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TWI521608B - 半導體元件及其製造方法 - Google Patents

半導體元件及其製造方法 Download PDF

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TWI521608B
TWI521608B TW100118287A TW100118287A TWI521608B TW I521608 B TWI521608 B TW I521608B TW 100118287 A TW100118287 A TW 100118287A TW 100118287 A TW100118287 A TW 100118287A TW I521608 B TWI521608 B TW I521608B
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metal layer
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trench
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黃信富
林坤賢
許啟茂
蔡旻錞
李宗穎
林進富
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聯華電子股份有限公司
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

半導體元件及其製造方法
本發明是有關於一種半導體元件及其製造方法,且特別是有關於一種具有金屬閘極的半導體元件及其製造方法。
隨著半導體元件之尺寸的日益縮小,閘極結構的尺寸也隨之縮小。因此,閘介電層的厚度也必須減小以避免元件效能受到影響。一般來說,閘介電層的材料通常是氧化矽,但以氧化矽為材料的閘介電層在厚度減小時往往會有漏電流(leakage current)的現象。
為了減少漏電流的發生,習知的作法是以高介電常數(high dielectric constant,high-k)材料取代氧化矽來作為閘介電層。在使用高介電常數材料作為閘介電層的情況下,以多晶矽為材料的閘極會與高介電常數材料反應產生費米能階釘紮(Fermi level pinning),因而造成啟始電壓(threshold voltage)增大而影響元件效能。
習知技術中的一種作法是以金屬層來作為閘極,亦即熟知的功函數金屬(work function metal)層,以避免啟始電壓增大並降低元件的阻值。
然而,目前半導體元件在降低帶緣(band-edge)功函數遭遇到困難,而無法發展出具有較佳電性表現的半導體元件。
本發明提供一種半導體元件的製造方法,其可有效地降低半導體元件的帶緣功函數。
本發明提供一種半導體元件,其具有較佳的電性表現。
本發明提出一種半導體元件的製造方法,包括下列步驟。首先,提供基底,基底上已形成有第一介電層,第一介電層中具有溝渠,於溝渠兩側的基底中已形成有源極/汲極區,且於溝渠中的基底上已形成有第二介電層。接著,進行一個第一物理氣相沈積(physical vapor deposition,PVD)製程,以於溝渠中形成一含Ti金屬層。然後,進行一個第二物理氣相沈積製程,以於溝渠中的含Ti金屬層上形成一Al層。接下來,進行一個熱製程,使含Ti金屬層與Al層進行熱回火(anneal),以形成功函數金屬層。之後,形成填滿溝渠的金屬層。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,第二介電層例如是在第一介電層形成之前形成、或在第一介電層中的溝渠形成之後形成。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,第二介電層的材料例如是高介電常數材料。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,含Ti金屬層例如是TiAl層或Ti層。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,在形成TiAl層所使用的鈀材中,Ti與Al的比例例如是1:1至1:3。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,第一物理氣相沈積製程例如是射頻/直流-物理氣相沈積(RF/DC-PVD)製程。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,熱製程的溫度例如是200℃至500℃。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,熱製程的操作時間例如是2分鐘至10分鐘。