发明名称 制造电晶体闸极电极的方法、微电子元件、制造闸极电极的方法
摘要 一种制造电晶体闸极电极的方法。在一实施例中,先于基底的第一与第二区形成金属层,其中第一与第二区分别具有不同型态的第一与第二掺质,而半导体层至少在第二区的一部份上形成。接着热处理此金属层,以在第一区上形成金属闸极电极,且同时加热金属层与半导体层,以在第二区上形成复合金属闸极电极。
申请公布号 TWI267169 申请公布日期 2006.11.21
申请号 TW094114382 申请日期 2005.05.04
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 王志豪;李宗霖;王焱平;张俊彦
分类号 H01L21/8238(2006.01);H01L21/335(2006.01) 主分类号 H01L21/8238(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种制造电晶体闸极电极的方法,包括: 形成一金属层于一基底的第一与第二区上,该第一 与第二区分别具有不同型态的第一与第二掺质; 形成一半导体层于该第二区的至少一部份上; 热处理该金属层,以形成一金属闸极电极于该第一 区上;以及 热处理该金属层与该半导体层,以形成一复合金属 闸极电极于该第二区上。 2.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该半导体层包括非晶矽。 3.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该半导体层具有一〈100〉以外的晶 格指向(crystalline orientation)。 4.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,尚包括在该热处理前图案化该金属层与 该半导体层,以定义该金属闸极电极与该复合金属 闸极电极的边缘。 5.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,尚包括在该热处理后图案化该金属层与 该半导体层,以定义该金属闸极电极与该复合金属 闸极电极的边缘。 6.如申请专利范围第I项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该第一掺杂区包括一P型掺质与该 第二掺杂区包括一N型掺质。 7.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该基底为一P型基底且该第二区为 该基底的一N型掺杂区。 8.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中形成该半导体层的步骤包括形成该 半导体层于该金属层上。 9.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该金属层包括钼。 10.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该金属电极与该复合金属闸极电极 分别具有第一与第二功函数,该功函数差大体上为 0.676 eV。 11.如申请专利范围第1项所述之制造电晶体闸极电 极的方法,其中该热处理步骤包括一退火处理。 12.一种微电子元件,包括: 一基底包括第一与第二掺杂区分别具有不同型态 的第一与第二掺质; 一金属闸极电极位于该第一掺杂区上;以及 一复合金属闸极电极位于该第二掺杂区上。 13.如申请专利范围第12项所述之微电子元件,其中 该第一掺杂区包括一P型掺质且该第二掺杂区包括 一N型拆杂质。 14.如申请专利范围第12项所述之微电子元件,其中 该金属闸极电极包括钼且该复合金属闸极电极包 括矽化钼。 15.一种制造闸极电极的方法,包括: 形成具有第一厚度的第一金属层于一基底的第一 区上; 形成具有第二厚度的第二金属层于该第一金属层 上; 形成具有第三厚度的第三金属层于该基底的第二 区上,其中该第一与第二区分别具有第一与第二掺 质; 形成具有第四厚度的第四金属层于该第三金属层 上; 热处理该第一与第二金属层以形成第一复合金属 闸极电极;以及 热处理该第三与第四金属层以形成第二复合金属 闸极电极,其中该第一与第二厚度整体实质上不同 于该第三与第四厚度整体。 16.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一与第三金属层的组成大体上类似 。 17.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第二与第四金属层的组成大体上类似 。 18.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,尚包括图案化该第一、第二、第三与第四金 属层,以于该第一区上形成第一堆叠且于该第二区 上形成第二堆叠。 19.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第二厚度大体上不同于该第四厚度。 20.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一厚度大体上不同于该第三厚度。 21.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一与第二金属层藉由共溅镀形成。 22.如申请专利范围第21项所述之制造闸极电极的 方法,其中: 进行共溅镀,在第一时间周期中对第一靶材施加第 一能量且在第二时间周期中对第二靶材施加第二 能量,以形成该第一金属层; 进行共溅镀,在第二时间周期中对第一靶材施加第 三能量且在第二时间周期中对第二靶材施加第四 能量,以形成该第二金属层,其中; 该第一能量大体上大于该第三能量; 该第二能量大体上小于该第四能量;以及 该第二时间周期马上接在该第一时间周期后。 23.如申请专利范围第21项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第三与第四金属层藉由共溅镀形成。 24.如申请专利范围第23项所述之制造闸极电极的 方法,其中: 执行共溅镀,在第三时间周期中对第三靶材施加第 五能量且在在第三时间周期中对第四靶材施加第 六能量,以形成该第三金属层; 执行共溅镀,在第四时间周期中对第三靶材施加第 七能量且在第四时间周期中对第四靶材施加第八 能量,以形成该第四金属层,其中; 该第五能量大体上大于该第七能量; 该第六能量大体上小于该第八能量;以及 该第四时间周期马上接在该第三时间周期后。 25.如申请专利范围第15项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一与第三金属层包括第一金属且该 第二与第三金属层包括第二金属。 26.如申请专利范围第25项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一金属为铪且该第二金属为钼。 27.如申请专利范围第25项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一金属为钼且该第二金属为铪。 28.一种制造闸极电极的方法,包括: 形成第一复合金属层于一基底的第一区上,该形成 步骤系藉由调整能量施加至第一与第二靶材之共 溅镀,以在该第一复合金属层中形成第一组成梯度 ; 形成第二复合金属层于该基底的第二区上,该形成 步骤系藉由调整能量施加至第三与第四靶材之共 溅镀,以在该第二复合金属层中形成第二组成梯度 ;其中该第一与第二区分别具有第一与第二掺杂型 ;以及 热处理与图案化该第一与第二复合金属层,以形成 第一与第二复合金属闸极电极。 29.如申请专利范围第28项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一与第二组成梯度大体上不同。 30.如申请专利范围第28项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一复合金属层在热处理后具有第一 厚度且该第二复合金属层在热处理后具有第二厚 度,其中该第一与第二厚度大体上不同。 31.如申请专利范围第28项所述之制造闸极电极的 方法,其中该第一与第三靶材为含铪靶材且该第二 与第四靶材为含钼靶材。 32.如申请专利范围第31项所述之制造闸极电极的 方法,其中铪与钼于该第一与第二组成梯度中的相 对比例梯度大体上不同。 33.如申请专利范围第28项所述之制造闸极雹极的 方法,其中至少一该第一与第二组成梯度大体上为 线性梯度。 34.如申请专利范围第28项所述之制造闸极电极的 方法,其中至少一该第一与第二组成梯度大体上为 指数型梯度。 35.如申请专利范围第28项所述之制造闸极电极的 方法,其中至少一该第一与第二组成梯度大体上为 抛物线型梯度。 36.如申请专利范围第28项所述之制造闸极电极的 方法,其中至少一该第一与第二组成梯度大体上为 双曲线型梯度。 图式简单说明: 第1图为一剖面图,用以说明本揭露一实施例之微 电子元件在制程中的部分结构; 第2图为一剖面图,用以说明第1图元件的后续制程; 第3图为一剖面图,用以说明本揭露另一实施例之 微电子元件在制程中的部分结构; 第4图为一剖面图,用以说明第3图元件的后续制程; 第5图为一剖面图,用以说明本揭露一实施例之积 体电路元件在制程中的部分结构。
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