[發明專利]半導體元件的形成方法

有效

• 申請號: 201010180774.9
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN102129978A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 曹學文;許光源;詹博文
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/285
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;高雪琴

1.一種半導體元件的形成方法，包括：

提供一基材；

形成一虛設柵極于該基材之上；

形成一介電材料圍繞該虛設柵極；

移除該虛設柵極，以于該介電材料中形成一開口；

形成一硅材料于該開口中；

形成一第一導電層于該硅材料之上；

形成一第二導電層于該第一導電層之上；以及

進行一退火工藝，使得該第一導電層取代位于該開口中的硅材料。

2.如權利要求1所述的半導體元件的形成方法，其中該開口的寬度為約10nm～20nm；該開口的深度為約10nm～30nm；以及形成該第一導電層，使得該第一導電層的深度為約200nm～600nm。

3.如權利要求1所述的半導體元件的形成方法，其中形成該硅材料的方法為低壓化學氣相沉積法；形成該第一導電材料的方法為物理氣相沉積法，其中使用于物理氣相沉積法的一靶材的硅含量小于X，X為約0.4％～0.6％。

4.如權利要求1所述的半導體元件的形成方法，其中進行該退火工藝，使得該硅材料大體上被第一導電層吸收，且被吸收的硅材料的一部分與該第二導電層反應，以形成一硅化物界面介于該第一導電層與該第二導電層之間。

5.如權利要求1所述的半導體元件的形成方法，進行一退火工藝之后，還包括：對該半導體元件進行一化學機械研磨工藝，以移除位于該開口之外的各種材料層。

6.如權利要求1所述的半導體元件的形成方法，移除該虛設柵極之后，還包括：形成一高介電常數柵極介電層于該開口中，以及形成一功函數金屬層位于該高介電常數柵極介電層之上，其中該硅材料位于該功函數金屬層之上。

7.一種半導體元件的形成方法，包括以下步驟：

提供一基材；

形成一虛設柵極于該基材之上；

形成一介電材料圍繞該虛設柵極；

移除該虛設柵極，以于該介電材料中形成一開口；

形成一浸濕層于該開口中；以及

利用旋轉涂布工藝形成一導電層于該浸濕層之上。

8.如權利要求7所述的半導體元件的形成方法，還包括：

形成該浸濕層之后與形成該導電層之前，于約160℃下烘烤該浸濕層約30分鐘；

形成該導電層之后，于約150℃下烘烤該導電層約10分鐘；以及

之后，于約300℃下進行一退火工藝約30分鐘。

9.如權利要求7所述的半導體元件的形成方法，其中形成該浸濕層與形成該導電層各自于充滿氮氣的環境下進行。

10.一種半導體元件的形成方法，包括以下步驟：

提供一基材；

形成一虛設柵極于該基材之上；

形成一介電材料圍繞該虛設柵極；

移除該虛設柵極，以于該介電材料中形成一開口；

形成一功函數金屬層以部分填充該開口；以及

用一導電層填充該開口的剩余部分，使用多晶硅取代法與旋轉涂布工藝其中之一。