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,熱製程、第一物理氣相沈積製程與第二物理氣相沈積製程例如是在原位(in-situ)進行。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,在第二介電層形成之前,更包括於溝渠中的基底上形成界面層。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,在含Ti金屬層形成之前,更包括於第二介電層上形成阻障層。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,在第一介電層形成之前,更包括於溝渠的兩側的基底上形成間隙壁。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,含Ti金屬層的厚度例如是2nm至10nm。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件的製造方法中,Al層的厚度例如是3nm至10nm。
本發明提出一種半導體元件,包括基底、閘極結構、第二介電層及源極/汲極區。基底上具有第一介電層,且第一介電層中具有溝渠。閘極結構設置於溝渠中的基底上,且包括功函數金屬層及金屬層。功函數金屬層設置於溝渠中,且包括TiAl3相金屬層。金屬層填滿溝渠。第二介電層設置於閘極結構與基底之間。源極/汲極區設置於閘極結構兩側的基底中。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,功函數金屬層包括含Ti金屬層、TiAl3相金屬層及Al金屬層。TiAl3相金屬層設置於含Ti金屬層上。Al金屬層設置於TiAl3相金屬層上。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,功函數金屬層包括含Ti金屬層及TiAl3相金屬層。TiAl3相金屬層設置於含Ti金屬層上。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,功函數金屬層包括TiAl3相金屬層及Al金屬層。Al金屬層設置於TiAl3相金屬層上。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,含Ti金屬層例如是TiAl層或Ti層。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,第二介電層的材料例如是高介電常數材料。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,更包括界面層,設置於基底與第二介電層之間。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,更包括阻障層,設置於第二介電層與閘極結構之間。
依照本發明的一實施例所述,在上述之半導體元件中,更包括間隙壁,設置於閘極結構的側壁上。
基於上述,在本發明所提出之半導體元件的製造方法中,由於功函數金屬層是藉由熱製程將由物理氣相沈積製程所形成的含Ti金屬層及Al層進行熱回火而形成,所以可有效地降低半導體元件的帶緣功函數。
此外,在本發明所提出之半導體元件中,由於功函數金屬層包括TiAl3相金屬層,可使得半導體元件具有較佳的電性表現。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至圖1D所繪示為本發明之一實施例的半導體元件的製造流程剖面圖。圖2A至圖2D所繪示為功函數金屬層的各種結構的局部剖面圖。須注意的是,以下所述之半導體元件的製造方法是以形成N型金屬氧化物半導體(NMOS)元件為例來進行說明,其主要是為了使熟習此項技術者能夠據以實施,但並不用以限制本發明的範圍。至於其他構件如閘極結構、摻雜區、間隙壁、接觸窗蝕刻終止層等的配置位置、形成方式及順序,均可依所屬技術領域中具有通常知識者所知的技術製作,而不限於下述實施例所述。
首先,請參照圖1A,提供基底100,基底100上已形成有第一介電層102,第一介電層102中具有溝渠104,於溝渠104兩側的基底100中已形成有源極/汲極區106,且於溝渠104中的基底100上已形成有第二介電層108。基底100例如是半導體基底,如矽基底等。
以下,舉例說明第一介電層102、位於第一介電層102中的溝渠104、源極/汲極區106及第二介電層108的形成方法,但並不用以限制本發明的範圍。
