[發(fā)明專利]原子層沉積方法及其結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610903179.0
• 申請(qǐng)日: 2016-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107017157B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李欣怡;蔡承晏;李達(dá)元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/28
• 分類號(hào): H01L21/28;H01L21/285;H01L29/49
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種半導(dǎo)體器件制造的方法，包括：

在襯底上方形成柵極介電層；

在所述柵極介電層上直接沉積功函金屬層，其中，所述功函金屬層具有第一厚度；

實(shí)施所述功函金屬層的預(yù)處理工藝，其中，所述預(yù)處理工藝從所述功函金屬層的頂面去除被氧化層以形成處理的功函金屬層，并且其中，所述處理的功函金屬層具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及

在實(shí)施所述預(yù)處理工藝之后，在所述處理的功函金屬層上方沉積另一金屬層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，在所述預(yù)處理工藝之后，順序地實(shí)施另一金屬層的沉積，同時(shí)將所述襯底保持在真空條件下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，所述預(yù)處理工藝包括選自由TiCl_x、TaCl_x、TiF_x、HfCl_x、WF_x、和WCl_x組成的組中的前體，其中，x在1至6之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，所述功函金屬層包括TiN、TaN、TiAlC、TiAl、TiSiN、TaSi和TiAlN中的至少一個(gè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過原子層沉積來沉積所述功函金屬層和所述另一金屬層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，所述另一金屬層包括TiAlC層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，還包括：在所述TiAlC層上方沉積TiN層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，所述預(yù)處理工藝移動(dòng)所述功函金屬層的帶邊緣。

9.一種半導(dǎo)體器件制造的方法，包括：

在柵極介電層上直接形成功函金屬層，其中，所述功函金屬層具有第一厚度；

氧化所述功函金屬層的表面層；

在處理系統(tǒng)的第一腔室中去除被氧化的所述表面層，從而形成減薄的功函金屬層，其中，所述減薄的功函金屬層具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及

當(dāng)保持所述處理系統(tǒng)的真空條件時(shí)，在所述處理系統(tǒng)的第二腔室中，在所述減薄的功函金屬層上方沉積隨后的金屬層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，去除被氧化的所述表面層還包括：

通過被氧化的所述表面層和選自由TiCl_x、TaCl_x、TiF_x、HfCl_x、WF_x和WCl_x組成的組中的前體之間的熱化學(xué)反應(yīng)去除被氧化的所述表面層，其中，x在1至6之間。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，所述功函金屬層包括TiN、TaN、TiAlC、TiAl、TiSiN、TaSi和TiAlN中的至少一個(gè)。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，在從200攝氏度至600攝氏度的溫度下，沉積所述功函金屬層。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，在從300攝氏度至1000攝氏度的溫度下實(shí)施所述熱化學(xué)反應(yīng)，并且其中，所述前體的流速在100sccm和8000sccm之間。

14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，所述功函金屬層包括N型功函金屬層。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件制造的方法，其中，去除被氧化的所述表面層移動(dòng)所述N型功函金屬層的導(dǎo)電帶邊緣。