[發明專利]改善器件性能的方法

在審

• 申請號: 201610531705.5
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN107591329A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

1.一種改善器件性能的方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成高k柵介質層；

在所述高k柵介質層上形成功函數層；

對所述功函數層進行退火處理，所述退火處理在含有晶化促進離子的氛圍下進行；

在進行所述退火處理之后，在所述功函數層上形成金屬層。

2.如權利要求1所述的改善器件性能的方法，其特征在于，在形成所述功函數層之前，還包括：在所述高k柵介質層上形成阻擋層，形成的所述功函數層位于所述阻擋層上。

3.如權利要求2所述的改善器件性能的方法，其特征在于，在所述退火處理過程中，所述阻擋層適于阻擋所述晶化促進離子。

4.如權利要求3所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為含有擴散抑制離子的TiN或TaN。

5.如權利要求4所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述擴散抑制離子包括Ge離子、Si離子或C離子。

6.如權利要求5所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述擴散抑制離子為Ge離子，所述阻擋層中Ge離子的原子百分比含量為15％～25％；或者，所述擴散抑制離子為Si離子，所述阻擋層中Si離子的原子百分比含量為15％～25％；或者，所述擴散抑制離子為C離子，所述阻擋層中C離子的原子百分比含量為25％～35％。

7.如權利要求4所述的改善器件性能的方法，其特征在于，形成所述阻擋層的工藝步驟包括：在所述高k柵介質層上形成本征層；在形成所述本征層之后，向所述本征層內摻雜擴散抑制離子；或者，在形成所述本征層的工藝過程中原位摻雜擴散抑制離子。

8.如權利要求1所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述功函數層的材料為P型功函數材料；所述晶化促進離子包括N離子、H離子、O離子 或F離子。

9.如權利要求8所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述退火處理的工藝參數包括：退火溫度為350℃～500℃，向退火處理腔室內通入NO氣體、H₂氣體、HF氣體或O₂。

10.如權利要求8所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述功函數層的材料包括TiN或TaN。

11.如權利要求1所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述功函數層的材料為N型功函數材料；所述晶化促進離子包括N離子或H離子。

12.如權利要求11所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述退火處理的工藝參數包括：退火溫度為350℃～500℃，向退火處理腔室內通入NH₃、NO或H₂。

13.如權利要求11所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述功函數層的材料包括TiAl、TaAl、TiAlC或TaAlC。

14.如權利要求2所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述基底包括PMOS區域和NMOS區域；所述功函數層包括：位于PMOS區域基底上方的第一功函數層、以及位于NMOS區域基底上方的第二功函數層；所述退火處理包括：對所述第一功函數層進行第一退火處理、以及對所述第二功函數層進行第二退火處理，其中，所述第一退火處理在含有第一晶化促進離子的氛圍下進行，所述第二退火處理在含有第二晶化促進離子的氛圍下進行。

15.如權利要求14所述的改善器件性能的方法，其特征在于，所述第一功函數層的材料為P型功函數材料，所述第一晶化促進離子包括N離子、H離子、O離子或F離子；所述第二功函數層的材料為N型功函數材料，所述第二晶化促進離子包括N離子或H離子。

16.如權利要求14所述的改善器件性能的方法，其特征在于，形成所述阻擋層、第一功函數層、第二功函數層、以及進行退火處理的工藝步驟包括：

在所述PMOS區域和NMOS區域的阻擋層上形成第一功函數層；

對所述第一功函數層進行所述第一退火處理；

在進行所述第一退火處理后，去除所述NMOS區域的第一功函數層；

在所述NMOS區域的阻擋層上形成第二功函數層；

對所述第二功函數層進行所述第二退火處理。