第一介電層102及位於其中的溝渠104的形成方法例如是先於基底100上形成材料為多晶矽的虛擬閘極(dummy gate)(未繪示),再藉由化學氣相沈積法(chemical vapor deposition,CVD)及化學機械研磨法(chemical mechanical polishing,CMP)形成暴露出此虛擬閘極的第一介電層102,接著移除此虛擬閘極,而在第一介電層102中形成溝渠104。第一介電層102的材料例如是氧化矽或不同介電材料的複合層。
源極/汲極區106的形成方法例如是在虛擬閘極形成之後且在第一介電層102形成之前,藉由離子植入法所形成。關於源極/汲極區106的掺質種類、掺質濃度及掺質深度,於此技術領域具有通常知識者可依據需求自行調整。
第二介電層108可在第一介電層102形成之前形成、或在第一介電層102中的溝渠104形成之後形成。在本實施例中,第二介電層108是以在第一介電層102形成之前形成為例進行說明,因此所形成的第二介電層108大體上為"一字型"。第二介電層108的材料例如是高介電常數(high-k)材料。高介電常數材料例如是介電常數大於4的介電材料,其可為La2O3、AlO、ZrO2、TiO、Ta2O5、Y2O3、SrTiO3(STO)、BaTiO3(BTO)、BaZrO、HfZrO、HfZrON、HfLaO、HfSiO、HfSiON、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、(Ba,Sr)TiO3(BST)、Al2O3、Si3N4、氮氧化物(oxynitrides)或上述材料的組合。第二介電層108的形成方法例如原子層沈積法(atomic layer deposition,ALD)、化學氣相沈積法、金屬-有機化學氣相沈積法(metal-organic CVD,MOCVD)、物理氣相沈積法、熱氧化法或上述方法的組合。
此外,在此半導體元件的製作中,更可選擇性地形成界面層110、阻障層112、間隙壁114、接觸窗蝕刻終止層(contact etch stop layer,CESL)116或上述構件之組合,而上述構件的製作方法為此技術領域具有通常技術者所周知,故於此僅進行簡單說明,但並不用以限制本發明的範圍。
在第二介電層108形成之前,可選擇性地於溝渠104中的基底100上形成界面層110。界面層110的材料例如是氧化矽。界面層110的形成方法例如是原子層沈積法、化學氣相沈積法、物理氣相沈積法、熱氧化法或上述方法的組合。
在第二介電層108形成之後且在後續待形成的含Ti金屬層形成之前,可選擇性地於第二介電層108上形成阻障層112,以降低或消除多晶矽虛擬閘極與第二介電層108之間的費米能階釘紮,且可在移除虛擬閘極時作為蝕刻阻障層。此外,阻障層112亦可作為擴散阻障層,以保護第二介電層108。阻障層112的材料例如是TaN或TiN。阻障層112的形成方法例如是原子層沈積法、化學氣相沈積法或物理氣相沈積法。
在虛擬閘極形成之後且在第一介電層102形成之前,可選擇性地於溝渠104的兩側的基底100上形成間隙壁114。間隙壁114的材料例如是氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。間隙壁114的形成方法例如是先以化學氣相沈積製程在基底100上形成覆蓋虛擬閘極的間隙壁材料層(未繪示),再對間隙壁材料層進行回蝕刻製程而形成。
在間隙壁114形成之後且在第一介電層102形成之前,可選擇性地於基底100上形成接觸窗蝕刻終止層116。接觸窗蝕刻終止層116的材料例如是氮化矽、具有壓應力或張應力的氮化矽或下方具有氧化矽墊層的氮化矽。接觸窗蝕刻終止層116的形成方法例如是化學氣相沈積法。
值得注意的是,當本實施例中的NMOS元件整合到互補式金屬氧化物半導體(CMOS)元件的製程中時,會在P型金屬氧化物半導體(PMOS)元件(未繪示)中形成材料為TiN的功函數金屬層(未繪示),且此TiN功函數層會一併形成在NMOS元件中。此時,本實施例中的NMOS元件更可選擇性地在溝渠104中形成蝕刻終止層117,使得TiN功函數層形成於蝕刻終止層117上。如此一來,當在使用蝕刻製程移除NMOS元件中的TiN功函數金屬層時,可利用蝕刻終止層117作為蝕刻終止層。蝕刻終止層117的材料例如是TaN。
接著,請參照圖1B,進行一個第一物理氣相沈積製程,以於溝渠104中的蝕刻終止層117上形成含Ti金屬層118。含Ti金屬層118例如是TiAl層或Ti層。含Ti金屬層118的厚度例如是2nm至10nm。在形成TiAl層所使用的鈀材中,Ti與Al的比例例如是1:1至1:3。第一物理氣相沈積製程例如是射頻/直流-物理氣相沈積製程,可減少電漿對膜層所造成的破壞。
然後,進行一個第二物理氣相沈積製程,以於溝渠104中的含Ti金屬層118上形成Al層120。Al層120的厚度例如是3nm至10nm。此外,形成Al層120的第二物理氣相沈積製程例如是冷製程。舉例來說,可利用基底100下方之具有冷卻功能的承載座在第二物理氣相沈積製程期間將基底100維持在較低溫度。冷製程的溫度例如是室溫或接近室溫。
