发明名称 形成具有高介电常数及低介电常数区的电晶体闸极介电材料之方法
摘要 一种用于形成具有不同介电常数区域之闸极介电质的方法。一个伪介电层(dummy dielectric layer)被形成于一半导体结构上。该伪介电层被刻画而形成一闸极开口。一个高介电常数介电层被形成于该伪介电质上及该闸极开口中。一个低介电常数层被形成于该高介电常数介电层上。壁面间隔物被形成于该低介电常数介电层之该闸极开口边缘上。该低介电常数介电层由该壁面间隔物间之该闸极开口底部被移除。该壁面间隔物被移除,而形成一阶梯式闸极开口。该阶梯式闸极开口具有一个高介电常数介电层与一个低介电常数层于该闸极开口的壁面上与底部边缘,以及仅有一个高介电常数介电层位于该阶梯式闸极开口的底部中心。一闸电极被形成于该阶梯式闸极开口中。
申请公布号 TW488018 申请公布日期 2002.05.21
申请号 TW090111243 申请日期 2001.05.11
申请人 特许半导体制造公司 发明人 詹姆斯李雍盟;林杨旷;耶鲁汉卡拉玛雷玛;张齐汉;陈兰;吉萨魁克;拉维讯德;潘阳
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 林火泉 台北市忠孝东路四段三一一号十二楼之一
主权项 1.一种用于形成电晶体闸极介电质的方法,包含有的步骤为:a.形成一个伪介电层(dummy dielectric layer)于一半导体结构上,并将该伪介电层刻画而形成一闸极开口;其中该闸极开口的底部为该半导体结构的顶端表面;b.形成一个高介电常数介电层于该伪介电层的底部与壁面上,并形成一个低介电常数层于该高介电常数介电层上;c.形成间隔物于该闸极开口壁面上;d.将未为该间隔物所覆盖的该低介电常数介电层蚀刻;e.将该间隔物移除;以及f.形成一个闸电极于该闸极开口中之该高介电常数介电层与该低介电常数层上。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该低介电常数介电层由经氟化的二氧化矽所组成。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该高介电常数介电层由氧化锆(ZrO2)所组成。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该高介电常数介电层由氧化钽(Ta2O5)所组成。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该高介电常数介电层由氧化钛(TiO2)所组成。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该高介电常数介电层由氮化矽(Si3N4)所组成。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该低介电常数介电层具有约30埃至100埃之间的厚度,而该高介电常数介电层则具有约10埃至100埃之间的厚度。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该低介电常数介电层在该闸电极下方之该闸电极的各边延伸约50埃至200埃间的距离。9.如申请专利范围第1项之方法更包含的步骤有:g.将该闸电极、该低介电常数介电层与该高介电常数介电层平坦化,并终止于该伪介电层;h.将该伪介电层移除;i.形成轻微掺杂源极与汲极区域于邻接该闸电极的该半导体结构中;j.形成邻接该闸电极的间隔物;k.形成源极与汲极区域于邻接该间隔物的半导体结构中。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该低介电常数介电层延伸超过至少部分的该轻微掺杂源极/汲极区域。11.一种用于形成电晶体闸极介电质的方法,包含有的步骤为:a.形成一个伪介电层于一半导体结构上,并将该伪介电层刻画而形成一闸极开口;其中该闸极开口的底部为该半导体结构的顶端表面;b.形成一个高介电常数介电层于该伪介电层的底部与壁面上,并形成一个低介电常数层于该高介电常数介电层上;c.形成间隔物于该闸极开口壁面上;d.将未为该间隔物所覆盖的该低介电常数介电层蚀刻;e.将该间隔物移除;f.形成一个闸电极于该闸极开口中之该高介电常数介电层与该低介电常数层上,其中该低介电常数介电层在该闸电极下方之该闸电极的各边延伸约50埃至200埃间的距离;g.将该闸电极、该低介电常数介电层与该高介电常数介电层平坦化,并终止于该伪介电层;h.将该伪介电层移除;i.形成轻微掺杂源极与汲极区域于邻接该闸电极的该半导体结构中;j.形成邻接该闸电极的间隔物;以及k.形成源极与汲极区域于邻接该间隔物的半导体结构中。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该低介电常数介电层由经氟化的二氧化矽所组成。13.如申请专利范围第11项之方法,其中该高介电常数介电层由氧化锆(ZrO2)所组成。14.如申请专利范围第11项之方法,其中该高介电常数介电层由氧化钽(Ta2O5)所组成。15.如申请专利范围第11项之方法,其中该高介电常数介电层由氧化钛(TiO2)所组成。16.如申请专利范围第11项之方法,其中该高介电常数介电层由氮化矽(Si3N4)所组成。17.如申请专利范围第11项之方法,其中该低介电常数介电层具有约30埃至100埃之间的厚度,而该高介电常数介电层则具有约10埃至100埃之间的厚度。图式简单说明:第1图至第7图系说明根据本发明之一种用于形成具有不同介电常数区域之闸极介电质的制程的依序剖面图。
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