发明名称 用于形成具有双闸极之CMOS类型的半导体元件之方法
摘要 一种用以形成一个具有双闸极之CMOS类型的半导体元件之方法系包括依序地在第一与第二杂质类型的电晶体区域中之一个基板的表面之上形成一第一闸极绝缘层以及一第一内含金属的层、移除在该第二杂质类型的电晶体区域中之第一内含金属的层以及第一闸极绝缘层、在该第二杂质类型的电晶体区域中形成一第二闸极绝缘层以及一第二内含金属的层、并且藉由图案化该第一以及第二内含金属的层来分别在该第一以及第二杂质类型的电晶体区域中形成第一以及第二电极。当在该等电晶体区域中之第一以及第二杂质分别是p型与n型的杂质时,该第一内含金属的层之弗米能阶系具有一个能阶类似于在该被浓密地掺杂一种p型的杂质之第一杂质类型的电晶体区域中之矽层的平衡带,并且该第二内含金属的层之弗米能阶系具有一个能阶类似于在该被浓密地掺杂一种n型杂质之第二杂质类型的电晶体区域中之矽层的导带。
申请公布号 TW543153 申请公布日期 2003.07.21
申请号 TW090122375 申请日期 2001.09.10
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 金雨植;李来寅
分类号 H01L21/8228 主分类号 H01L21/8228
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种用以形成一个CMOS类型的半导体元件之方法,其系包括步骤有:依序地在第一与第二杂质类型的电晶体区域中之一个基板的表面之上形成一第一闸极绝缘层以及一第一内含金属的层,一隔离层系被形成在该第一与第二杂质类型的电晶体区域之上;藉由各向异性并且选择性地蚀刻该第一内含金属的层来露出在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第一闸极绝缘层;移除在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第一闸极绝缘层;在其上该第一闸极绝缘层被移除之第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上形成一第二闸极绝缘层;在该第二闸极绝缘层被形成于其上之基板的表面上形成一第二内含金属的层;藉由图案化该第一内含金属的层来在该第一杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上形成一第一闸极电极;并且藉由图案化该第二内含金属的层来在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上形成一第二闸极电极。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一与第二闸极绝缘层系藉由热氧化该基板而被形成。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中该第一内含金属的层系由一种并不在该形成一第二闸极绝缘层的步骤中形成绝缘氧化物之材料所形成。4.根据申请专利范围第3项之方法,其中该第二内含金属的层系被形成在该包含第二杂质类型的电晶体区域之基板的整个表面之上;并且其中该形成第一与第二闸极电极的步骤系同时透过相同的图案化制程而被实行。5.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一与第二闸极绝缘层系分别由一层包括一种绝缘金属化合物之高介电质层所形成的。6.根据申请专利范围第5项之方法,其中该高介电质层系由从Al2O3.HfO2.HfSiO4.ZrO2.ZrSiO4.以及La2O3中选出的一种所形成的。7.根据申请专利范围第1项之方法,在该形成一第二内含金属的层的步骤之后,其更包含形成一金属层的步骤。8.根据申请专利范围第1项之方法,其中形成第一与第二闸极电极的步骤系同时透过相同的图案化制程而被实行。9.根据申请专利范围第1项之方法,其中移除该第一闸极绝缘层的步骤系藉由一种湿式蚀刻制程而被实行。10.根据申请专利范围第1项之方法,在该形成该第二内含金属的层的步骤之后,其更包含移除在该第一杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第二内含金属的层之步骤。11.根据申请专利范围第10项之方法,其中该第二闸极绝缘层以及该第二内含金属的层系被形成在该基板的整个表面之上,并且该第二闸极绝缘层在该移除该第二内含金属的层的步骤中系作用为一个蚀刻阻绝层;并且在移除该第二内含金属的层的步骤之后,其更包含移除在该第一杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第二闸极绝缘层的步骤。12.根据申请专利范围第1项之方法,其中在该第一杂质类型的电晶体区域中之一通道层系被掺杂一种n型杂质,并且该第一内含金属的层系由从RuO2.Mo、TaN、WN、Pt、Ir、以及Ni中选出的一种所形成的。13.根据申请专利范围第1项之方法,其中在该第二杂质类型的电晶体区域中之一通道层系被掺杂一种p型的杂质,并且该第二内含金属的层系由从Ta、Zr、Hf以及Ti中选出的一种所形成的。14.根据申请专利范围第1项之方法,其更包含步骤有:分别用p型与n型的杂质轻微地掺杂在该第一与第二杂质电晶体区域中之基板的表面;在该等闸极电极的侧壁之上形成间隙壁;并且分别用该p型与n型的杂质浓密地掺杂在该第一与第二杂质电晶体区域中之基板的表面。15.一种用以形成一个CMOS类型的半导体元件之方法,其系包括步骤有:依序地在第一与第二杂质类型的电晶体区域中之一个基板的表面之上形成一第一闸极绝缘层以及一第一内含金属的层,一隔离层系被形成在该第一与第二杂质类型的电晶体区域之上;藉由各向异性并且选择性地蚀刻该第一内含金属的层来露出在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第一闸极绝缘层;移除在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第一闸极绝缘层;藉由热以及选择性地氧化在其中该第一闸极绝缘层被移除之第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上形成一第二闸极绝缘层;在该第二闸极绝缘层被形成于其上的基板之表面上形成一第二内含金属的层;并且藉由形成一个光阻图样在该第二内含金属的层之上并且图案化该第二与第一内含金属的层,以在该第一与第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面之上分别形成第一与第二闸极电极。16.一种用以形成一个CMOS类型的半导体元件之方法,其系包括步骤有:依序地在第一与第二杂质类型的电晶体区域中之一个基板的表面之上形成一第一闸极绝缘层以及一第一内含金属的层,一隔离层系被形成在该第一与第二杂质类型的电晶体区域之上;藉由各向异性并且选择性地蚀刻该第一内含金属的层来露出在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第一闸极绝缘层;移除在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第一闸极绝缘层;在其上该第一闸极绝缘层被移除之基板的整个表面之上形成一第二闸极绝缘层以及一第二内含金属的层;藉由利用一个光阻图样作为一个蚀刻遮罩来移除在该第一杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第二内含金属的层以及第二闸极绝缘层,同时保护在该第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面上之第二内含金属的层以及第二闸极绝缘层;并且藉由一种光阻来形成一个闸极电极图样并且蚀刻该第二与第一内含金属的层,而分别在该第一与第二杂质类型的电晶体区域中之基板的表面之上形成第一与第二闸极电极。图式简单说明:图1至图4是用于描绘一种用于形成一个具有双闸极之CMOS类型的半导体元件之习知的方法之制程步骤的剖面图。图5至图8是用于描绘根据本发明的一个较佳实施例之一种用于形成一个具有双闸极之CMOS类型的半导体元件之方法的制程步骤之剖面图。图9至图13是用于描绘根据本发明的另一个较佳实施例之一种用于形成一个具有双闸极之CMOS类型的半导体元件之方法的制程步骤之剖面图。
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