[发明专利]高-介电系数金属闸极装置

权利要求书

1.一种形成半导体装置的方法，包括：

提供基板；以及

在所述基板上，形成具有闸电极的闸极堆栈，包括：

形成金属闸电极层，

在所述金属闸电极层的顶部，形成缓冲闸电极层，以及

在所述缓冲闸电极层上方，形成具有多硅合金的顶部闸电极层。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

所述缓冲闸电极层包含无定形硅层；以及

所述多硅合金包含多硅锗(SiGe)。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述SiGe层包含Ge含量约1-60莫耳分量。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述金属闸电极层包含TiN、TaN、TiAlN、TaN/TiN、TaC或TaCN。

5.如权利要求1所述的方法，更包含在所述基板与所述闸电极之间，形成闸极介电。

6.如权利要求1所述的方法，其中：

所述闸极介电包含至少第一与第二介电层，其中所述第二介电层包含高介电系数介电材料，提供在所述第一介电层的顶部。

7.一种形成半导体装置的方法，包括：

提供基板；以及

在所述基板上，形成具有闸电极的闸极堆栈，包括：

形成金属闸电极层，以及

在所述金属闸电极层上方，形成具有多硅合金的顶部闸电极层。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述多硅合金包含多硅锗(SiGe)。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述SiGe层包含Ge含量约1-60莫耳分量。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述金属闸电极层包含TiN、TaN、TiAlN、TaN/TiN、TaC或TaCN。

11.如权利要求7所述的方法，更包含在所述基板与所述闸电极之间，形成闸极介电。

12.如权利要求11所述的方法，其中：

所述闸极介电包含至少第一与第二介电层，其中所述第二介电层包含高介电系数介电材料，提供在所述第一介电层的顶部。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述高介电系数介电材料包含Hf为基础的高介电系数、Al为基础的高介电系数、Zr为基础的高介电系数或其组合。

14.如权利要求7所述的方法，更包含在所述金属与顶部闸电极层之间，提供缓冲闸电极层。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述缓冲闸电极层包含无定形硅层。

16.如权利要求15所述的方法，其中在退火后，结晶化所述无定形硅层。

17.一种半导体装置，包括：

基板；以及

具有闸电极的闸极堆栈，位在所述基板的顶部上，其中所述闸电极包含

金属闸电极，以及

具有多硅合金的顶部闸电极，位在所述金属闸电极上方。

18.如权利要求17所述的半导体装置，其中所述多硅合金包含多硅锗(SiGe)。

19.如权利要求17所述的半导体装置，其中所述闸极堆栈更包含位在所述基板与所述闸电极之间的闸极介电。

20.如权利要求17所述的半导体装置，更包含在所述金属闸电极与所述顶部闸电极之间的缓冲闸电极层。