接下來,請參照圖1C,進行一個熱製程,使含Ti金屬層118與Al層120進行熱回火,以形成功函數金屬層122。熱製程的溫度例如是200℃至500℃,如460℃。熱製程的操作時間例如是2分鐘至10分鐘。熱製程、第一物理氣相沈積製程與第二物理氣相沈積製程例如是在原位進行、在相同群集工具(cluster tool)中的不同反應室進行、或以不破真空的方式進行。
此外,請同時參照圖1C及圖2A至圖2D,在此熱製程中,含Ti金屬層118與Al層120經由熱回火而相互反應形成TiAl3相金屬層124,而使得功函數金屬層122包括TiAl3相金屬層124。依據含Ti金屬層118與Al層120反應程度的不同及厚度比例的不同,所形成的功函數金屬層122的結構存在多種不同的態樣。
請參照圖2A,當含Ti金屬層118與Al層120完全反應時,功函數金屬層122可為TiAl3相金屬層124的單層結構。
請參照圖2B,當含Ti金屬層118與Al層120未完全反應而剩下部份的含Ti金屬層118與部份的Al層120時,功函數金屬層122包括含Ti金屬層118、TiAl3相金屬層124及Al金屬層120。其中,TiAl3相金屬層124設置於含Ti金屬層118上。Al金屬層120設置於TiAl3相金屬層124上。
請參照圖2C,當含Ti金屬層118與Al層120未完全反應而剩下部份的含Ti金屬層118時,功函數金屬層122包括含Ti金屬層118及TiAl3相金屬層124。TiAl3相金屬層124設置於含Ti金屬層118上。
請參照圖2D,當含Ti金屬層118與Al層120未完全反應而剩下部份的Al層120時,功函數金屬層122包括TiAl3相金屬層124及Al金屬層120。Al金屬層120設置於TiAl3相金屬層124上。
請繼續參照圖1C,於功函數金屬層122上形成金屬材料層126,且金屬材料層126填滿溝渠104。金屬材料層126的材料例如是Al等的低電阻金屬(low resistance metal)材料。金屬材料層126的形成方法例如是物理氣相沈積法。
之後,請參照圖1D,進行一個化學機械研磨製程,以移除位於溝渠104外部的金屬材料層126,而形成填滿溝渠104的金屬層128。然而,金屬層128的形成方法並不以上述方法為限。此外,此化學機械研磨製程可一併移除位於溝渠104外部的功函數金屬層122及蝕刻終止層117,而留下位在溝渠104中的功函數金屬層122及蝕刻終止層117。在進行化學機械研磨製程之後,可在溝渠104中形成包括功函數金屬層122及金屬層128的閘極結構130。
基於上述實施例可知,由於功函數金屬層122是藉由熱製程將由物理氣相沈積製程所形成的含Ti金屬層118及Al層120進行熱回火而形成,所以可有效地降低半導體元件的帶緣功函數。
圖3A至圖3D所繪示為本發明之另一實施例的半導體元件的製造流程剖面圖。圖3A至圖3D是接在圖1B的結構之後繼續進行,且圖3A與圖1B中相同的構件使用相同的標號表示,且於此不再贅述。
首先,請參照圖3A,在圖1B之結構的溝渠104中形成光阻層121,且光阻層121的上表面例如是低於第一介電層102的上表面。
接著,請參照圖3B,移除由光阻層121所暴露的部分Al層120與部份含Ti金屬層118,以於溝渠104中形成Al層120'與含Ti金屬層118'。此外,在此步驟中可一併移除由光阻層121所暴露的部份蝕刻終止層117,以於溝渠104中形成蝕刻終止層117'。如此一來,位於溝渠104側壁上的Al層120'、含Ti金屬層118'與蝕刻終止層117'的高度低於第一介電層102的上表面的高度。部份部分Al層120、部份含Ti金屬層118與部份蝕刻終止層117的移除方法例如是回蝕刻法。
然後,移除光阻層121。光阻層121的移除方法例如是乾式去光阻法或濕式去光阻法。
接下來,請參照圖3C,進行一個熱製程,使含Ti金屬層118'與Al層120'進行熱回火,以形成功函數金屬層122'。其中,功函數金屬層122'的形成方法、製程條件及組成方法與上述實施例中的功函數金屬層122相似,故於此不再贅述。
之後,於功函數金屬層122'上形成金屬材料層126',且金屬材料層126'填滿溝渠104。金屬材料層126'的材料例如是Al等的低電阻金屬(low resistance metal)材料。金屬材料層126'的形成方法例如是物理氣相沈積法。
之後,請參照圖3D,進行一個化學機械研磨製程,以移除位於溝渠104外部的金屬材料層126',而形成填滿溝渠104的金屬層128'。然而,金屬層128'的形成方法並不以上述方法為限。在進行化學機械研磨製程之後,可在溝渠104中形成包括功函數金屬層122'及金屬層128'的閘極結構130'。
