发明名称 具闸结构之半导体装置与制造半导体装置之方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.09.11
申请号 TW096122721 申请日期 2007.06.23
申请人 海力士半导体股份有限公司 发明人 成敏圭;梁洪善;赵兴在;金龙水;林宽容
分类号 H01L29/51;H01L21/336 主分类号 H01L29/51
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 一种半导体装置,包含:基板,具有上表面和下表面;闸极结构,设置在临近该基板的该上表面,该闸极结构包含闸极绝缘层、在该闸极绝缘层上方之第一电极、在该第一电极上方之中间结构、及在该中间结构上方之第二电极,其中该中间结构包含:第一Ti层,其为矽化钛(TiSix)层,其中x约为2;第二Ti层,含有氮化钛且设置在该第一Ti层上方;第一W层,含有钨且设置在该第二Ti层;及第二W层,其为矽化钨层且设置在该第一W层上方。如申请专利范围第1项之装置,其中该第一Ti层、该第二Ti层、和该第一W层系源自钛层和氮化钨层的热处理取得。如申请专利范围第2项之装置,其中该氮化钨层的氮含量约为10%到50%,而且厚度约为50 到100 。如申请专利范围第2项之装置,其中该钛层所形成的厚度约为50 或更薄。如申请专利范围第4项之装置,其中该钛层所形成的厚度约为5 到30 。如申请专利范围第1项之装置,还包含第三Ti层,设置在该第一W层和该第二W层之间,该第三Ti层包含氮化钛。如申请专利范围第6项之装置,其中该第三Ti层之氮化钛的氮含量约为10%到50%,而且形成的厚度约为40 到200 。如申请专利范围第1项之装置,还包含第三W层,设置在该第二W层上方,而且包含氮化钨矽。如申请专利范围第8项之装置,其中该氮化钨矽系源自矽化钨层和氮化钨层的热处理取得。如申请专利范围第9项之装置,其中该矽化钨层包含非晶态的矽化钨(WSix)层,其中x的范围约在2和5之间。如申请专利范围第1项之装置,其中该第一电极系掺杂P型杂质之多晶矽系电极。如申请专利范围第11项之装置,其中该P型杂质包含硼(B)。如申请专利范围第1项之装置,其中该闸极结构系形成为双闸极结构,包含:第一闸极结构,包含掺杂N型杂质之多晶矽系电极和钨电极,其中该掺杂N型杂质之多晶矽系电极系形成在该中间结构下方,而该钨电极系形成在该中间结构上方;及第二闸极结构,包含掺杂P型杂质之多晶矽系电极和钨电极,其中该掺杂P型杂质之多晶矽系电极系形成在该中间结构下方,而该钨电极系形成在该中间结构上方。一种用以形成半导体装置之闸极结构的方法,该方法包含:在临近基板的上表面形成第一电极;在该第一电极上方形成中间结构,该中间结构包含钛层和矽化钨层;及在该中间结构上方形成第二电极,其中形成该中间结构包含:在该第一电极上方形成该钛层、第一氮化钨层、和氮化钛层;及在该氮化钛层上方形成该矽化钨层和第二氮化钨层如申请专利范围第14项之方法,其中形成该中间结构包含执行化学气相沉积(CVD)法、原子层沉积(ALD)法、和物理气相沉积(PVD)法其中之一。如申请专利范围第14项之方法,其中该矽化钨(WSix)层具有范围约2到5之矽对钨的原子比率。如申请专利范围第14项之方法,其中该矽化钨层系非晶态。如申请专利范围第14项之方法,其中该矽化钨层系藉由执行化学气相沉积(CVD)法和物理气相沉积(PVD)法其中之一形成,而该钛层、该第一氮化钨层、该氮化钛层、和该第二氮化钨层是藉由执行PVD法形成。如申请专利范围第14项之方法,其中该钛层所形成的厚度约为50 或更薄。如申请专利范围第19项之方法,其中该钛层所形成的厚度约为5 到30 。如申请专利范围第14项之方法,其中该氮化钛层所形成的厚度约为20 或更厚。如申请专利范围第21项之方法,其中该氮化钛层所形成的厚度约为40 到200 。如申请专利范围第14项之方法,其中该第一和第二氮化钨层每层所形成的厚度范围约为从50 到100 。如申请专利范围第16项之方法,其中该第一和第二氮化钨层每层具有的氮含量约为10%到50%。如申请专利范围第16项之方法,其中该矽化钨层所形成的厚度范围约为从40 到100 。如申请专利范围第14项之方法,其中该第一电极包含掺杂P型掺杂物的多晶矽层,该P型掺杂物包含硼。如申请专利范围第14项之方法,其中该第二电极包含金属层,该金属层包含钨。如申请专利范围第14项之方法,其中该闸极结构系形成为双闸极结构,其中该第一电极包含分为掺杂N型杂质部分和掺杂P型杂质部分之多晶矽层。如申请专利范围第14项之方法,其中该第一电极包含多晶矽层,且将该钛层、该第一氮化钨层、该氮化钛层、该矽化钨层、和该第二氮化钨层加以热处理,以得到在该多晶矽层上方之矽化钛层、在该矽化钛层上方之第一氮化钛层、在该第一氮化钛层上方之钨层、在该钨层上方之第二氮化钛层、在该第二氮化钛层上方之矽化钨层、及在该矽化钨层上方之氮化钨矽层,其中矽化钛(TiSix)层具有约为2之矽化物对钛的原子比率。
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