[发明专利]高介电常数金属栅的制造方法在审
| 申请号： | 202210097274.1 | 申请日： | 2022-01-27 |
| 公开（公告）号： | CN114496920A | 公开（公告）日： | 2022-05-13 |
| 发明（设计）人： | 归琰;成鑫华;姜兰 | 申请（专利权）人： | 上海华力集成电路制造有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/8234 | 分类号： | H01L21/8234 |
| 代理公司： | 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 | 代理人： | 郭四华 |
| 地址： | 201203 上海市浦*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 介电常数 金属 制造 方法 | ||
1.一种高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在半导体衬底上沉积高介电常数层；
步骤二、在所述高介电常数层上形成第一阻档层；
步骤三、沉积非晶硅盖帽层；
步骤四、对所述非晶硅盖帽层进行预处理，所述预处理中通入氧气，控制所述预处理的温度和所述氧气的流量使所述非晶硅盖帽层的表面产生氧化；
步骤五、所述非晶硅盖帽层进行尖峰退火处理以吸收所述高介电常数层中的氧元素，利用所述尖峰退火处理结合所述非晶硅盖帽层的表面被氧化的结构抑制在所述尖峰退火处理中出现硅成核以及硅晶长大，以有利于后续所述非晶硅盖帽层的去除；
步骤六、对所述非晶硅盖帽层进行无硅残留的去除并同时避免损伤所述第一阻档层。
2.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：步骤一中，在沉积所述高介电常数层之前还包括：在所述半导体衬底上形成界面层。
3.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。
4.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述第一阻档层包括TiN层。
5.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：步骤四中，所述预处理采用快速热退火。
6.如权利要求5所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述预处理的温度为400℃～550℃，所述氧气的流量为0.05slm～0.5slm，时间为5s～20s。
7.如权利要求5所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：步骤五中，所述尖峰退火的稳定温度为550℃～650℃，峰值温度范围为950℃～1050℃，升温速率为150℃/s～220℃/s。
8.如权利要求7所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述尖峰退火中降温通过采用Z轴运动方式将所述半导体衬底放置在远离热源的位置实现。
9.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：步骤六中，采用湿法刻蚀工艺去除所述非晶硅盖帽层。
10.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：步骤六之后，还包括形成金属栅的步骤。
11.如权利要求2所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述界面层的材料包括氧化硅。
12.如权利要求1所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述高介电常数层的材料二氧化铪。
13.如权利要求10所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述金属栅包括依次叠加的金属功函数层和金属导电材料层。
14.如权利要求13所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：PMOS的所述金属栅的金属功函数层的材料包括TiN；
NMOS的所述金属栅的金属功函数层的材料包括TiAl。
15.如权利要求13所述的高介电常数金属栅的制造方法，其特征在于：所述金属导电材料层的材料包括铝。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
