[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310092799.7
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN104064452A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何永根;陳勇
• 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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/8238
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底中形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)將襯底隔離為第一有源區(qū)和第二有源區(qū)，所述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)的類型相反；

在所述襯底上形成高K介質(zhì)層、位于高K介質(zhì)層上的導(dǎo)電層，將位于第一有源區(qū)的導(dǎo)電層定義為第一導(dǎo)電層，位于第二有源區(qū)的導(dǎo)電層定義為第二導(dǎo)電層；

對所述第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層進(jìn)行功函數(shù)調(diào)整；

進(jìn)行功函數(shù)調(diào)整后，圖形化所述第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層和高K介質(zhì)層，形成位于第一有源區(qū)的第一柵極及位于第一柵極下的第一高K柵介質(zhì)層，位于第二有源區(qū)的第二柵極及位于第二柵極下的第二高K柵介質(zhì)層。

2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，對所述第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層進(jìn)行功函數(shù)調(diào)整的方法，包括：

在所述導(dǎo)電層上形成圖形化的掩模層，定義第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層的位置；

以所述圖形化的掩模層為掩模，對第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層進(jìn)行離子注入，用于調(diào)整功函數(shù)；

去除圖形化的掩模層。

3.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，對所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層進(jìn)行功函數(shù)調(diào)整的方法，包括：

在所述導(dǎo)電層上形成第一掩模層，定義第一導(dǎo)電層的位置；

以所述第一掩模層為掩模，對第一導(dǎo)電層進(jìn)行第一類型離子注入，用于調(diào)整功函數(shù)；

去除第一掩模層；

去除第一掩模層后，形成第二掩模層，定義第二導(dǎo)電層的位置；

以所述第二掩模層為掩模，對第二導(dǎo)電層進(jìn)行第二類型離子注入，用于調(diào)整功函數(shù)，其中，第一類型離子不同于第二類型離子類型；

去除第二掩模層。

4.如權(quán)利要求2或3所述的形成方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝挥性磪^(qū)的類型為P型有源區(qū)，第二有源區(qū)的類型為N型有源區(qū)時(shí)，對第一導(dǎo)電層注入的離子為鑭或鍶，對第二導(dǎo)電層注入的離子為鋁或鉺；當(dāng)?shù)谝挥性磪^(qū)的類型為N型有源區(qū)，第二有源區(qū)的類型為P型有源區(qū)時(shí)，對第一導(dǎo)電層注入的離子為鋁或鉺，對第二導(dǎo)電層注入的離子為鑭或鍶。

5.如權(quán)利要求4所述的形成方法，其特征在于，第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層注入的離子劑量范圍為1e14～1e16atom/cm²，提供能量范圍為2～40keV。

6.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，在去除圖形化的掩模層后，進(jìn)行退火處理。

7.如權(quán)利要求3所述的形成方法，其特征在于，去除第一掩模層后、去除第二掩模層后，均進(jìn)行退火處理。

8.如權(quán)利要求6或7所述的形成方法，其特征在于，所述退火處理過程發(fā)生在N₂和/或Ar氣體環(huán)境中，所述溫度范圍為500～1000℃，退火處理時(shí)間為5～100s。

9.如權(quán)利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述氣體環(huán)境還包括He氣體。

10.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，圖形化第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層和高K介質(zhì)層的方法，包括：

形成圖形化的掩模層，定義第一柵極、第二柵極的位置；

以所述圖形化的掩模層為掩模，刻蝕所述導(dǎo)電層、高K介質(zhì)層，形成位于第一有源區(qū)的第一柵極及位于第一柵極下的第一高K柵介質(zhì)層，位于第二有源區(qū)的第二柵極及位于第二柵極下的第二高K柵介質(zhì)層；

去除所述圖形化的掩模層。

11.如權(quán)利要求10所述的形成方法，其特征在于，刻蝕所述導(dǎo)電層、高K介質(zhì)層的方法為濕法腐蝕法。

12.如權(quán)利要求11所述的形成方法，其特征在于，所述濕法腐蝕法的腐蝕劑為NH₄OH和H₂O₂的混合水溶液。

13.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層的材料包括Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN、TiAlN、TaN、Ta、TaC、TaSiN、W、WN、WSi的一種或多種。

14.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，導(dǎo)電層的厚度范圍為

15.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述高K介質(zhì)層的材料包括氧化鉿、硅酸鉿、氧化鋯、碳酸鍶鋇或鋯鈦酸鉛。