[發(fā)明專利]一種High K柵極電介質(zhì)/金屬層疊柵極制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110418096.X
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103165441A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何有豐
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/28;H01L21/8238
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種High?K柵極電介質(zhì)/金屬層疊柵極制作方法，提供一硅襯底，所述硅襯底中具有淺溝槽隔離、P阱和N阱，所述P阱和N阱分別位于所述淺溝槽隔離兩側(cè)，所述硅襯底表面具有高介電系數(shù)材料的柵極電介質(zhì)層，所述P阱上方的柵極電介質(zhì)層表面沉積第一金屬層，所述N阱上方的柵極電介質(zhì)表面沉積第二金屬層，其特征在于，該方法包括：

對所述第一金屬層和第二金屬層表面進(jìn)行還原處理，去除所述第一金屬層和第二金屬層表面的金屬氧化物中間層；

在還原處理后的第一金屬層和第二金屬層表面沉積多晶或非晶硅層；

光刻后依次刻蝕所述多晶或非晶硅層、所述還原處理后的第一金屬層和第二金屬層、以及柵極電介質(zhì)層，形成High?K柵極電介質(zhì)/金屬層疊柵極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶或非晶硅層是摻雜的多晶硅或非晶硅、非摻雜的多晶硅或非晶硅、或者無定形多晶硅或非晶硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原處理是在所述沉積多晶硅層的化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行，或者在特別用于還原處理的反應(yīng)腔中進(jìn)行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原處理是氫氣熱處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氫氣熱處理的溫度范圍是500～800攝氏度；所述氫氣熱處理中通入氫氣的流量范圍是10～40000毫升每分鐘；所述氫氣熱處理的壓力范圍是0.1～700托。

6.一種High?K柵極電介質(zhì)/金屬層疊柵極制作方法，提供一硅襯底，所述硅襯底中具有淺溝槽隔離、P阱和N阱，所述P阱和N阱分別位于所述淺溝槽隔離兩側(cè)，所述硅襯底表面依次具有高介電系數(shù)材料的柵極電介質(zhì)層和刻蝕停止層，該方法包括：

對所述刻蝕停止層表面進(jìn)行還原處理，去除所述刻蝕停止層表面的金屬氧化物中間層；

在還原處理后的刻蝕停止層表面沉積多晶或非晶硅層；

光刻后依次刻蝕所述多晶或非晶硅層、刻蝕停止層和柵極電介質(zhì)層，所述多晶或非晶硅層形成虛擬柵極；

以所述虛擬柵極作為遮蔽進(jìn)行源漏極注入，在虛擬柵極兩側(cè)的硅襯底中分別形成源極和漏極；

在硅襯底上方沉積層間介質(zhì)后去除所述虛擬柵極中的多晶或非晶硅層，露出所述還原處理后的刻蝕停止層，形成柵極窗口；

分別在所述P阱上方的柵極窗口表面沉積第一金屬層，所述N阱上方的柵極窗口表面沉積第二金屬層，形成High?K柵極電介質(zhì)/金屬層疊柵極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述刻蝕停止層是氮化鈦層。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述還原處理是在所述沉積多晶或非晶硅層的化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行，或者在特別用于還原處理的反應(yīng)腔中進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述還原處理是氫氣熱處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氫氣熱處理的溫度范圍是500～800攝氏度；所述氫氣熱處理中通入氫氣的流量范圍是10～40000毫升每分鐘；所述氫氣熱處理的壓力范圍是0.1～700托。