一种半导体栅极结构及其制作方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体栅极结构及其制作方法，该方法包括：在衬底上形成栅极沟槽；在该栅极沟槽内壁形成栅介质层；在栅介质层上形成堆叠的多层金属阻挡层，每层金属阻挡层包括依次形成的TiN层和TiON层；在所述多层金属阻挡层上形成金属栅，采用堆叠形成TiN层和TiON层的多层金属阻挡层，不仅使得该金属阻挡层的厚度足够薄，同时，还能提高阻挡性能，以免在形成金属栅时产生的含氟气体对栅介质层造成侵蚀和破坏，进而提高了器件性能。了器件性能。了器件性能。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体栅极结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体栅极结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]在具有掩埋沟道阵列晶体管(BCAT)的动态随机存取存储器(DRAM)的结构中，栅极结构是掩埋在沟道内的，在栅极结构与有源区之间形成有栅介质层，在该栅极结构与栅介质层之间设置金属阻挡层，该金属阻挡层用于对栅介质层进行保护。
[0003]通常为了提高器件性能，需要控制该栅极电阻降低，以增大器件电流，因此，需要将金属阻挡层进行薄膜化，以降低栅极电阻。该金属阻挡层多采用TiN薄膜。
[0004]但是，在形成该栅极时，该栅极主要采用钨(W)，即沉积钨时会产生含氟气体，而该金属阻挡层又相对较薄，尤其是采用TiN薄膜的金属阻挡层，其表面具有针状或者柱状结构，在该金属阻挡层上沉积钨时，所产生的含氟气体通过该针状或者柱状结构的边界渗透到栅介质层，造成对该金属阻挡层外部的栅介质层的侵蚀或破坏，使得该金属阻挡层丧失其阻挡特性。
[0005]因此，如何提高该金属阻挡层的阻挡特性的同时，保证器件的性能是目前亟待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体栅极结构的制作方法，其特征在于，包括：在衬底上形成栅极沟槽；在所述栅极沟槽内壁形成栅介质层；在所述栅介质层上形成堆叠的多层金属阻挡层，每层金属阻挡层包括依次形成的TiN层和TiON层；在所述多层金属阻挡层上形成金属栅。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述栅介质层上形成堆叠的多层金属阻挡层，每层金属阻挡层包括依次形成的TiN层和TiON层，包括：采用原子层沉积工艺，在所述栅极沟槽侧壁形成TiN层；通入含氧气体作为氧化剂，对部分所述TiN层氧化形成TiON层；重复多次，形成堆叠的多层金属阻挡层。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用原子层沉积工艺，在所述栅极沟槽侧壁形成TiN层，包括：在300℃～600℃的温度下，采用如下任意一种物质进行原子层沉积，在所述栅极沟槽侧壁形成所述TiN层：TiCl4异丙基钛、TTIP、TiBr4、TiI4、tetrakis乙基甲基氨基钛、tetrakis二甲基氨基钛、tetra kiss二氨基钛、NH3和单甲基肼。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含氧气体具体为如下任意一种：O2、O3、H2O和NO2。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺，在所述栅极沟槽侧壁形成TiN层之后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴相荣，高建峰，刘卫兵，白国斌，项金娟，
申请(专利权)人：真芯北京半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：