发明名称 沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法
摘要 一种沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法。本发明提供一种于闸极介电质上形成矽锗闸极的方法与结构。一多晶矽润湿薄层不但可作为氧化矽介电层的连续覆盖也可降低矽锗层的形成时间。连续性的润湿层将获致均匀平坦地厚闸极结构。同时,此多晶矽润湿层可达到够薄以使分离锗至电极与氧化层的界面所需之热需降至最低,以及提供晶界扩散以帮助锗扩散。而且多晶矽润湿层、矽锗层与一之后形成的矽顶盖层均可在大气压力下临场形成。
申请公布号 TW477075 申请公布日期 2002.02.21
申请号 TW089125936 申请日期 2001.02.12
申请人 ASM股份有限公司 发明人 马吉M 曼苏
分类号 H01L29/786 主分类号 H01L29/786
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,包括:于一闸极介电层上沉积厚度约在15埃至100埃之间的一多晶矽层;以及于该多晶矽层上直接沉积一矽锗层。2.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,更包括在与该闸极介电层的一界面分离锗。3.如申请专利范围第2项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中不需要一不同的回火步骤使该矽锗层的锗扩散至该多晶矽层。4.如申请专利范围第2项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中于该闸极介电层的该界面的一锗含量约在20%至50%之间。5.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该多晶矽层与该矽锗层是在一化学气相沉积室中临场进行。6.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中该多晶矽层沉积之厚度约为20埃至50埃之间。7.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该矽锗层包括同时流入一矽气体源与锗烷。8.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,更包括于该矽锗层上沉积一顶盖层。9.如申请专利范围第8项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中该顶盖层包括非晶矽。10.如申请专利范围第9项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该多晶矽层与该矽锗层与该顶盖层是在一化学气相沉积室中临场进行。11.如申请专利范围第9项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,更包括于该顶盖层上沉积一金属层以及使该金属层与该顶盖层反应。12.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该多晶矽层需维持一基底温度在600℃至700℃之间。13.如申请专利范围第12项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该多晶矽层需维持一基底温度在600℃至650℃之间。14.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中该闸极叠层的表面粗糙度少于50埃均方根。15.如申请专利范围第14项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中该闸极叠层的表面粗糙度少于20埃均方根。16.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该矽锗层包括在一大于500Torr的压力下进行一化学气相沉积。17.如申请专利范围第16项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中沉积该矽锗层包括在约一大气压力下进行一化学气相沉积。18.如申请专利范围第1项所述之于半导体基底上形成电晶体闸极电极的方法,其中该闸极介电层包括氧化矽。19.一种于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,包括于该介电层上沉积一多晶矽润湿层,于该多晶矽层上化学气相沉积该矽锗层,以及扩散锗从该矽锗层至该介电层之一界面,其中沉积该多晶矽与该矽锗层均在大于500Torr下进行。20.如申请专利范围第19项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中该介电层包括氧化矽。21.如申请专利范围第19项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中该介电层包括氮化矽。22.如申请专利范围第19项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中化学气相沉积该矽锗层包括同时流入一矽烷基矽气体源与锗烷。23.如申请专利范围第19项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中沉积该多晶矽润湿层包括在一单基底沉积室中维持一约在600℃至700℃之间的沉积温度。24.如申请专利范围第23项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中沉积该多晶矽润湿层包括在一单基底沉积室中维持约在一大气压力。25.如申请专利范围第19项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中该多晶矽层沉积之厚度约为15埃至100埃之间。26.如申请专利范围第25项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中该多晶矽层沉积之厚度约为30埃至50埃之间。27.如申请专利范围第26项所述之于含矽介电层上沉积一矽锗层之方法,其中该介电层包括覆盖于一半导体基底的一闸极介电层。28.一种具有少于50埃均方根表面粗糙度的沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法,包括:形成一氧化矽闸极介电层;沉积厚度约在15埃至50埃之间的一矽润湿层;以及于该矽润湿层上直接在约大于700Torr压力下沉积一临场掺杂锗矽层。29.如申请专利范围第28项所述之具有少于50埃均方根表面粗糙度的沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法,其中该矽润湿层包括多品质矽材质。30.如申请专利范围第29项所述之具有少于50埃均方根表面粗糙度的沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法,其中沉积该矽层包括在一单基底化学气相沉积室中维持一约在600℃至700℃之间的沉积温度。31.如申请专利范围第28项所述之具有少于50埃均方根表面粗糙度的沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法,更包括于该掺杂锗矽层上沉积一非晶矽顶盖层。32.如申请专利范围第31项所述之具有少于50挨均方根表面粗糙度的沉积包含矽锗层之闸极叠层的方法,其中该矽润湿层,该掺杂锗矽层与该非晶矽顶盖层均在一单基底沉积室中维持约在一大气压力下临场沉积。图式简单说明:第1图是依照本发明一较佳实施例一种形成闸极叠层的制造流程图;第2图是依照本发明一较佳实施例一半导体基底的上表面剖面图;第3图是绘示在第2图基底表面形成一闸极介电层之后的剖面图;第4图是绘示在第3图之闸极介电层上直接沉积一层多晶矽润湿层的剖面图;第5图是绘示在第4图之多晶矽润湿层上直接沉积一层矽锗层的剖面图;第6图是绘示在第5图之矽锗层上继续沉积一层矽层的剖面图;第7图是绘示在第6图之矽顶盖层上沉积一层金属层的剖面图;第8图是绘示经过一回火步骤金属层随闸极的上方矽部分矽化,且在闸极与介电层界面分离锗的剖面图;第9图是依照本发明一较佳实施例所得之沉积于氧化矽层上的连续性矽锗层的欧杰曲线图(AugerProfile);第10图是沉积于覆盖氧化矽层之非晶矽晶种层上的不连续矽锗层的Auger Profile;第11图是沉积于非晶矽晶种层上的不连续矽锗层的扫描式电子显微图(Scanning Electron Micrograph);以及第12图是依照本发明一较佳实施例所得之沉积于在氧化矽基底顶部的多晶矽润湿层上之连续矽锗层的穿透式电子显微镜图(Transmission ElectronMicrograph)。
地址 美国