TW200812079A - Recessed workfunction metal in CMOS transistor gates - Google Patents

Description

200812079 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體裝置及其製造方法。 【先前技術】 在製造下一代積體電路方面，互補金屬氧化物半導體 (CMOS)電晶體之閘極電極的製造已進展至以高k値介 電材料和金屬來取代二氧化矽和多晶矽。通常係使用取代 金屬閘極製程來形成閘極電極。典型的取代金屬閘極製程 係由在半導體基板上於一對間隔物之間形成高k値介電材 料和犧牲閘極所開始。在進一步的處理步驟（諸如退火製 程）後，去除該犧牲閘極，並以一個以上的金屬層塡充所 產生的溝槽。該等金屬層可包括功函數金屬以及電極金屬 層。 可使用諸如原子層沉積（ALD )、化學汽相沉積（ CVD )、物理汽相沉積（PVD )、電鍍（EP)、及無電電 鍍（EL )的製程來沉積形成金屬閘極電極之一個以上的金 屬層。不幸地，隨著C Μ 0 S電晶體尺寸減小，例如，隨著 電晶體閘極長度到達 45 nm以下，諸如溝槽突出（ overhang )和空隙形成的問題會變得更有挑戰性且更無法 控制，特別是在需要雙金屬閘極電極時。這是因爲當尺寸 較小時，用以形成金屬閘極電極的溝槽之寬高比會隨著雙 金屬層的沉積而變得非常具侵略性（aggressive ) °如該 項技藝中具有通常知識者將可認知地’此種局寬局比之溝 -5- (2) (2)200812079 槽的金屬化常常會導致空隙的形成。 據此，需要改良的製程來形成在4 5 nm之節點等級以 上的CMOS電晶體之雙金屬閘極電極。 【發明內容】 一種電晶體閘極，包含：基板，具有設置在表面上的 一對間隔物；高k値介電質，保角地沉積在該基板上於該 等間隔物之間；凹陷功函數金屬，保角地沉積在該高k値 介電質上並沿著該等間隔物側壁的一部份；第二功函數金 屬，保角地沉積在該凹陷功函數金屬上；以及電極金屬， 沉積在該第二功函數金屬上。該電晶體閘極可藉由以下步 驟所形成：保角地將該高k値介電質沉積至該基板上之該 等間隔物之間的溝槽中；在該高k値介電質頂上保角地沉 積功函數金屬；在該功函數金屬頂上沉積犧牲遮罩；蝕刻 該犧牲遮罩的一部份，以露出該功函數金屬的一部份；以 及蝕刻該功函數金屬的露出之部份，以形成該凹陷功函數 金屬。該第二功函數金屬和該電極金屬可被沉積在該凹陷 功函數金屬頂上。 【實施方式】 在此係敘述形成雙金屬閘極電極的系統與方法。在以 下敘述中，將使用熟習該項技藝者常用的辭彙來敘述描述 性之實施方式的各種形態，以將其成果的要義傳達給其他 熟習該項技藝者。然而，熟習該項技藝者可僅藉由所述之 -6 - (3) (3)200812079 某些形態來施行本發明。爲了說明起見’係提出特定數字 、材料、及組態，以便提供對描述性之實施方式的透徹理 解。然而，熟習該項技藝者可不需特定細節來施行本發明 。在其他情況中，係省略或簡化已知特徵，以避免混淆描 述性之實施方式。 將以多個不連續作業的方式敘述多種作業，亦即，以 最能幫助理解本發明的方式。然而，敘述的順序並不意味 著這些作業必須依照該順序。具體來說，這些作業不需以 出現的順序加以實施。 本發明的實施方式允許針對CMOS電晶體（包括具有 4 5 nm以下之閘極長度的電晶體）製造無空隙之雙金屬閘 極電極。該雙金屬閘極電極係形成在溝槽中並包括多個金 屬層，其中該些金屬層包括至少兩個功函數金屬層和至少 一個電極金屬層（亦已知爲塡充金屬層）。根據本發明的 實施方式，該等功函數金屬層其中一者是由使該溝槽的入 口較寬的凹陷功函數金屬層所構成，藉此使該溝槽具有較 不具侵略性的寬高比。溝槽的後續金屬化可產生無空隙之 雙金屬閘極電極。 舉例來說，第1 A〜1D圖描繪用以在高k値介電材料 上形成雙金屬閘極電極的習知製程。