[發(fā)明專利]制造金屬柵極的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380021611.8
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN104254914B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂新亮;賽沙德利·甘古利;阿蒂夫·努里;梅特伊·馬哈賈尼;陳世忠;雷雨;傅新宇;唐薇;斯里尼瓦斯·甘迪科塔
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,趙靜

1.一種制造金屬柵極電極的方法，所述方法包括以下步驟：

在半導(dǎo)體基板上形成高k介電材料；

在所述高k介電材料之上沉積高k介電帽層；

其中所述高k介電帽層是鋁的阻障層；

沉積PMOS功函數(shù)層，所述PMOS功函數(shù)層具有正功函數(shù)值；

其中所述PMOS功函數(shù)層是填充層的阻障層；

沉積NMOS功函數(shù)層；

在所述NMOS功函數(shù)層之上沉積NMOS功函數(shù)帽層，其中所述NMOS帽層是填充層的阻障層；

除去至少一部分的所述PMOS功函數(shù)層或至少一部分的所述NMOS功函數(shù)層；和

沉積填充層。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步驟：

在所述介電帽層之上沉積具有正功函數(shù)值的PMOS功函數(shù)層；

除去至少一部分的具有正功函數(shù)值的所述PMOS功函數(shù)層；

在除去至少一部分的所述PMOS功函數(shù)層后沉積NMOS功函數(shù)層；

在所述NMOS功函數(shù)層之上沉積NMOS功函數(shù)帽層；和

在所述NMOS功函數(shù)帽層之上沉積填充層。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述NMOS功函數(shù)帽層是氮化鈦或氮化鈦硅。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步驟：

在所述介電帽層之上沉積NMOS功函數(shù)層；

在所述NMOS功函數(shù)層之上沉積NMOS功函數(shù)帽層；

除去至少一部分的所述NMOS功函數(shù)層；

在除去至少一部分的所述NMOS功函數(shù)層后沉積PMOS功函數(shù)層；和在所述PMOS功函數(shù)層之上沉積填充層。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述PMOS功函數(shù)層是氮化鈦或氮化鈦硅。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬柵極電極適用于鰭式場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)中。

7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中沉積NMOS功函數(shù)層包括碳化鉭鋁、鋁化鉭及鋁化鈦的一或多者的原子層沉積，或沉積NMOS功函數(shù)層包括碳化鉭鋁、氮化鈦硅與氮化鈦鋁的一或多者的原子層沉積。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積填充層包括元素鈷、元素鋁或元素鎢的化學(xué)氣相沉積。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：

沉積氧化物吸氣劑；和

除去至少一部分的所述氧化物吸氣劑。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中沉積所述吸氣劑包括硅的RF濺射物理氣相沉積或原子層沉積。

11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中除去所述氧化物吸氣劑包括干燥化學(xué)蝕刻工藝。

12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中氧化物吸氣劑的沉積及至少一部分的所述氧化物吸氣劑的除去是在沉積高k介電帽層后執(zhí)行。

13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述氧化物吸氣劑的沉積及至少一部分的所述氧化物吸氣劑的除去是在沉積所述NMOS功函數(shù)層后執(zhí)行。

14.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：沉積蝕刻終止層。

15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中沉積蝕刻終止層包括氮化鉭的原子層沉積。

16.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：調(diào)整所述正功函數(shù)值以提供調(diào)整過的正功函數(shù)值。