[發(fā)明專利]柵極結(jié)構(gòu)鈍化物質(zhì)驅(qū)入方法和由該方法形成的結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810230259.3
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN109585283B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 魏孝寬;許馨云;葉品萱;許經(jīng)佑;李顯銘
• 申請（專利權(quán)）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;H01L29/51;H01L21/336
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11258
• 代理人: 桑敏

1.一種半導體制造方法，包括：

在襯底上的有源區(qū)域上方形成柵極電介質(zhì)層；

在所述柵極電介質(zhì)層上方形成蓋層；

在所述蓋層上方形成阻擋層；

在所述阻擋層上方形成暫置含氟層，其中，所述暫置含氟層是利用原子層沉積工藝形成的，該原子層沉積工藝采用含氟前驅(qū)體和另一前驅(qū)體；

在所述暫置含氟層上方共形地形成暫置蓋層；

執(zhí)行熱處理以驅(qū)動氟從所述暫置含氟層進入所述柵極電介質(zhì)層；

移除所述暫置蓋層和所述暫置含氟層；以及

在所述柵極電介質(zhì)層上方形成金屬柵電極，其中，所述柵極電介質(zhì)層在所述金屬柵電極被形成之前包括氟。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述有源區(qū)域是所述襯底上的鰭；并且

形成所述柵極電介質(zhì)層包括：沿所述鰭的側(cè)壁和在所述鰭的頂表面上方共形地形成所述柵極電介質(zhì)層。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

在所述暫置蓋層和所述暫置含氟層被移除之后，在所述柵極電介質(zhì)層上方形成功函數(shù)調(diào)節(jié)層；以及

在所述功函數(shù)調(diào)節(jié)層上方形成阻擋/粘合層，所述金屬柵電極被形成在所述阻擋/粘合層上方。

4.一種半導體制造方法，包括：

在柵極間隔件之間共形地形成柵極電介質(zhì)層，所述柵極間隔件在襯底上的鰭上方，所述柵極電介質(zhì)層被沿著所述鰭的側(cè)壁和頂表面以及沿著所述柵極間隔件的各個側(cè)壁共形地形成；

在所述柵極電介質(zhì)層上方形成蓋層；

在所述蓋層上方形成阻擋層；

在所述阻擋層上方共形地形成暫置層，其中，所述暫置層是利用原子層沉積工藝形成的，該原子層沉積工藝采用含氟前驅(qū)體和另一前驅(qū)體，所述暫置層包括氟；

在所述暫置層上方共形地形成暫置蓋層；

驅(qū)動氟從所述暫置層進入所述柵極電介質(zhì)層；

移除所述暫置蓋層和所述暫置層；以及

在所述暫置層被移除之后，在所述柵極電介質(zhì)層上方形成金屬柵電極。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：

在所述暫置蓋層和所述暫置層被移除之后，在所述柵極電介質(zhì)層上方形成功函數(shù)調(diào)節(jié)層；以及

在所述功函數(shù)調(diào)節(jié)層上方形成阻擋/粘合層，所述金屬柵電極被形成在所述阻擋/粘合層上方。

6.一種半導體結(jié)構(gòu)，包括：

柵極結(jié)構(gòu)，在襯底的鰭上方，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：

柵極電介質(zhì)層，沿著所述鰭的側(cè)壁并在所述鰭的頂表面上方，所述柵極電介質(zhì)層包括氟；

功函數(shù)調(diào)節(jié)層，在所述柵極電介質(zhì)層上方；以及

金屬柵電極，在所述功函數(shù)調(diào)節(jié)層上方，所述柵極電介質(zhì)層中的氟含量大于所述功函數(shù)調(diào)節(jié)層和所述金屬柵電極中至少一者中的氟含量；

其中，所述柵極電介質(zhì)層的生成包括以下步驟：

在所述柵極電介質(zhì)層上方形成蓋層；

在所述蓋層上方形成阻擋層；

在所述阻擋層上方形成暫置含氟層，其中，所述暫置含氟層是利用原子層沉積工藝形成的，該原子層沉積工藝采用含氟前驅(qū)體和另一前驅(qū)體；

在所述暫置含氟層上方共形地形成暫置蓋層；

執(zhí)行熱處理以驅(qū)動氟從所述暫置含氟層進入所述柵極電介質(zhì)層；以及

移除所述暫置蓋層和所述暫置含氟層。

7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極電介質(zhì)層具有氟的梯度含量，所述梯度含量沿著從所述鰭的區(qū)域遠端向所述鰭的方向減少。

8.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)被布置在第一柵極間隔件與第二柵極間隔件之間，所述第一柵極間隔件和所述第二柵極間隔件在所述鰭的上方，所述柵極電介質(zhì)層還沿著所述第一柵極間隔件和所述第二柵極間隔件各自的側(cè)壁，所述柵極結(jié)構(gòu)還包括：

所述柵極電介質(zhì)層上方的所述蓋層；

所述蓋層上方的所述阻擋層，所述功函數(shù)調(diào)節(jié)層在所述阻擋層上方；以及

所述功函數(shù)調(diào)節(jié)層上方的阻擋/粘合層，所述金屬柵電極在所述阻擋/粘合層上方。