第1 A圖描繪其上可 形成雙金屬閘極電極的基板1 〇 〇。在其他材料之中，該基 板100可爲塊狀矽（bulk silicon)或絕緣層上覆矽（ silicon-on-insulator)基板。基板 1〇〇包括在習知技術中 已爲人所熟知的間隔物1 〇2和隔離結構！ 04。例如，可使 (4) 200812079 用氮化矽來形成間隔物102，而隔離結構104可爲 間介電質（ILD，如第1圖所示）、二氧化矽層、 槽隔離（S TI )結構的結構。間隔物1 02之間爲溝槽 ，其中可形成閘極電極。 第1B圖描繪將高k値閘極介電層10 8沉積 1 00頂上以及溝槽106中。如圖所示，高k値閘極 108保角地掩蓋其所沉積的表面，包括溝槽106的底 側壁。一個以上的製程可接在沉積高k値閘極介電層 之後，例如沉積犧牲閘極，並接著進行退火製程，以 高k値介電層1 0 8的品質。若使用犧牲閘極，可接著 去除並以一個以上的金屬層加以取代。 舉例來說，接著去除選用的犧牲閘極之後，第1 描繪將一個以上的功函數金屬層沉積至溝槽1 〇6中。 係使用兩功函數金屬層，第一功函數金屬層11〇和第 函數金屬層112。此兩功函數金屬110和112會形成 屬閘極電極。如圖所示，溝槽1 〇6的寬高比會隨著所 的各層而提高。在沉積該兩功函數層11〇和後， 要被塡充的溝槽間隙之寬高比係非常具侵略性。 第1D圖描繪將電極金屬層114沉積至溝槽106 電極金屬層114係用來完成該雙金屬閘極電極的形成 常使用比習知用來作爲功函數金屬的金屬更容易被拋 塡充金屬來形成電極金屬層114。如第1D圖所示， 106的高寬高比會導致在沉積電極金屬層114期間產 槽突出，導致在溝槽1 0 6中產生空隙1 1 6。空隙1 1 6 如層 淺溝 ί 106 基板 電層 部和 108 提昇 將其 C圖 此處 二功 雙金 沉積 留下 中〇 。通 光的 溝槽 生溝 的存 -8- (5) (5)200812079 在會提高雙金屬閘極電極的電阻，並降低其可靠度。 爲了應付此問題，本發明的方法係提供一種製造過程 ’其可形成無空隙之雙金屬閘極電極。第2圖爲形成根據 本發明之實施方式的雙金屬閘極電極之方法200。第 3 A〜3 J圖描繪在執行第2圖的方法200時所形成的結構。 爲求清楚，將在討論方法200時參照第3A〜3 J圖的結構。 該項技藝中具有通常知識者將可了解，若想要的話，可將 方法200整合至取代金屬閘極製程中。 由方法2 0 0開始，提供至少包括一對間隔物的基板， 該對間隔物係由溝槽所分開（第2圖的製程2 〇 2 )。如上 所述’該基板可由半導體處理中常用的結構（諸如塊狀石夕 或絕緣層上覆砂結構）所構成。在其他實施方式中，可使 用替代性的材料（可或可不與矽結合）來形成該基板，其 包括但不限於：鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、 砷化、或鍊化鎵。雖然在此係敘述若干可形成基板的材 料之範例’但在本發明之精神與範圍中包含了任何可用來 將半導體裝置建構於其上之基底的材料。該些間隔物可由 諸如氮化矽、氧化矽、碳化矽、或是多種低k値氮化物或 氧化物材料之任一者的材料所形成。 來到第3A圖，其描繪包括一對間隔物3〇2的基板 3〇〇。該些間隔物係由溝槽3 04所分開。基板3〇〇亦可包 括其他結構，諸如ILD層3〇6和STI結構（未顯示）。 接者，將局k値閘極介電層沉積至溝槽中（第2圖的 製程204 )。可使用保角沉積製程來沉積該高k値閘極介 (6) (6)200812079 電層，諸如CVD或ALD製程。可被用於該高k値閘極介 電層的材料包括，但不限於，氧化鈴、氧化鈴矽、氧化鑭 、氧化鑭鋁、氧化錐、氧化鍩矽、氧化鉅、氧化鈦、氧化 鋇緦鈦、氧化鋇鈦、氧化緦鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛 銃鉬、及鈮酸鉛鋅。雖然在此係敘述若干可被用來形成高 k値閘極介電層之材料的範例，但該層可由其他材料所製 成。