基於上述實施例可知,由於功函數金屬層122'是藉由熱製程將由物理氣相沈積製程所形成的含Ti金屬層118'及Al層120'進行熱回火而形成,所以可有效地降低半導體元件的帶緣功函數。
以下,藉由圖1D及圖3D來說明本實施例的半導體元件。
請先參照圖1D,半導體元件包括基底100、閘極結構130、第二介電層108及源極/汲極區106。基底100上具有第一介電層102,且第一介電層102中具有溝渠104。閘極結構130設置於溝渠104中的基底100上,且包括功函數金屬層122及金屬層128。功函數金屬層122設置於溝渠104中,且包括TiAl3相金屬層124(請參照圖2A至圖2D)。金屬層128填滿溝渠104。第二介電層108設置於閘極結構130與基底100之間。源極/汲極區設106置於閘極結構130兩側的基底100中。此外,半導體元件更可選性地包括界面層110、阻障層112、間隙壁114、接觸窗蝕刻終止層116、蝕刻終止層117或上述構件之組合。界面層110設置於基底100與第二介電層108之間。阻障層112設置於第二介電層108與閘極結構130之間。間隙壁114設置於閘極結構130的側壁上。接觸窗蝕刻終止層116覆蓋間隙壁114及部分基底100。蝕刻終止層117設置於溝渠104中,且功函數金屬層122設置於蝕刻終止層117上。此外,半導體元件中各構件的材料、形成方法及功效已於上述實施例進行詳盡地說明,故於此不再贅述。
此外,圖3D的半導體元件與圖1D的半導體元件的差異僅在於:位於溝渠104側壁上的功函數金屬層122'的高度低於第一介電層102的上表面的高度,以及金屬層128'的形成大致呈"T字型"。
基於上述實施例可知,由於功函數金屬層122、122'包括TiAl3相金屬層124,可使得半導體元件具有較佳的電性表現。
圖4所繪示為本發明之另一實施例的半導體元件的剖面圖。
圖4的半導體元件與圖1D的半導體元件的差異在於:圖1D的第二介電層108及阻障層112大體上為"一字型",而圖4的第二介電層108'及阻障層112'大體上為"U字形"。產生此差異的原因在於,圖1的第二介電層108及阻障層112是在第一介電層102形成之前形成,而圖4的第二介電層108'及阻障層112'是在第一介電層102中的溝渠104形成之後形成。在圖4的半導體元件中,與圖1D的半導體元件相同的構件使用相同的標號表示,且省略其說明。
同樣地,由於圖4的半導體元件中的功函數金屬層122包括TiAl3相金屬層124,因此可使得半導體元件具有較佳的電性表現。
此外,於此技術領域具有通常知識者參照上述實施例可推知圖4中大體上為"U字形"的第二介電層108'及阻障層112'也可應用於圖3D的結構中,故於此不再贅述。
綜上所述,上述實施例至少具有下列優點:
1. 藉由上述實施例的半導體元件的製造方法,可有效地降低半導體元件的帶緣功函數。
2. 上述實施例的半導體元件具有較佳的電性表現。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100...基底
102...第一介電層
104...溝渠
106...源極/汲極區
108、108'...第二介電層
110...界面層
112、112'...阻障層
114...間隙壁
116...接觸窗蝕刻終止層
117、117'...蝕刻終止層
118、118'...含Ti金屬層
120、120'...Al層
121...光阻層
122、122'...功函數金屬層
124...TiAl3相金屬層
126、126'...金屬材料層
128、128'...金屬層
130、130'...閘極結構
圖1A至圖1D所繪示為本發明之一實施例的半導體元件的製造流程剖面圖。
圖2A至圖2D所繪示為功函數金屬層的各種結構的局部剖面圖。
圖3A至圖3D所繪示為本發明之另一實施例的半導體元件的製造流程剖面圖。
圖4所繪示為本發明之另一實施例的半導體元件的剖面圖。
100...基底
102...第一介電層
104...溝渠
106...源極/汲極區
108...第二介電層
110...界面層
112...阻障層
114...間隙壁
116...接觸窗蝕刻終止層
117...蝕刻終止層
122...功函數金屬層
128...金屬層
130...閘極結構

Claims (24)

