金属栅极结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供金属栅极结构及其形成方法。在某些实施例中，基材具有形成在高介电常数介电层中的特征结构，而在基材上形成金属栅极结构的方法可包括下列步骤：在特征结构内，在介电层顶上沉积第一层；在特征结构内，在第一层顶上沉积第二层，第二层包含钴或镍；以及在特征结构内，在第二层顶上沉积第三层以填充特征结构，第三层包含金属，其中第一层及第二层中的至少一层形成湿润层，以形成供后续沉积层所用的成核层，其中第一层、第二层及第三层中的一层形成功函数层，且其中第三层形成栅极电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属栅极结构及其形成方法
本专利技术的实施例大体关于基材处理。
技术介绍
在处理半导体、平板显示器或其它电子装置的领域中，由于电子装置的几何尺寸持续缩减，而装置密度持续增加，整体特征结构的尺寸被减小且纵横比被加大。在现有的装置制造中，例如，当在二或三维的装置中制造金属栅极结构时，为了填充较小的特征结构，通过高温沉积处理在湿润层顶上沉积金属栅极材料。可能还需要额外的层，例如一或多个阻障层，以防止金属层扩散进入下方的层内；以及一或多个功函数层(workfunctionlayer)，以为装置提供合适的功函数。然而，包括额外的层来执行上述功能，增加了建立具有较小几何尺寸的装置的难度。因此，本案专利技术人提供了改良的金属栅极结构及其形成方法。
技术实现思路
本专利技术提供金属栅极结构及其形成方法。在某些实施例中，基材具有形成在高介电常数介电层中的特征结构，而在基材上形成金属栅极结构的方法可包括下列步骤：在特征结构内，在介电层顶上沉积第一层；在特征结构内，在第一层顶上沉积第二层，第二层包含钴；以及在特征结构内，在第二层顶上沉积第三层以填充特征结构，第三层包含金属，其中第一层及第二层中的至少一层形成湿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.04 US 61/351,678;2011.05.26 US 13/116,7941.一种在基材上形成金属栅极结构的方法，该基材具有形成在高介电常数介电层中的特征结构，该方法包含下列步骤：在该特征结构内，在该高介电常数介电层顶上沉积第一层；在该特征结构内，在该第一层顶上沉积第二层，该第二层包含钴或镍；以及在该特征结构内，在该第二层顶上沉积第三层以填充该特征结构，该第三层包含金属，其中该第一层及该第二层中的至少一层形成湿润层，以在该特征结构内提供共形层并作为供后续沉积层所用的成核层，其中该第一层、该第二层及该第三层中的一层形成功函数层，且其中该第三层形成金属栅极电极。2.如权利要求1的方法，其中该高介电常数介电层包含氧化硅铪(HfSiO)、氮化硅铪(HfSiN)、氮氧化硅铝(AlSiON)、氧化铪(HfO)、氧化锆(ZrO)、氧化镧(LaO)或氧化铝(AlO)中的一种。3.如权利要求1或2中任一项的方法，其中形成该金属栅极结构的步骤包含下列步骤：形成pMOS金属栅极结构，且其中沉积该第一层的步骤包含下列步骤：沉积包含钛(Ti)、钽(Ta)、氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)中的一种的一层；或其中形成该金属栅极结构的步骤包含下列步骤：形成nMOS结构，且其中沉积该第一层的步骤包含下列步骤：沉积包含锰(Mn)、铪(Hf)、钛(Ti)、钽(Ta)、它们的铝合金、氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)中的一种的一层。4.如权利要求3的方法，其中该第一层形成阻障层或功函数层中的至少一层。5.如权利要求1或2中任一项的方法，其中形成该金属栅极结构的步骤包含下列步骤：形成pMOS金属栅极结构，且其中沉积包含钴(Co)或镍(Ni)的该第二层的步骤包含下列步骤：沉积该第二层达5至的厚度；或形成该金属栅极结构的步骤包含下列步骤：形成nMOS结构，且其中包含钴(Co)或镍(Ni)的该第二层被沉积达小于的厚度。6.如权利要求1或2中任一项的方法，其中沉积该第三层的步骤包含下列步骤：沉积金属栅极层，该金属栅极层包含铝(Al)、钨(W)、钴(Co)、铜(Cu)或镍(Ni)。7.如权利要求1或2中任一项的方法，其中沉积该第三层的步骤包含下列步骤：通过化学气相沉积来沉积第一次层，该第一次层包含铝(Al)；以及通过物理气相沉积来沉积第二次层，该第二次层包含铝(Al)，其中沉积该第二次层的步骤导致...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛沙德利·甘古利，柳尚澔，李相协，哈阳成，李维迪，金勋，斯里尼瓦斯·甘迪科塔，雷雨，凯文·莫雷斯，唐先民，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：