在方法200被整合至取代金屬閘極製程中的實施方式 中，可在高k値介電層上執行額外的處理，諸如退火製程 ，以改善高k値介電層的品質。 第3 B圖描繪已被保角地沉積在溝槽3 0 4中的高k値 閘極介電層3 0 8。如圖所示，由於係保角地沉積高k値閘 極介電層3 0 8，該層3 0 8將形成在溝槽3 04的側壁上以及 溝槽304的底部上。高k値閘極介電層3 08亦將形成在 ILD層306上。在某些實施方式中，高k値閘極介電層 3 08可少於約60埃（A )厚，且通常係介於約5A和約 4 0 A厚之間。高k値介電層3 0 8的厚度可根據欲形成之閘 極電極的需求而變化。 在替代性的製程流程中，可在形成間隔物之前藉由消 去性製程（subtractive process )來形成該高k値閘極介電 層。舉例來說，可在基板上形成高k値介電層，並將其回 蝕以形成平坦的高k値閘極介電層。然後可將間隔物形成 在高k値閘極介電層的相對側上。以此替代性的實施方式 ，高k値閘極介電層僅出現在溝槽的底部上，而不會出現 在溝槽的側壁上。 -10- (7) (7)200812079 在沉積高k値閘極介電層後，可沉積第一功函數金屬 層（第2圖的製程2 0 6 )。可使用功函數金屬的習知沉積 製程，諸如CVD、ALD、PVD、噴鍍、電鍍、或無電電鍍 。在本發明的某些實施方式中，第一功函數金屬層的厚度 可介於約25A和約200A之間。 來到第3 C圖，其係描繪已被沉積在高k値介電層 308頂上的第一功函數金屬層310。第一功函數金屬層310 可由P型金屬或N型金屬所構成，其取決於該電晶體將爲 PMOS或NMOS電晶體。在某些實施方式中，將形成 PMOS電晶體，且可用來形成P型功函數金屬層的材料包 括，但不限於，釕、鈀、鉑、鈷、鎳、及導電金屬氧化物 ，例如：氧化釕。P型金屬層將允許形成具有介於約4.9 eV和約5.2 eV之間的功函數之PMOS閘極電極。抑或， 在某些實施方式中，將形成NM0S電晶體，且可用來形成 N型功函數金屬層的材料包括，但不限於，給、锆、鈦、 鉅、鋁、及其合金，例如：金屬碳化物，其包括這些元素 ，亦即：碳化給、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉅、及碳化鋁。 N型金屬層將允許形成具有介於約3 · 9 e V和約4.2 e V之 間的功函數之NM0S閘極電極。 接著’將犧牲遮罩材料沉積至溝槽中在第一功函數金 屬頂上（第2圖的製程208 )。將使用該犧牲遮罩材料來 界定凹陷功函數金屬層。在本發明的某些實施方式中，犧 牲遮罩材料可由旋塗玻璃（S 0 G )材料所構成，例如，犧 牲吸光材料（SLAM )。在另一實施方式中，犧牲遮罩材 -11 - (8) (8)200812079 料可由底部抗反射塗佈材料（BARC )所構成。SLAM和 BARC常被用於半導體處理並在此製程中提供必要的功能 。應注意的是，SLAM和BARC的吸光性質與本發明的實 施方式無關。若使用S Ο G材料，則可使用旋塗沉積（S OD )製程來將SOG材料沉積於第一功函數金屬層頂上並加 以平坦化。可被使用的兩種特定SOG材料爲有機旋塗材 料’諸如 193 nm SLAM 和 248 nm SLAM。 第3D圖描繪在第一功函數金屬層310頂上沉積犧牲 遮罩材料312。犧牲遮罩材料312係完全地塡充該溝槽， 並可使用SOD製程加以沉積。如上所述，使用s〇d沉積 製程可平坦化犧牲遮罩材料3丨2。 在沉積犧牲遮罩後，可執行蝕刻製程以部份回蝕該犧 牲遮罩材料（第2圖的製程2 1 0 )。在本發明的各種實施 方式中’可使用濕式蝕刻化學品（c h e m i s t r y )或乾式触刻 化學品。所使用的特定濕式或乾式蝕刻化學品必須適合所 使用的犧牲遮罩材料。舉例來說，若將S L AM材料用來作 爲犧牲遮罩材料，則適當的濕式鈾刻化學品可由以氟爲基 之濕式鈾刻化學品所構成。