[發(fā)明專利]金屬柵極形成方法及其形成結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910816297.1
• 申請(qǐng)日: 2019-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN111128890A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宜靜;鄭雅云;林浩宇;陳奕升;許家銘;柯志欣;幸仁·萬
• 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): H01L21/8238
• 分類號(hào): H01L21/8238;H01L21/336;H01L27/092
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 龔詩靖

本發(fā)明實(shí)施例涉及金屬柵極形成方法及其形成結(jié)構(gòu)。本揭露提供一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其包括：提供襯底；在所述襯底中形成第一對(duì)源極/漏極區(qū)；在所述襯底上方放置層間介電質(zhì)層，所述層間介電質(zhì)層具有介于所述第一對(duì)源極/漏極區(qū)之間的第一溝槽；在所述第一溝槽中沉積介電質(zhì)層；在所述介電質(zhì)層上方沉積障壁層；從所述第一溝槽移除所述障壁層以曝光所述介電質(zhì)層；在所述第一溝槽中的所述介電質(zhì)層上方沉積功函數(shù)層；及在所述第一溝槽中的所述功函數(shù)層上方沉積導(dǎo)電層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及金屬柵極形成方法及其形成結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)演進(jìn)，半導(dǎo)體裝置的設(shè)計(jì)及制造鑒于其等更小尺寸、增強(qiáng)功能及更復(fù)雜電路而變得更加復(fù)雜。因此，不斷需要修改制造半導(dǎo)體裝置及其結(jié)構(gòu)的方法以便改良裝置穩(wěn)健性并且降低成本及處理時(shí)間。據(jù)此，特定地關(guān)注于改良晶體管中的金屬柵極(MG)電極的性能。一種形成MG電極的工藝稱為后柵極工藝，而另一形成工藝稱為先柵極工藝。后柵極工藝允許在形成柵極之后執(zhí)行減少數(shù)目個(gè)后續(xù)工藝，包括高溫操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其包含：提供襯底；在所述襯底中形成第一對(duì)源極/漏極區(qū)；在所述襯底上方放置層間介電質(zhì)層，所述層間介電質(zhì)層具有所述第一對(duì)源極/漏極區(qū)之間的第一溝槽；在所述第一溝槽中沉積介電質(zhì)層；在所述介電質(zhì)層上方沉積障壁層；從所述第一溝槽移除所述障壁層以曝光所述介電質(zhì)層；在所述第一溝槽中的所述介電質(zhì)層上方沉積功函數(shù)層；及在所述第一溝槽中的所述功函數(shù)層上方沉積導(dǎo)電層。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其包含：在襯底中形成第一對(duì)源極/漏極區(qū)及第二對(duì)源極/漏極區(qū)；在所述襯底上方沉積層間介電質(zhì)層，所述層間介電質(zhì)層具有所述第一對(duì)源極/漏極區(qū)之間的第一溝槽及所述第二對(duì)源極/漏極區(qū)之間的第二溝槽；在所述第一溝槽及所述第二溝槽中分別沉積柵極介電質(zhì)層；在所述第一溝槽及所述第二溝槽中的所述柵極介電質(zhì)層上方沉積障壁層；在所述第一溝槽及所述第二溝槽中沉積功函數(shù)層；從所述第一溝槽減小所述障壁層的厚度，同時(shí)使障壁堆疊在所述第二溝槽中保持完整；及在所述第一溝槽及所述第二溝槽中的所述功函數(shù)層上方沉積導(dǎo)電層。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包含：襯底；第一對(duì)源極/漏極區(qū)及第二對(duì)源極/漏極區(qū)，其等在所述襯底中；第一柵極堆疊及第二柵極堆疊，其等分別在所述襯底上方所述第一對(duì)源極/漏極區(qū)之間及所述第二對(duì)源極/漏極區(qū)之間，各柵極堆疊包含：柵極介電質(zhì)層，其在所述襯底上方；功函數(shù)層，其由所述柵極介電質(zhì)層環(huán)繞；及導(dǎo)電層，其由所述功函數(shù)層環(huán)繞，其中所述第一柵極堆疊進(jìn)一步包括在所述柵極介電質(zhì)層與所述功函數(shù)層之間不存在于所述第二柵極堆疊中的障壁層。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從下文詳細(xì)描述最好地理解本揭露的方面。應(yīng)注意，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)實(shí)踐，各種構(gòu)件不一定按比例繪制。事實(shí)上，為清楚論述起見，可任意增大或減小各種構(gòu)件的尺寸。

圖1A到1T為展示根據(jù)一些實(shí)施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法的中間階段的示意性剖面圖。

圖2為根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的柵極堆疊的放大示意性剖面圖。

圖3為展示根據(jù)一些實(shí)施例的相對(duì)于柵極填充比的裝置性能的示意圖。

具體實(shí)施方式

下文揭露提供用于實(shí)施所提供標(biāo)的物的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ挛拿枋鼋M件及布置的特定實(shí)例以簡(jiǎn)化本揭露。當(dāng)然，此等僅僅為實(shí)例且并非意欲于限制性。例如，在下文描述中第一構(gòu)件形成于第二構(gòu)件上方或上可包括其中第一構(gòu)件及第二構(gòu)件經(jīng)形成為直接接觸的實(shí)施例，且也可包括其中額外構(gòu)件可經(jīng)形成于第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間使得第一構(gòu)件及第二構(gòu)件可不直接接觸的實(shí)施例。另外，本揭露可在各項(xiàng)實(shí)例中重復(fù)元件符號(hào)及/或字母。此重復(fù)出于簡(jiǎn)化及清楚的目的且本身不規(guī)定所論述的各項(xiàng)實(shí)施例及/或配置之間的關(guān)系。