[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201611247910.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN107887438B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 王喻生;洪奇成;李家慶;吳仲強
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L21/285;H01L21/02
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種通過原子層沉積制造鎢層的方法，包括：

在襯底上的下面的層上形成第一金屬層，其中，所述第一金屬層是無氟鎢層；

在所述第一金屬層上形成第二金屬層，其中，包括：

通過供應含硼氣體和稀釋氣體在所述第一金屬層上形成晶種層，所述晶種層包括硼的原子層；以及

通過供應含鎢氣體在所述晶種層上形成鎢層，所述含鎢氣體含氟；

其中，所述含硼氣體的流量與所述含硼氣體和所述稀釋氣體的總流量的流量比率在從1/21至1/4的范圍內，并且其中，實施的在所述第一金屬層上形成所述第二金屬層的步驟用以降低所述第二金屬層中的硼含量；

通過化學機械拋光實施平坦化以去除所述第一金屬層和所述第二金屬層的一部分而保留剩余部分，所述第一金屬層和所述第二金屬層的所述剩余部分的表面為所述平坦化的平坦表面。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述比率在從1/21至約1/6的范圍內。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述含硼氣體是B₂H₆。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述稀釋氣體是H₂或Ar的至少一種。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，重復形成所述晶種層和形成所述鎢層。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二金屬層中的硼的原子濃度在從20％至27％的范圍內。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括：在形成所述晶種層和形成所述鎢層之間，在所述襯底上方供應凈化氣體。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述凈化氣體供應10秒至20秒。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述晶種層包括與所述含硼氣體和所述稀釋氣體一起供應含硅氣體。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述含硅氣體是SiH₄。

11.根據權利要求9所述的方法，其中，所述含硼氣體的流量與所述含硼氣體、所述含硅氣體和所述稀釋氣體的總流量的流量比率在從1/40至1/10的范圍內。

12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第二金屬層中的硼的原子濃度在從1％至20％的范圍內。

13.一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：

在襯底上方形成偽柵極結構；

在所述偽柵極結構和所述襯底上方形成層間絕緣層；

去除所述偽柵極結構，從而使得形成對應于所述偽柵極結構的間隔；

在所述間隔中形成柵極介電層；

在所述間隔中的所述柵極介電層上形成第一金屬層，所述第一金屬層是無氟鎢層；以及

在所述第一金屬層上方形成第二金屬層，其中：

形成所述第二金屬層包括：

通過供應含硼氣體和稀釋氣體在所述第一金屬層上方形成晶種層，其中，所述晶種層包括硼的原子層；

通過供應含鎢氣體在所述晶種層上形成鎢層，其中，所述含鎢氣體中包含氟；以及

重復形成所述晶種層和形成所述鎢層，以形成所述第二金屬層；

其中，所述含硼氣體的流量與所述含硼氣體和所述稀釋氣體的總流量的流量比率在從1/21至1/4的范圍內，并且其中，

實施的形成所述第二金屬層的步驟用以降低所述第二金屬層中的硼含量；

通過化學機械拋光實施平坦化以去除所述第一金屬層和所述第二金屬層的一部分而保留剩余部分，所述第一金屬層和所述第二金屬層的所述剩余部分的表面為所述平坦化的平坦表面。