在一實施方式中，此種以氟爲 基之濕式触刻可使用氟化氫（HF)、氧化錢（NH4F)、 及蒸餾水的混合物來鈾刻SLAM層。在另一實施方式中， 可使用以趨爲基的濕式餓刻化學品來鈾刻S L A Μ，例如， 極性溶劑媒介中之氫氧化四甲銨（TMAH )和氫氧化鉀（ Κ Ο Η )的混合物。抑或，用於8 L A Μ材料的適當之乾式蝕 刻化學品可由CH2F2乾式蝕刻化學品、SF6乾式蝕刻化學 -12- (9) (9)200812079 品、或NF3乾式蝕刻化學品所構成。 第3 E圖描繪已使用鈾刻化學品加以向下鈾刻後的犧 牲遮罩材料3 1 2。在本發明的某些實施方式中，係將犧牲 遮罩材料3 1 2向下蝕刻到其約爲溝槽高度的一半至3/4爲 止。犧牲遮罩材料3 1 2的鈾刻製程一般會對第一功函數金 屬層3 1 〇產生少量的影響。 接著，執行另一個部份鈾刻製程，但這次是在第一功 函數金屬層上（第2圖的製程2 1 2 )。部份鈾刻第一功函 數層只會去除露出之金屬部份；仍由犧牲遮罩材料所覆蓋 的第一功函數層之部份不會被蝕刻。此部份鈾刻係導致形 成「U」形之凹陷功函數金屬層310，如第3F圖所示。在 某些實施方式中，可使用濕式鈾刻化學品來蝕刻第一功函 數金屬層。舉例來說，在一實施方式中，可使用蒸餾水、 氫氧化銨（NH4OH )、及過氧化氫（H202 )之組合（亦已 知爲標準清潔溶液）來蝕刻第一功函數金屬層。可使用的 另一種濕式蝕刻化學品是蒸餾水中之硫酸和過氧化物的混 合物。可用於本發明之實行方法的額外之濕式鈾刻化學品 包括磷酸、醋酸、及硝酸的混合物，鹽酸、過氧化氫、及 水的混合物，以及鹽酸、硝酸、及水的混合物。在另外的 實施方式中，可使用乾式蝕刻化學品來部份蝕刻第一功函 數金屬層。 如第3 F圖所示，蝕刻功函數金屬層3 1 0會導致功函 數金屬層3 1 0相對於間隔物3 0 2凹陷’並因此放寬溝槽 3 04的開口，因而降低其寬高比並使得隨後沉積的金屬更 -13- (10) (10)200812079 容易進入溝槽3 04。放寬溝槽304的開口會實質地減少或 消除溝槽突出的發生。舉例來說，在第一功函數金屬層 約爲25A厚的實施方式中，使第一功函數金屬層310 凹陷會將溝槽3 04打開約50A。 在已使第一功函數金屬層3 1 0凹陷後，可去除剩下的 牲遮罩材料（第2圖的製程214)。根據本發明的實施 方式’在此可使用在製程階段2 1 0中用來部份蝕刻犧牲遮 罩材料的相同濕式化學品處理，以去除剩下的犧牲遮罩材 料。在其他實施方式中，可使用替代性的蝕刻製程。第 3 G圖描繪在已去除剩下的犧牲遮罩材料3丨2後之凹陷功 函數金屬層3 10。 接著，沉積第二功函數金屬層，以形成雙金屬閘極電 極（第2圖的製程216)。可再次使用功函數金屬的習知 沉積製程，諸如CVD、ALD、PVD、噴鍍、電鍍、或無電 電鍍。在本發明的某些實施方式中，第二功函數金屬層的 厚度可介於約25A和約200A之間。 第二功函數金屬可爲P型金屬或N型金屬。在某些實 施方式中，第一和第二功函數金屬可皆爲相同的類型（亦 即，兩個N型金屬或兩個P型金屬）：而在其他實施方式 中，第一和第二功函數金屬可爲不同的類型（亦即，一個 N型金屬結合一個P型金屬）。可被用於第二功函數金屬 層的P型功函數金屬包括，但不限於，釕、鈀、鉑、鈷、 鎳、及導電金屬氧化物，例如：氧化釕。可被用於第二功 函數金屬層的N型功函數金屬包括，但不限於，給、鉻、 •14- (11) (11)200812079 鈦、鉅、鋁、及其合金，例如··金屬碳化物，其包括這些 元素’亦即：碳化給、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉅、及碳化 鋁。 第3H圖描繪已被保角地沉積在該凹陷功函數金屬 3 1 0頂上之第二功函數金屬層3 1 4。如圖所示，即使已沉 積了第一和第二功函數金屬層3 1 0/3 14，溝槽3 04仍具有 寬廣的開口。此係有利於後續的金屬化。