[发明专利]一种纳米尺度W/TiN复合难熔金属栅制备方法

摘要

一种纳米尺度W/TiN复合难熔金属栅制备方法，步骤如下：在器件源/漏区钴硅化物形成后进行平坦化工艺，腐蚀栅槽和漂去替代栅氧化硅，再栅氧化；真空热退火处理；溅射难熔金属TiN，厚度25－45nm；溅射W薄膜，厚度为90－110nm；用丙酮、无水乙醇各超声清洗，去离子水冲洗，热N₂中甩干；光刻W/TiN T型栅；反应离子刻蚀W/TiN T型栅，刻蚀气体为Cl₂和SF₆；等离子增强化学汽相沉积SiO₂，SiO₂厚度500－700nm；接触孔形成；金属化退火。本发明解决了常规多晶硅栅存在的栅电阻过高、PMOS器件硼穿透严重、多晶硅栅耗尽及与高K栅介质不兼容等一系列严重问题，从而获得优良的器件特性。

主权项

1.一种纳米尺度W/TiN复合难熔金属栅制备方法，步骤如下：A)在器件源/漏区钴硅化物形成后进行平坦化工艺，然后腐蚀栅槽和漂去替代栅氧化硅，再栅氧化；B)真空热退火处理，本底真空度2-8×10-7乇，加温至250-350℃，恒温5-15分，然后降温，待真空恢复至4-8×10-7乇，预溅射TiN 5分；C)溅射难熔金属TiN，本底真空度2-8×10-7乇，溅射功率700-900瓦，工作压力4-6×10-7乇；Ar/N2＝4/1体积比，TiN薄膜厚度为25-45nm；D)溅射W薄膜，本底真空度2-8×10-7乇，溅射功率700-900瓦，Ar，工作压力4-6×10-7乇；W薄膜厚度为90-110nm；E)先后用丙酮、无水乙醇各超声清洗5-8分，然后去离子水冲洗，热N2中甩干；F)光刻W/TiN T型栅，I线646光刻胶；G)反应离子刻蚀W/TiN T型栅，射频功率150-200瓦，刻蚀气体为Cl2和SF6；H)等离子增强化学汽相沉积SiO2，工作温度为300-350℃，SiO2厚度50-70nm；I)接触孔形成；J)金属化退火，N2保护下，退火温度为420-460℃，退火时间为25-40分。