[發明專利]金屬柵極結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201110063912.X
• 申請日: 2011-03-17
• 公開（公告）號: CN102683397A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 楊建倫;許啟茂;吳俊元;鄭子銘;鄒世芳;林進富;黃信富;蔡旻錞
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/49
• 分類號: H01L29/49;H01L21/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

1.一種金屬柵極結構，包括：

高介電常數柵極介電層；

底部阻障層，設置于該高介電常數柵極介電層上；

三鋁化鈦功函數金屬層，設置于該底部阻障層上；

頂部阻障層，設置于該三鋁化鈦功函數金屬層上；以及

低阻抗金屬層，設置于該頂部阻障層上。

2.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該底部阻障層包括氮化鈦。

3.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該底部阻障層包括氮化鈦與氮化鉭。

4.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該頂部阻障層包括氮化鈦或氮氧化鈦。

5.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該高介電常數柵極介電層選自氧化鉿、硅酸鉿氧化合物、硅酸鉿氮氧化合物、氧化鋁、氧化鑭、氧化鉭、氧化釔、氧化鋯、鈦酸鍶、硅酸鋯氧化合物與鋯酸鉿所組成的群組。

6.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該低阻抗金屬層包括鋁。

7.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該高介電常數柵極介電層、該底部阻障層、該三鋁化鈦功函數金屬層與該頂部阻障層的剖面結構具有U型形狀。

8.如權利要求1所述的金屬柵極結構，其中該三鋁化鈦功函數金屬層與該頂部阻障層的剖面結構具有U型形狀。

9.一種金屬柵極結構的制作方法，包括：

提供基底，且該基底上依序形成有高介電常數柵極介電層與底部阻障層；

于該基底上形成功函數金屬層；以及

對該功函數金屬層同位進行熱處理。

10.如權利要求9所述的制作方法，其中該功函數金屬層包括單層結構或雙層結構。

11.如權利要求10所述的制作方法，其中該單層結構包括鋁化鈦層。

12.如權利要求10所述的制作方法，其中該雙層結構包括鈦/鋁雙層結構。

13.如權利要求9所述的制作方法，其中該熱處理的實施溫度介于400℃至460℃。

14.如權利要求9所述的制作方法，其中該熱處理的實施時間介于2分鐘至10分鐘。

15.如權利要求9所述的制作方法，其中該熱處理包括快速熱處理、激光尖峰退火處理或熱爐管處理。

16.如權利要求9所述的方法，其中該熱處理是用以使該功函數金屬層進行相變化，而形成三鋁化鈦功函數金屬層。

17.如權利要求9所述的方法，其中形成該功函數金屬層的步驟與進行該熱處理的步驟同位進行于真空環境中。

18.如權利要求17所述的制作方法，還包括：

于該功函數金屬層上再同位形成頂部阻障層；以及

移除該真空環境。

19.如權利要求18所述的制作方法，還包括于該頂部阻障層上形成低阻抗金屬層的步驟。

20.如權利要求19所述的制作方法，還包括進行平坦化工藝的步驟，于形成該低阻抗金屬層之后進行。