即使在最窄的部 份’溝槽304的寬高比仍遠低於習知雙金屬閘極製程中所 形成之溝槽的寬高比。 在沉積第二功函數金屬層後，沉積電極金屬（亦已知 爲塡充金屬）以完全以金屬塡充該溝槽（第2圖的製程 218)。該塡充金屬一般爲可輕易被拋光的材料，例如： 鎢、鋁、銅、或其他低電阻率金屬。第31圖描繪沉積塡 充金屬316，其係以實質無空隙之方式完全地塡充溝槽 3 04 ° 最後，可實行化學機械拋光（CMP )製程來去除多餘 的材料層，以完成製造根據本發明的雙金屬閘極電極（第 2圖的製程220 )。第3J圖描繪在CMP製程已去除多餘 的材料後之最終雙金屬閘極電極3 1 8。舉例來說，CMP製 程可能不只會去除多餘的塡充金屬3 1 6，其亦可能會去除 第二功函數金屬層314和高k値介電層308的多餘之部份 〇 在本發明的實施方式中，可使用雙金屬閘極電極3 1 8 來形成CMOS電晶體。舉例來說，可將源極區和汲極區形 -15- (12) (12)200812079 成在基板3 00內鄰近間隔物3 02。可使用離子佈植製程來 摻雜鄰近間隔物3 0 2之基板3 0 0的區域，以形成此種源極 和汲極區。另外，可將通道區形成爲位於雙金屬閘極電極 318下方。可對該源極區、該汲極區、以及雙金屬閘極電 極3 1 8形成電接點，以對所形成的CMO S電晶體賦能。 據此’已敘述相較於習知雙金屬閘極之製造過程，本 發明的實施方式係允許將雙金屬閘極電極製造爲具有較低 的寬高比和較寬的溝槽開口。其結果爲較少溝槽突出和較 不會形成空隙，使得金屬閘極電極具有較低電阻及較高可 靠度。應注意的是，雖然在此敘述若干可被用來形成第一 和第二功函數金屬層以及塡充金屬層的金屬之範例，但熟 習該項技藝者將可體認到，這些金屬層亦可由許多其他材 料所製成。 以上本發明之實施方式的敘述，包括摘要中所述，並 非用以將本發明限制爲所揭示的刻板形態。在此係敘述本 發明之特定實施方式及範例以供解說，但熟習該項技藝者 將可在不超出本發明的範圍下進行各種等效的變更。 根據以上詳細敘述將可對本發明進行各種變更。以下 申請專利範圍中所使用的辭彙不應將本發明限制於說明書 與申請專利範圍中所揭示的特定實施方式。反之，本發明 的範圍應完全由以下申請專利範圍所決定，其將根據申請 專利範圍所闡明之原理來加以建構。 【圖式簡單說明】 -16- (13) (13)200812079 第1 A〜1 D圖描繪雙金屬閘極電極的習知製造過程。 第2圖爲製造根據本發明之實施方式的雙金屬閘極電 極之方法。 第3 A〜3 J圖描繪在執行第2圖的方法時所形成的結構 〇 【主要元件之符號說明】 100、 300 ·基板 1 0 2、3 0 2 :間隔物 104 :隔離結構 106、 304 ：溝槽 1 〇 8、3 0 8 :高k値閘極介電層 110、310:第一功函數金屬層 112、314:第二功函數金屬層 1 1 4 :電極金屬層 1 1 6 :空隙 306 : ILD 層 3 1 2 :犧牲遮罩材料 3 1 6 :塡充金屬 3 1 8 :雙金屬閘極電極。 -17-

Claims (1)

1. 200812079 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種設備，包含： 基板； 一對間隔物，設置在該基板的表面上； 高k値介電層，保角地沉積在該對間隔物之間之該基 - 板的表面上以及該等間隔物的側壁上； 凹陷功函數金屬層，沿著該對間隔物之間之該基板的 表面以及沿著該等間隔物的側壁之一部份，保角地沉積在 該高k値介電層上； 第二功函數金屬層，保角地沉積在該凹陷功函數金屬 層和該對間隔物上；以及 電極金屬層，設置在該第二功函數金屬層上。 2 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該基板包含 半導體材料，而該等間隔物包含氮化矽。 