HfAlN、TaC、HfC、TaSiC、HfSiC、PtRu、MoRu、Pt、Ru、Ir、W、Mo、Re、RuOx、多晶硅和金屬全硅化物中的一種或幾種形成。

9.根據權利要求1所述的用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構的制作方法，其特征在于，所述高介電常數柵介質層和/或所述金屬柵極材料層采用真空物理濺射沉積、金屬有機化學氣相沉積或原子層沉積形成。

10.一種用于金屬氧化物半導體器件的金屬柵極結構，其特征在于，所述金屬柵極結構通過權利要求1-9中任意一項所述的方法制成。

11.一種金屬氧化物半導體器件，其特征在于，所述器件包括如權利要求10所述的金屬柵極結構。