[發明專利]半導體器件及制造方法

有效

• 申請號: 201711217256.8
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108172509B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 蔡仲軒;吳仲強;廖偉帆;蕭寒稊
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336;H01L29/423;H01L29/78
• 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

1.一種制造半導體器件的方法，包括：

在襯底上方沉積功函數層；

在所述功函數層上方沉積阻擋層；

在所述阻擋層上方沉積不含氟金屬層；

在所述不含氟金屬層上方沉積第一金屬層；以及

在所述第一金屬層上方沉積第二金屬層，以形成柵極堆疊件，

其中，在所述阻擋層上方沉積不含氟金屬層包括：在所述阻擋層的表面上形成反應的第一前體材料的單層，以及使第二前體材料與所述第一前體材料的單層反應形成不含氟金屬單層，循環所述的形成不含氟金屬單層以形成所述不含氟金屬層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述第二金屬層包括使用氟-金屬前體。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述不含氟金屬層包括鎢(W)。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一金屬層和所述第二金屬層包括W。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，沉積所述不含氟金屬層利用也包括鎢的不含氟前體。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述不含氟前體是氯化鎢。

7.一種制造半導體器件的方法，包括：

在襯底上方沉積功函數層，所述功函數層包括鋁；

在所述功函數層上方沉積阻擋層，所述阻擋層包括氮化鈦；

使用第一不含氟原子層沉積工藝，在所述阻擋層上方沉積第一金屬層；

在所述第一金屬層上方沉積第二金屬層，其中，至少部分地利用第二原子層沉積工藝實施沉積所述第二金屬層；以及

使用氟-金屬前體，在所述第二金屬層上方沉積第三金屬層，其中，至少部分地利用化學氣相沉積工藝實施沉積所述第三金屬層，

其中，使用第一不含氟原子層沉積工藝包括：在所述阻擋層的表面上形成反應的第一前體材料的單層，以及使第二前體材料與所述第一前體材料的單層反應形成不含氟金屬單層，循環所述的形成不含氟金屬單層以形成所述第一金屬層。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一金屬層、所述第二金屬層和所述第三金屬層包括鎢(W)。

9.根據權利要求7所述的方法，其中，所述氟-金屬前體包括W和氟。

10.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一不含氟原子層沉積工藝使用氯化鎢。

11.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第二原子層沉積工藝利用硅烷。

12.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第二原子層沉積工藝利用乙硼烷。

13.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一不含氟原子層沉積工藝將所述第一金屬層形成為晶體材料，并且其中，沉積所述第二金屬層將所述第二金屬層形成為非晶材料。

14.根據權利要求7所述的方法，還包括利用第一間隔件來平坦化所述第三金屬層。

15.一種半導體器件，包括：

高K介電層，位于襯底上方；

第一阻擋層，位于所述高K介電層上方；

功函數層，位于所述高K介電層上方，其中，所述功函數層具有介于0.1％-原子和1.5％-原子之間的氟濃度；

第二阻擋層，位于所述功函數層上方；

導電層，位于所述第二阻擋層上方；

第一金屬層，位于所述導電層上方，所述第一金屬層包括氟副產物；以及

第二金屬層，位于所述第一金屬層上方，所述第二金屬層包括氟副產物。

16.根據權利要求15所述的半導體器件，其中，所述導電層包括多個單層。