3 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該高k値介 電層包含氧化鉛、氧化給砂、氧化鑭、氧化鑭銘、氧化錯 、氧化锆矽、氧化鉅、氧化鈦、氧化鋇鋸鈦、氧化鋇鈦、 氧化緦鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛銃鉅、或鈮酸鉛鋅。 4.如申請專利範圍第1項之設備，其中該凹陷功函 ' 數金屬層係相對於該對間隔物凹陷。 5 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該凹陷功函 數金屬層爲「U」形。 6 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該凹陷功函 數金屬爲P型功函數金屬，該P型功函數金屬包含釕、鈀 -18- 200812079 (2) 、鈾、鈷、鎳、氧化釕、或另外的導電金屬氧化物。 7 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該凹陷功函 數金屬爲N型功函數金屬，該N型功函數金屬包含鈴、 鉻、鈦、鉅、鋁、及其合金，例如：金屬碳化物，該金屬 • 碳化物包括這些元素，亦即：碳化給、碳化锆、碳化鈦、 碳化鉬、或碳化鋁。 8 .如申請專利範圍第1項之設備，其中該第二功函 數金屬爲P型功函數金屬，該P型功函數金屬包含釕、鈀 、鉑、鈷、鎳、氧化釕、或另外的導電金屬氧化物。 9 ·如申請專利範圍第1項之設備，其中該第二功函 數金屬爲N型功函數金屬，該N型功函數金屬包含給、 銷、鈦、鉅、鋁、及其合金，例如：金屬碳化物，該金屬 碳化物包括這些元素，亦即：碳化給、碳化锆、碳化鈦、 碳化鉅、或碳化鋁。 10. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該電極金屬 包含鎢、鋁、銅、或低電阻率金屬。 11. 如申請專利範圍第1項之設備，更包含： 源極區，鄰近該等間隔物之其中一者； 汲極區，鄰近該等間隔物之其中另一者；以及 通道區，位於該高k値介電層下方。 1 2 · —種方法，包含： 提供具有一對間隔物的基板，該等間隔物係由溝槽所 分開； 將高k値介電層保角地沉積至該等間隔物之間的該溝 -19- 200812079 (3) 槽中； 將第一功函數金屬層保角地沉積至該溝槽中並在該高 k値介電層頂上； 將犧牲遮罩材料沉積至該溝槽中並在該第一功函數金 • 屬層頂上； • 蝕刻該犧牲遮罩材料的一部份，以露出該第一功函數 金屬層的一部份； 蝕刻該第一功函數金屬層的露出之部份，以形成凹陷 功函數金屬層； 蝕刻剩下的犧牲遮罩材料； 在該凹陷功函數金屬層頂上保角地沉積第二功函數金 屬層；以及 在該第二功函數金屬層頂上沉積電極金屬層。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，更包含至少平 坦化該電極金屬層。 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中係使用 CVD製程來保角地沉積該局k値介電層、該第一*功函數金 屬層、及該第二功函數金屬層。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該c V D製 程包含A L D製程。 1 6 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該第一功 函數金屬層和該第二功函數金屬層各自包含以下至少一者 :釕、鈀、鈾、鈷、鎳、導電金屬氧化物、氧化釕、給、 锆、鈦、鉅、鋁、碳化給、碳化銷、碳化鈦、碳化鉅、及 -20- 200812079 (4) 碳化銘’以及包括以上金屬之其中至少一者的合金和金屬 碳化物。 1 7·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中係使用旋 塗沉積製程來沉積該犧牲遮罩材料。