  1. 一種半導體元件的製造方法,包括:提供一基底,該基底上已形成有一第一介電層,該第一介電層中具有一溝渠,於該溝渠兩側的該基底中已形成有一源極/汲極區,且於該溝渠中的該基底上已形成有一第二介電層;進行一第一物理氣相沈積製程,以於該溝渠中形成一含Ti金屬層;進行一第二物理氣相沈積製程,以於該溝渠中的該含Ti金屬層上形成一Al層;進行一熱製程,使該含Ti金屬層與該Al層進行熱回火,以形成一功函數金屬層;以及形成填滿該溝渠的一金屬層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該第二介電層是在該第一介電層形成之前形成、或在該第一介電層中的該溝渠形成之後形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該第二介電層的材料包括一高介電常數材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該含Ti金屬層包括一TiAl層或一Ti層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之半導體元件的製造方法,其中在形成該TiAl層所使用的鈀材中,Ti與Al的比例為1:1至1:3。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造 方法,其中該第一物理氣相沈積製程包括一射頻/直流-物理氣相沈積製程。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該熱製程的溫度為200℃至500℃。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該熱製程的操作時間為2分鐘至10分鐘。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該熱製程、該第一物理氣相沈積製程與該第二物理氣相沈積製程是在原位進行、在相同群集工具中的不同反應室進行、或以不破真空的方式進行。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,在該第二介電層形成之前,更包括於該溝渠中的該基底上形成一界面層。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,在該含Ti金屬層形成之前,更包括於該第二介電層上形成一阻障層。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,在該第一介電層形成之前,更包括於該溝渠的兩側的該基底上形成一間隙壁。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該含Ti金屬層的厚度為2nm至10nm。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件的製造方法,其中該Al層的厚度為3nm至10nm。
  15. 一種半導體元件,包括: 一基底,該基底上具有一第一介電層,且該第一介電層中具有一溝渠;一閘極結構,設置於該溝渠中的該基底上,且包括:一功函數金屬層,設置於該溝渠中,且包括一TiAl3相金屬層;以及一金屬層,填滿該溝渠;一第二介電層,設置於該閘極結構與該基底之間;一界面層,設置於該基底與該第二介電層之間;以及一源極/汲極區,設置於該閘極結構兩側的該基底中。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件,其中該功函數金屬層包括:一含Ti金屬層;該TiAl3相金屬層,設置於該含Ti金屬層上;以及一Al金屬層,設置於該TiAl3相金屬層上。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之半導體元件,其中該含Ti金屬層包括一TiAl層或一Ti層。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件,其中該功函數金屬層包括:一含Ti金屬層;以及該TiAl3相金屬層,設置於該含Ti金屬層上。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之半導體元件,其中該含Ti金屬層包括一TiAl層或一Ti層。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件,其中該功函數金屬層包括: 該TiAl3相金屬層;以及一Al金屬層,設置於該TiAl3相金屬層上。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之半導體元件,其中該含Ti金屬層包括一TiAl層或一Ti層。
  22. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件,其中該第二介電層的材料包括一高介電常數材料。
  23. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件,更包括一阻障層,設置於該第二介電層與該閘極結構之間。
  24. 如申請專利範圍第15項所述之半導體元件,更包括一間隙壁,設置於該閘極結構的側壁上。
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