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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN101950756A
(43)申请公布日2011.01.19
(21)申请号CN201010226328.7
(22)申请日2010.07.08
(71)申请人台湾积体电路制造股份有限公司
地址中国台湾新竹市
(72)发明人张简旭珂吴斯安陈圣文
(74)专利代理机构隆天国际知识产权代理有限公司
代理人姜燕
(51)Int.CI
H01L29/40
H01L29/78
H01L21/336
H01L21/28
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
n型场效应晶体管、其金属栅极及
其制造方法
(57)摘要
本发明提供一种n型场效应晶体管
的金属栅极、n型场效应晶体管及其制造
方法,该n型场效应晶体管的金属栅极包
括:一盖层;一包含Ti与Al的第一金属
层,位于盖层上;一金属氧化层,位于第
一金属层上;一阻挡层,位于金属氧化层
上;以及一第二金属层,位于阻挡层上。
本发明可用来形成n型场效应晶体管的金
属栅极,且所形成的金属栅极具有低漏电
路径。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种n型场效应晶体管的金属栅极,包括:
一盖层;
一第一金属层,位于该盖层上,其中该第一金属层包含Ti与Al;
一金属氧化层,位于该第一金属层上;
一阻挡层,位于该金属氧化层上;以及
一第二金属层,位于该阻挡层上。
2.根据权利要求1所述的n型场效应晶体管的金属栅极,其中该金属氧化层中Al
对Ti的原子比为2-3。
3.根据权利要求1所述的n型场效应晶体管的金属栅极,其中该金属氧化层的厚度
为
4.一种n型场效应晶体管,包括:
一基底,具有一有源区;
一栅极介电层,位于该有源区上;
一盖层,位于该栅极介电层上;
一第一金属层,位于该盖层上,其中该第一金属层包含Ti与Al;
一金属氧化层,位于该第一金属层上;
一阻挡层,位于该金属氧化层上;
一第二金属层,位于该阻挡层上;以及
一源/漏极区,位于该栅极介电层两侧的有源区中。
5.根据权利要求4所述的n型场效应晶体管,其中该第一金属层中Al对Ti的原子
比为1-3。
6.根据权利要求4所述的n型场效应晶体管,其中该金属氧化层中Al对Ti的原子
比为2-3。
7.一种n型场效应晶体管的制造方法,包括:
在一基底上形成一栅极介电层;
在一介电层中形成一开口,且该开口位于该栅极介电层上方;
沉积一第一金属层于该栅极介电层上且部分填充该开口,其中该第一金属层包含
Ti与Al;
氧化该第一金属层以形成一金属氧化层于该第一金属层的上表面;以及
沉积一第二金属层以完全填充该开口。
8.根据权利要求7所述的n型场效应晶体管的制造方法,其中氧化该第一金属层的
步骤包括:将该第一金属层的上表面暴露于一含氧的气氛。
9.根据权利要求7所述的n型场效应晶体管的制造方法,其中氧化该第一金属层的
步骤包括:将该第一金属层的上表面暴露于空气下。
10.根据权利要求7所述的n型场效应晶体管的制造方法,其中氧化该第一金属层
的步骤包括:将该第一金属层的上表面暴露于等离子体下。
说明书
技术领域
本发明涉及集成电路的制造,且特别涉及一种具有金属栅极的半导体元件。
背景技术
随着晶体管的尺寸缩小,栅极氧化层的厚度也必须跟着减少,以维持栅极长度缩小
后的性能。高介电常数(high-k)的栅极绝缘层,在相同的等效栅极氧化层厚度之下
能拥有较大的实际物理厚度以降低栅极漏电流。
此外,随着技术节点持续缩小,部分的IC设计中需以金属栅极取代传
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