[發明專利]用于制造半導體器件的方法和半導體器件

在審

• 申請號: 202210962381.6
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN115832024A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 錢德拉謝卡爾·普拉卡斯·薩萬特;張景舜;余典衛;蔡家銘
• 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;H01L21/28;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種用于制造半導體器件的方法，包括：

提供具有襯底、位于所述襯底上方的半導體溝道層、位于所述半導體溝道層上方的界面氧化物層以及位于所述界面氧化物層上方的高k柵極介電層的結構，其中，所述半導體溝道層包括鍺；

在所述高k柵極介電層上方形成金屬氮化物層；

使用含金屬氣體對所述結構執行第一處理；

在執行所述第一處理之后，在所述金屬氮化物層上方沉積硅層；以及

在沉積所述硅層之后，對所述結構執行退火，使得金屬混合層形成在所述高k柵極介電層上方，其中，所述金屬混合層包括具有來自所述高k柵極介電層的金屬物質和來自所述含金屬氣體的附加金屬物質的金屬氧化物。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述半導體溝道層包括硅鍺或鍺錫。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述半導體溝道層包括硅鍺，并且所述含金屬氣體包括MoCl₄O、WF₆、TiCl₄或五(二甲基氨基)鉭。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述半導體溝道層包括鍺錫，并且所述含金屬氣體包括MoCl₄O或WF₆。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬氮化物層包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鈦硅。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬氮化物層是在所述執行所述第一處理之后并且在沉積所述硅層之前形成的。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，在形成所述金屬氮化物層之后，在沉積所述硅層之前，還包括：

使用所述含金屬氣體對所述結構執行第二處理。

8.根據權利要求7所述的方法，在沉積所述硅層之前，還包括：

在執行所述第二處理之后，形成第二金屬氮化物層；以及

在形成所述第二金屬氮化物層之后，使用所述含金屬氣體對所述結構執行第三處理。

9.一種用于制造半導體器件的方法，包括：

提供具有襯底、位于所述襯底上方的半導體溝道層、位于所述半導體溝道層上方的界面氧化物層以及位于所述界面氧化物層上方的高k柵極介電層的結構，其中，所述半導體溝道層包括鍺；

在所述高k柵極介電層上方形成金屬氮化物層；

在形成所述金屬氮化物層之后，使用含金屬氣體對所述結構執行第一處理；

在執行所述第一處理之后，在所述金屬氮化物層上方沉積鈍化層，其中，所述鈍化層包括硅；

在沉積所述鈍化層之后，對所述結構執行退火，使得金屬混合層形成在所述高k柵極介電層上方，其中，所述金屬混合層包括具有來自所述高k柵極介電層的金屬物質和來自所述含金屬氣體的附加金屬物質的金屬氧化物；

去除所述鈍化層和所述金屬氮化物層，并在所述結構中保留至少部分所述金屬混合層；以及

在所述高k柵極介電層和所述金屬混合層上方形成金屬柵電極。

10.一種半導體器件，包括：

襯底；

半導體溝道層，位于所述襯底上方，其中，所述半導體溝道層包括鍺；

界面氧化物層，位于所述半導體溝道層上方；

高k柵極介電層，位于所述界面氧化物層上方；

金屬混合層，位于所述高k柵極介電層上方，其中，所述金屬混合層包括具有來自所述高k柵極介電層的金屬物質和附加金屬物質的金屬氧化物；以及

金屬柵電極，位于所述金屬混合層上方。