[發明專利]多柵極器件的柵極結構

在審

• 申請號: 202210722668.1
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN116598346A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 邱詩航;王唯誠;劉冠廷;徐志安
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 朱亦林

1.一種用于制造半導體結構的方法，包括：

提供襯底，該襯底包括：

虛設柵極堆疊，圍繞在有源區域之上，以及

間隔件層，沿著所述虛設柵極堆疊的側壁延伸；

選擇性地去除所述虛設柵極堆疊以形成暴露所述有源區域的柵極溝槽；

在所述有源區域之上沉積柵極電介質層；

在所述柵極電介質層之上沉積至少一個功函數層；

在所述至少一個功函數層之上沉積鎢層；以及

在所述鎢層之上沉積氮化鎢層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述氮化鎢層包括：

多個沉積循環，所述多個沉積循環中的每一個包括：

脈送鎢前體氣體，

脈送吹掃惰性氣體，和

脈送還原氣體；以及

至少一個氮等離子體處理脈送。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述鎢前體氣體包括六氟化鎢或五氯化鎢。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述還原氣體包括乙硼烷或硅烷。

5.根據權利要求2所述的方法，其中，所述多個沉積循環包括2至8個之間的沉積循環。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述鎢層包括275℃和300℃之間的工藝溫度。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述鎢層不包括使用氮。

8.一種用于制造半導體結構的方法，包括：

提供襯底，該襯底包括：

第一外延特征和第二外延特征，

溝道區域，夾在所述第一外延特征和所述第二外延特征之間，

虛設柵極堆疊，圍繞在所述溝道區域之上，

間隔件層，沿著所述虛設柵極堆疊的側壁延伸，以及

電介質層，設置在所述第一外延特征和所述第二外延特征之上；

選擇性地回蝕所述電介質層，使得所述電介質層的頂表面低于所述虛設柵極堆疊的頂表面；

在所述選擇性地回蝕之后，在所述電介質層之上共形沉積硬掩模層；

在所述共形沉積之后，平坦化所述襯底以在所述電介質層之上形成硬掩模特征；

在所述平坦化之后，選擇性地去除所述虛設柵極堆疊，以形成暴露所述溝道區域的柵極溝槽；

在所述溝道區域之上沉積柵極電介質層；

在所述柵極電介質層之上沉積至少一個功函數層；

使用第一原子層沉積ALD工藝在所述至少一個功函數層之上沉積鎢層；以及

使用第二ALD工藝在所述鎢層之上沉積氮化鎢層。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述硬掩模特征包括中間接縫。

10.一種半導體器件，包括：

溝道區域，設置在第一源極/漏極特征和第二源極/漏極特征之間；

柵極結構，圍繞在所述溝道區域之上并且包括：

高k柵極電介質層，

至少一個功函數金屬層，在所述高k柵極電介質層之上，

鎢層，在所述至少一個功函數金屬層之上，和

氮化鎢層，在所述鎢層之上，其中，所述氮化鎢層包括小于2nm的晶粒尺寸；以及

電介質帽蓋層，在所述氮化鎢層之上。