[發(fā)明專利]晶體管柵極及形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011383732.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN113206083A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李欣怡;洪正隆;徐志安
• 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): H01L27/092
• 分類號(hào): H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 陳蒙

1.一種半導(dǎo)體器件，包括：

第一納米結(jié)構(gòu)；

第二納米結(jié)構(gòu)，在所述第一納米結(jié)構(gòu)之上；

第一高k柵極電介質(zhì)，在所述第一納米結(jié)構(gòu)周圍；

第二高k柵極電介質(zhì)，在所述第二納米結(jié)構(gòu)周圍；以及

柵極電極，在所述第一高k柵極電介質(zhì)和所述第二高k柵極電介質(zhì)之上，其中，所述柵極電極在所述第一納米結(jié)構(gòu)和所述第二納米結(jié)構(gòu)之間的部分包括：

第一p型功函數(shù)金屬；

阻擋材料，在所述第一p型功函數(shù)金屬之上；以及

第二p型功函數(shù)金屬，在所述阻擋材料之上，所述阻擋材料將所述第一p型功函數(shù)金屬與所述第二p型功函數(shù)金屬實(shí)體分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述阻擋材料包括鎢。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述第一p型功函數(shù)金屬和所述第二p型功函數(shù)金屬各自包括氮化鈦。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述第一p型功函數(shù)金屬具有第一厚度，所述第一納米結(jié)構(gòu)與所述第二納米結(jié)構(gòu)間隔開第一距離，并且所述第一厚度與所述第一距離的比率在0.05至0.2的范圍內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述第一高k柵極電介質(zhì)包括氟。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中，所述第一高k柵極電介質(zhì)中的氟濃度在0.5％至10％的范圍內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述柵極電極還在所述阻擋材料之上包括粘附層，所述粘附層未延伸到所述第一納米結(jié)構(gòu)和所述第二納米結(jié)構(gòu)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件，其中，所述粘附層具有與所述第一p型功函數(shù)金屬相同的材料成分。

9.一種晶體管，包括：

第一納米結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底之上；

第二納米結(jié)構(gòu)，在所述第一納米結(jié)構(gòu)之上；

柵極電介質(zhì)，圍繞所述第一納米結(jié)構(gòu)和所述第二納米結(jié)構(gòu)；以及

柵極電極，在所述柵極電介質(zhì)之上，其中，所述柵極電極包括：

p型功函數(shù)金屬；

阻擋材料，在所述p型功函數(shù)金屬上，所述阻擋材料在所述第一納米結(jié)構(gòu)與所述第二納米結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域中將所述p型功函數(shù)金屬的第一部分與所述p型功函數(shù)金屬的第二部分實(shí)體分離；

粘附層，在所述阻擋材料之上；以及

填充金屬，在所述粘附層之上。

10.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：

在第一納米結(jié)構(gòu)和第二納米結(jié)構(gòu)周圍沉積柵極電介質(zhì)，所述第一納米結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第二納米結(jié)構(gòu)之上；

在所述柵極電介質(zhì)之上沉積p型功函數(shù)金屬，其中，在沉積所述p型功函數(shù)金屬之后，在所述p型功函數(shù)金屬的第一部分和所述p型功函數(shù)金屬的第二部分之間保留開口，所述p型功函數(shù)金屬的第一部分和所述p型功函數(shù)金屬的第二部分在所述第一納米結(jié)構(gòu)和所述第二納米結(jié)構(gòu)之間；以及

使用原子層沉積ALD工藝在所述p型功函數(shù)金屬之上沉積阻擋材料，其中，所述阻擋材料填充所述p型功函數(shù)金屬的第一部分與所述p型功函數(shù)金屬的第二部分之間的所述開口。