[发明专利]半导体工艺所用的方法有效

申请号：	201910103532.0	申请日：	2019-02-01
公开（公告）号：	CN110556292B	公开（公告）日：	2021-12-31
发明（设计）人：	蔡承晏;吴仲强;黄泰维;锺鸿钦;李威缙;李达元;苏庆煌;庄媖涓;刘冠廷	申请（专利权）人：	台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号：	H01L21/28	分类号：	H01L21/28;H01L29/423
代理公司：	隆天知识产权代理有限公司 72003	代理人：	聂慧荃;闫华
地址：	中国台***	国省代码：	台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	半导体工艺所用方法
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【说明书】：

此处所述的实施例关于对半导体基板上的不同晶体管的金属栅极中所用的材料进行预沉积处理。在一实施例中，方法包括暴露第一装置的第一含金属层与第二装置的第二含金属层至反应物，以分别形成多个单层于第一含金属层与第二含金属层上。第一装置与第二装置位于基板上。第一装置包括第一栅极结构，且第一栅极结构包括第一含金属层。第二装置包括第二栅极结构，且第二栅极结构包括第二含金属层，而第一含金属层与第二含金属层不同。暴露第一含金属层与第二含金属层上的单层至氧化剂，以提供单层所用的羟基封端表面。之后形成第三含金属层于第一含金属层与第二含金属层上的单层的羟基封端表面上。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，更特别涉及对相同半导体基板上的不同种类金属栅极所用的功函数材料进行预处理。

背景技术

在制作场效应晶体管如鳍状场效应晶体管时，可采用金属栅极而非多晶硅栅极以改善装置效能。形成金属栅极的步骤可包含依序形成栅极介电层、阻障层、功函数层、与金属衬垫层于高深宽比的沟槽中，接着将栅极材料填入沟槽。功函数层可采用不同材料以用于不同种类的晶体管如p型场效应晶体管或n型场效应晶体管，以微调晶体管的临界电压并依需求增进装置的电性效能。然而随着尺寸缩小，出现新的挑战。

发明内容

本发明一实施例提供半导体工艺所用的方法，其包括：暴露第一装置的第一含金属层与第二装置的第二含金属层至反应物，以分别形成多个单层于第一含金属层与第二含金属层上，第一装置与第二装置位于基板上，第一装置包括第一栅极结构，且第一栅极结构包括第一含金属层，第二装置包括第二栅极结构，且第二栅极结构包括第二含金属层，而第一含金属层与第二含金属层不同；暴露第一含金属层与第二含金属层上的单层至氧化剂，以提供第一含金属层与第二含金属层上的单层所用的羟基封端表面；以及形成第三含金属层于第一含金属层与第二含金属层上的单层的羟基封端表面上。

附图说明

图1A与图1B是一些实施例中，制作半导体装置的例示性方法的流程图。

图2至图4是一些实施例中，对应多种制作阶段的半导体装置的部分透视图。

图5至图11是一些实施例中，对应多种制作阶段的半导体装置的部分剖视图。

图12显示工艺的中间阶段中，简化的半导体装置其三个装置区中的栅极结构的部分。

图13示出的是一些实施例中，工艺的中间阶段的简化的半导体装置。

图14A至图14C示出的是一些实施例中，沉积于不同基板上的碳化钛铝的X光光电子能谱。

附图标记说明：

A-A'：剖面

T1：第一厚度

T2：第二厚度

T3：第三厚度