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之方法，其中該犧牲遮 罩材料包含SOG材料、SLAM材料、或BARC材料。 1 9 .如申請專利範圍第1 2項之方法，其中蝕刻該犧 牲遮罩材料包含將濕式蝕刻化學品應用於該犧牲遮罩材料 〇 2 〇 .如申請專利範圍第1 9項之方法，其中該濕式蝕 刻化學品包含以氟爲基之濕式蝕刻化學品。 2 1 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中蝕刻該犧 牲遮罩材料包含將乾式蝕刻化學品應用於該犧牲遮罩材料 〇 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其中該乾式蝕 刻化學品包含ChF2乾式蝕刻化學品、SF6乾式触刻化學 品、或NF3乾式蝕刻化學品。 23·如申請專利範圍第12項之方法，其中飩刻該犧 牲遮罩材料的一部份包含蝕刻該犧牲遮罩材胃胃^ _，約胃 該溝槽高度的一半至3/4爲止。 24.如申請專利範圍第1 2項之方法，其中餓刻該第 一功函數金屬層包含將濕式蝕刻化學品應用於胃胃g 數金屬層。 25 ·如申請專利範圍第24項之方法，其中該濕式飩 -21 - 200812079 (5) 刻化學品包含以下組合之其中至少一者：蒸餾水、Ν Η 4 Ο Η 、及Η202之組合，硫酸、過氧化物、及蒸餾水之組合， 磷酸、醋酸、及硝酸之組合，鹽酸、Η202、及水之組合， 或鹽酸、硝酸、及水之組合。 2 6 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中餓刻該第 - 一功函數金屬層包含將乾式鈾刻化學品應用於該第一功函 數金屬層。 2 7 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該電極金 屬層包含鎢、鋁、銅、或低電阻率金屬。 2 8 . —種方法，包含： 提供基板； 在該基板上形成高k値介電層； 蝕刻該高k値介電層，以形成高k値閘極介電層； 在該高k値閘極介電層的相對邊緣上形成一對間隔物 將第一功函數金屬層保角地沉積至該等間隔物之間的 溝槽中並在該高k値閘極介電層頂上； 將犧牲遮罩材料沉積至該溝槽中並在該第一功函數金 ' 屬層頂上； 蝕刻該犧牲遮罩材料的一部份，以露出該第一功函數 金屬層的一部份； 蝕刻該第一功函數金屬層的露出之部份，以形成凹陷 功函數金屬層； 蝕刻剩下的犧牲遮罩材料； -22- 200812079 (6) 在該凹陷功函數金屬層頂上保角地沉積第二功函數金 屬層；以及 在該第二功函數金屬層頂上沉積電極金屬層。 2 9·如申請專利範圍第2 8項之方法，更包含至少平 > 坦化該電極金屬層。 ， 30.如申請專利範圍第28項之方法，其中該第一功 函數金屬層和該第二功函數金屬層各自包含以下至少一者 :釕、鈀、鉑、鈷、鎳、導電金屬氧化物、氧化釕、給、 銷、欽、組、銘、碳化給、碳化銷、碳化欽、碳化組、及 碳化錦’以及包括以上金屬之其中至少一'者的合金和金屬 碳化物。 3 1 ·如申請專利範圍第2 8項之方法，其中係使用旋 塗沉積製程來沉積該犧牲遮罩材料。 3 2 ·如申請專利範圍第2 8項之方法，其中蝕刻該犧 牲遮罩材料包含應用以氟爲基之濕式蝕刻化學品。 3 3 ·如申請專利範圍第2 8項之方法，其中蝕刻該犧 牲遮罩材料包含應用CH2F2乾式蝕刻化學品、SF6乾式蝕 刻化學品、或NF3乾式蝕刻化學品。 34·如申請專利範圍第28項之方法，其中蝕刻該第 一功函數金屬層包含應用以下組合之其中至少一者：蒸餾 水、NH4OH、及H202之組合，硫酸、過氧化物、及蒸餾 水之組合，磷酸、醋酸、及硝酸之組合，鹽酸、H202、及 水之組合，或鹽酸、硝酸、及水之組合。 3 5 ·如申請專利範圍第2 8項之方法，其中蝕刻該第 -23- 200812079 (7) 一功函數金屬層包含將乾式蝕刻化學品應用於該第一功函 數金屬層。 -24-