发明名称 一种先栅工艺中叠层金属栅结构的制备方法
摘要 一种先栅工艺中叠层金属栅结构的制备方法,在完成常规的LOCOS和STI隔离后,所述方法包括以下步骤:用快速热氧化或化学法在半导体衬底上生长超薄界面氧化层或氮氧化层;在超薄界面氧化层上淀积高介电常数(K)栅介质,淀积高K栅介质后快速热退火;淀积TiN金属栅;淀积AlN或TaN势垒层;淀积多晶硅膜和硬掩模,然后进行光刻和硬掩膜的刻蚀;去胶后,依次刻蚀多晶硅膜/金属栅/高K介质形成金属栅叠层结构。本发明的制备方法,适于纳米CMOS器件中高介电常数介质/金属栅的集成需要,为实现高K/金属栅的集成清除了障碍。
申请公布号 CN102280375B 申请公布日期 2013.10.16
申请号 CN201010199969.8 申请日期 2010.06.08
申请人 中国科学院微电子研究所 发明人 徐秋霞;李永亮
分类号 H01L21/28(2006.01)I 主分类号 H01L21/28(2006.01)I
代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人 周长兴
主权项 一种先栅工艺中叠层金属栅结构的制备方法,主要步骤如下:步骤1)在完成常规的LOCOS或STI隔离后,于600‑800℃下,20‑120秒快速热退火形成或用O3处理的化学方法形成界面层SiOx或SiON;步骤2)淀积形成高介电常数K栅介质薄膜;步骤3)淀积形成高介电常数K栅介质薄膜后于600‑1050℃下,4‑120秒热退火;步骤4)金属栅电极形成:采用物理汽相淀积TiN栅;步骤5)利用物理汽相淀积AlN或TaN势垒层;步骤6)低压化学汽相淀积多晶硅膜和硬掩模,然后进行光刻和硬掩膜的刻蚀;步骤7)刻蚀后,以硬掩膜为掩蔽,依次刻蚀多晶硅膜/AlN或TaN势垒层/TiN金属栅/高介电常数K栅介质薄膜形成金属栅叠层结构;对多晶硅采用F基加Cl基或HBr加Cl基等离子体刻蚀;对AlN或TaN势垒层、TiN金属栅和高介电常数K栅介质薄膜进行等离子体刻蚀时采用BCl3和Cl2作为主要刻蚀气体,添加O2和Ar中的一种或其两种气体作为辅助刻蚀气体,以改善刻蚀特性;主要刻蚀气体BCl3和Cl2中,Cl2与BCl3的体积比为1∶4;添加气体O2与BCl3的体积比为0‑1∶8,添加气体Ar与BCl3的体积比为1∶5到1∶2;相应的刻蚀条件为:上电极功率为140‑450W,下电极功率为50‑150W,压强为4‑15mt,BCl3基刻蚀气体的总流量为60‑150sccm,腔体和电极的温度控制在60‑200度。
地址 100029 北京市朝阳区北土城西路3号