[發(fā)明專利]一種晶體管的柵極結(jié)構(gòu)及其制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810580617.3 | 申請日： | 2018-06-07 |
| 公開（公告）號： | CN108777261A | 公開（公告）日： | 2018-11-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王世銘;胡展源;黃志森 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海華力集成電路制造有限公司 |
| 主分類號： | H01L29/423 | 分類號： | H01L29/423;H01L21/28 |
| 代理公司： | 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100 | 代理人： | 徐偉 |
| 地址： | 201315 上海市浦東新區(qū)中國（上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 阻擋層 柵極結(jié)構(gòu) 晶體管 復(fù)合阻擋層 柵極絕緣層 功函數(shù)層 襯底 交替層疊 電特性 穩(wěn)定度 制造 隔離 阻擋 | ||
1.一種晶體管的柵極結(jié)構(gòu)，位于襯底上，所述柵極結(jié)構(gòu)與所述襯底之間通過柵極絕緣層隔離，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括功函數(shù)層以及位于所述功函數(shù)層與所述柵極絕緣層之間的多組復(fù)合阻擋層，每組所述復(fù)合阻擋層包括層疊的第一阻擋層和第二阻擋層，所述第一阻擋層的材質(zhì)不同于所述第二阻擋層的材質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一阻擋層為TiN材質(zhì)，所述第二阻擋層為TaN材質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極絕緣層與所述第一阻擋層物理接觸，所述功函數(shù)層與所述第二阻擋層物理接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括三組所述復(fù)合阻擋層。
5.如權(quán)利要求1所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述功函數(shù)層至少包含N型功函數(shù)層。
6.如權(quán)利要求5所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，對應(yīng)于P型晶體管，所述功函數(shù)層還包括P型功函數(shù)層，所述P型功函數(shù)層位于所述復(fù)合阻擋層與所述N型功函數(shù)層之間。
7.如權(quán)利要求6所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N型功函數(shù)層為TiAl材質(zhì)，所述P型功函數(shù)層為TiN材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)還包括金屬柵極層，所述金屬柵極層與所述功函數(shù)層之間通過頂部阻擋層隔離。
9.如權(quán)利要求8所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬柵極層為Al材質(zhì)，所述頂部阻擋層為TiN材質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1所述的柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極絕緣層包括與層間絕緣層和高K介質(zhì)層，所述層間絕緣層位于所述襯底與所述高K介質(zhì)層之間。
11.一種晶體管柵極結(jié)構(gòu)的制造方法，包括，
提供襯底；
在所述襯底上形成柵極絕緣層；
在所述柵極絕緣層上沉積多組復(fù)合阻擋層，每一組復(fù)合阻擋層為層疊的第一阻擋層與第二阻擋層，所述第一阻擋層的材質(zhì)不同于所述第二阻擋層的材質(zhì)；
在所述復(fù)合阻擋層上形成功函數(shù)層；
在所述功函數(shù)層上形成柵極。
12.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第一阻擋層為TiN材質(zhì)，所述第二阻擋層為TaN材質(zhì)。
13.如權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述柵極絕緣層與所述第一阻擋層物理接觸，所述功函數(shù)層與所述第二阻擋層物理接觸。
14.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述晶體管柵極結(jié)構(gòu)包括三組所述復(fù)合阻擋層。
15.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述形成功函數(shù)的步驟進(jìn)一步包括：在所述復(fù)合阻擋層表面至少沉積N型功函數(shù)層。
16.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于，對應(yīng)于P型晶體管，所述形成功函數(shù)的步驟進(jìn)一步包括：
在所述復(fù)合阻擋層表面形成P型功函數(shù)層；
在所述P型功函數(shù)層表面形成所述N型功函數(shù)層。
17.如權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述N型功函數(shù)層為TiAl材質(zhì)，所述P型功函數(shù)層為TiN材質(zhì)。
18.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法還包括：在所述功函數(shù)層表面形成頂部阻擋層；
在所述頂部阻擋層表面形成金屬柵極層。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的半導(dǎo)體器件；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導(dǎo)體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導(dǎo)體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進(jìn)行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
