[發明專利]具有低溫除氧的金屬柵極器件

有效

• 申請號: 201210065959.4
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN103021862A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 許俊豪
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

1.一種形成具有金屬柵疊層的半導體器件的方法，所述方法包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上方沉積界面層(IL)；

在所述IL上方沉積高k(HK)介電層；

通過使用低溫除氧技術在所述HK介電層上方沉積除氧金屬層來改變等效氧化層厚度(EOT)；以及

在所述除氧金屬層上方沉積金屬柵疊層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述低溫除氧技術包括：在低于大約500℃的沉積溫度下，在所述HK介電層上方沉積所述除氧金屬層。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，沉積所述除氧金屬層包括在大約20℃到大約500℃的沉積溫度范圍內的PVD工藝。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，沉積所述除氧金屬層包括在大約20℃到大約500℃的沉積溫度范圍內的CVD工藝。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述除氧金屬層包括金屬化合物，并且進一步地，其中，通過控制沉積條件來形成所述金屬化合物。

6.根據權利要求3所述的方法，其中，所述除氧金屬層包括富含Ti的TiN，并且進一步地，其中，通過在PVD工藝中控制N₂氣體流量，使Ti與N的比例范圍為大約1.2至1.8。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述除氧金屬層沉積的過程中，將所述IL轉化為純硅層。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，通過外延生長形成所述純硅層，并且進一步地，其中，所述外延生長的純硅成為所述半導體器件中的溝道區域的一部分。

9.一種形成具有金屬柵疊層的半導體器件的方法，所述方法包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上方形成化學氧化物界面層(IL)；

在所述化學氧化物IL上方沉積高k(HK)介電層；

在大約20℃到大約500℃的沉積溫度范圍內，在所述HK介電層上方沉積除氧金屬TiN層；以及

在所述除氧金屬TiN層上方沉積金屬柵疊層。

10.一種形成具有金屬柵疊層的半導體器件的方法，所述方法包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上方沉積界面層(IL)；

在所述IL上方沉積高k(HK)介電層；

在大約20℃到大約500℃的沉積溫度范圍內在所述HK介電層上方沉積除氧金屬層；

在所述除氧金屬層上方沉積金屬柵疊層。